ES2207972T3 - Valvula de cierre de plastico y procedimiento para su fabricacion. - Google Patents
Valvula de cierre de plastico y procedimiento para su fabricacion.Info
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Abstract
Procedimiento para la fabricación de una válvula de cierre para tuberías con una carcasa (1) hecha de plástico que presenta dos racores de empalme (2), en el que un elemento de cierre (3) que se puede ajustar a través de una unidad de accionamiento entre una posición de paso y una posición de cierre está alojado al menos por medio de anillos de rodamiento (4) y anillos de obturación (5), en el que una parte interior que presenta el elemento de cierre (3), los anillos de rodamiento y obturadores (4, 5), un manguito del rodamiento (8) y una pieza intercalada (6), en estado premontado, es recubierta por extrusión para la conformación de la carcasa (1) usando un medio adhesivo con plástico, caracterizado por las siguientes etapas del procedimiento: a) Generación de una pieza de bloqueo que conforme fundamentalmente la forma exterior de la pieza intercalada (6) y la forma interior de la carcasa (1) en la región de la pieza intercalada (6) a partir de plástico por medio de moldeado por inyección; b) Proyección e inyección de un plástico que conforme la pieza intercalada (6) sobre la pieza de bloqueo generada en la etapa a) del procedimiento, o en su interior, conformando al mismo tiempo una unión por soldadura de fusión entre el plástico de la pieza de bloqueo y el material de la pieza intercalada (6); c) Montaje de la parte interior de la válvula de cierre formada por el elemento de cierre (3), los anillos de rodamiento (4), los anillos de obturación (5), el manguito del rodamiento (8) y la pieza intercalada (6) (junto con la pieza de bloqueo), e introducción de la parte interior en un molde de inyección, d) Recubrimiento por extrusión de la parte interior premontada en la etapa c) del procedimiento con plástico conformando al mismo tiempo una unión por soldadura de fusión entre el plástico de la pieza de bloqueo que conforma al menos parcialmente la forma interior de la carcasa (1) y el material de la carcasa (1).
Description
Válvula de cierre de plástico y procedimiento
para su fabricación.
La invención trata de un procedimiento para la
fabricación de una válvula de cierre para tuberías con una carcasa
hecha de plástico que presenta dos racores de empalme, en el que un
elemento de cierre que se puede ajustar a través de una unidad de
accionamiento entre una posición de paso y una posición de cierre
está alojado al menos por medio de anillos de rodamiento y anillos
de obturación, en el que una parte interior que presenta el elemento
de cierre, los anillos de rodamiento y obturadores, un manguito del
rodamiento y una pieza intercalada, en estado premontado, es
recubierta por extrusión para la conformación de la carcasa usando
un medio adhesivo con plástico. Además, la invención trata de una
válvula de cierre fabricada según este procedimiento.
Un procedimiento de este tipo para la fabricación
de una válvula de cierre se conoce por ejemplo del documento DE 44
42 979 A1. En este conocido procedimiento, en una primera etapa del
procedimiento se recubren por extrusión con un recubrimiento de
plástico, en primer lugar, las bolas así como parcialmente el árbol
de la palanca de mando así como la parte inferior del cuello del
eje. En el siguiente paso de trabajo se dispone una pieza
intercalada elástica en la parte exterior del revestimiento de
plástico fabricado en el primer paso entre las regiones de las
bridas, y en el siguiente paso de trabajo se proyecta una capa de
plástico en la carcasa de la válvula sobre el revestimiento
provisto de la pieza intercalada elástica. Este procedimiento para
la fabricación de una carcasa de plástico para una válvula de
cierre es muy costoso, puesto que se ha de fabricar una carcasa de
la válvula completa de dos partes de plástico. La pieza intercalada
elástica usada sirve para provocar una separación entre el
revestimiento interior y la carcasa exterior de la válvula,
mientras que en el exterior de la región de la pieza intercalada
elástica, los dos plásticos del revestimiento interior y la carcasa
exterior de la válvula están unidos entre sí por el material. En
particular, a través de la conformación de la carcasa de la válvula
completa de dos partes, compuesta por un revestimiento interior y
un revestimiento exterior, este procedimiento conocido apenas se
usa de modo rentable.
Otro procedimiento para la fabricación de una
válvula de bola con una carcasa hecha de plástico se conoce del
documento EP-0 575 643-B1. En este
procedimiento conocido, para la generación de la carcasa de
plástico, la parte interior premontada en estado premontado se
introduce en un molde de inyección que genera la forma exterior de
la carcasa y la sección de paso de los racores de empalme, y a
continuación se recubre de plástico por extrusión. Este tipo de
fabricación de la carcasa de plástico en el que toda la válvula se
divide en una parte exterior y en una parte interior se ha
acreditado totalmente en la práctica. A través de la división en la
pieza interior premontada y la pieza exterior sobre la que se ha de
proyectar una capa, en el enfriamiento de la carcasa generada en el
molde de inyección se fuerza una contracción de las dos piezas de
la carcasa de modo relativo entre sí, y se evita una contracción de
la carcasa de modo radial hacia el interior, lo que llevaría
consigo un atascamiento de la bola de la válvula en la carcasa.
En particular, en el uso de una válvula de cierre
fabricada de esta manera en tuberías con un gran diámetro de los
racores de empalmes y con altas presiones de transporte en las
tuberías, en particular en el uso como válvula de cierre de gas, en
la práctica puede suceder que a pesar de la válvula de cierre
cerrada se produzca una perdida en la válvula de cierre debido a que
el medio que se ha de bloquear sale a presión entre la parte
interior y la parte exterior, es decir, entre la parte exterior del
elemento de cierre así como de los anillos de rodamiento y
obturadores y la parte interior de la carcasa de plástico. Estas
pérdidas se han de evitar de cualquier manera en particular al usar
las valvulerías para el bloqueo de tuberías de gas.
Partiendo de esto, la invención se basa en el
objetivo de mejorar un procedimiento para la fabricación de una
válvula de cierre para tuberías con una carcasa hecha de plástico de
tal manera que ningún medio que se haya de bloquear pueda salir
entre la parte interior y la parte exterior de la válvula y que
además la fabricación sea sencilla y económica de realizar. Además,
la invención se basa en el objetivo de preparar una válvula de
cierre fabricada según este procedimiento.
La consecución conforme a la invención de este
objetivo está caracterizada por las siguientes etapas del
procedimiento:
a) Generación de una pieza de bloqueo que
conforme fundamentalmente la forma exterior de la pieza intercalada
y la forma interior de la carcasa en la región de la pieza
intercalada a partir de un plástico por medio de moldeado por
inyección;
b) Proyección e inyección de un plástico que
conforme la pieza intercalada sobre la pieza de bloqueo generada en
la etapa a) del procedimiento, o en su interior, conformando al
mismo tiempo una unión por soldadura de fusión entre el plástico de
la pieza de bloqueo y el material de la pieza intercalada;
c) Montaje de la parte interior de la válvula de
cierre formada por el elemento de cierre, los anillos de rodamiento,
los anillos de obturación, el manguito del rodamiento y la pieza
intercalada (junto con la pieza de bloqueo), e introducción de la
parte interior en un molde de inyección,
d) Recubrimiento por extrusión de la parte
interior premontada en la etapa c) del procedimiento con plástico
conformando al mismo tiempo una unión por soldadura de fusión entre
el plástico de la pieza de bloqueo que conforma al menos
parcialmente la forma interior de la carcasa y el material de la
carcasa.
El procedimiento conforme a la invención se
caracteriza por el hecho de que el medio de adhesión que se usa para
la unión de la parte interior y la parte exterior de la válvula de
cierre sirve al mismo tiempo como pieza de bloqueo para la forma
exterior de la pieza intercalada y para la forma interior de la
carcasa en la región de la pieza intercalada. La pieza de bloqueo
fabricada a partir de un plástico en la primera etapa del
procedimiento se funde en el siguiente recubrimiento o proyectado
por extrusión para la conformación de la pieza intercalada y de la
carcasa de la válvula parcialmente a través del plástico proyectado,
de modo que se produce una unión por soldadura de fusión del
material entre la pieza de bloqueo y la pieza intercalada, por una
parte, y la carcasa de la válvula, por otra parte.
A través de esta unión del material entre la
parte interior y la parte interior de la carcasa (de la parte
exterior) se garantiza que se eviten las pérdidas descritas en el
estado de la técnica.
Según una forma de realización práctica de la
invención, como plástico para la pieza de bloqueo se usa un plástico
termoplástico. Los plásticos termoplásticos tienen en este caso la
ventaja de que, a través del calor que se produce al recubrir por
extrusión la parte interior con plástico, pasan a un estado plástico
y poco viscoso, y de este modo se adaptan muy bien a los contornos
exteriores de la parte interior y a los contornos interiores de la
parte exterior, y producen una soldadura entre ambas.
Según una forma de realización preferida de la
invención, se usa como plástico para la pieza de bloqueo un
copolímero de adhesión. Los copolímeros de adhesión se caracterizan
porque con un equipamiento adecuado, se unen muy bien con otros
plásticos, en particular polietilenos, y porque al proyectar
directamente una capa de plástico sobre un copolímero de adhesión,
este se funde parcialmente, y se conforma una unión por soldadura de
fusión entre los dos plásticos. Puesto que se usa preferentemente
polietileno como plástico para la carcasa de la válvula, los
copolímeros de adhesión están precisamente muy indicados como
copolímeros de adhesión.
La válvula de cierre para tuberías fabricada
según el procedimiento descrito anteriormente con una carcasa hecha
de plástico que presenta dos racores de empalme, en la que un
elemento de cierre que se puede regular a través de una unidad de
accionamiento entre una posición de paso y una posición de cierre
está alojado al menos por medio de anillos de rodamiento y anillos
de obturación, en el que una parte interior que presenta el elemento
de cierre, los anillos de rodamiento y obturadores, un manguito del
rodamiento y una pieza intercalada, en estado premontado, puede
recubrirse por extrusión para la conformación de la carcasa usando
un medio adhesivo con plástico, se caracteriza conforme a la
invención porque la parte interior y la carcasa (parte exterior)
están unidas por material al menos parcialmente a través de una
pieza de bloqueo moldeada por inyección a partir de un plástico, que
se corresponde con la forma exterior de la pieza intercalada y la
forma interior de la carcasa en la región de la pieza intercalada y
conforma una parte de la parte interior. Sólo por medio de la unión
por material conforme a la invención entre la parte interior de la
válvula de cierre y la parte exterior de la válvula de cierre que
conforma la carcasa de plástico, es posible contrarrestar pérdidas
interiores de la válvula de cierre, las cuales consisten en que el
medio bloqueado a través de la válvula de cierre sale a presión
entre la parte exterior de la parte interior y la parte interior de
la parte exterior. Adicionalmente, se mejora de modo persistente la
estática de toda la válvula a través de la unión por material de la
parte interior y del revestimiento de plástico.
Finalmente, con la invención se propone que en
una válvula de cierre conforme a la invención con una pieza
intercalada que una entre sí los anillos de rodamiento, estén
conformados en la pieza intercalada un cierto número de boquetes,
para así conseguir puntos de anclaje adicionales para una unión
positiva entre la carcasa (parte exterior) y la parte interior. Al
fundirse la pieza de bloqueo moldeada por inyección que sirve de
medio de adhesión, ésta penetra en los boquetes de la pieza
intercalada y se agarra de este modo en la pieza intercalada
mediante una unión positiva. A parte de la unión por material
realizada a través de la soldadura de fusión, se proporciona con
ello adicionalmente otra unión positiva.
Otras características y ventajas de la invención
se extraen de la siguiente descripción del dibujo correspondiente,
en el que se representa a modo de ejemplo una sección longitudinal a
través de una válvula de bola.
La válvula de bola representada en el ejemplo de
realización comprende una carcasa 1 hecha de plástico,
preferentemente polietileno, en la que están conformados en una
pieza dos racores de empalme 2 que apuntan en direcciones
contrarias. Estos racores de empalme 2 sirven para la unión de la
válvula de bola con una tubería no representada en el dibujo, hecha
del mismo modo de plástico. La carcasa 1 también puede estar
provista en el extremo de los racores de empalme 2 de bridas de
atornillamiento.
En el interior de la carcasa 1 está dispuesta una
bola de válvula 3 que sirve como elemento de cierre, que está
provista de un taladro de paso 3a, que se corresponde con la sección
de paso 2a de los racores de empalme 2. La bola de válvula 3 está
alojada por medio de dos anillos de rodamiento 4, que están
provistos, cada uno de ellos, de un anillo de obturación 5 para la
obturación respecto a la bola de válvula 3.
Adicionalmente, los anillos de rodamiento 4 están
unidos entre sí en el resto de la superficie del contorno a través
de una pieza intercalada en forma de anillo 6. Esta unión se puede
generar, por ejemplo, a través de pegado o soldado. En el dibujo se
muestran, por ejemplo, cordones de soldadura.
Para poder girar la bola de válvula 3
representada en el dibujo en la posición de paso para realizar una
estrangulación o para la regulación de la sección de paso 2a, en la
carcasa 1 está dispuesto un árbol de la palanca de mando 7 que rueda
sobre rodamientos en un manguito del rodamiento 8. El árbol de la
palanca de mando 7 se engrana por medio de una pieza de acoplamiento
7a en una hendidura correspondiente de la bola de válvula 3, de
manera que esta bola de válvula 3 puede ser girada por medio del
árbol de la palanca de mando 7 entre una posición de paso y una
posición de cierre. A tal fin, en el extremo del árbol de la
palanca de mando 7 situado en el exterior está conformado un
cuadrado 7b o un polígono. A parte de este accionamiento
representado para la bola de válvula, son posibles las más
diferentes unidades de accionamiento para el funcionamiento de los
elementos de cierre. De este modo, por ejemplo, también es posible
ajustar los elementos de cierre conformados como bolas de válvula o
válvulas-compuerta con conos de modo mecánico a
través de accionamientos eléctricos, neumáticos o hidráulicos. En
el ejemplo de realización representado, en el cuadrado 7b del árbol
de la palanca de mando 7 está situada una esfera de cambio 9
formada con una superficie clave 9a que está unida a través de un
tornillo 9b al árbol de la palanca de mando 7 de modo que no puede
girar. El extremo de la esfera de cambio 9 que penetra en la
carcasa 1 puede girar respecto a la carcasa 1 y adicionalmente está
obturado a través de una obturación 10.
El manguito del rodamiento 8 para el alojamiento
del árbol de la palanca de mando 7 está dispuesto en una hendidura
correspondiente de la pieza intercalada 6 en forma de anillo. En el
ejemplo de realización representado, el manguito de rodamiento 8 y
la pieza intercalada 6 están soldados entre sí. Para la obturación
del árbol de la palanca de mando 7 respecto al manguito de
rodamiento 8 se prevén en el ejemplo de realización dos obturaciones
anulares 11.
Dependiendo de la finalidad de uso, los anillos
de rodamiento 4, las bolas de válvula 3, la pieza intercalada 6 y el
manguito de rodamiento 8 pueden estar hechos de bronce industrial,
latón, acero inoxidable o plástico, preferentemente plásticos
reforzados por fibra óptica o polipropilenos. También es posible el
uso de diferentes materiales o combinaciones de materiales para las
piezas indicadas anteriormente, siempre y cuando se garantice que
las piezas se pueden unir entre sí. Para los anillos de obturación 5
y las obturaciones anulares 11 así como la obturación 10 se usa
preferentemente caucho nitrilbutílico. El árbol de la palanca de
mando 7, así mismo, puede estar fabricado de un material adecuado,
como por ejemplo bronce industrial, latón, acero inoxidable o
plástico.
Para fabricar la válvula de bola representada en
el dibujo se construye en un primer paso del procedimiento una pieza
de bloqueo por medio de moldeado por inyección a partir de un
plástico, preferentemente un copolímero de adhesión, que
fundamentalmente se corresponde con la forma exterior de la pieza
intercalada 6 y con la forma interior de la carcasa 1 en la región
de la pieza intercalada 6. A continuación, el plástico que conforma
la pieza intercalada 6 en forma anular es proyectado o bien
inyectado sobre la pieza de bloqueo fabricada en la anterior etapa
del procedimiento, o bien en su interior, gracias a lo cual al usar
copolímeros de adhesión para la conformación de la pieza de bloqueo,
estos se funden parcialmente y en el procedimiento de inyección para
la conformación de las piezas intercaladas 6 en forma anular se
conforma una unión por soldadura de fusión entre el plástico de la
pieza de bloqueo y el material de la pieza intercalada en forma
anular 6.
A continuación se fija en esta pieza intercalada
6 fabricada de esta manera el manguito del rodamiento 8. A
continuación se colocan los anillos de rodamiento 4 provistos de los
anillos de obturación 5 en las bolas de válvula 3 y se unen entre sí
por medio de la pieza intercalada 6 en forma de anillo.
En este estado premontado, las piezas que
conforman la parte interior de la válvula de cierre, es decir, la
bola de válvula 3, el anillo de rodamiento 4, los anillos de
obturación 5, el manguito de rodamiento 8 y la pieza intercalada 6
en forma de anillo, conjuntamente con la pieza de bloqueo, son
introducidas desde un plástico que sirve como medio de adhesión en
un molde de inyección no representado en el dibujo que genera la
forma exterior de la carcasa 1, y son recubiertas por extrusión con
plástico, preferentemente polietileno. En este nuevo procedimiento
de inyección se funde de nuevo el material de la pieza de bloqueo
que sirve como forma interior para la carcasa, de manera que
también entre el plástico de la carcasa 1 y el plástico de la pieza
de bloqueo se conforma una unión por soldadura de fusión. Para que
el plástico de la carcasa 1 pueda ir a parar en la dirección radial
hasta la bola de válvula 3, se prevén en la pieza intercalada 6 un
cierto número de entalladuras 6a.
A través de la disposición de la pieza
intercalada 6 que une entre sí a los anillos de rodamiento 4 y que
lleva el manguito de rodamiento 8 para el árbol de la palanca de
mando 7 en el interior de la carcasa 1 generada en el molde de
inyección, se lleva a cabo un tipo de división de la válvula en una
parte exterior que conforma la carcasa 1 y una parte interior
rodeada por la carcasa 1, si bien en el molde de inyección se
produce una carcasa de una sola pieza con racores de empalme
adaptados 2.
A través del uso de la pieza de bloqueo hecha de
un plástico para la conformación del contorno exterior de la pieza
intercalada 6 en forma de anillo y del contorno interior de la
carcasa 1 en la región de la pieza intercalada 6 en forma de anillo
se produce una unión obturadora por material entre la parte interior
y las piezas interiores de la carcasa 1 que conforman la parte
exterior, de manera que se evita que el material que se ha de
bloquear pase entre la parte interior y la parte interior de la
parte exterior.
Después de la fabricación descrita anteriormente
de la carcasa 1 de una pieza de plástico conformada con los racores
de empalme 2, se introduce el árbol de la palanca de mando 7 con sus
obturaciones anulares 11 en el manguito de rodamiento 8 de tal
manera que su pieza de acoplamiento 7a penetre en la hendidura
correspondiente de la bola de válvula 3. A continuación se atornilla
en la superficie frontal exterior del manguito de rodamiento 8 un
anillo de rodamiento 12, que, debido al talón conformado entre el
cuadrado 7b y la pieza media del árbol de la palanca de mando 7,
impide que el árbol de la palanca de mando 7 se salga del manguito
de rodamiento 8. En el ejemplo de realización, finalmente, se
deposita la esfera de cambio 9 sobre el cuadrado 7b del árbol de la
palanca de mando 7 y se fija por medio del tornillo 9b. La válvula
de bola está lista para el funcionamiento y puede ser empleada con
las superficies frontales de sus dos racores de empalme 2 en la
tubería de plástico correspondiente, en particular en una tubería
de suministro de gas.
Tal y como se puede ver a partir del dibujo, en
el ejemplo de realización representado, se da una válvula de bola
con una carcasa de plástico 1 de una pieza y un taladro de paso 3a
de la bola de válvula 3, que se corresponde con la sección de paso
2a de los racores de empalme 2, de manera que de ningún modo se
producen pérdidas por estrangulación en el interior de la válvula de
bola abierta. A través de la unión por material entre las piezas 3,
4, 5, 6 y 8 que conforman la parte interior así como el plástico de
la carcasa 1 se elimina el peligro de fugas dadas por el hecho de
que el medio que se ha de hermetizar pudiera salir entre la parte
interior y la parte exterior. Con ello se asegura que también en el
caso de altas presiones del medio que se ha de bloquear se garantice
una obturación interior realmente sin fugas a través de una válvula
de cierre fabricada de esta manera.
- 1
- Carcasa
- 2
- Racores de empalme
- 2a
- Sección de paso
- 3
- Bola de válvula, elemento de cierre
- 3a
- Taladro de paso
- 4
- Anillo de rodamiento
- 5
- Anillo de obturación
- 6
- Pieza intercalada
- 6a
- Acanaladura
- 7
- Árbol de la palanca de mando
- 7a
- Pieza de acoplamiento
- 7b
- Cuadrado
- 8
- Manguito de rodamiento
- 9
- Esfera de cambio
- 9a
- Superficie clave
- 9b
- Tornillo
- 10
- Obturación
- 11
- Obturación anular
- 12
- Anillo de rodamiento.
Claims (5)
1. Procedimiento para la fabricación de una
válvula de cierre para tuberías con una carcasa (1) hecha de
plástico que presenta dos racores de empalme (2), en el que un
elemento de cierre (3) que se puede ajustar a través de una unidad
de accionamiento entre una posición de paso y una posición de
cierre está alojado al menos por medio de anillos de rodamiento (4)
y anillos de obturación (5), en el que una parte interior que
presenta el elemento de cierre (3), los anillos de rodamiento y
obturadores (4, 5), un manguito del rodamiento (8) y una pieza
intercalada (6), en estado premontado, es recubierta por extrusión
para la conformación de la carcasa (1) usando un medio adhesivo con
plástico, caracterizado por las siguientes etapas del
procedimiento:
a) Generación de una pieza de bloqueo que
conforme fundamentalmente la forma exterior de la pieza intercalada
(6) y la forma interior de la carcasa (1) en la región de la pieza
intercalada (6) a partir de plástico por medio de moldeado por
inyección;
b) Proyección e inyección de un plástico que
conforme la pieza intercalada (6) sobre la pieza de bloqueo
generada en la etapa a) del procedimiento, o en su interior,
conformando al mismo tiempo una unión por soldadura de fusión entre
el plástico de la pieza de bloqueo y el material de la pieza
intercalada (6);
c) Montaje de la parte interior de la válvula de
cierre formada por el elemento de cierre (3), los anillos de
rodamiento (4), los anillos de obturación (5), el manguito del
rodamiento (8) y la pieza intercalada (6) (junto con la pieza de
bloqueo), e introducción de la parte interior en un molde de
inyección,
d) Recubrimiento por extrusión de la parte
interior premontada en la etapa c) del procedimiento con plástico
conformando al mismo tiempo una unión por soldadura de fusión entre
el plástico de la pieza de bloqueo que conforma al menos
parcialmente la forma interior de la carcasa (1) y el material de la
carcasa (1).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque como plástico para la pieza de bloqueo
se usa un plástico termoplástico.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque como plástico para la pieza de bloqueo
se usa un copolímero de adhesión.
4. Válvula de cierre para tuberías, en particular
que se puede fabricar según el procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, con una carcasa (1) hecha de plástico que
presenta dos racores de empalme (2), en la que un elemento de cierre
(3) que se puede ajustar a través de una unidad de accionamiento
entre una posición de paso y una posición de cierre está alojado al
menos por medio de anillos de rodamiento (4) y anillos de obturación
(5), en la que una parte interior que presenta el elemento de
cierre (3), los anillos de rodamiento y obturadores (4, 5), un
manguito del rodamiento (8) y una pieza intercalada (6), en estado
premontado, puede recubrirse por extrusión para la conformación de
la carcasa usando un medio adhesivo con plástico,
caracterizada porque la parte interior y la carcasa (1)
(parte exterior) están unidas entre sí por material al menos
parcialmente a través de una pieza de bloqueo moldeada por
inyección a partir de un plástico, que se corresponde con la forma
exterior de la pieza intercalada (6) y la forma interior de la
carcasa (1) en la región de la pieza intercalada (6) y conforma una
parte de la parte interior.
5. Válvula de cierre según la reivindicación 4
con una pieza intercalada (6) que une entre sí a los anillos de
rodamiento (4), caracterizada porque en la pieza intercalada
(6) y en la pieza de bloqueo moldeada por inyección está conformado
un cierto número de boquetes (6a) para conseguir puntos de anclaje
adicionales para la unión por material entre la carcasa (1) (parte
exterior) y la parte interior.
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