ES2236541T3 - Procedimiento para la estampacion de un casquillo, principalmente de un casquillo que forma una articulacion elastica y casquillo y articulacion elasticos obtenidos segun este procedimiento. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la estampación de un casquillo en el que - se realiza un casquillo (1), - se somete una extremidad (7) del casquillo a una estampación (11) para formar sobre un borde (17) de extremidad en este casquillo, dientes (23) en relieve, caracterizado por que - se forman cavidades (24) en el transcurso de esta estampación sobre este borde de extremidad de este casquillo.

Description

Procedimiento para la estampación de un casquillo, principalmente de un casquillo que forma una articulación elástica y casquillo y articulación elásticos obtenidos según este procedimiento.

La presente invención tiene por objeto un procedimiento para la estampación de un casquillo. Un casquillo de este tipo se utiliza, en particular, para formar una articulación elástica. La invención tiene igualmente por objeto un casquillo, obtenido según este procedimiento, así como una articulación elástica, obtenida a partir de un casquillo de este tipo. Sin que se pueda deducir cualquier limitación, la invención se describirá en el ámbito de la realización de un casquillo de este tipo utilizado para formar una articulación elástica. Las articulaciones elásticas consideradas serán, principalmente, articulaciones portantes, a ser instaladas en una suspensión de un vehículo. Tales articulaciones elásticas comprenden, esencialmente, un casquillo interno, rígido, insertado en el interior de un manguito elástico, por ejemplo de caucho. El procedimiento de realización al que hace referencia la invención es un procedimiento de estampación con el que se forma una extremidad, pero con el que se forman, preferentemente, las dos extremidades del casquillo de la articulación elástica, para que convenga mejor a la utilización pretendida.

Se conoce por la solicitud de patente europea EP-A-0 524 844 un procedimiento para el moldeo de un sobreespesor en las extremidades del casquillo interno de una articulación elástica de este tipo, principalmente tras un moldeo, que permite adherir el manguito elástico sobre el casquillo. Por otra parte se han descrito en este documento diferentes funciones de estas articulaciones elásticas. En una variante preferida de realización de una articulación elástica de este tipo, en este documento, se introduce una buterola en una extremidad hueca de un casquillo de una articulación de este tipo, mientras que se ejerce una reacción en la otra extremidad de esta articulación. A continuación se pone la buterola en movimiento de rodadura sobre la periferia de esta extremidad. En el transcurso de esta rodadura, la extremidad del casquillo se deforma y la buterola provoca un ensanchamiento de esta extremidad. Esta extremidad comprende entonces una forma abocardada circular, cuyo diámetro mayor es mayor que el diámetro mayor anterior del casquillo. Se sabe que tal ensanchamiento del diámetro en esta extremidad es favorable para una mejor distribución de los esfuerzos de fijación del casquillo, principalmente cuando se encaja contra un flanco de chapa de un chasis de un vehículo.

Un perfeccionamiento de este procedimiento de estampación, descrito igualmente en el documento citado, ha previsto la realización de dientes sobre un canto de la extremidad ensanchada del casquillo que debe entrar en contacto con este flanco de chapa. Tales dientes, orientados radialmente con relación a un eje del casquillo, están destinado a oponerse a cualquier deslizamiento de la articulación elástica encajada por su casquillo interno cuando el apriete axial sea defectuoso. En este caso está constituido un elemento saliente por acanaladuras radiales en relieve, los dientes. Estos dientes están marcados en el metal del casquillo rígido por huellas ahuecadas portadas por una cara ligeramente cónica de la buterola. Estas huellas se imprimen durante la rotación de una línea de apoyo corta de la buterola en un plano definido por un eje oblicuo de la buterola, que efectúa revoluciones alrededor de un eje geométrico de la articulación.

Con alturas de 0,3 hasta 1 mm, estas acanaladuras radiales en relieve son susceptibles, como lo hacen las nervaduras cilíndricas salientes, de imprimirse en la chapa situada enfrente, durante el apriete axial del montaje. El comportamiento en rotación tanto como la resistencia a los esfuerzos radiales quedan claramente mejorados incluso bajo un débil apriete axial. Se sabe, también, por las enseñanzas del documento citado anteriormente, que las huellas que corresponden a estas acanaladuras, o a nervaduras circulares de elementos salientes, y que corresponden a huecos en el metal de gran dureza de la buterola, pueden obtenerse mediante un moldeo en el transcurso de la fabricación de esta buterola. Por lo tanto se encuentran en relieve sobre la cara plana de la extremidad del casquillo interno rígido.

En el documento citado, se indica que el marcado de estas huellas se realiza sin deslizamiento de la buterola en el momento de la conformación de la extremidad del casquillo. Esto se produce, en particular, en el ejemplo descrito en este documento, cuando el número de dientes en relieve es importante, por ejemplo 24. En efecto, en el momento de su rodadura, la buterola se imbrica sucesivamente, sin deslizamiento, en cada uno de estos dientes y, en el transcurso de la fabricación, estos dientes se erigen poco a poco penetrando en los huecos correspondientes de la buterola. Cuanto más se aproxime a su término el procedimiento, tanto menor es el riesgo de deslizamiento que se presenta para la buterola con relación a la extremidad del casquillo.

Sin embargo, la operación de apriete del casquillo sobre el flanco de chapa no puede adquirir las calidades descritas anteriormente más que si los dientes de este casquillo penetran efectivamente en el flanco de chapa en el momento del apriete. Ahora bien, una penetración de este tipo no es posible, evidentemente, más que si estos dientes no están demasiado próximos entre sí. En efecto, si son demasiado numerosos, por lo tanto demasiado próximos, el flanco de chapa representa una especie de placa contra la cresta de estos dientes, demasiado numerosos, sin imbricarse realmente en estos dientes. Cuanto mayor sea el número de estos dientes, tanto menor será la presión sobre cada diente. De este modo se pierde en penetración. Una solución para aumentar la eficacia de este apriete consistiría por lo tanto o bien en aumentar el apriete durante el montaje, pero esto no es deseable desde el punto de vista de la simplificación del montaje, o bien reducir el número de dientes, por ejemplo realizando la tercera o la cuarta parte.

Infelizmente, en este caso se plantea un problema de fabricación. En efecto, si los dientes son menos numerosos, su distancia mutua queda aumentada y éste es el objetivo buscado para favorecer la penetración del flanco de chapa en los dientes. Sin embargo, el principio de conformación con una buterola implica una pequeña superficie de apoyo de la buterola en el momento de su paso sobre la extremidad del casquillo. Esta pequeña superficie de apoyo contribuye a ejercer fuerzas considerables sobre el metal de la extremidad del casquillo, lo que tiene por efecto su deformación. En estas condiciones sucede, que esta superficie de apoyo, teóricamente limitada a una línea de apoyo, se encuentra en un momento de conformación situada en el espacio entre dos dientes, sin que se haya imbricado en la buterola un diente precedente o un diente siguiente. Esta sufre, entonces, efectos asimilables a deslizamientos, que de manera que la buterola tiende entonces a marcar la extremidad del casquillo para realizar en la misma un diente, en un lugar diferente a aquél en el que esta buterola había comenzado a marcar este diente durante una revolución precedente. Por este motivo, a medida que se produce la rotación de la buterola, los dientes, poco numerosos, son aplastados por el desfasado del útil, desde una vuelta hasta la otra. Por lo tanto no puede erigirse de este modo ningún diente. Cuando se actúa de este modo se ve que este procedimiento no funciona más que si se retiene un número mínimo de dientes. El problema planteado en este caso consiste en que, para ciertas aplicaciones, este número mínimo de dientes es mayor que el número máximo de dientes útiles para favorecer un buen encajado del casquillo sin apriete exagerado.

Para remediar este problema, es posible aumentar el relieve de cavidades realizadas sobre una cara de apoyo de la buterola con el fin de marcar más profundamente los dientes en cada pasada. En este caso, cuanto más altos sean los dientes, menor será la aparición del problema de desaparición del trabajo de una vuelta precedente. En este caso, se puede obtener una conformación de la extremidad del casquillo con un número reducido de dientes. Una erección de los dientes de este tipo no se produce, sin embargo, más que si los dientes realizados son altos. Infelizmente, en este caso también es necesario un apriete mayor para garantizar la sujeción del casquillo, lo que no es deseable por los clientes.

Resulta de esta situación, que el procedimiento de estampación, que es el más económico para realizar las articulaciones elásticas, no permite elegir, a voluntad, la altura y el número de los dientes realizables sobre los bordes de las extremidades de los casquillos de estas articulaciones. O bien estos dientes son demasiado numerosos, o bien son demasiado altos.

La invención tiene por objeto remediar estos problemas señalando que si la buterola necesita numerosos índices para volver a encontrar sus marcas de una revolución a la otra, éstas no necesitan estar en relieve sino que, por el contrario, algunas de ellas pueden realizarse en hueco. Se prevé entonces dotar a la superficie ligeramente cónica de la buterola no solamente con cavidades sino también con dientes, con el fin de realizar sobre el borde de la extremidad del casquillo, respectivamente, dientes y cavidades. En este caso es posible que los dientes de la buterola, que provocan cavidades en el canto de la extremidad del casquillo, sean bastante altos como para asegurar la indexación de la buterola en el transcurso del conformado de la pieza a pesar de su pequeño número. Se comprende entonces fácilmente que durante el apriete del casquillo contra un flanco de chapa, este flanco de chapa podrá imprimirse en los dientes poco numerosos presentes sobre este borde aún cuando, evidentemente, no penetrará, o penetrará poco, en los huecos realizados en este borde del casquillo, asegurando así un buen contacto entre esta chapa y este borde.

La invención se refiere, por lo tanto, a un procedimiento para la estampación de un casquillo en el que

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se realiza un casquillo,

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se somete una extremidad del casquillo a un ensanchamiento para formar sobre un borde de extremidad de este casquillo dientes en relieve,

caracterizado porque

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en el transcurso de esta estampación se forman cavidades sobre el borde de extremidad de este casquillo.

La invención tiene igualmente por objeto un casquillo, principalmente un casquillo para una articulación elástica, del tipo que comprende un casquillo interno insertado en un manguito elástico, teniendo un borde de extremidad del casquillo dientes de apriete orientados radialmente con relación al eje del casquillo, estando en relieve estos dientes, caracterizado porque este borde comprende cavidades intercaladas con dientes en relieve.

La invención se comprenderá mejor por la lectura de la descripción que sigue y por el examen de las figuras que la acompañan. Éstas no han sido representadas mas que a título indicativo y en ningún caso limitativo de la invención. Las figuras muestran:

- las figuras 1a y 1b: vistas en sección de casquillos, y de una manera más particular de articulaciones elásticas, antes y después de la conformación según el procedimiento de la invención;

- la figura 2: una representación esquemática de una máquina de estampación utilizable en el procedimiento de la invención;

- la figura 3: una vista en detalle de la operación de estampación;

- las figuras 4a hasta 4c: ejemplos de realización según el estado de la técnica y según la invención, respectivamente, de los dientes por el procedimiento de estampación;

- la figura 5: una representación esquemática, en perspectiva, del borde de extremidad de un casquillo de una articulación elástica según la invención;

- la figura 6: la representación en perspectiva de una buterola.

Las figuras 1a y 1b muestran casquillos, principalmente casquillos para formar articulaciones elásticas, respectivamente antes y después de la conformación mediante la estampación según la invención. En la figura 1a se ha insertado un casquillo interno rígido 1, en un manguito elástico 2. Esta disposición puede haber sido realizada previamente según un procedimiento preferido de adhesión, descrito en el documento citado. El manguito elástico 2 puede comprender una primera camisa 3 y una segunda camisa 4, cilíndricas, circulares, separadas entre sí por una armadura intermedia 5 y puede estar sujeto en la periferia externa por medio de una armadura externa 6. El casquillo 1 y las armaduras 5 y 6 son, preferentemente, de acero. Se conoce la manera de someter a la armadura interna 5 y a la armadura externa 6 a un abocardado y/o a un estrechado mediante máquina de choque, incluso a un paso a través de hilera que asegure la reducción diametral de la armadura exterior 6, con el fin de comprimir la materia del manguito elástico.

La figura 1b retoma los mismos elementos y muestra, por otra parte, que una extremidad 7 al menos del casquillo 1 ha sufrido un ensanchamiento de manera que el diámetro externo 8 en el lugar en el que se encuentra este ensanchamiento sea mayor que un diámetro 9 de la pieza antes de la conformación (figura 1a). Este ensanchamiento concierne a la cara externa del casquillo 1. Éste puede concernir igualmente a la cara interna de este casquillo 1. Cuando se actúa de este modo se aumentan las calidades de fijación del casquillo sobre un soporte de un material menos duro que el casquillo 1, de manera típica un flanco de chapa de un chasis de vehículo. Esta fijación se realiza haciendo pasar un bulón a través del casquillo. Este ensanchamiento se realiza, preferentemente, tras la realización por sobremoldeo del manguito elástico sobre el casquillo para formar la articulación elástica. Un sobremoldeo previo es preferible puesto que es más simple debido a la forma cilíndrica del casquillo antes de la estampación. Como variante, el manguito puede realizarse sobre el casquillo, tras estampación, por sobremoldeo, o por engastamiento.

La figura 2 muestra el procedimiento de estampación conocido para realizar un ensanchamiento de este tipo. Según este procedimiento, el casquillo puede estar sujeto por un juego de dos semimatrices, semicoquillas 10 (únicamente se ha representado la semimatriz del lado izquierdo). La maquina de estampación comprende una buterola 11 dotada con un tetón 12 y con una cara de apoyo 13 ligeramente cónica. La cara de apoyo 13 se extiende desde la base del tetón 12 hasta la periferia 14 de la buterola. El tetón 12 esta insertado en el interior del casquillo 1. La buterola 11 gira sobre si misma, arrastrada por su eje 15 y, en el transcurso de sus rotaciones, tanto la cara de apoyo 13 como un montante cilíndrico 16 del tetón 12 giran contra la extremidad 7 del casquillo 1. La cara de apoyo 13 rueda contra un borde 17 de esa extremidad 7, mientras que el montante 16 rueda contra una extremidad 18 de la cavidad del casquillo 1. Un esfuerzo F ejercido sobre otra extremidad del casquillo 1 constituye la reacción de apoyo de la cara 13. Un apoyo circular 19 de las semimatrices 10 puede formar reacción frente al esfuerzo ejercido por el montante 16. La forma del apoyo 19 de las semimatrices 10 y la forma del montante 16 pueden ser determinantes para la forma resultante del ensanchamiento de la extremidad 7. Como variante, las semimatrices 10 no están presentes. En este caso, se provoca un ensanchamiento natural. En dicha situación, el casquillo esta sujeto por ejemplo en su base por medio de un peón de centraje y, habitualmente, de dientes de sujeción que se imprimen en reacción en el canto inferior del casquillo.

En el transcurso de su rodadura, la buterola 11 gira alrededor de un eje 20 colineal con el eje del casquillo. La inclinación del eje 15 con relación al eje 20 es sensiblemente igual a la inclinación de la cara de apoyo 13 con relación a la normal al eje 15 si se quiere que el plano del borde 17 sea perpendicular al eje 20 en la practica, la buterola 11 esta sujeta por una camisa interna de un rodamiento, de bolas o de agujas. El rodamiento esta sujeto a su vez de dos maneras. Su camisa externa esta colocada deslizantemente de manera giratoria en un asiento. Este asiento esta fijado, con una inclinación igual a la de la buterola, a un árbol principal de la buterola colineal de eje 20, y es arrastrado por este árbol. Durante la rotación la camisa interna del rodamiento esta orientada, preferentemente, en una dirección fija, con el fin de que una misma generatriz de la cara 13 de la buterola se encuentre siempre en una misma posición sobre el borde 17.

La figura 3 muestra, en un ejemplo de realización en relieve, nervaduras circulares 21 y 22 y la realización de dientes 23 en la superficie del borde 17. Estos relieves se obtienen merced a cavidades practicadas en correspondencia en la cara de apoyo 13 de la buterola 11. En tanto en cuanto la realización de nervaduras circulares 21 y 22 no sufran el modo de conformación por una buterola 11, no será posible la realización de los dientes 23, mas que si el número de estos dientes es elevado. En efecto, los origines de los aplazamientos de los dientes a medida que se produce su erección, son de tres tipos. En primer lugar y principalmente, el apoyo de la cara 13 sobre el borde 17 del casquillo provoca una afluencia de la materia del casquillo, por una parte de manera radial hacia el exterior (que provoca el ensanchamiento), y por otra parte de manera circular en el sentido de la rotación de la buterola, debido a la creación de una onda de materia (una ola) que se convierte en la generatriz de apoyo de la cara 13. Desde una vuelta a otra, si los dientes no son bastante numerosos, la buterola no se puede indexar sobre los dientes, desplazando la ola fluyente a los dientes en nacimiento. En segundo lugar, se produce un deslizamiento debido a la existencia de un juego necesario entre el tetón 12 y el escariado 18. Las circunferencias de apoyo sobre el casquillo y sobre la cara 13 son diferentes y conducen a un deslizamiento estructural de ese tipo. En tercer lugar este último fenómeno se amplifica si el ensanchamiento no se realiza con un diámetro constante del escariado 18.

Para evitar estos aplazamientos, se puede realizar entonces una compensación de ese deslizamiento, estando obligado bien a aumentar el número de dientes, ó estando obligado a tener previstos dientes 23 más altos, de manera que estos dientes puedan sujetar permanentemente, de manera correspondiente, la posición de la buterola 11 y de la extremidad 7, a la manera de un engrane.

Una solución de este tipo conduce, figura 4a, a disponer de un borde 17, dotado con numerosos dientes tales como 23. En el ejemplo hay 24. Por el contrario, figura 4b, en la invención se desea limitar el número de dientes. Con esta finalidad se intercalan, con los dientes 23, cavidades tales como 24 sobre el borde 17. La figura 4c muestra entonces en sección, en el momento del montaje del casquillo 1 contra un flanco de chapa 25 el efecto de apriete provocado por un bulón o por una tuerca 26 con o sin arandela de apoyo. El bulón 26 reposa sobre el flanco 25 contra el borde 17. Se observa que los dientes 23 penetran en el flanco de chapa 25 mientras que junto a estos dientes 23, el flanco 25 puede entrar en contacto con el borde 17 a través de apoyos 27 y 28. Teniendo en cuenta la anchura de la cavidad 24 y el esfuerzo ejercido por el bulón 26, es posible que una parte del material de la chapa 25 fluya en la cavidad 24. Sin embargo una afluencia de este tipo, mínima no tendrá por efecto debilitar el flanco de chapa 25. En comparación, se comprende perfectamente que si los dientes 23 hubiesen estado demasiado próximos entre si, los apoyos 27 y 28 no se hubieran podido ejercer, y la presión en el vértice de cada diente 23 habría quedado reducida.

En la figura 4b, que únicamente es un ejemplo, se observa que el número total de dientes 23 y de cavidades 24 se ha reducido a la mitad, de este modo, con relación al número de los dientes presentes en la figura 4a. Además, un diente entre tres esta reemplazado por una cavidad lo que conduce a que el canto 17 porte 8 dientes y 4 cavidades. La distribución de los dientes podría ser también diferente. Los dientes podrían estar intercalados exactamente con las cavidades (4 entre 4), o bien las separaciones entre dientes podrían ser regulares, a pesar de la presencia de las cavidades. La solución presentada de ese modo representa un buen compromiso entre un número pequeño de dientes (8 en lugar de 24) teniendo en cuenta una dureza dada del material del casquillo 1.

La figura 5 muestra, en perspectiva, una realización precedida del borde 17. Este comprende, de ese modo, ocho dientes, tales como 23 reunidos en grupos de dos dientes, estando separados los grupos entre sí por cavidades, tales como 24. Las cavidades 24 y los dientes 23, son preferentemente radiales y no desembocantes. Es decir que no desembocan en la periferia 29 del borde 17. Estos tienen esta particularidad, principalmente por razones de estanqueidad. Su extensión esta limitada de este modo con el fin de no llegar ni a esa periferia 29 ni a una periferia interna 30 del borde 17. Esta particularidad esta mostrada en este caso únicamente por los dientes, pero no por las cavidades.

La figura 6 muestra, en correspondencia con la forma de la cara de apoyo 13 de la buterola dotada con dientes 31 correspondientes a las cavidades 24, y cavidades 32 que corresponden a los dientes 23. Como se ha indicado anteriormente, no es necesario que la altura de los dientes 31 sea del mismo orden que la profundidad de las cavidades 32. Por el contrario, puede ser preferible, por razones de facilidad de indexación, que la altura de los dientes 31 sea mayor que la profundidad de las cavidades 32. De este modo, los dientes 23 serán entonces menos altos que la profundidad de las cavidades 24. Igualmente, los perfiles de los dientes y cavidades no tienen que ser necesariamente similares. Estos perfiles estarán determinados por la función ha ser realizada. En efecto, la finalidad de los dientes 23 consiste en imprimirse en la chapa 25. La finalidad de las cavidades 24 consiste en concurrir a una mejor indexación de la buterola por efecto de engranaje. El perfil de los dientes 23 será entonces preferentemente el perfil descrito en el documento citado, pudiendo ser triangular el perfil de las cavidades 24 en el sentido circular. En este ejemplo, un ángulo en el vértice de este perfil de cavidad es menor que el ángulo en el vértice de los dientes 23.

Además, debido a la calidad de la indexación realizada de este modo, es posible dotar a la buterola con cavidades o con protuberancias aptas para realizar una inscripción, una marca 33, del lugar o además de los dientes 23, sobre el borde 17 o sobre la extremidad 18 del escariado del casquillo.

Se observa, finalmente, que un casquillo de este tipo, con pocos dientes y cavidades, es apto sin embargo perfectamente para una indexación.

Claims (13)

1. Procedimiento para la estampación de un casquillo en el que

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se realiza un casquillo (1),

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se somete una extremidad (7) del casquillo a una estampación (11) para formar sobre un borde (17) de extremidad en este casquillo, dientes (23) en relieve,

caracterizado porque

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se forman cavidades (24) en el transcurso de esta estampación sobre este borde de extremidad de este casquillo.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque

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en el transcurso de esta estampación se forma un ensanchamiento de (8) en una extremidad del casquillo, cuyo borde esta dotado con estos dientes.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque

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se sirve de estas cavidades para realizar un marcado final.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque

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se realiza un manguito elástico sobre el casquillo, antes de la estampación, para formar una articulación elástica.

5. Casquillo (1) que comprende un borde (17) de extremidad del casquillo, que tiene dientes de apriete, orientados radialmente con relación a un eje del casquillo, estando en relieve estos dientes, caracterizado porque este borde comprende cavidades (24) intercaladas con dientes en relieve.

6. Casquillo según la reivindicación 5, caracterizado porque tiene un ensalzamiento en una extremidad, cuyo borde esta dotado con estos dientes.

7. Casquillo según una de las reivindicaciones 5 a 6, caracterizado porque el ensalzamiento y o los dientes en relieve y en hueco se obtienen con una buterola.

8. Casquillo según una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque las cavidades tienen una orientación radial.

9. Casquillo según una de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizado porque los dientes y o las cavidades no son desembocantes (29,30).

10. Casquillo según una de las reivindicaciones 5 a 9, caracterizado porque comprende un manguito elástico engastado sobre un casquillo y dotado con una armadura intermedia (5) cilíndrica y con dos camisas elásticas (3,4) insertadas sobre una y otra cara de esta armadura intermedia.

11. Casquillo según una de las reivindicaciones 5 a 10, caracterizado porque el borde comprende ocho dientes en relieve, y cuatro dientes en hueco.

12. Casquillo según una de las reivindicaciones 5 a 11, caracterizado porque las cavidades tienen en el sentido circular un perfil triangular con un ángulo en el que vértice menor que el ángulo en el vértice del perfil de los dientes.

13. Casquillo según una de las reivindicaciones 5 a 12, caracterizado porque el borde del casquillo comprende una marca (33).