ES2246169B2 - Borne de conexion bidireccional sin tornillos. - Google Patents
Borne de conexion bidireccional sin tornillos.Info
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Abstract
Borne de conexión bidireccional sin tornillos. El borne está constituido por dos piezas, una retentora (1) y otra elástica (2) para permitir el conexionado de cables (8) y (8'') en direcciones distintas, reteniéndose en cualquiera de las posiciones que se monte el cable por parte de la pieza elástica (2) contra elementos previstos al efecto en la pieza retentora (1), contando ésta con una parte superior con conformaciones (3) cóncavas hacia el interior en las que se posicionan los bordes libres de planos extremos (25) de la pieza elástica (2), para retener un cable (8) situado sobre una de esas conformaciones cóncavas (3), contando además la pieza retentora (1) con patillas (11) que se alojan en ventanas (22) de la pieza elástica (2) para sujetar un cable conductor (8'') dispuesto en dirección distinta a la del cable (8), cuando ambas piezas (1) y (2) se acoplan entre sí y se retienen mediante unas uñas (13) de la pieza (1) que se enclavan en una ventana (16) de la pieza (2).
Description
Borne de conexión bidireccional sin
tornillos.
La presente invención se refiere a un borne de
conexión bidireccional sin tornillos, que está previsto para
permitir la conexión en correspondencia con la parte superior del
considerado borne así como en correspondencia con la parte lateral
del mismo, indistintamente, adaptándose así a las diferentes formas
que de acuerdo con los países realizan el conexionado de
cables.
El objeto de la invención es satisfacer la
dualidad de mercados, en base a que el borne de conexión sin
tornillos de la invención está materializado de manera tal que
permite el conexionado del cable desde dos direcciones u
orientaciones diferentes.
Como es sabido, la fijación de los conductores
eléctricos en los bornes de conexión, en cualquiera de sus
aplicaciones prácticas posibles, se realiza mediante los
denominados bornes con tornillos, consistentes éstos en una lámina
que hace las funciones de contacto eléctrico a la que se incorpora
un tornillo y una tuerca, arandela o elemento equivalente, que hace
de elemento de fijación del cable, permitiendo la continuidad de la
transmisión de corriente eléctrica.
No obstante, en los últimos años se han venido
desarrollando diferentes sistemas de borne de conexión con una
característica común, cual es la eliminación del tornillo de
fijación del cable al borne, sustituyéndolo por un elemento de
presión que permite la fijación del cable y el correspondiente
conexionado, con la simple introducción del mismo en un alojamiento
creado al efecto. Este nuevo sistema, denominado "borne sin
tornillo" ha facilitado sustancialmente la labor al profesional
eléctrico.
Ahora bien, todos los fabricantes que han
implementado en sus productos cualquiera de los dos sistemas de
bornes, los han realizado de modo que la conexión de los cables a
dichos bornes se realiza siempre en una única dirección; es decir,
independientemente de la geometría de la pieza eléctrica, la
conexión de los cables a los bornes se hace introduciéndolos por
una única cara de la pieza, bien por la cara posterior o bien por
una de las caras laterales de la propia pieza eléctrica.
De esta manera, la elección de una u otra
dirección de conexionado viene condicionada por el diseño de la
pieza por parte del fabricante, o por la costumbre de uso de los
diferentes países que prefieren una determinada dirección para la
conexión del cable, sin otra justificación que la tradición, no
aceptando tomas de corriente que tengan la conexión del cable en
dirección diferente a la habitualmente utilizada en el país.
Esas diferencias de uso y de mercado han obligado
a los fabricantes que buscan alcanzar una importante penetración en
todos los países, a crear series distintas de producto con entrada
de cables diferentes para los distintos países, lo que implica un
mayor coste de fabricación por multiplicidad de series para una
misma aplicación por parte del usuario final del producto, el cual
no percibe nunca la diferencia por la natural separación de
mercado.
No obstante, se conocen bornes previstos para
llevar a cabo el conexionado de dos cables según dos direcciones
diferentes, pudiendo citar la patente alemana DE 3122303 y la
patente española ES 2195229, de manera que en el primer caso se
describe un borne capaz de unir dos conductores que puedan ser
introducidos en el terminal de conexión por dos direcciones
diferentes, aunque basándose en disponer sobre un mismo soporte dos
piezas elásticas tipo muelle, unidas por un elemento de conexión
intermedio que las pone en contacto eléctrico, disposición ésta que
sirve para unir dos conectores sin necesidad de tornillos ni
soldaduras y para poner en contacto un conductor externo con un
dispositivo eléctrico que tuviera dicho terminal de conexión.
Ahora bien, en esta solución de borne
bidireccional descrito en la comentada patente alemana DE 3122303,
la duplicidad de los elementos elásticos para poder llevar a cabo
el conexionado de dos cables en direcciones diferentes, supone un
encarecimiento notable puesto que el soporte ha de estar realizado
con unas características especiales para poder alojar y ubicar
convenientemente los dos elementos elásticos que realizan el
conexionado de dos cables en direcciones distintas.
Igualmente, en la patente española ES 2195229 se
describe un borne que permite realizar el conexionado de dos cables
en direcciones diferentes, aunque no en direcciones perpendiculares
entre sí, de manera tal que este borne es enormemente complejo en
lo que respecta al soporte base, como lo es el elemento elástico
que ha de establecer la conexión, puesto que en éste se determinan
dos partes elásticas unidas a una parte común con unas
configuraciones muy especiales para adaptarse convenientemente en el
interior del soporte que ya de por sí resulta complejo.
El borne bidireccional que se preconiza, ha sido
concebido para poder establecer de forma fácil, sencilla y eficaz
el conexionado de cables en dos direcciones diferentes, con un
coste reducido del conjunto del borne, puesto que sus piezas son
sencillas, fáciles de fabricar y de acoplar entre sí.
El borne de la invención, como es convencional,
incluye dos piezas, una en funciones de soporte y otra en funciones
de elemento elástico, para que en el acoplamiento entre sí permitan
llevar a cabo el conexionado de los cables por introducción a
través de aberturas o ventanas, quedando retenidos por la pieza
elástica contra la pieza de soporte, para establecer la continuidad
eléctrica correspondiente.
A partir de ese concepto, la primera
característica de novedad que presenta el borne de conexión objeto
de la invención reside en que la pieza elástica es única y va
montada sobre la pieza de soporte en una única posición, de manera
tal que permite realizar el conexionado de un cable en dos
direcciones distintas, es decir, bien a través de la parte superior
del conjunto del borne, bien a través de uno de sus laterales, sin
variación de ningún tipo de la estructura del borne, y sin
necesidad de tener que variar la posición de la pieza elástica, ni
de utilizar suplementos para conseguir el referido fin.
El borne en cuestión podrá ser aplicado en todos
aquellos productos eléctricos que requieran de una conexión de
cables eléctricos y, por lo tanto, podrá ser un elemento
independiente y unitario, o como parte de un elemento o conjunto de
elementos, donde una parte o elemento sea el borne de conexión
bidireccional sin tornillos donde se conectarán los cables
eléctricos, y otra parte o resto de elementos de conjunto sea
cualquier sistema que permita la continuidad eléctrica del conjunto
cuando se aplica a una estación eléctrica.
Concretamente, el borne de conexión bidireccional
sin tornillos podrá ser aplicado en bornes de conexión eléctrica
unitarios o múltiples, en regletas de conexión y derivación, en
barras de conexión múltiple para fases, neutros o tierras
eléctricas, en bornes de conexión de los contactos de las tomas de
corriente, interruptores, conmutadores y de más mecanismos
eléctricos para uso doméstico o análogos, en bornes de conexión de
los contactos de las tomas de corriente para usos industriales, en
todas las tomas de corriente independientemente de su aplicación
como uso doméstico e industrial, en bases de tomas de corriente
fijas o móviles o en clavijas de toma de corriente fijas o móviles,
así como en contacto de base de tomas de corriente y clavija de
toma de corriente desmontables o indesmontables.
Como es evidente, el tamaño del borne de conexión
vendrá determinado por el tipo, sección o intensidad máxima del
cable admisible en el borne, no existiendo a priori
limitación alguna en cualquiera de los parámetros citados.
Estructuralmente, el soporte que forma parte del
borne de la invención, denominado en adelante "pieza
retentora", está constituida a partir de una lámina de metal
conductor debidamente troquelada en desarrollo y plegada para
determinar diferentes caras planas o curvas, formando un cuerpo
cúbico-poliédrico irregular en el que está
establecida una cara superior formada por dos arcos convexos
externamente y un arco intermedio cóncavo entre aquellos, para
permitir el guiado y alojamiento en su cara interior de un rango de
conductores de sección determinada y por las normas de aplicación
del producto final.
El arco cóncavo o cara inferior presenta una
ventana central a través del cual es susceptible introducirse un
útil para llevar a cabo la desconexión del conductor.
Esa pieza retentora presenta una cara frontal
escalonada con una zona superior remetida respecto de la zona o
parte inferior, de manera tal que en combinación con partes de la
pieza elástica de conexión constituye el medio de retención de los
cables conductores, cuando éstos se conectan en un determinado
sentido, ya que la conexión en un sentido la conexión se establece
entre unos bordes libres de la pieza elástica y las partes cóncavas
correspondientes a la cara superior anteriormente referida.
Asimismo, se ha previsto que la comentada pieza
retentora presente frontalmente y en correspondencia con la zona
inferior de las dos determinadas en el escalonamiento, con una
superficie plana y centralmente con unas uñas para el enclavamiento
de la pieza elástica.
Concretamente, la pieza elástica es una lámina
flexible que está plegada sucesivamente determinando primeramente
dos planos unidos entre sí por una zona de intersección curva, de
manera que el primer plano queda adosado al frente de la parte
plana de la pieza retentora, contando esa cara o tramo plano de la
pieza elástica con una ventana en la que se ubican y enclavan las
uñas de la pieza retentora, quedando hacia el exterior la otra
parte plana de esa pieza elástica que tras un acodamiento también
redondeado se continua plano pero en sentido ascendente, con
ventanas en las que se posicionan las patillas emergentes del plano
frontal o zona de intersección de las dos partes determinadas a
distintas alturas en la pieza retentora.
A partir de esas ventanas se continua en otro
tramo recto que tras un acodamiento se proyecta en tramos oblicuos
hacia arriba, para rematarse en unos bordes libres y un plano de
partición, que en el montaje de tal pieza elástica sobre la pieza
retentora quedan situados sobre las zonas cóncavas interiores de la
parte superior de la pieza retentora, todo ello de manera tal que
cuando se establece la conexión a través de la parte superior, el
cable se introduce entre las conformaciones cóncavas de la parte
superior de la pieza retentora y los bordes que quedan situados en
esas partes cóncavas, quedando así retenido el cable e
imposibilitado de sustraerse por traccionado ya que los tramos
extremos y oblicuos de tal pieza elástica actúan en forma de cuña
para que realicen un presionado mayor cuanto más se tracciona del
cable hacia el exterior. En cuanto a la otra forma de conectar el
cable, es decir lateralmente, éste se introducirá a través de las
ventanas de la pieza elástica, previo empuje de ésta para permitir
que el cable se aloje a través de las ventanas para que una vez
cese la fuerza de empuje de tal pieza elástica ésta recupere su
posición y el cable quede presionado en el interior de las ventanas
por las patillas de la pieza retentora.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las
características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente
de realización práctica del mismo, se acompaña como parte
integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con
carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo
siguiente:
La figura 1.- Muestra una representación según
una perspectiva general en explosión de las dos piezas que
constituyen el borne de conexión bidireccional sin tornillos objeto
de la invención, piezas que corresponden a la denominada retentora
y a la pieza elástica.
La figura 2.- Muestra una vista en perspectiva
del borne formado por el acoplamiento de las dos piezas de la
figura anterior.
La figura 3.- Muestra una vista en perspectiva
del borne de la figura anterior con la conexión de una conductor en
una de las direcciones.
La figura 4.- Muestra otra vista en perspectiva
como la de la figura anterior con la conexión de un conductor en
otra de las direcciones.
A la vista de las figuras reseñadas puede
observarse como el borne de la invención, bidireccional sin
tornillos, se constituye mediante el acoplamiento entre sí de una
pieza retentora (1) y una pieza elástica y de presión (2), de
manera que una vez ensambladas entre sí cuando un conductor se
conecta al borne éste permite dar continuidad eléctrica al conjunto
del que forma parte.
La pieza retentora (1) está formada por una
lámina o metal conductor, troquelada, la cual es debidamente
plegada para determinar una forma cúbico-poliédrica
irregular de diferentes caras, estableciéndose una cara superior
formada por dos arcos (3) convexos hacia el exterior y un arco
cóncavo intermedio (4) como se ve en las figuras, con la
particularidad de que el tramo o arco intermedio (4) presenta una
ventana (5) que es utilizada para la introducción de la herramienta
que permite la desconexión del conductor.
La cara frontal de dicha pieza retentora (1) está
formada en un plano de dos alturas, es decir una parte superior (6)
y una parte inferior (7), quedando la primera de ellas ligeramente
retranqueada, estando esa parte (6) abierta para servir de entrada
de los conductores para una de las dos posibles direcciones de
conexionado del borne sin tornillos, concretamente la representada
en la figura 3 donde el conductor es el referenciado con el número
(8), pudiéndose observar como la conexión de dos conductores (8) es
posible mediante guiado de ellos en cada uno de los arcos (3) que
forman la cara superior junto con el arco intermedio (4) que
determina una separación entre aquellos. La diferencia de altura de
la cara frontal de la pieza retentora (1) se une mediante un plano
horizontal (9), hueco, cuya finalidad será el alojamiento de los
conductores para el conexionado de los mismos en la otra dirección
de conexionado prevista para el borne, y que corresponde a la
representada en la figura 4, en la que se muestra un conductor (8')
conectado en dirección perpendicular al conductor (8) conectado en
el borne de la figura 2. El hueco del plano (9) referido tendrá las
dimensiones apropiadas para el alojamiento de dos conductores
situados en paralelo en la cara frontal, es decir como se presenta
en la figura 4, donde ha sido representado un único conductor
(8').
En el borde superior del plano frontal (10) de la
parte inferior (7) de la pieza retentora (1), presenta una pareja
de protuberancias verticales en forma de patillas (11) que servirán
de apoyo de la pieza elástica (2) y/o de apoyo de los conductores
alojados en el hueco (9) referido, cuando se encuentren presionados
por la pieza elástica (2) como más adelante se expondrá. Esas
patillas (11) forman un discreto ángulo con el eje frontal,
teniendo un plano de participación que permitirá un pequeño cambio
de dirección respecto de la vertical.
En el mismo plano horizontal que delimitan las
dos partes frontales (6) y (7) de la pieza retentora (1) se han
previsto unos pequeños planos (12), orientados hacia el interior,
para apoyo y guía de las dos caras de la pieza elástica (2),
mientras que en la parte intermedia e inferior del plano frontal
(10) de la parte inferior (7) de tal pieza retentora (1) presenta
una pareja de uñas semicirculares (13) que en su parte inferior
tendrá una ranura para el enclavamiento de la pieza elástica
(2).
En cuanto a las caras laterales (14) de esta
pieza retentora (1), las mismas son planas y no tienen otra misión
que ser parte de cohesión y cierre de la propia pieza (1), mientras
que la cara posterior de ésta podrá ser cerrada por una lámina
plana del mismo material u otro material distinto al de la propia
pieza retentora (1), para limitar el recorrido del conductor del
conexión que se conecte según la posición de la figura 3.
Por su parte, la pieza elástica (2) que actuará
de muelle, es una lámina también conductora, de forma plana
rectangular y geométricamente doblada mediante unos pliegues
determinados, pieza ésta que tiene suficiente flexibilidad para que
por la actuación del conductor de conexión o de una herramienta,
alcance una determinada deformación temporal y una vez concluida
ésta actuación la pieza elástica (2) vuelve a su situación de
reposo, creando una situación del conductor (8-8')
conectado mediante presión sobre la pieza retentora (1).
Tal pieza elástica (2) presenta un tramo plano y
extremo (15) dimensionado de tal manera que se apoya directamente
en la cara frontal (10) de la pieza retentora (1), presentando ese
tramo plano (15) una ventana central (16) de anchura y altura
coincidente con las uñas (13) de la pieza (1), para que ambas
piezas (1) y (2) puedan acoplarse y quedar ensambladas entre
sí.
A continuación del tramo plano (15) la pieza
elástica (2) presenta un arco (17) al que le sigue un nuevo tramo o
pared plana (18), susceptible de dividirse longitudinalmente en dos
mitades simétricas mediante una ranura intermedia (19), con objeto
de que en aquellas normas técnicas de producto que pueda requerirse
la conexión o desconexión independiente de más de un conductor en
un mismo borne, puede actuarse sobre ellos de forma totalmente
independiente.
Las caras o tramos planos comentados (15) y (18)
de la pieza elástica (2) forman entre sí un cierto ángulo tangente
al arco (17), continuándose el tramo plano (18), tras un
acodamiento o arco (20), en un tramo superior y plano (21) con una
cierta inclinación ascendente, estableciéndose en este tramo plano
(21), en cada una de sus dos mitades si las hubiera, una ventana
rectangular (22) con los ángulos redondeados, de manera tal que las
dimensiones de esta ventana o ventanas corresponderán a la
superficie necesaria para introducir por ella los conductores de
conexión (8') de las secciones adecuadas para el rango e
intensidades admisibles para los que esté concebido el producto
eléctrico que incorpore este borne bidireccional sin tornillo.
Ese tramo plano (21) se continúa en otro tramo
(23) también plano, que se acoda según un arco (24), en sentido
ascendente, para continuarse en un nuevo tramo plano (25)
ascendente, de forma prácticamente vertical, de manera que la
inclinación de este tramo (25) vendrá determinada por la presión
que sea necesaria realizar sobre el conductor de conexión (8) y por
el tipo de conductores de conexión a los que sea aplicable este
borne direccional sin tornillo, de manera que para asegurar la
eficacia de esta presión dicho tramo plano y superior (25) se remata
en un pequeño plano de partición (26) que modula la inclinación del
tramo (25).
La ranura intermedia (19) divide la lámina
correspondiente a la pieza elástica (2) en dos secciones
rectangulares, de caras paralelas, excepto en la zona
correspondiente al plano de partición (26), donde las caras
interiores no son paralelas respecto de las anteriores sino que
tienen un cierto ángulo formando un trapecio o rectángulo.
En base a estas características del borne, el
funcionamiento del mismo es como sigue.
Para un correcto funcionamiento las piezas
retentora (1) y elástica (2) deben ensamblarse entre sí, formando
un conjunto como el mostrado en la figura 2, para lo cual la parte
o cara plana (10) de la pieza retentora (1) deberá estar enfrentada
y superpuesta a la pared o tramo plano (15) de la pieza elástica
(2), coincidiendo las uñas (13) de aquella con la ventana (16),
introduciéndose dichas uñas (13) en la propia ventana para quedar
así enclavadas ambas piezas (1) y (2). Simultáneamente, las
patillas verticales (19) de la pieza retentora (1) serán encajadas
en las ventanas (22) de la pieza elástica (2), mientras que la cara
o tramo plano (25) de la pieza elástica (2) se introducirá en el
interior de la pieza retentora (1), quedando en correspondencia con
las concavidades internas (3) de la parte superior de la pieza
retentora, de manera que la citada geometría de ambas piezas hace
que estas queden perfectamente ensambladas manteniendo una total
flexibilidad de la pieza elástica (2) para posibilitar el apriete
de los conductores (8) u (8') sin necesidad de tornillos.
Para la conexión del conductor (8) en la
dirección indicada en la figura 3, es decir en una de las
direcciones de conexionado, se introducirá tal conductor (8) a
través de la parte abierta (6) de la pieza retentora (1),
presionando el tramo plano (25) de la pieza elástica (2) con la
punta del conductor (8) pelado, de manera que la geometría circular
de la parte superior de la pieza retentora (1), es decir de las dos
partes cóncavas, y la pendiente y flexión por empuje de la pieza
elástica (2), permiten el guiado del conductor (8) hacia un pequeño
hueco existente entre tal pieza elástica (2) y la pieza retentora
(1), quedando presionado y enclavado.
Introducido el conductor (8) entre la pieza
retentora (1) y la pieza elástica (2), como se representa en la
figura 3, si se tracciona de dicho conductor hacia fuera se produce
al mismo tiempo una tracción de la pieza elástica (2), que al tener
la pendiente del tramo plano (25) en sentido inverso, presiona más
el conductor (8) sobre la pieza retentora (1) impidiendo la salida
de aquél. De hecho, para soltar el conductor (8) habrá que
introducir una herramienta o elemento de presión por la ventana (5)
de la pieza retentora (1), empujando la pieza elástica (2) para
abrir hueco entre ésta y la pieza retentora (1), liberándose así la
presión sobre el conductor (8) y permitir la salida de éste.
La conexión del conductor (8'), es decir en la
otra dirección posible del borne bidireccional sin tornillos, se
realiza haciendo palanca con una herramienta sobre el pliegue (20)
de la pieza elástica (2), provocando un giro angular sobre el
centro del pliegue o arco (17), desplazando la ventana (22) hacia
el interior de la pieza retentora (1), hasta enfrentarlo con el
hueco (9) de la misma, de manera que en esa posición se introducirá
el conductor (8') por la ventana (22) y se dejará de ejercer la
presión con la herramienta, permitiendo la pieza elástica (2)
recuperar su posición original, provocando un aprisionamiento del
propio conductor (8') entre la ventana (22) de la pieza elástica
(2) y la respectiva patilla (11) de la pieza retentora (1), todo
ello de manera tal que el efecto cizalla de la ventana (22) de la
pieza elástica (2) impide que el conductor (8') pueda extraerse
mediante una tracción axial del mismo, siendo necesario para
desconectar tal conductor hacer la operación inversa.
Claims (5)
1. Borne de conexión bidireccional sin tornillos,
que siendo del tipo de los que incluyen una pieza retentora (1) y
una pieza elástica (2) que se acopla sobre la anterior para
permitir la retención y correspondiente conexionado de un cable
conductor, se caracteriza porque la pieza retentora (1)
cuenta con medios que, en combinación con otros previstos en la
pieza elástica (2), permiten la conexión de conductores (8) y (8')
según dos direcciones diferentes, una según posición lateral en una
dirección horizontal, y otra en posición superior según una
dirección vertical.
2. Borne de conexión bidireccional sin tornillos,
según reivindicación 1ª, caracterizado porque la pieza
retentora (1) presenta una configuración
cúbico-poliédrica irregular con una parte superior
escalonada respecto de otra parte inferior, estableciéndose en la
parte superior conformaciones (3) y (4) para posicionado y fijación
de los cables (8) en una determinada dirección, mientras que en
correspondencia con el borde frontal de la intersección del
escalonamiento que se determina en esa parte superior e inferior de
la pieza retentora (1), se incluyen patillas (11) para la retención
de cables conductores (8') posicionados en dirección perpendicular
a la de los cables (8).
3. Borne de conexión bidireccional sin tornillos,
según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
pieza retentora (1) cuenta con unas uñas (13) en la parte frontal y
plana (10) de su parte inferior, para conseguir el enclavamiento de
la pieza elástica (2) por anclaje de esas uñas (13) en una ventana
(16) prevista en un primer tramo plano (15) de dicha pieza elástica
(2) que queda adosado a la superficie plana (10) del frente de la
pieza retentora (1).
4. Borne de conexión bidireccional sin tornillos,
según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
pieza elástica (2) presenta un segundo tramo plano (18) que forma
una angulación con el primer tramo plano (15), con la intersección
de un arco intermedio (17) entre ambos, tramo (18) que se continúa,
tras un arqueamiento (20), en un tramo (21) afectado de ventanas
(22) en las que quedan situadas las patillas (11) de la pieza
retentora (1) para sujetar el cable conductor (8') por alojamiento
en esas ventanas (22).
5. Borne de conexión bidireccional sin tornillos,
según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
pieza elástica (2) se continúa, a partir del tramo plano (21)
afectado de las ventanas (22), en otro plano (23) que tras un
acodamiento (24) se continúa en un tramo ascendente y ligeramente
inclinado, prácticamente vertical (25), con un pequeño plano de
partición extremo y central (26), quedando ese tramo (25) ubicado
en la zona hueca (6) determinada en la parte superior bajo los
medios cóncavos (3) de la pieza retentora (1), para retener el cable
conductor (8) introducido en esas partes cóncavas superiores de la
pieza retentora (1).
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