ES2300730T3 - Dispositivo de junta de rotula. - Google Patents

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ES2300730T3 ES04380238T ES04380238T ES2300730T3 ES 2300730 T3 ES2300730 T3 ES 2300730T3 ES 04380238 T ES04380238 T ES 04380238T ES 04380238 T ES04380238 T ES 04380238T ES 2300730 T3 ES2300730 T3 ES 2300730T3
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Agustin Morales Arnaez
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Industria Auxiliar Alavesa SA
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Abstract

Un dispositivo de junta de rótula que comprende: una junta de rótula (4) que comprende una primera parte (40) de la junta de rótula sustancialmente en forma de bola y una segunda parte (42) de la junta de rótula que tiene forma de varilla; un asiento (2) de la junta de rótula que comprende: un alojamiento (20) del asiento para alojar la primera parte (40) de la junta de rótula, estando configurado dicho alojamiento (20) del asiento para permitir un movimiento de deslizamiento de la primera parte (40) de la junta de rótula en dicho alojamiento (20) del asiento; un primer extremo (21) del asiento que comprende una primera abertura (211) del asiento configurada para que la primera parte (40) de la junta de rótula pueda introducirse en dicho alojamiento (20) del asiento; una carcasa (1) que comprende: un alojamiento (10) de la carcasa para alojar el asiento (2), estando configurado dicho alojamiento (10) de la carcasa para impedir el movimiento relativo entre la carcasa (1) y el asiento (2); un primer extremo (11) de la carcasa que comprende una primera abertura (111) de la carcasa configurada para que el asiento (2) se pueda introducir en el alojamiento (10) de la carcasa; la carcasa (1) comprende: un segundo extremo (12) de la carcasa opuesto al primer extremo (11) de la carcasa y que comprende un primer medio de unión (120) entre la carcasa (1) y el asiento (2), una porción intermedia en el alojamiento (10) de la carcasa entre el primer extremo (11) de la carcasa y el segundo extremo (12) de la carcasa, comprendiendo dicha porción intermedia un segundo medio de unión (130) entre la carcasa (1) y el asiento (2), caracterizado porque: el primer medio de unión (120) comprende una parte troncocónica (121) en la carcasa (1) y una parte troncocónica conjugada (122) en el asiento (2) para retener el asiento (2) en el alojamiento (1).

Description

Dispositivo de junta de rótula.
Campo de la invención
La invención se refiere a un dispositivo de junta de rótula del tipo utilizado en la industria del automóvil.
Antecedentes de la invención
En el estado de la técnica se conocen diferentes modalidades que describen dispositivos de juntas de rótula.
La Patente europea EP 0481212 muestra una junta de rótula con una cabeza de rótula, un pasador pivote y un pasador de la junta de rótula alojado en una carcasa de la junta con un interior en forma de cuenco, en donde se puede mover de manera pivotante. La junta de rótula se instala de manera deslizante en un cojinete unido a la carcasa de la junta. El dispositivo presenta una proyección angular que se extiende radialmente hacia el exterior entrando en contacto con la cara frontal del lado de la abertura de la carcasa de la junta.
La US 2004/105722 describe una rótula esférica para un vehículo a motor, especialmente para el péndulo oscilante de un vehículo a motor, provista de un alojamiento, que está abierto en al menos uno de los lados y en cuyo espacio interior se inserta un casquillo de cojinete, el cual a su vez aloja una rótula de un pivote de rótula de una manera que puede moverse deslizantemente. El espacio interior presenta elevaciones y/o depresiones a lo largo de su superficie de camisa interior o una sección transversal poligonal, de modo que el casquillo de cojinete, que tiene un mayor tamaño en relación a la superficie de la camisa interior, puede introducirse en el alojamiento de un modo de bloqueo positivo, mientras que su superficie exterior experimenta una deformación plástica parcial. La superficie de camisa interior puede tener zonas de presión que acortan la longitud eficaz de las elevaciones y/o depresiones.
Sin embargo, las modalidades propuestas en el estado de la técnica requieren un ajuste preciso tanto en la fabricación como en el posterior ensamblaje de los componentes del dispositivo. Este alto grado de precisión en la fabricación es necesario debido a que podría ocurrir incluso que el ensamblaje no sea posible en el caso de que las tolerancias de los componentes sean demasiado amplias o si, incluso en el caso de una situación más restrictiva, las piezas fabricadas no cumplan con ciertas tolerancias de diseño; estas tolerancias tendrán también un efecto sobre el funcionamiento del dispositivo.
Los dispositivos de juntas de rótula con tolerancias inadecuadas causan una serie de defectos inadmisibles. Además de poderse evidenciar en un dispositivo recientemente fabricado, dichos defectos implican un deterioro prematuro del dispositivo, acortan su vida útil de servicio y afectan al uso del dispositivo.
Otra característica que han de presentar los dispositivos de juntas de rótula es su estanquidad a las fugas. La estanquidad a las fugas debe ser asegurada a través del ajuste de los propios componentes de la junta de rótula, llegando a ser importantes de nuevo las tolerancias de diseño y fabricación de dichos componentes, y también a través del uso de elementos auxiliares. Estos elementos auxiliares consisten normalmente en bóvedas protectoras con sus correspondientes elementos de retención u obturación que unen dichas bóvedas protectoras con el resto de los componentes del dispositivo de junta de rótula.
Otra característica adicional que han de presentar los dispositivos de juntas de rótula es su capacidad de modulación, entendiéndose por esto la capacidad para constituir un módulo integrado en un sistema del cual constituye una parte dicha junta de rótula. Los dispositivos conocidos en el estado de la técnica presentan un diseño y una construcción que no facilitan esta posibilidad de integrarse en un sistema de una manera fácilmente adaptable a diferentes sistemas, teniendo en cuenta que para este fin, las mismas requieren que el sistema sea modificado de forma adecuada.
Descripción de la invención
La presente invención propone un dispositivo de junta de rótula que soluciona los inconvenientes del estado de la técnica antes indicados.
El diseño de los medios de unión y de las zonas de contacto de los componentes del dispositivo de junta de rótula sobre las superficies de la junta, asegura la estanquidad a las fugas requerida en este tipo de dispositivos. Dichos medios de unión permiten también simplificar el procedimiento de fabricación del dispositivo, dado que las fugas en las zonas de contacto son absorbidas por la propia configuración de dichos medios; el rasurado incluido en las zonas de contacto entre la carcasa y el asiento de la junta de rótula.
La relación entre la carcasa y el asiento puede también permitir el diseño de la carcasa de tal manera que pueda adaptarse a diferentes aplicaciones de acuerdo con el sistema en el cual haya de incorporarse la junta de rótula.
Por otro lado, la carcasa y el asiento definen un alojamiento en donde la bóveda protectora está unida, en uno de sus extremos, al dispositivo de junta de rótula; de este modo, se evita el uso de un elemento de retención para dicha bóveda protectora, logrando ello una reducción del coste del dispositivo, tanto al disminuir el número de componentes como al simplificar el ensamblaje.
De acuerdo con este primer aspecto, la invención describe un dispositivo de junta de rótula que comprende:
una junta de rótula que comprende una primera parte de junta de rótula sustancialmente en forma de bola y una segunda parte de junta de rótula que tiene una forma de varilla; comprendiendo el asiento de la junta de rótula:
un alojamiento del asiento para alojar la primera parte de la junta de rótula, estando configurado dicho alojamiento del asiento para permitir un movimiento de deslizamiento de la primera parte de la junta de rótula en dicho alojamiento del asiento;
un primer extremo de asiento que comprende una primera abertura del asiento configurada para poder introducir la primera parte de la junta de rótula en dicho alojamiento del asiento;
una carcasa que comprende:
un alojamiento de la carcasa para alojar el asiento, estando configurado dicho alojamiento de la carcasa para impedir el movimiento relativo entre la carcasa y el asiento;
un primer extremo del alojamiento que comprende una primera abertura del alojamiento configurada para que el asiento se pueda introducir en el alojamiento de la carcasa;
comprendiendo la carcasa:
un segundo extremo de la carcasa opuesto al primer extremo de la carcasa y que comprende un primer medio entre la carcasa y el asiento;
una porción intermedia que comprende un segundo medio de unión entre la carcasa y el asiento,
caracterizado porque:
el primer medio de unión comprende una parte troncocónica en la carcasa y una parte troncocónica conjugada en el asiento para retener el asiento en la carcasa.
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La parte troncocónica de la carcasa y la parte troncocónica conjugada del asiento pueden estar provistas de un ranurado, una superficie estriada, para:
asegurar la fijación entre la carcasa y el asiento;
impedir el movimiento relativo entre la carcasa y el asiento;
obturar una primera superficie de contacto periférica entre la carcasa y el asiento.
\vskip1.000000\baselineskip
El primer medio de unión puede comprender también una proyección anular en la carcasa y una primera ranura anular en el asiento para retener el asiento en la carcasa, en donde la proyección anular y la ranura anular pueden estar situadas en una primera superficie de contacto frontal entre la carcasa y el asiento.
El segundo medio de unión puede tener además un ranurado para:
asegurar la fijación entre la carcasa y el asiento;
impedir el movimiento relativo entre la carcasa y el asiento;
compensar los errores de configuración de la carcasa;
obturar una segunda superficie de contacto periférica entre la carcasa y el asiento.
Opcionalmente, el asiento puede también comprender una pluralidad de ranuras en el primer extremo del asiento para facilitar:
el montaje y desmontaje del asiento en la carcasa;
la introducción y separación de la primera parte de la junta de rótula en el asiento.
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El asiento puede también comprender una pluralidad de canales en una superficie interior del alojamiento del asiento, estando configurados dichos canales para permitir la distribución de lubricante entre la primera parte de la junta de rótula y la superficie interior del alojamiento del asiento.
Además, el dispositivo de la invención puede comprender una bóveda protectora para proteger el dispositivo de junta de rótula.
En ese caso, el dispositivo de la invención puede comprender un anillo de obturación para retener un primer extremo de la bóveda protectora en la junta de rótula.
Por otro lado, la bóveda protectora puede comprender una pluralidad de ranuras anulares a modo de un asiento de laberinto en una superficie de contacto entre el primer extremo y la junta de rótula para asegurar la estanquidad a las fugas entre la bóveda protectora y la junta de rótula.
El dispositivo de la invención puede comprender además:
un medio de alojamiento para alojar un segundo extremo de la bóveda protectora, comprendiendo dicho medio de alojamiento:
una segunda ranura anular en la carcasa;
una tercera ranura anular en el asiento;
para definir una cavidad anular que tiene un volumen igual al volumen del segundo extremo de la bóveda protectora para:
asegurar una estanquidad a las fugas entre la carcasa, el asiento y la bóveda protectora;
asegurar la fijación de la bóveda protectora en la carcasa y asiento.
\vskip1.000000\baselineskip
En el dispositivo de la invención, la carcasa puede ser de un material elegido entre:
plástico termoplástico;
plástico termoendurecible;
material compuesto de matriz plástica;
material de hierro colado;
material de hierro forjado;
matearla de hierro soldado;
aluminio;
magnesio;
y combinaciones de los anteriores.
La carcasa puede comprender un cuerpo formado por una pluralidad de partes.
En el dispositivo de la invención, el asiento de la junta de rótula puede ser de un material seleccionado entre:
plástico termoplástico;
plástico termoendurecible;
material de hierro colado aleado;
bronce;
material sinterizado;
aluminio;
magnesio;
y combinaciones de los anteriores.
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El asiento y la carcasa de la junta de rótula pueden unirse por medio de un procedimiento seleccionado entre soldadura, remachado y combinaciones de los mismos.
En el dispositivo de la invención:
la segunda parte de la junta de rótula puede ser de acero;
la primera parte de la junta de rótula puede ser de un material seleccionado entre:
acero;
plástico termoplástico;
aleación de aluminio;
plástico;
y combinaciones de los anteriores.
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En el dispositivo de la invención, la bóveda protectora puede ser de un material elastómero seleccionado entre:
caucho natural;
caucho sintético;
plástico;
poliuretano inyectable;
y combinaciones de los anteriores.
\vskip1.000000\baselineskip
En el dispositivo de la invención, el anillo de obturación puede ser de un material seleccionado entre:
acero;
acero inoxidable;
caucho natural;
caucho sintético;
plástico;
poliuretano;
y combinaciones de los anteriores.
\vskip1.000000\baselineskip
Breve descripción de los dibujos
A continuación se describe de forma muy breve una serie de dibujos para facilitar un mejor entendimiento de la invención y que de forma expresa están relacionados con una modalidad de dicha invención presentada como un ejemplo no limitativo de la misma.
La figura 1 muestra una vista en sección del dispositivo de la invención en donde se muestran los diferentes componentes ensamblados.
La figura 2 muestra una vista en perspectiva de la bóveda protectora desde el lado del primer extremo de dicha bóveda protectora y del anillo de obturación.
La figura 3 muestra una vista en perspectiva de la bóveda protectora desde el lado del segundo extremo de dicha bóveda protectora.
La figura 4 muestra una vista en perspectiva de la junta de rótula.
La figura 5 muestra una vista en perspectiva del asiento desde el lado del primer extremo de dicho asiento.
La figura 6 muestra una vista en perspectiva del asiento desde el lado del segundo extremo de dicho asiento.
La figura 7 muestra una vista en perspectiva de la carcasa desde el lado del primer extremo de dicha carcasa.
La figura 8 muestra una vista en perspectiva de la carcasa desde el lado del segundo extremo de dicha carcasa.
Descripción de una modalidad preferida de la invención
A continuación se describe una modalidad preferida de la invención con ayuda de las figuras adjuntas.
La figura 1 muestra una modalidad del dispositivo de la invención en donde se ilustran, de forma ensamblada, los diferentes componentes.
En las figuras 5 y 6, se muestra el asiento 2 en su configuración antes de montarse en el dispositivo; en la figura 1, puede observarse el asiento 2 una vez introducido en el alojamiento 10 de la carcasa 1. En este sentido, las figuras 5 y 6 muestran una zona del asiento 2 que una vez formada, junto con el segundo extremo 12 de la carcasa 1, constituye la primera superficie de contacto frontal 1202 y la primera superficie de contacto periférica 1201.
La unión entre la carcasa 1 y el asiento 2 de la junta de rótula se efectúa en función de los materiales de la carcasa 1 y el asiento 2. Si la unión entre los materiales consiste en plástico-plástico, la unión será por soldadura; si uno de los materiales no es plástico. La unión se efectuará mediante remachado.
Como puede apreciarse en la figura 1, existen tres superficies de contacto 1201, 1202 y 1301 entre la carcasa 1 y el asiento 2 en donde se ha efectuado la unión entre dichos componentes del dispositivo.
En las superficies de contacto periféricas 1201 y 1301, tanto la carcasa 1 como el asiento 2 incorporan un ranurado. Las figuras 5 y 6 muestran el ranurado del asiento 2, mientras que el ranurado de la carcasa 1 puede apreciarse en las figuras 7 y 8.
En la superficie de contacto 1202, la carcasa 1 incorpora una proyección anular 123, mientras que el asiento 2 incorpora una ranura anular 124. La ranura anular 124 también se puede efectuar en la carcasa 1, incorporando entonces el asiento 2 la proyección anular 123.
En la figura 1, se puede observar el diseño del medio de alojamiento 30. Dicho medio de alojamiento permite el alojamiento de un segundo extremo 32 de la bóveda protectora 3, evitando así el uso de un mecanismo adicional, tal como un anillo obturador o de retención, para asegurar el segundo extremo 32 de la bóveda protectora 3. Dicho medio de alojamiento 30 comprende:
una segunda ranura anular 33 en la carcasa 1;
una tercera ranura anular 34 en el asiento 2.
Dicha segunda ranura anular 33 y dicha tercera ranura anular 34 definen una cavidad anular que tiene un volumen igual al volumen del segundo extremo 32 de la bóveda protectora 3. Así, cuando la bóveda protectora 3 se instala en el dispositivo, el segundo extremo 32 llega a deformarse con el fin de ocupar el volumen definido por la segunda ranura anular 33 y tercera ranura anular 34. Con esta disposición:
se asegura la estanquidad estática y dinámica a las fugas entre la carcasa 1, el asiento 2 y la bóveda protectora 3;
se asegura la fijación de la bóveda protectora 3 en la carcasa 1 y asiento 2.
\vskip1.000000\baselineskip
En la figura 1, puede observarse como se efectúa la unión de la bóveda protectora 3 con la junta de rótula 4 por medio del anillo obturador 5. Dicha unión es de tipo deslizante y asegura la estanquidad a las fugas y fijación necesarias en el dispositivo.
La figura 5 muestra los canales 24 grabados en la pared interna o superficie interior del alojamiento 20 del asiento 2. Dichos canales 24 permiten la distribución de lubricante entre la primera parte 40 de la junta de rótula y la superficie interior del alojamiento 20 del asiento.

Claims (17)

  1. \global\parskip0.930000\baselineskip
    1. Un dispositivo de junta de rótula que comprende:
    una junta de rótula (4) que comprende una primera parte (40) de la junta de rótula sustancialmente en forma de bola y una segunda parte (42) de la junta de rótula que tiene forma de varilla;
    un asiento (2) de la junta de rótula que comprende:
    un alojamiento (20) del asiento para alojar la primera parte (40) de la junta de rótula, estando configurado dicho alojamiento (20) del asiento para permitir un movimiento de deslizamiento de la primera parte (40) de la junta de rótula en dicho alojamiento (20) del asiento;
    un primer extremo (21) del asiento que comprende una primera abertura (211) del asiento configurada para que la primera parte (40) de la junta de rótula pueda introducirse en dicho alojamiento (20) del asiento;
    una carcasa (1) que comprende:
    un alojamiento (10) de la carcasa para alojar el asiento (2), estando configurado dicho alojamiento (10) de la carcasa para impedir el movimiento relativo entre la carcasa (1) y el asiento (2);
    un primer extremo (11) de la carcasa que comprende una primera abertura (111) de la carcasa configurada para que el asiento (2) se pueda introducir en el alojamiento (10) de la carcasa;
    la carcasa (1) comprende:
    un segundo extremo (12) de la carcasa opuesto al primer extremo (11) de la carcasa y que comprende un primer medio de unión (120) entre la carcasa (1) y el asiento (2),
    una porción intermedia en el alojamiento (10) de la carcasa entre el primer extremo (11) de la carcasa y el segundo extremo (12) de la carcasa, comprendiendo dicha porción intermedia un segundo medio de unión (130) entre la carcasa (1) y el asiento (2),
    caracterizado porque:
    el primer medio de unión (120) comprende una parte troncocónica (121) en la carcasa (1) y una parte troncocónica conjugada (122) en el asiento (2) para retener el asiento (2) en el alojamiento (1).
  2. 2. Un dispositivo según la reivindicación 1, en donde la parte troncocónica (121) de la carcasa (1) y la parte troncocónica conjugada (122) del asiento (2) comprenden además un ranurado para:
    asegurar la fijación entre la carcasa (1) y el asiento (2);
    impedir el movimiento relativo entre la carcasa (1) y el asiento (2);
    obturar una primera superficie de contacto periférica (1201) entre la carcasa (1) y el asiento (2).
  3. 3. Un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, en donde el primer medio de unión (120) comprende además una proyección anular (123) en la carcasa (1) y una primera ranura anular (124) en el asiento (2) para retener el asiento (2) en la carcasa (1), estando situadas la proyección anular (123) y la ranura anular (124) en una primera superficie de contacto frontal (1202) entre la carcasa (1) y el asiento (2).
  4. 4. Un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el segundo medio de unión (130) comprende además un ranurado para:
    asegurar la fijación entre la carcasa (1) y el asiento (2);
    impedir el movimiento relativo entre la carcasa (1) y el asiento (2);
    compensar los errores de configuración de la carcasa (1);
    obturar una segunda superficie de contacto periférica (1301) entre la carcasa (1) y el asiento (2).
  5. 5. Un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el asiento (2) comprende además una pluralidad de ranuras (220) en un primer extremo (21) del asiento para facilitar:
    el montaje y desmontaje del asiento (2) en la carcasa (1);
    introducir y separar la primera parte (40) de la junta de rótula en el asiento (2).
    \global\parskip1.000000\baselineskip
  6. 6. Un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el asiento (2) comprende además una pluralidad de canales (24) en una superficie interna del alojamiento (20) del asiento, estando configurados dichos canales (24) para permitir la distribución de lubricante entre la primera parte (40) de la junta de rótula y la superficie interna del alojamiento (20) del asiento.
  7. 7. Un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende además:
    una bóveda protectora (3) para proteger el dispositivo de junta de rótula.
  8. 8. Un dispositivo según la reivindicación 7, que comprende además:
    un anillo obturador (5) para retener un primer extremo (31) de la bóveda protectora (3) en la junta de rótula (4).
  9. 9. Un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 7 y 8, en donde la bóveda protectora (3) comprende además una pluralidad de ranuras anulares a modo de una obturación de laberinto en una superficie de contacto entre el primer extremo (31) y la junta de rótula (4) para asegurar la estabilidad a la fugas entre la bóveda protectora (3) y la junta de rótula (4).
  10. 10. Un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, que comprende además:
    un medio de alojamiento (30) para alojar un segundo extremo (32) de la bóveda protectora (3), comprendiendo dicho medio de alojamiento (30):
    una segunda ranura anular (33) en la carcasa (1);
    una tercera ranura anular (34) en el asiento (2);
    para definir una cavidad anular que tiene un volumen igual al volumen del segundo extremo (32) de la bóveda protectora (3) para:
    asegurar la estanquidad a las fugas entre la carcasa (1), el asiento (2) y la bóveda protectora (3);
    asegurar la fijación de la bóveda protectora (3) en la carcasa (1) y asiento (2).
  11. 11. Un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde la carcasa (1) es de un material seleccionado entre:
    plástico termoplástico;
    plástico termoendurecible;
    material compuesto de matriz plástica;
    material de hierro colado;
    material de hierro forjado;
    matearla de hierro soldado;
    aluminio;
    magnesio;
    y combinaciones de los anteriores.
  12. 12. Un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en donde la carcasa (1) comprende un cuerpo formado por una pluralidad de partes.
  13. 13. Un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en donde el asiento (2) de la junta de rótula es de un material seleccionado entre:
    plástico termoplástico;
    plástico termoendurecible;
    material de hierro colado aleado;
    bronce;
    material sinterizado;
    aluminio;
    magnesio;
    y combinaciones de los anteriores.
  14. 14. Un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en donde la carcasa (1) y el asiento (2) de la junta de rótula están unidos por medio de un procedimiento seleccionado entre soldadura, prensado y combinaciones de los mismos.
  15. 15. Un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en donde:
    la segunda parte (42) de la junta de rótula es de acero;
    la primera parte (40) de la junta de rótula es de un material seleccionado entre:
    acero;
    plástico termoplástico;
    aleación de aluminio;
    plástico;
    y combinaciones de los anteriores.
  16. 16. Un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 15, en donde la bóveda protectora (3) es de un material elastómero seleccionado entre:
    caucho natural;
    caucho sintético;
    plástico;
    poliuretano inyectable;
    y combinaciones de los anteriores.
  17. 17. Un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 16, en donde el anillo obturador (15) es de un material seleccionado entre:
    acero;
    acero inoxidable;
    caucho natural;
    caucho sintético;
    plástico;
    poliuretano;
    y combinaciones de los anteriores.
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