ES2311981T3 - Junta con marco soporte con medios de fijacion para la hermetizacion de componentes de motores. - Google Patents

Abstract

Junta (2) con marco soporte, que posee al menos una capa (30) metálica, poseyendo, además, al menos dos dispositivos (20) de fijación de material plástico respectivamente material elastómero diseñados para penetrar en orificios correspondientes de al menos una de las piezas a hermetizar, poseyendo al menos uno de los dispositivos (20) de fijación un orificio (36), que se extiende esencialmente perpendicular al plano de la junta, estando conformada al menos una capa (30) metálica de tal modo, que penetre esencialmente en sentido perpendicular con relación al plano de la junta en al menos uno de los dispositivos (20) de fijación, caracterizada porque el al menos un dispositivo (20) de fijación en el que penetra la capa (30) metálica, posee al menos un saliente de fijación con la forma de un tetón, una uña, respectivamente un labio (24) de fijación en el lado interior del orificio y dirigido hacia el interior.

Description

Junta con marco soporte con medios de fijación para la hermetización de componentes de motores.

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El presente invento se refiere a juntas con marco soporte, que comprenden un soporte metálico y/o capas de hermetización metálicas. El invento se refiere en especial a juntas con marco soporte, que comprenden dispositivos de fijación, respectivamente dispositivos de posicionado para el posicionado de la junta con marco soporte en una pieza. El presente invento se refiere en especial a una junta con marco soporte en la que el posicionado se realiza a través de dispositivos de posicionado, respectivamente espigas de posicionado inyectados. Estas juntas con marco soporte se prestan por ejemplo para hermetizaciones de los elementos de motor y de cilindro de motores de combustión, por ejemplo en la tapa de válvulas o en el cárter.

En las juntas con marco soporte surge el problema de que la junta con marco soporte debe ser fijada a una superficie de hermetización de tal modo, que durante el montaje de los elementos a hermetizar se garantice un posicionado seguro de la junta.

En cualquier clase de junta, que hermetice entre dos superficies de hermetización de dos elementos diferentes, surge el problema del posicionado de la junta con relación a las dos superficies de hermetización.

En el estado de la técnica se posicionan las juntas con marco soporte utilizando casquillos de ajuste, espigas de ajuste o tornillos en uno de los dos elementos. Con ello se recurre usualmente a elementos de posicionado auxiliares, que posicionan las dos piezas una con relación a la otra.

A través del estado de la técnica se conocen, por ejemplo a través del modelo de utilidad alemán DE 201 05 250, juntas planas con pestañas de grapado para su fijación sobre una superficie de hermetización, sobresaliendo las pestañas de grapado de la junta plana transversalmente a la extensión de su superficie y penetrando en cavidades correspondientes en uno de los elementos.

El documento DE 101 00 934 C1 divulga una junta con marco soporte conforme con el género indicado.

Un campo de aplicación de las juntas planas es el de los motores de combustión en los que se hallan por ejemplo como juntas de culata entre la culata y el bloque de cilindros. Es frecuente, que las piezas entre las que se halla la junta plana en el estado de funcionamiento se transporten o manejen por separado durante la fabricación, respectivamente el montaje, estando fijada la junta plana a una de las piezas. Para evitar la pérdida de la junta plana se fija esta a la pieza.

Esto se logró ya, por ejemplo, atornillándola. La construcción de uniones roscadas está unida, sin embargo, a considerables costes de fabricación y de montaje. También se conoce el procedimiento de disponer en el contorno exterior de la junta plana pestañas de grapado que rodean la pieza y se sujetan en su superficie exterior. Esta solución conocida exige un mayor coste en material considerable frente al material necesario para la junta plana propiamente dicha, surgiendo, debido a las pestañas de grapado que sobresalen de la pieza,un peligro de lesiones mayor, cuando la junta está fijada.

Por ello, el objeto del presente invento es mejorar las posibilidades existentes para la alineación y la fijación de juntas y en especial de juntas con marco soporte en las piezas a montar.

Además, es deseable, que una junta con marco soporte se fije de manera segura contra pérdida en una pieza de motor (cárter de aceite, tapa de la culata ...).

También es deseable divulgar una junta con marco soporte perfeccionada, que permita mejorar el proceso de trabajo tanto durante el montaje de la junta, como también durante el montaje de las piezas con la junta con marco soporte.

El presente problema se soluciona con una junta con marco soporte según la reivindicación 1. Posee al menos dos dispositivos de fijación. Los dispositivos de fijación según el invento son de material plástico o elastómero, como por ejemplo goma, y sobresalen esencialmente en sentido vertical del plano de la junta. En lo que sigue también se utilizará la denominación "material plástico" para designar un material o, una goma o un material de elastómero/goma. Los dispositivos de fijación pueden ser realizados como dispositivo de fijación de material elastómero. Los dispositivos de fijación se diseñan en este caso para sobresalir en orificios correspondientes en al menos una de las piezas a hermetizar.

Los dispositivos de fijación son en esta forma de ejecución fundamental salientes con forma de cono, cono truncado, seta, esfera truncada, cilindro, respectivamente cilindro truncado o elipsoide, respectivamente elipsoide truncado. La forma básica, respectivamente la superficie de la base puede ser esencialmente redonda, poligonal o ondulada. En lo que sigue se denominarán los dispositivo de fijación como "espigas de fijación" para designar salientes con forma de cono, cono truncado, seta, esfera truncada, cilindro, respectivamente cilindro truncado o elipsoide, respectivamente elipsoide truncado. La forma básica, respectivamente la superficie de la base puede ser esencialmente redonda, poligonal u ondulada.

Los dispositivo de fijación, respectivamente las espigas de fijación permiten en su forma fundamental, al penetrar en orificios correspondientes en una de las piezas a hermetizar, que la junta se alinee con unión cinemática de forma. Con ello es posible la colocación autocentrante de la junta, por ejemplo en una fabricación automatizada.

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Con la utilización de material plástico se pueden utilizar para los dispositivos de fijación, respectivamente las espigas de fijación tipos cualesquiera de materiales de hermetización. En los marcos soporte se pueden inyectar salientes de material plástico o por ejemplo salientes de material elastómero. Los dispositivos de fijación se pueden fabricar por ejemplo con un material reciclado, ya que los requerimientos mecánicos sólo deben ser mantenidos durante el tiempo, que transcurre hasta el montaje de las piezas a hermetizar.

La junta con marco soporte posee al menos una capa metálica. Con la utilización de juntas metálicas también se pueden aprovechar del presente invento las juntas con marco soporte con varias capas con al menos una capa metálica y canales de hermetización. Los dispositivos de fijación, respectivamente las espigas de fijación también se pueden inyectar directamente en una junta metálica en una máquina de inyección. Precisamente en las juntas metálicas es posible, que las espigas de fijación de material plástico sean de un material, que se destruya con facilidad, posiblemente también de un material degradable biológicamente. Las espigas de fijación también pueden ser conformadas en la junta con marco soporte por embutición o con una técnica análoga.

La utilización de dispositivos de fijación, respectivamente espigas de fijación de material plástico tiene, además, la ventaja de que también se pueden utilizar juntas metálicas ya templadas, sin que sea necesarios pasos de fabricación especiales para las pestañas de fijación.

Al menos una de las capas metálicas se configura de tal modo, que se extienda esencialmente perpendicular con relación al plano de la junta en al menos uno de los dispositivos de fijación, respectivamente espigas de fijación. Esto se puede conseguir por ejemplo con una técnica de transformación, como embutición o rebordeado. Con ello se puede reducir el volumen de material plástico de la espiga de fijación. Además, la espiga de fijación puede ser fijada entonces con unión cinemática de forma a la junta con marco soporte, es decir, que también se pueden utilizar materiales plásticos con una capacidad reducida de adherencia al material de la junta o a una capa soporte. Las espigas de material plástico, material elastómero o goma se pueden construir con un núcleo de chapa. Esto se realiza con espigas de material elastómero, que se pueden fabricas con y sin núcleo de chapa.

En una forma de ejecución preferida se transforma al menos una capa metálica con una técnica de transformación elegida entre entallado, plegado, forjado con estampa, estampado, troquelado, corte, estirado, embutición o trefilado, de tal modo, que se extienda en la zona de al menos una espiga de fijación.

Por entallado, forjado con estampa, gofrado, embutición y trefilado se puede conformar a partir de un material para juntas una estructura análoga a una espiga de fijación, lo que puede influir de manera positiva en la cantidad de los materiales plásticos utilizables.

Por troquelado, corte y estirado se puede obtener a partir de un material para juntas una estructura, que haga posible una buena unión cinemática de forma entre la estructura y el dispositivo de fijación, respectivamente la espiga de fijación. Por medio de un troquelado o de un plegado es posible crear una estructura tridimensional, que robustezca adicionalmente la espiga de fijación. Con ello es posible ejecutar un corte en forma de cruz o de estrella y plegar perpendicularmente hacia arriba las lengüetas metálicas análogas a un trozo de tarta. Con ello se obtiene una forma de corona, que puede ser colocada sobre una espiga de fijación de material plástico, que se robustece con esta estructura. También son posibles las estructuras a modo de vaso con una pared de material estirado.

Al menos uno de los dispositivos de fijación, respectivamente espigas de fijación posee al menos un orificio, que se extiende esencialmente perpendicular al plano de la junta. En el caso de dispositivos de fijación con simetría de rotación se puede disponer el orificio a lo largo del eje de simetría. Esta forma de ejecución hace por ejemplo posible la utilización de un orificio para un espárrago para el posicionado de las espigas de fijación.

Con preferencia, al menos una de las espigas de fijación posee un saliente de fijación con la forma de un tetón de fijación, una uña de fijación, respectivamente un labio de fijación o reborde de fijación en el lado exterior. Con los tetones, uñas y/o labios de fijación se pueden fijar los dispositivos de fijación, respectivamente las espigas de fijación por medio de una unión cinemática de fuerza, respectivamente de forma en un orificio en una de las piezas a hermetizar. Si el saliente de fijación se dispone en el diámetro exterior del dispositivo de fijación, respectivamente espiga de fijación y si, además se dispone un núcleo de chapa en la espiga, se produce la fijación por unión cinemática de forma, respectivamente de fricción. La junta con marco soporte puede ser posicionada con ello tanto en la superficie de hermetización, como también perpendicularmente a la superficie de hermetización.

Esta forma de ejecución puede ser realizada por el hecho de que en los dispositivos de fijación, respectivamente espigas de fijación se inyecten en la junta con marco soporte un tetón, una uña, un labio o un reborde situado exteriormente. Los dispositivos de fijación se fijan, por ejemplo en orificios correspondientes de un bloque de motor, por medio de tetones y uñas con unión cinemática de fuerza, respectivamente de fricción. Los dispositivos de fijación de material elastómero pueden ser reforzados con un material plástico o con un núcleo de chapa. La junta con marco soporte se fija sobre la superficie de hermetización en una posición en la que las espigas de fijación también sirven como seguro contra pérdida.

De acuerdo con el invento, al menos uno de los dispositivos de fijación, respectivamente espigas de fijación se provee en el lado interior del orificio de la junta con marco soporte con al menos un tetón, uña, respectivamente labio de fijación. Por medio de tetones o uñas en la espiga de fijación de material elastómero se puede obtener tanto un seguro contra pérdida, como también un centraje. Un labio de fijación en el lado interior de la espiga de fijación tiene la ventaja especial de que los tornillos, respectivamente espárragos introducidos en los orificios de las espigas son sujetados con seguridad. Con ello es posible, que una pieza se prepare y suministre con una junta y con un juego completo de tornillos (o también remaches), lo que hace posible un atornillado sencillo con dispositivos automáticos sin dispositivos de aportación de los tornillos. Si se dispone la uña en el diámetro interior de la espiga, se produce la fijación perpendicularmente a la superficie de hermetización (como seguro contra pérdida) por medio de la penetración, respectivamente el "enclavamiento" de un collar de un tornillo o casquillo.

Esto se puede realizar por el hecho de que en cada punto de atornillado se inyecten dispositivo de fijación, respectivamente espigas de fijación de un material elastómero. En estas espigas de fijación se pueden enclavar casquillos o tornillos con collar. Con el collar del casquillo o del tonillo se sujeta la junta con marco soporte con una uña o un labio dirigido hacia el interior. La junta y un elemento de desacoplamiento (o tornillo) pueden ser premontados así en una pieza del motor.

En esta forma de ejecución se puede prescindir totalmente de una unión cinemática de fuerza, respectivamente de forma de los dispositivos de fijación, respectivamente de las espigas de fijación con la pieza, ya que por medio de una fijación de elementos de unión con la junta con marco soporte ya se crea una unión cinemática de forma. Las espigas de material elastómero, respectivamente de goma se proveen de tetones o uñas, que se disponen en el diámetro exterior o en el diámetro interior.

Se pueden utilizar varios salientes de fijación orientados alejándose unos de otros, respectivamente orientados unos contra otros. También se pueden disponer uno detrás de otro varios labios de fijación. Por ejemplo también es posible realizar un labio de fijación, que se extienda en el lado interior, respectivamente en el lado exterior a modo de hélice en, respectivamente alrededor de la dirección de fijación.

El presente invento hace posible un seguro contra pérdida a través de la unión cinemática de forma con la solución brindada por el tornillo-casquillo y/o a través de una unión cinemática de fuerza, respectivamente de fricción en el lado exterior del dispositivo de fijación por medio de una uña exterior de material elastómero.

Al menos un tetón, uña, respectivamente labio de fijación se compone de un material plástico distinto del Junta (2) con marco soporte según la reivindicación. Con ello es por ejemplo posible conformar un labio de goma o de material elastómero en una espiga de fijación de material plástico.

La junta con marco soporte posee con preferencia dos dispositivo de fijación, respectivamente espigas de fijación, que se extienden en diferentes direcciones desde el plano de hermetización. Con ello se puede conseguir, que la junta se autodestruya, cuando las piezas a hermetizar son separadas nuevamente después del montaje, porque al menos una de las espigas de fijación permanece una de las piezas y que al menos otra espiga de fijación permanezca en la otra pieza y se desgarre la junta.

En otra forma de ejecución preferida se prevé, que al menos dos de las juntas con marco soporte, respectivamente espigas de fijación, que se extienden en distintas direcciones desde el plano de la junta, se hallen esencialmente sobre un eje. Las espigas de fijación pueden alinear con ello mutuamente las dos piezas entre determinados límites. Con ello se puede prescindir eventualmente de un dispositivo separado para la alineación mutua de las piezas.

El al menos un dispositivo de fijación, respectivamente espiga de fijación comprende con preferencia una espiga de ajuste. Con la integración en la junta de una espiga de ajuste, respectivamente en una de las espigas de fijación se puede reducir adicionalmente la cantidad de operaciones necesarias para el montaje de dos piezas, ya que se suprime un paso separado para el montaje de la al menos una espiga de ajuste, respectivamente de la junta. Con un montaje automatizado de las espigas de ajuste es, además, posible montar automáticamente la junta, que se maneja con dificultad al ser un elemento elástico.

Al menos un dispositivo de fijación, respectivamente espiga de fijación comprende un elemento de refuerzo. Este elemento de refuerzo se puede construir por ejemplo como al menos un aro de material plástico o de metal. El elemento de refuerzo puede ser construido como casquillo de material plástico o de metal. Con el refuerzo en forma de un núcleo de chapa adicional se puede fijar la junta, además, en el plano de la superficie de hermetización.

Los núcleos de chapa en los dispositivos de fijación, respectivamente espigas de fijación se pueden disponer de tal modo, que centren la junta con preferencia en una dirección paralela a la superficie de hermetización. Esto se puede lograr por ejemplo por medio de núcleos de chapa ovalados. Con estas espigas de centraje se fija la junta con marco soporte en una o en varias direcciones en la posición de montaje sobre la superficie de hermetización.

El invento se describirá en lo que sigue con detalle a título de ejemplo por medio del dibujo.

La figura 1 muestra en una vista lateral un vista en sección de una espiga de fijación en una junta con marco soporte de material plástico, que no forma parte del invento.

La figura 2 representa una vista en sección de otra espiga de fijación de material plástico con un refuerzo metálico, que no forma parte del invento.

La figura 3 representa un marco soporte de una junta con marco soporte en una vista parcial en perspectiva.

La figura 4 representa en una vista parcial en perspectiva una junta con marco soporte con el marco soporte de la figura 3, que no forma parte del invento.

La figura 5 representa una vista en sección de una junta con marco soporte según el invento montada.

La figura 6 representa en una vista parcial en perspectiva otro marco soporte de una junta con marco soporte.

La figura 7 representa en una vista parcial en perspectiva una junta con marco soporte con el marco soporte de la figura 6.

Tanto en las figuras, como también en la descripción se utilizan los mismos símbolos de referencia para designar piezas o elementos iguales o análogos.

La figura 1, que no forma parte del invento, muestra una vista en sección de una espiga de fijación, respectivamente un dispositivo de fijación en una junta con marco soporte de material plástico. La junta 2 con marco soporte se representa con labios 4 de hermetización. La junta 2 con marco soporte representada se compone esencialmente de un material 6 elastómero. La junta 2 con marco soporte está provista de una capa 8 de refuerzo. La junta 2 con marco soporte comprende, además, un lado 12 a hermetizar y un lado 14 exterior provisto de un labio 10 de hermetización adicional. El símbolo 18 de referencia designa una línea de corte de la figura.

La junta 2 con marco soporte posee un taladro o un orificio16 para un espárrago a través del que un espárrago de unión puede unir las dos piezas (no representadas) a hermetizar.

La junta 2 con marco soporte está provista alrededor del orificio 16 para un espárrago de un dispositivo de fijación, respectivamente una espiga 20 de fijación. La espiga 20 de fijación está provista de una uña o labio 24 corrido en el interior con el que la espiga de fijación puede penetrar en un elemento, que pasa a través del orificio 16 para un espárrago.

La primera forma de ejecución está diseñada para juntas con marco soporte de material elastómero pequeñas con una pequeña capa 8 de refuerzo.

La figura 2, que no forma parte del invento, representa una vista en sección de otra espiga de fijación de material plástico con un refuerzo metálico. Contrariamente a la espiga de fijación de la figura 1, la espiga 20 de fijación de la figura 2 está provista de un refuerzo 32. El refuerzo se conforma en la forma de ejecución representada directamente a partir de la capa 30 soporte. La capa 30 soporte puede ser de material plástico o de metal o de un material compuesto. En el caso de una capa 30 soporte metálica se puede fabricar el refuerzo, por ejemplo, por embutición o prensado en frío. A diferencia de la figura 1, la espiga 20 de fijación de la figura 2 está provista de una uña o labio 26 exterior corrido, con el que la espiga de fijación puede penetrar en un orificio de una de las piezas a hermetizar.

La figura 3 representa una capa 30 soporte de una junta con marco soporte con un refuerzo 32 conformado en ella para una espiga de fijación. El refuerzo integrado está provisto de un orificio 36 pasante. La capa soporte está provista de un orificio 16 para un espárrago. La capa soporte posee, además, un canal 60 moldeado.

La figura 4, que no forma parte del invento, representa en una vista parcial en perspectiva una junta con marco soporte con el marco 30 soporte de la figura 3. En la figura 4 se provee el marco 30 soporte de una estructura de hermetización de un material elastómero. La estructura de hermetización comprende los labios 4 de hermetización. El refuerzo integrado está recubierto con un material elastómero. El material elastómero sobre el refuerzo forma con el labio 26 exterior la espiga 20 de fijación. El material elastómero de la estructura de hermetización y de la espiga de fijación se puede fabricar en una operación debido al canal 60 (rellenado entretanto con material 62 elastómero) moldeado.

La figura 5 representa una vista en sección de una junta con marco soporte según el invento montada. La junta con marco soporte se halla entre dos piezas 50, 52 a hermetizar. La junta se corresponde esencialmente con la forma de ejecución representada en la figura 1. Las dos piezas 50, 52 a hermetizar están unidas entre sí por medio de un espárrago 54 roscado. El espárrago roscado está provisto de un casquillo limitador de la presión, que define una profundidad máxima de enroscado del espárrago 54 roscado. La pieza 50 está montada, además, a través de un elemento 58 de desacoplamiento con relación al espárrago 54, respectivamente el limitador 56 de presión. Con ello, la pieza 50 ya no está acoplada mecánicamente de manera rígida con relación a la pieza 52, con lo que, en el caso de vibraciones no se pueden producir daños o ruidos debidos al choque mutuo de las piezas 50, 52, respectivamente de la pieza 50 con el espárrago 54.

La figura 6 representa, en una vista parcial en perspectiva, otra forma de ejecución de la capa 30 soporte de una junta con marco soporte. La junta con marco soporte comprende aquí un orificio 16 para un espárrago, estando conformado con forma de corona el material de la capa 30 soporte, que se hallaba anteriormente en el lugar del orificio 16 para un espárrago. Este conformado forma refuerzos 32 triangulares (o también rectangulares), que se extienden esencialmente perpendiculares al plano de la junta. Los refuerzos 32 sirven para reforzar un dispositivo de fijación montado posteriormente. También es posible utilizar por ejemplo sólo dos refuerzos 32, que se disponen enfrentados, para alinear la junta con marco soporte con preferencia en una dirección.

La figura 7 representa en una vista parcial en perspectiva una junta con marco soporte con la capa 30 soporte de la figura 6. Los diferentes elementos identificables ya fueron descritos en la figura 1.

El posicionado de la junta sobre la superficie de hermetización es posible sin elementos adicionales, tales como espigas de ajuste, ya que los dispositivos de fijación, respectivamente las espigas de fijación están integrados en la junta con marco soporte.

Incluso juntas con marco soporte grandes pueden ser posicionadas con seguridad en su posición sobre la superficie de hermetización.

El presente invento puede ser utilizado también, más allá de los campos de aplicación mencionados en lo que antecede, para procesos de montaje automatizados en los que los dispositivos de fijación, respectivamente las espigas de fijación se utilizan como puntos de ataque para herramientas.

Claims (10)

1. Junta (2) con marco soporte, que posee al menos una capa (30) metálica, poseyendo, además, al menos dos dispositivos (20) de fijación de material plástico respectivamente material elastómero diseñados para penetrar en orificios correspondientes de al menos una de las piezas a hermetizar, poseyendo al menos uno de los dispositivos (20) de fijación un orificio (36), que se extiende esencialmente perpendicular al plano de la junta, estando conformada al menos una capa (30) metálica de tal modo, que penetre esencialmente en sentido perpendicular con relación al plano de la junta en al menos uno delos dispositivos (20) de fijación, caracterizada porque el al menos un dispositivo (20) de fijación en el que penetra la capa (30) metálica, posee al menos un saliente de fijación con la forma de un tetón, una uña, respectivamente un labio (24) de fijación en el lado interior del orificio y dirigido hacia el interior.

2. Junta (2) con marco soporte según la reivindicación 1, estando configurados los dispositivos (20) de fijación como espigas de fijación con la forma de un saliente con forma de cono, cono truncado, seta, esfera truncada, cilindro, respectivamente cilindro truncado o elipsoide, respectivamente elipsoide truncado.

3. Junta (2) con marco soporte según la reivindicación 1 o 2. caracterizada porque al menos una extensión de la al menos una capa (30) metálica en el interior del al menos un dispositivo (20) de fijación se realiza con un a técnica de transformación elegida entre entallado, plegado, forja con estampa, gofrado, troquelado, corte, estirado, embutición y estirado.

4. Junta (2) con marco soporte según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque al menos uno de los dispositivos (20) de fijación posee un saliente de fijación con forma de tetón, uña, respectivamente labio (26) de fijación en el lado exterior.

5. Junta (2) con marco soporte según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el al menos un tetón, uña, respectivamente labio de fijación es de un material plástico distinto del del dispositivo (20) de fijación.

6. Junta (2) con marco soporte según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la junta (2) con marco soporte posee dos dispositivos (20) de fijación, que se extienden en distintas direcciones desde el plano de la junta.

7. Junta (2) con marco soporte según la reivindicación 6, caracterizada porque al menos dos de los dispositivos (20) de fijación, que se extienden en distintas direcciones desde el plano de la junta, se hallan esencialmente sobre un eje.

8. Junta (2) con marco soporte según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque al menos un dispositivo (20) de fijación comprende una espiga de ajuste.

9. Junta (2) con marco soporte según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque al menos una de los dispositivos (20) de fijación posee un elemento (32) de refuerzo.

10. Junta (2) con marco soporte según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la junta (2) con marco soporte es una junta con marco soporte de material elastómero.