WO2018087410A1 - Dispositivo de aislamiento de vibraciones en máquinas agrícolas - Google Patents

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rubber
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B29/00—Rollers
    • A01B29/06—Rollers with special additional arrangements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B71/00—Construction or arrangement of setting or adjusting mechanisms, of implement or tool drive or of power take-off; Means for protecting parts against dust, or the like; Adapting machine elements to or for agricultural purposes
    • A01B71/02—Setting or adjusting mechanisms

Definitions

  • the invention refers to a vibration isolation device in agricultural machines that contributes, to the function to which it is intended, advantages and characteristics, which will be described in detail below, which they represent a remarkable improvement of the current state of the art.
  • the object of the invention focuses on vibration isolation device based on rubber elements applicable to agricultural or similar work machines incorporating rollers, whether or not provided with work tools, attached to them by supporting structures, the which, unlike existing systems, provides such isolation in all directions to ensure, not only the insulation of the supporting structure but also that the vibratory charges do not destroy the insulating elements themselves, for which it is configured based of multiple rubber elements incorporated radially and with a certain inclination on both crowns on both sides of the roller, being placed as a union between it and the supporting structure.
  • the field of application of the present invention is part of the industry sector dedicated to the manufacture of accessories for agricultural machines and vehicles, focusing specifically on the field of vibration isolation systems.
  • These machines usually incorporate cutting / work tools on circular rollers. These cutting tools are arranged longitudinally or at an angle to the axis and generate strong loads during their rotation on the ground.
  • the systems presently present do not provide a blunt solution to the problem, because they incorporate an insulation, focusing on the reduction of vibration mainly in a single direction of the rotating element and neglecting or taking into account the loads to a small extent vibratory in the other directions of space.
  • These systems therefore focus on the insulation in the vertical direction (perpendicular to the ground plane) whose main receiver is the supporting structure.
  • they incorporate rubber elements arranged in the absorption position in a main direction and leaving the rest of the components to the absorption capacity of the elastic support used in each case.
  • the roller during its rotation, at the moment in which each cutting tool interacts with the ground, generates radial loads that will decompose in different positions of the X and Y axis, so that the structure or arm that pulls the roller It is in a continuous situation of "draft” and "thrust” on the horizontal axis and at the same time traction and compression on the vertical axis.
  • the insulating elements of these vibrations should cover both directions and with the full range of angles of the possible loads, the objective of the present invention being the development of a new type of vibration isolation system that covers the whole range of possibilities .
  • the vibration isolation device in agricultural machines that the invention proposes is configured as a novelty within its field of application, since, being the characterizing details that make it possible and that distinguish it conveniently included in the accompanying final claims to the present description.
  • a vibration isolation device in agricultural machines that, in a novel way, performs such isolation in all directions to ensure, not only the insulation of the supporting structure but also that vibratory charges do not destroy the insulating elements themselves due to premature fatigue due to a resonance input.
  • the device is configured essentially from a crown incorporated on each side of the roller, so that both are opposed, and each have several rubber insulating elements, preferably five, arranged radially around the same.
  • said rubber elements are positioned, each of them, between two flanges, one of which, which we will call inside, is anchored to the rotating bearing support of the machine's roller axis, and the other, which we will call Outside, it is attached to the bearing structure of the machine roller.
  • the roller is, therefore, totally subject to the supporting structure only by the insulating elements resulting in a flexible support and with six degrees of freedom.
  • the rubber elements used have good vibration isolation and low mechanical loads in the transverse position to the fixing direction and less insulation and high mechanical loads in the longitudinal direction to the fixing with the supporting structure.
  • the isolation device provides great mechanical resistance. But low isolation. And, as we modify the angle of arrangement and the rubber elements with respect to the axis of rotation and they are oriented more parallel to the longitudinal axis of the roller, the isolation of vibrations increases greatly and the resistance to mechanical loads decreases.
  • the solution provided by the device allows, advantageously, to adjust the operating angles of the rubber elements according to the type of terrain, hard, soft ... etc ... in which the machine to which it is to be worked incorporates by means of the angle and the tightening of the outer flanges that hold the rubber elements on the inner flanges.
  • the structural configuration of the device allows to play with the hardnesses and the dimensioning of the flexible rubber elements, adjusting them in the best possible way to the conditions of each case.
  • the described vibration isolation device in agricultural machines therefore, represents an innovation of structural and constitutive characteristics unknown until now, reasons that, together with its practical utility, provide it with sufficient grounds to obtain the privilege of exclusivity that is requested.
  • Figure number 1 Shows a partial perspective view of the roller bearing structure of an agricultural machine to which an example of the vibration isolation device, object of the invention, has been incorporated, appreciating the parts and elements that it includes, as well as its configuration and arrangement.
  • Figure number 2. It shows an almost frontal view of the roller and its supporting structure, where the interposition of the rubber element between the two flanges and forming the isolation device, according to the invention, is appreciated.
  • Figure number 3. Shows a side view of the roller and the supporting structure of the machine with the device of the invention.
  • Figure number 4.- It shows a totally frontal elevation view of the roller, showing the inclination of the rubber elements it incorporates protruding at each end.
  • the device (1) in question which is designed to be incorporated in an agricultural machine or the like, of which they have at least one roller (2) coupled thereto through a supporting structure (3) to which it is attached at its ends, and may or may not be provided with blades (4) or other work tools on its surface, the device (1) serving as a means of insulating vibration produced when the roller (2) is dragged on the ground in a transverse direction to the longitudinal axis (5) of rotation of said roller (2), it is essentially configured from two crowns (6) which are incorporated, opposed, a at each end of the roller (2), between the bearing support of its shaft (5) and the corresponding end of the bearing structure (3), each having several rubber insulating elements (7) radially distributed around it and fixed, between respective pairs of flanges (8, 9) that fasten them, respectively, to said bearing of the roller shaft (5) bearing (2) and to the end of the bearing structure (3), so that they constitute a connecting link flexible between both elements.
  • the rubber insulating elements (7) is configured by a flat piece or disk, and each one is held, by way of a sandwich, between an inner flange (8), which is anchored to the bearing support itself of rotation of the shaft (5) of the roller (2), and an outer flange (9) that is attached to the end of the supporting structure (3).
  • these flanges (8, 9) have an inclined arrangement with respect to the crown plane (6) which, in turn, adopt the rubber insulating elements (7), which inclination, being able to be constant or not in all of them , it is variable in each case depending on the needs of use of the machine, since, to greater coplanarity with respect to the axis (5) of rotation of the roller (2), greater isolation of vibrations but less mechanical resistance and, to greater perpendicularity with respect to said axis (5), lower vibration isolation but greater mechanical resistance.
  • the flanges, at least the outer ones (9) can be movable, for example by screwing, to allow a slight modification of their inclination and, consequently, of the rubber insulating elements (7).
  • each crown (6) incorporates five rubber insulating elements (7), evenly distributed around it, although this should not be taken as a limitation, since the essential of the device is the fact comprising, at each end of the roller (2), and fixed with variable inclination between the shaft bearing support (5) and the corresponding end of the bearing structure (3), several insulating elements (7) of rubber distributed radially to said shaft (5), so that they constitute a flexible link between both elements.

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Abstract

Dispositivo de aislamiento de vibraciones en máquinas agrícolas que cuenta con al menos un rodillo acoplado a la máquina a través de una estructura portante a la que se sujeta por sus extremos, aplicable como medio aislante de la vibración producida por el arrastre sobre el suelo del rodillo; y que comprende en cada uno de los extremos del rodillo y fijados con inclinación variable, varios elementos aislantes de caucho, los cuales se encuentran repartidos radialmente a dicho eje de manera que constituyen un nexo de unión flexible entre ambos elementos.

Description

DISPOSITIVO DE AISLAMIENTO DE VIBRACIONES EN MAQUINAS
AGRÍCOLAS
D E S C R I P C I Ó N
OBJETO DEL INVENTO
La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un dispositivo de aislamiento de vibraciones en máquinas agrícolas que aporta, a la función a que se destina, ventajas y características, que se describirán en detalle más adelante, que suponen una destacable mejora del estado actual de la técnica.
Más concretamente, el objeto de la invención se centra en dispositivo de aislamiento de vibraciones a base de elementos de caucho aplicable a máquinas agrícolas o de trabajo similar que incorporan rodillos, provistos o no de útiles de trabajo, sujetos a ellas mediante estructuras portantes, el cual, a diferencia de los sistemas existentes, proporciona dicho aislamiento en todas las direcciones para garantizar, no solo el aislamiento de la estructura portante sino también que las cargas vibratorias no lleguen a destruir a los propios elementos aislantes, para lo cual se configura a base de múltiples elementos de caucho incorporados radialmente y con determinada inclinación sobre sendas coronas a ambos lados del rodillo, situándose como unión entre este y la estructura portante.
CAMPO DE APLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
El campo de aplicación de la presente invención se enmarca dentro del sector de la industria dedicada a la fabricación de accesorios para máquinas y vehículos agrícolas, centrándose concretamente en el ámbito de los sistemas de aislamiento de vibraciones.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En la actualidad, hay una serie de máquinas de carácter agrícola para trabajo de suelo de tipo arrastrado que, debido a su tipología, están construidas con una estructura portante o chasis y rodillos de trabajo, que pueden ser uno o varios.
Estas máquinas suelen incorporar los útiles de corte/trabajo sobre unos rodillos circulares. Estos útiles de corte están dispuestos de forma longitudinal o en ángulo al eje y generan unas fuertes cargas durante su rotación en el suelo.
Dichos útiles generan unos impactos escalonados al interactuar sobre el suelo y, por acción y reacción, estos impactos se trasmiten al mismo tiempo al chasis o bastidor. Estas acciones o cargas, debido a la velocidad, aumentan en gran medida su frecuencia transmitiéndose a la estructura como una vibración.
También en el caso de rodillos de compactacion sin útiles incorporados podría ocurrir algo similar, aunque de manera más atenuada, debido a las irregularidades y/o los obstáculos superficiales del terreno.
Estas vibraciones se transmiten a lo largo de la estructura portante de la máquina, siendo muy perjudiciales para los componentes mecánicos, dado que reducen de forma sustancial su vida útil debido a la fatiga y, además, llegan a transmitir esta vibración a la máquina tractora haciendo el habitáculo muy poco ergonómico para el operario.
En la actualidad hay máquinas que incorporan sistemas para solucionar este problema, pero aportan soluciones poco exitosas que hacen que, lejos de solucionar las vibraciones, éstas se mantengan y al mismo tiempo generan problemas añadidos debido a la falla del sistema incorporado.
Por ello, los sistemas presentes en la actualidad no aportan una solución contundente al problema, debido a que incorporan un aislamiento, centrándose en la reducción de la vibración principalmente en una única dirección del elemento rotatorio y despreciando o teniendo en cuenta en baja medida las cargas vibratorias en las otras direcciones del espacio. Estos sistemas se centran por tanto en el aislamiento en la dirección vertical (perpendicular al plano del suelo) cuyo principal receptor es la estructura portante. Para realizar tal aislamiento, incorporan elementos de caucho dispuestos en posición de absorción en una dirección principal y dejando el resto de componentes a la capacidad de absorción del soporte elástico usado en cada caso.
El rodillo, durante su rotación, en el momento en el que cada útil de corte interactúa con el suelo, genera unas cargas radiales que se descompondrán en diferentes posiciones del eje X e Y, de tal forma que la estructura o brazo que tira del rodillo está en una situación continua de "tiro" y "empuje" en el eje horizontal y al mismo tiempo de tracción y compresión en el eje vertical. Para ello los elementos aislantes de estas vibraciones deberían cubrir ambas direcciones y con todo el rango de ángulos de las posibles cargas, siendo el objetivo de la presente invención el desarrollo de un nuevo tipo de sistema de aislamiento de vibraciones que abarque todo el abanico de posibilidades.
Por otra parte, y como referencia al estado actual de la técnica, cabe señalar que, si bien se conocen otros sistemas de aislamiento de vibraciones a base de elementos de caucho para el tipo de máquinas agrícolas del tipo que aquí concierne, al menos por parte del solicitante, se desconoce la existencia de ninguno que presente unas características técnicas, estructurales y constitutivas iguales o semejantes a las que concretamente presenta el que aquí se preconiza, según se reivindica.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
Así, el dispositivo de aislamiento de vibraciones en máquinas agrícolas que la invención propone se configura como una novedad dentro de su campo de aplicación, ya que, estando los detalles caracterizadores que lo hacen posible y que lo distinguen convenientemente recogidos en las reivindicaciones finales que acompañan a la presente descripción. De manera concreta, lo que la invención propone, como se ha apuntado anteriormente, es un dispositivo de aislamiento de vibraciones en máquinas agrícolas que, de manera novedosa, realiza dicho aislamiento en todas las direcciones para garantizar, no solo el aislamiento de la estructura portante sino también que las cargas vibratorias no lleguen a destruir a los propios elementos aislantes por fatiga prematura debido a una entrada en resonancia.
Para ello, el dispositivo se configura, esencialmente, a partir de una corona incorporada a cada lado del rodillo, de modo que ambas quedan contrapuestas, y que cuentan, cada una, con varios elementos aislantes de caucho, preferentemente cinco, dispuestos radialmente alrededor de la misma.
Además, dichos elementos de caucho van posicionados, cada uno de ellos, entre dos bridas, una de las cuales, que llamaremos interior, va anclada al propio soporte de rodamiento de giro del eje del rodillo de la máquina, y la otra, que llamaremos exterior, está sujeta a la estructura portante del rodillo de la máquina.
De esta forma la unión entre el eje del rodillo y el brazo de unión a la estructura portante está totalmente aislada por estos elementos de caucho los cuales, además, se disponen inclinados sobre la superficie de la corona con un ángulo constante en todas ellas o no, en función de la aplicación y del terreno.
El rodillo queda, pues, totalmente sujeto a la estructura portante sólo por los elementos aislantes resultando una sujeción flexible y con seis grados acotados de libertad.
Los elementos de caucho utilizados presentan un buen aislamiento de las vibraciones y bajas cargas mecánicas en la posición transversal a la dirección de fijación y un menor aislamiento y elevadas cargas mecánicas en la dirección longitudinal a la fijación con la estructura portante.
Por ello, si la disposición de los elementos de caucho es perpendicular al eje de giro, el dispositivo de aislamiento proporciona una gran resistencia mecánica pero un bajo aislamiento. Y, a medida que vamos modificando el ángulo de disposición y los elementos de caucho respecto del eje de giro y se van orientando más en posición paralela al eje longitudinal del rodillo, aumenta mucho el aislamiento de las vibraciones y disminuye la resistencia ante cargas mecánicas.
Por ello la solución aportada por el dispositivo permite, ventajosamente, ajusfar los ángulos de funcionamiento de los elementos de caucho en función del tipo de terreno, duro, blando... etc .. .en que ha de trabajar la máquina a la que se incorpora mediante el ángulo y el apriete de las bridas exteriores que sujetan los elementos de caucho sobre las bridas interiores.
Al mismo tiempo la configuración estructural del dispositivo permite jugar con las durezas y el dimensionado de los elementos flexibles de caucho, ajusfándolos de la mejor forma posible a las condiciones de cada caso.
El descrito dispositivo de aislamiento de vibraciones en máquinas agrícolas representa, pues, una innovación de características estructurales y constitutivas desconocidas hasta ahora, razones que unidas a su utilidad práctica, la dotan de fundamento suficiente para obtener el privilegio de exclusividad que se solicita.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, de un juego de planos, en los que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:
La figura número 1.- Muestra una vista parcial en perspectiva de la estructura portante con rodillo de una máquina agrícola a la que se ha incorporado un ejemplo del dispositivo de aislamiento de vibraciones, objeto de la invención, apreciándose las partes y elementos que comprende, así como su configuración y disposición.
La figura número 2.- Muestra una vista casi frontal del rodillo y su estructura portante, donde se aprecia la interposición del elemento de caucho entre las dos bridas y que conforma el dispositivo de aislamiento, según la invención.
La figura número 3.- Muestra una vista lateral del rodillo y la estructura portante de la máquina con el dispositivo de la invención.
La figura número 4.- Muestra una vista de alzado totalmente frontal del rodillo, apreciándose la inclinación de los elementos de caucho que incorpora sobresaliendo en cada extremo.
Y la figura número 5.- Muestra, de nuevo una vista en perspectiva fronto-lateral, más ampliada, del extremo del rodillo en que se incorpora el dispositivo de la invención.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
A la vista de las mencionadas figuras, y de acuerdo con la numeración adoptada, se puede observar en ellas un ejemplo no limitativo del dispositivo de aislamiento de vibraciones en máquinas agrícolas preconizado, el cual comprende las partes y elementos que se indican y describen en detalle a continuación.
Así, atendiendo a dichas figuras, se puede apreciar cómo el dispositivo (1) en cuestión, que está diseñado para ir incorporado en una máquina agrícola o similar, de las que cuentan con, al menos, un rodillo (2) acoplado a ella a través de una estructura portante (3) a la que se sujeta por sus extremos, pudiendo estar provisto o no de cuchillas (4) u otros útiles de trabajo sobre su superficie, sirviendo el dispositivo (1) como medio aislante de la vibración que se produce al ser arrastrado el rodillo (2) sobre el suelo en sentido transversal al eje (5) longitudinal de giro de dicho rodillo (2), se configura, esencialmente, a partir de dos coronas (6) que se incorporan, contrapuestas, una a cada extremo del rodillo (2), entre el soporte del rodamiento de su eje (5) y el extremo correspondiente de la estructura portante (3), contando, cada una, con varios elementos aislantes (7) de caucho repartidos radialmente alrededor de la misma y fijados, entre respectivos pares de bridas (8, 9) que los sujetan, respectivamente, a dicho soporte del rodamiento del eje (5) de rodillo (2) y al extremo de la estructura portante (3), de manera que constituyen un nexo de unión flexible entre ambos elementos.
Más concretamente, los elementos aislantes (7) de caucho está configurada por una pieza plana o disco, y cada uno de ellos está sujeto, a modo de sándwich, entre una brida interior (8), que va anclada al propio soporte de rodamiento de giro del eje (5) del rodillo (2), y una brida exterior (9) que está sujeta al extremo de la estructura portante (3). Asimismo, estas bridas (8, 9) presentan una disposición inclinada respecto del plano de la corona (6) que, a su vez, adoptan los elementos aislantes (7) de caucho, la cual inclinación, pudiendo ser o no constante en todos ellos, es variable en cada caso en función de las necesidades de uso de la máquina, ya que, a mayor coplanariedad respecto del eje (5) de giro del rodillo (2), mayor aislamiento de vibraciones pero menor resistencia mecánica y, a mayor perpendicularidad respecto de dicho eje (5), menor aislamiento de vibraciones pero mayor resistencia mecánica.
Opcionalmente, las bridas, al menos las exteriores (9) pueden ser móviles, por ejemplo mediante atornillado, para permitir modificar ligeramente la inclinación de las mismas y, consecuentemente, de los elementos aislantes (7) de caucho.
En cualquier caso, en la realización preferida, cada corona (6) incorpora cinco elementos aislantes (7) de caucho, repartidos equidistantemente alrededor de la misma, si bien, ello no debe tomarse como una limitación, pues lo esencial del dispositivo es el hecho de comprender, en cada extremo del rodillo (2), y fijados con inclinación variable entre el soporte del rodamiento del eje (5) y el extremo correspondiente de la estructura portante (3), varios elementos aislantes (7) de caucho repartidos radialmente a dicho eje (5), de manera que constituyen un nexo de unión flexible entre ambos elementos.
Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, no se considera necesario hacer más extensa su explicación para que cualquier experto en la materia comprenda su alcance y las ventajas que de ella se derivan, haciéndose constar que, dentro de su esencialidad, podrá ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran en detalle de la indicada a título de ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba siempre que no se altere, cambie o modifique su principio fundamental.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S
1.- DISPOSITIVO DE AISLAMIENTO DE VIBRACIONES EN MÁQUINAS AGRÍCOLAS, de las que cuentan con, al menos, un rodillo (2) acoplado a ella a través de una estructura portante (3) a la que se sujeta por sus extremos, pudiendo estar provisto o no de cuchillas (4) u otros útiles de trabajo sobre su superficie, que, aplicable como medio aislante de la vibración que se produce al ser arrastrado el rodillo (2) sobre el suelo en sentido transversal al eje (5) longitudinal de giro, está caracterizado por comprender, en cada extremo del rodillo (2), y fijados con inclinación variable entre el soporte del rodamiento del eje (5) y el extremo correspondiente de la estructura portante (3), varios elementos aislantes (7) de caucho repartidos radialmente a dicho eje (5), de manera que constituyen un nexo de unión flexible entre ambos elementos.
2.- DISPOSITIVO DE AISLAMIENTO DE VIBRACIONES EN MÁQUINAS
AGRÍCOLAS, según la reivindicación 1 , caracterizado porque los elementos aislantes (7) de caucho están incorporados en dos coronas (6) que se incorporan, contrapuestas, una a cada extremo del rodillo (2), entre el soporte del rodamiento de su eje (5) y el extremo correspondiente de la estructura portante (3).
3. - DISPOSITIVO DE AISLAMIENTO DE VIBRACIONES EN MÁQUINAS AGRÍCOLAS, según la reivindicación 2, caracterizado porque los elementos aislantes (7) fijados entre respectivos pares de bridas (8, 9) que los sujetan, respectivamente, al soporte del rodamiento del eje (5) de rodillo (2) y al extremo de la estructura portante (3).
4. - DISPOSITIVO DE AISLAMIENTO DE VIBRACIONES EN MÁQUINAS AGRÍCOLAS, según la reivindicación 3, caracterizado porque los elementos aislantes (7) de caucho están configurados por una pieza plana o disco, y cada uno de ellos está sujeto, a modo de sándwich, entre una brida interior (8), que va anclada al propio soporte de rodamiento de giro del eje (5) del rodillo (2), y una brida exterior (9) que está sujeta al extremo de la estructura portante (3).
5. - DISPOSITIVO DE AISLAMIENTO DE VIBRACIONES EN MÁQUINAS AGRÍCOLAS, según la reivindicación 4, caracterizado porque las bridas (8, 9) presentan una disposición inclinada respecto del plano de la corona (6) que, a su vez, adoptan los elementos aislantes (7) de caucho.
6. - DISPOSITIVO DE AISLAMIENTO DE VIBRACIONES EN MÁQUINAS AGRÍCOLAS, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque todos elementos aislantes (7) de caucho de cada extremo del rodillo (2) tienen la misma inclinación.
7. - DISPOSITIVO DE AISLAMIENTO DE VIBRACIONES EN MÁQUINAS AGRÍCOLAS, según la reivindicación 5, caracterizado porque, al menos, las exteriores (9) son móviles para permitir modificar la inclinación de las mismas y, consecuentemente, de los elementos aislantes (7) de caucho.
8. - DISPOSITIVO DE AISLAMIENTO DE VIBRACIONES EN MÁQUINAS AGRÍCOLAS, según la reivindicación 2, caracterizado porque cada corona (6) incorpora cinco elementos aislantes (7) de caucho, repartidos equidistantemente alrededor de la misma.
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