ES2564544T3 - Acoplamiento de compensación para la transmisión de pares de giro - Google Patents

Acoplamiento de compensación para la transmisión de pares de giro

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ES2564544T3 ES12769423.0T ES12769423T ES2564544T3 ES 2564544 T3 ES2564544 T3 ES 2564544T3 ES 12769423 T ES12769423 T ES 12769423T ES 2564544 T3 ES2564544 T3 ES 2564544T3
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Abstract

Acoplamiento de compensación para la transmisión de pares de giro con un cuerpo de base (1) de forma de casquillo que se extiende en una dirección longitudinal (Z) y que presenta varias hendiduras transversales (2) distribuidas alrededor del perímetro y a lo largo de la dirección longitudinal (Z), en el que las hendiduras transversales (2) se extienden cada una de ellas en dirección radial desde una superficie exterior hasta una superficie interior del cuerpo de base (1) de forma de casquillo, y en el que las hendiduras transversales (2) están rellenas cada una de ellas con un elastómero (4), caracterizado por que el cuerpo de base (1) presenta sucesivamente en la dirección longitudinal (Z) al menos una zona (1a) provista de hendiduras transversales (2) entre dos zonas no hendidas, presentando la zona (1a) provista de las hendiduras transversales (2) un diámetro interior mayor y/o un diámetro exterior menor que los de las zonas no hendidas.

Description

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DESCRIPCION
Acoplamiento de compensacion para la transmision de pares de giro.
La invencion concierne a un acoplamiento de compensacion para la transmision de pares de giro con un cuerpo de base de forma de casquillo que se extiende en una direccion longitudinal y que presenta varias hendiduras transversales distribuidas por el penmetro y a lo largo de la direccion longitudinal, extendiendose cada una de las hendiduras transversales en direccion radial desde una superficie exterior hasta una superficie interior del cuerpo de base de forma de casquillo y estando rellena cada una de ellas con un elastomero. El acoplamiento de compensacion puede estar previsto, por ejemplo, para compensar errores de alineacion de arboles a unir uno con otro o entre un arbol y una herramienta, ya que el acoplamiento de compensacion es elastico en cierto grado debido a las hendiduras, pudiendo transmitirse tambien grandes pares de giro debido a la construccion con un cuerpo de base continuo. Frente a un tubo ngido, el acoplamiento de compensacion puede aminorar tambien puntas de par de giro o fluctuaciones repentinas de par de giro por medio de una torsion.
Se conocen acoplamientos de compensacion con un cuerpo de base de forma de casquillo y hendiduras transversales por los documentos FR 2 271 452 y EP 0 318 669 A1 (figura 9). En planos de seccion transversal estan formadas varias respectivas hendiduras transversales, estando las hendiduras transversales de planos de seccion transversal consecutivos decaladas una respecto de otra en 60° en el caso de tres hendiduras por plano y en 45° en el caso de cuatro hendiduras. Gracias a este decalaje se consigue que el acoplamiento de compensacion pueda deformarse uniformemente durante un giro. Como quiera que se utiliza un cuerpo de base macizo de forma de casquillo, resultan, por un lado, una fabricacion especialmente sencilla y, por otro lado, la posibilidad de transmitir grandes pares de giro.
Otro acoplamiento de compensacion con un cuerpo de base de forma de casquillo y unas hendiduras transversales es conocido por el documento DE 199 39 510 C1, en donde el cuerpo del acoplamiento esta rodeado por un material elastomero con propiedades de amortiguacion. Se puede conseguir asf que se reduzcan las vibraciones y las oscilaciones durante una transmision de par de giro a traves del acoplamiento. El material elastomero se cala posteriormente como un tubo flexible sobre el acoplamiento de compensacion. Asf, por ejemplo, puede estar previsto como material elastomero un simple tubo flexible contractil. El calado posterior del material elastomero puede efectuarse con medios sencillos, estando inalterado en su construccion el cuerpo de base hendido formado en una sola pieza de metal. En la ejecucion conocida resulta el inconveniente de que el tubo flexible de material elastomero aplicado sobre el lado exterior puede desprenderse del cuerpo de base y sobresale considerablemente de este cuerpo de base en direccion radial. Se forma una arista en la que es posible que se produzca un ladeo durante el montaje y la manipulacion. Ademas, las propiedades de amortiguacion estan aun necesitadas de mejora.
Un acoplamiento de compensacion segun el preambulo de la reivindicacion 1 es conocido por el documento DE 33 20 605 A1. El acoplamiento de compensacion presenta entre dos piezas extremas una estructura fibrosa en la que las distintas fibras se cruzan en los puentes formados entre las hendiduras y contribuyen asf a una alta estabilidad de la estructura fibrosa formada. El segmento de estructura fibrosa provisto de las hendiduras transversales esta asentado desde fuera sobre unos segmentos extremos de forma de casquillo, de modo que esta zona presenta un diametro exterior mayor. Las hendiduras transversales formadas estan rellenas de elastomero. Precisamente la transicion al segmento de la estructura fibrosa con la arista allf existente puede representar en la practica un punto debil. Por ejemplo, el segmento de la estructura fibrosa puede aplicarse allf durante el montaje. Ademas, existe tambien el peligro de una acumulacion de suciedad.
Se conoce por el documento EP 1 157 785 A1 un dispositivo para unir herramienta con un accionamiento, que comprende un acoplamiento de disco elastico. Este elemento de acoplamiento presenta, dispuestos uno tras otro, un gran numero de discos elasticos con un taladro axial que estan unidos con los respectivos discos elasticos contiguos por medio de puentes delgados. Mediante un decalaje de 90° de los puentes consecutivos en direccion longitudinal se consiguen propiedades elasticas uniformes. El espacio intermedio entre discos contiguos del acoplamiento de disco elastico puede estar relleno de elastomero inyectado.
Ante este antecedente, la presente invencion se basa en el problema de indicar un acoplamiento de compensacion para la transmision de pares de giro que presente propiedades funcionales mejoradas.
Son objeto de la invencion y solucion del problema un acoplamiento de compensacion segun la reivindicacion 1 y un procedimiento de fabricacion de un acoplamiento de compensacion segun la reivindicacion 12.
Segun la invencion, se ha modificado tambien el cuerpo de base en comparacion con un acoplamiento de compensacion convencional y se le ha adaptado al alojamiento del elastomero. El cuerpo de base presenta consecutivamente en direccion longitudinal al menos una zona provista de hendiduras transversales entre dos zonas no hendidas, presentando segun la invencion la zona provista de las hendiduras transversales un diametro interior mayor y/o un diametro exterior menor que los de las zonas no hendidas.
Por tanto, la zona provista de las hendiduras transversales queda retranqueada con respecto a las zonas no
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hendidas en el lado interior o en el lado exterior. Es asf posible que esta zona retranqueada sea provista de elastomero de tal manera que en la zona provista de hendiduras transversales el cuerpo de base, juntamente con el elastomero, presente el mismo diametro interior y el mismo diametro exterior que las zonas adyacentes no hendidas. Por tanto, a pesar de la disposicion del elastomero, se puede conseguir una superficie interior y una superficie exterior cilmdricas y sin escalones del acoplamiento de compensacion. Se evitan asf aristas que representen posibles puntos debiles durante el funcionamiento o el montaje. El elastomero no sobresaliente respecto de las zonas no hendidas ni en el lado interior ni en el lado exterior esta optimamente protegido. Una configuracion sin escalones es ventajosa tambien para el montaje, por ejemplo cuando el acoplamiento de compensacion se enchufa a traves de una abertura o cuando se enchufan por dentro arboles, tubenas de alimentacion o similares a traves del acoplamiento de compensacion.
Partiendo de un acoplamiento de compensacion con las caractensticas descritas al principio se resuelve el problema segun la invencion por el hecho de que las hendiduras transversales formadas en el cuerpo de base de forma de casquillo estan siempre rellenas de un elastomero. Gracias a la medida descrita se puede producir una amortiguacion muy efectiva de oscilaciones y vibraciones, sin que se perjudiquen las ventajosas propiedades funcionales del acoplamiento de compensacion. En contraste con el calado posterior de un cuerpo de elastomero en forma de tubo flexible, resulta durante la fabricacion un coste de produccion netamente incrementado. Asf, se tiene que proporcionar durante la fabricacion una sustancia de base elastomera que sea inicialmente fluyente para introducirla en las hendiduras transversales y que luego se endurezca. Son adecuados, por ejemplo, los elastomeros endurecibles, especialmente vulcanizables, durante la fabricacion o bien, segun el caso de utilizacion, los elastomeros termoplasticos cuando pueda asegurarse que no se sobrepase la temperatura de reblandecimiento durante el funcionamiento posterior del acoplamiento de compensacion. En principio, sena imaginable tambien utilizar preformas cortadas de un material elastomero adaptadas exactamente al tamano de las hendiduras transversales, pero esto esta ligado tambien a un considerable coste de produccion.
La presente invencion se basa en el conocimiento de que gracias al aumento de coste para la fabricacion se pueden mejorar muy netamente y de manera sorprendente las propiedades de amortiguacion. Debido al rellenado de las hendiduras transversales no quedan ya espacios libres que puedan ponerse a oscilar. En particular, se efectua en conjunto una sustentacion de superficie muy grande a traves del material elastomero, de modo que se puede disminuir muy eficientemente la energfa de oscilacion y vibracion.
El elastomero es de preferencia relativamente duro y presenta una dureza entre 70 Shore A y 95 Shore A. La utilizacion de este elastomero es ventajosa, ya que se pueden ejercer fuerzas muy grandes sobre el acoplamiento de compensacion debido a la construccion maciza, de modo que entonces sigue siendo conveniente una sustentacion suficientemente ngida entre las hendiduras para aminorar eficazmente las oscilaciones y las vibraciones.
Como elastomeros son adecuados especialmente los elastomeros de poliuretano. Un material preferido es, por ejemplo, el plastico elastomero a base de poliuretano distribuido por Bayer AG bajo el nombre de marca Vulkollan. En particular, es ventajoso que el elastomero utilizado y tambien el Vulkollan con una dureza entre 70 Shore A y 95 Shore A puedan mecanizarse tambien posteriormente con arranque de virutas.
Para mantener el elastomero con seguridad dentro de las hendiduras transversales en todas las circunstancias es ventajoso que el elastomero sobresalga de las hendiduras por el lado interior y/o el lado exterior del cuerpo de base y se extienda allf en direccion axial hasta mas alla de la respectiva hendidura asociada. Gracias a esta configuracion se consigue una union de ajuste de forma entre el elastomero y la respectiva hendidura asociada, con lo que queda inmovilizado el elastomero. Es asf imaginable que el elastomero presente en cada hendidura un engrosamiento extremo de modo que quede garantizada permanentemente una disposicion segura contra perdida.
Ademas, es posible que en el lado interior y/o el lado exterior del cuerpo de base este presente una capa de elastomero que cubra varias hendiduras y que forme un cuerpo de elastomero coherente con el elastomero en las hendiduras. Gracias a un cuerpo de elastomero coherente para varias hendiduras se asegura en todas las circunstancias que el elastomero no se pueda desprender del cuerpo de base ni siquiera en condiciones extremas. Se prefiere especialmente una ejecucion en la que el cuerpo de elastomero cubre las hendiduras asociadas en el lado interior y el lado exterior, de modo que se consigue una union especialmente mtima y completa entre las hendiduras transversales y el material elastomero. Ademas, las hendiduras transversales estan protegidas por el elastomero tanto en el lado interior como en el lado exterior contra ensuciamientos, corrosion o similares y no son visibles para un usuario.
El acoplamiento de compensacion presenta usualmente, visto en direccion axial, unos segmentos de conexion extremos que no estan hendidos. La zona provista de las hendiduras transversales esta entonces entre estos segmentos de conexion extremos. Cuando el acoplamiento de compensacion presenta una longitud elevada, pueden estar previstas tambien entre los segmentos de conexion varias zonas provistas de hendiduras transversales que esten separadas una de otra por segmentos intermedios no hendidos.
La fabricacion del acoplamiento de compensacion se efectua usualmente partiendo de un tubo de pared gruesa o
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bien partiendo de un material macizo de forma de barra que se transforma primero en un segmento de tubo mediante la produccion de una abertura interior. En ambos casos, el cuerpo de base esta formado por una pieza metalica coherente y no por un gran numero de piezas individuales ensambladas o unidas posteriormente una con otra, con lo que resultan una seguridad contra rotura especialmente alta y una fabricacion sencilla.
Las hendiduras transversales pueden presentar diferentes formas en el marco de la invencion. Es asf posible que las hendiduras transversales presenten la forma de simples segmentos anulares que cubran el mismo intervalo angular en el lado interior y el lado exterior del cuerpo de base. Sin embargo, es desventajoso el hecho de que la fabricacion de tales hendiduras transversales es relativamente complicada, haciendose tambien mas estrecho hacia dentro el puente que queda entre las hendiduras. Se prefiere especialmente una ejecucion en la que las hendiduras transversales son incisiones de forma de arco de drculo. Las incisiones de forma de arco de cfrculo pueden producirse de manera especialmente sencilla. Las incisiones de forma de arco de cfrculo no solo son mas largas en su lado exterior que en su lado interior, sino que abarcan tambien un intervalo angular mas grande en el lado exterior que en el lado interior. Entre las hendiduras pueden formarse asf puentes con una anchura aproximadamente constante en direccion radial, lo que es ventajoso respecto del funcionamiento de acoplamiento de compensacion.
Para hacer posible una deformacion homogenea del acoplamiento de compensacion durante la transmision de pares de giro estan presentes usualmente varios planos de seccion transversal con al menos dos respectivas hendiduras transversales, estando decaladas las hendiduras transversales de un primer grupo de planos de seccion transversal con respecto a las hendiduras transversales de un segundo grupo de planos de seccion transversal, visto en direccion periferica. Se prefiere especialmente una ejecucion en la que los planos de seccion transversal presentan cada uno tres hendiduras uniformemente distribuidas alrededor del penmetro con un paso de division de 120°, estando las hendiduras transversales del primer grupo decaladas en 60° en direccion periferica con respecto a las hendiduras transversales del segundo grupo.
En un acoplamiento de compensacion de la clase generica expuesta, al que se refiere la presente invencion, la anchura de las hendiduras transversales esta comprendida usualmente entre 1 mm y 5 mm. La anchura puede elegirse de modo que el acoplamiento de compensacion, por un lado, sea suficientemente estable para transmitir los pares de giro que cabe esperar y, por otro lado, sea suficientemente elastico para deformarse en grado suficiente. En el marco de la invencion se debe tener en cuenta todavfa que el acoplamiento de compensacion completo resulta mas ngido en cierto grado por efecto de la disposicion del elastomero en las hendiduras transversales, por lo que con especificaciones por lo demas semejantes se puede adaptar eventualmente la anchura de las hendiduras transversales.
Usualmente, el acoplamiento de compensacion presenta al menos doce hendiduras, pudiendo aumentarse tambien a voluntad el numero de hendiduras transversales mediante una prolongacion correspondiente del acoplamiento de compensacion. El espesor de pared del acoplamiento de compensacion puede estar, por ejemplo, entre 10 mm y 50 mm. Siempre que, segun una ejecucion preferida de la invencion, la zona provista de hendiduras transversales o las zonas provistas de hendiduras transversales en el lado interior y/o el lado exterior presenten una cavidad de forma de ranura con respecto a las zonas adyacentes no hendidas, esta cavidad de forma de ranura tiene que ser entonces suficientemente profunda para poder recibir una capa de elastomero cerrada suficientemente firme. Por este motivo, la profundidad de la ranura es preferiblemente de al menos 1 mm.
Es tambien objeto de la invencion un procedimiento para fabricar el acoplamiento de compensacion anteriormente descrito, en el que se alimenta un segmento de tubo, en el que se practican las hendiduras transversales en el segmento de tubo para producir el cuerpo de base multihendido, en el que se producen segmentos de conexion en los extremos del tubo y en el que se rellenan las hendiduras transversales con un elastomero. En la fabricacion se forma tambien en el lado interior y/o el lado exterior, en la zona de varias hendiduras transversales, una ranura anular que a continuacion, en union de las hendiduras transversales, se rellena con el elastomero.
En lo que sigue se explicara la invencion ayudandose de un dibujo que representa unicamente un ejemplo de realizacion. Muestran:
La figura 1, un cuerpo de base de un acoplamiento de compensacion en una vista en perspectiva,
La figura 2, una seccion longitudinal a traves del cuerpo de base segun la figura 1,
La figura 3, una seccion a lo largo de la lmea A-A de la figura 2 y
La figura 4, una ejecucion segun la invencion del acoplamiento de compensacion con el cuerpo de base segun la figura 2 y con un elastomero.
La figura 1 muestra unicamente el cuerpo de base 1 del acoplamiento de compensacion segun la invencion fabricado a partir de un segmento de tubo metalico coherente. El cuerpo de base 1 presenta de manera en sf conocida un gran numero de hendiduras transversales 2 que estan distribuidas a lo largo de la direccion longitudinal
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z y del penmetro.
En la figura 1 se puede apreciar ya que las hendiduras transversales 2 se extienden desde una superficie exterior hasta una superficie interior del cuerpo de base 1 de forma de casquillo. Gracias a las hendiduras transversales 2 se consigue que el acoplamiento de compensacion pueda compensar en cierto grado errores de alineacion cometidos al unir arboles uno con otro, al unir un arbol con una herramienta o en casos similares. Ademas, mediante una torsion del cuerpo de base se aminoran tambien golpes en forma de puntas de par de giro. Sin embargo, dado que el cuerpo de base esta formado por una pieza metalica monobloque, se pueden conseguir una estabilidad y una longevidad muy altas.
El cuerpo de base 1 presenta usualmente al menos una zona 1a provista de hendiduras transversales 2 entre dos segmentos de conexion extremos 1b. En el ejemplo de realizacion estan previstas dos zonas 1a provistas de hendiduras transversales 2 que estan separadas por un segmento intermedio 1c no hendido.
Se puede apreciar ya en la figura 1 que las zonas 1a provistas de hendiduras transversales 2 estan ligeramente retranqueadas con respecto a los segmentos adyacentes 1b, 1c.
Una consideracion comparativa de las figuras 1 y 2 permite deducir que las zonas 1a provistas de hendiduras transversales 2 presentan cada una de ellas cuatro planos de seccion transversal con tres respectivas hendiduras transversales 2. La figura 3 muestra el cuerpo de base 1 en uno de estos planos de seccion transversal, pudiendo apreciarse que las hendiduras transversales 2 son incisiones de forma de arco de drculo. Por tanto, las hendiduras transversales 2 pueden cortarse de manera especialmente sencilla con una muela.
Gracias a esta forma de las hendiduras transversales 2 se pueden formar entre las hendiduras transversales 2 unos puentes 3 que presentan en direccion radial una anchura aproximadamente constante.
En la figura 3 se ha insinuado, ademas, el plano de seccion transversal siguiente en la direccion longitudinal Z con sus hendiduras transversales 2. Se puede apreciar que las hendiduras transversales 2 de los planos de seccion transversal consecutivos estan decaladas una respecto de otra en exactamente 60°, de modo que las hendiduras transversales 2 de un plano de seccion transversal estan situadas en la zona de los puentes 3 del plano de seccion transversal contiguo.
La figura 4 muestra finalmente el acoplamiento de compensacion completo en el que las hendiduras transversales 2 estan rellenas de elastomero 4. Segun la ejecucion representada especialmente preferida, el elastomero 4 se extiende tambien hacia fuera de las hendiduras transversales 2 en el lado interior y el lado exterior del cuerpo de base 1, de modo que se forman una superficie envolvente exterior y una superficie envolvente interior cerradas con elastomero 4. Como puede apreciarse en las figuras 2 y 4, el cuerpo de base 1 presenta en la zona provista de hendiduras transversales 2 un diametro interior mas grande y un diametro exterior mas pequeno que los de los segmentos adyacentes 1b, 1c no hendidos. Durante la fabricacion se forman en el cuerpo de base 1 unas ranuras anulares correspondientes 6a, 6b (vease la figura 2). Se puede formar asf a base del elastomero 4 un cuerpo de elastomero mtimamente unido con las hendiduras transversales 2 que se une a haces con las zonas no hendidas, es decir con uno de los segmentos de conexion 1b y el segmento intermedio 1c. Gracias a la ejecucion descrita se obtiene una forma cilmdrica anular del acoplamiento de compensacion, estando prevista unicamente en los dos segmentos de conexion 1b una ranura interior 5 para la colocacion de un anillo de sujecion.

Claims (12)

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    REIVINDICACIONES
    1. Acoplamiento de compensacion para la transmision de pares de giro con un cuerpo de base (1) de forma de casquillo que se extiende en una direccion longitudinal (Z) y que presenta varias hendiduras transversales (2) distribuidas alrededor del penmetro y a lo largo de la direccion longitudinal (Z), en el que las hendiduras transversales (2) se extienden cada una de ellas en direccion radial desde una superficie exterior hasta una superficie interior del cuerpo de base (1) de forma de casquillo, y en el que las hendiduras transversales (2) estan rellenas cada una de ellas con un elastomero (4), caracterizado por que el cuerpo de base (1) presenta sucesivamente en la direccion longitudinal (Z) al menos una zona (1a) provista de hendiduras transversales (2) entre dos zonas no hendidas, presentando la zona (1a) provista de las hendiduras transversales (2) un diametro interior mayor y/o un diametro exterior menor que los de las zonas no hendidas.
  2. 2. Acoplamiento de compensacion segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el elastomero (4) sobresale de las hendiduras transversales (2) en el lado interior y/o el lado exterior del cuerpo de base (1) y se extiende allf en la direccion axial (Z) hasta mas alla de la respectiva hendidura transversal asociada (2).
  3. 3. Acoplamiento de compensacion segun la reivindicacion 2, caracterizado por que en el lado interior y/o el lado exterior del cuerpo de base (1) esta presente una capa de elastomero (4) que cubre varias hendiduras transversales (2) y que forma con el elastomero (4) en las hendiduras transversales (2) un cuerpo de elastomero coherente.
  4. 4. Acoplamiento de compensacion segun la reivindicacion 3, caracterizado por que el cuerpo de elastomero cubre las hendiduras transversales asociadas (2) en el lado interior y el lado exterior del cuerpo de base (1).
  5. 5. Acoplamiento de compensacion segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el cuerpo de base (1) esta provisto de elastomero (4) en la zona (1a) provista de las hendiduras transversales (2) de tal manera que el cuerpo de base (1), juntamente con el elastomero (4), presenta allf el mismo diametro interior y el mismo diametro exterior que las zonas adyacentes no hendidas.
  6. 6. Acoplamiento de compensacion segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que el cuerpo de base (1) esta formado por una pieza metalica coherente.
  7. 7. Acoplamiento de compensacion segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que las hendiduras transversales (2) son incisiones de forma de arco de cfrculo.
  8. 8. Acoplamiento de compensacion segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que estan presentes varios planos de seccion transversal con al menos dos respectivas hendiduras transversales (2), estando decaladas las hendiduras transversales (2) de un primer grupo de planos de seccion transversal con respecto a las hendiduras transversales (2) de un segundo grupo de planos de seccion transversal, visto en direccion periferica.
  9. 9. Acoplamiento de compensacion segun la reivindicacion 8, caracterizado por que los planos de seccion transversal presentan cada uno de ellos tres hendiduras transversales (2) distribuidas uniformemente alrededor del penmetro, estando las hendiduras transversales (2) del primer grupo decaladas en direccion periferica en 60° con respecto a las hendiduras transversales (2) del segundo grupo.
  10. 10. Acoplamiento de compensacion segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que el elastomero (4) tiene una dureza entre 70 Shore A y 95 Shore A.
  11. 11. Acoplamiento de compensacion segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que el elastomero (4) es un elastomero de poliuretano.
  12. 12. Procedimiento para fabricar un acoplamiento de compensacion segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que se alimenta un segmento de tubo,
    en el que se practican las hendiduras transversales (2) en el segmento de tubo para producir el cuerpo de base multihendido (1),
    en el que se producen unos segmentos de conexion (1b) en los extremos de tubo y en el que se rellenan las hendiduras transversales (2) con un elastomero (4),
    formandose en el lado interior y/o el lado exterior, en la zona de varias hendiduras transversales (2), una ranura anular (6a, 6b) que se llena seguidamente, junto con las hendiduras transversales (2), con elastomero (4).
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