ES2929361T3 - Conjunto de cojinete - Google Patents
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Abstract
Se describe una disposición de cojinete para la instalación en un soporte de cojinete con al menos un cojinete de pivote y al menos un manguito de elastómero que aloja el cojinete de pivote. El manguito de elastómero tiene al menos una superficie de contacto de fricción diseñada para ser alojada en el soporte del cojinete y al menos un collarín de tope. El collarín de tope (7) tiene cavidades (8) y abrazaderas elásticas (9) dispuestas en las cavidades (8) con las que se asegura el manguito de elastómero (4) en el soporte del cojinete (1). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Conjunto de cojinete
[0001] La invención se refiere a un conjunto de cojinete para instalarse en un soporte de cojinete con al menos un cojinete de pivote así como al menos un manguito de elastómero que aloja el cojinete de pivote, en el que el manguito de elastómero tiene al menos una superficie de contacto de fricción conformada para alojarse en el soporte de cojinete.
[0002] Los conjuntos de cojinete de este tipo son, en particular, cojinetes centrales de árboles cardánicos o cojinetes intermedios de árboles cardánicos utilizados en la construcción de automóviles para la amortiguación de vibraciones, cuyos manguitos de elastómero actúan como amortiguadores de vibraciones para los árboles de transmisión. El propio conjunto de cojinete consiste al menos en el cojinete de pivote y el manguito de elastómero que rodea al menos parcialmente el cojinete de pivote. Se conoce la denominada tecnología de inserción para el alojamiento operativamente fiable del manguito de elastómero en un soporte de cojinete, en el que el manguito de elastómero y el cojinete de pivote al menos parcialmente rodeados por el manguito de elastómero se denominan inserto. Con la tecnología de inserción, el manguito de elastómero se dispone en el soporte de cojinete presionando, formando, uniendo o sobremoldeando anillos de sujeción o de conexión. El soporte de cojinete porta el inserto y sirve para disponer el inserto en un vehículo. T ambién se puede decir que el inserto está dispuesto en una abertura en el soporte de cojinete, en el que solo el manguito de elastómero y el soporte de cojinete están en contacto directo, pero no el cojinete de pivote y el soporte de cojinete, de modo que las oscilaciones y vibraciones del árbol guiado a través del cojinete de pivote no se transmitan al soporte de cojinete y, en última instancia, al vehículo. Es decir, el manguito de elastómero tiene contacto directo con el interior del soporte de cojinete, es decir, el lado del dosdel soporte de cojinete a través del manguito de elastómero. En general, la producción de soportes de cojinete de este tipo con disposiciones de cojinete correspondientes es compleja, ya que el prensado requiere el mantenimiento de tolerancias estrechas, la formación requiere el uso de costosas herramientas de rebordeado, la unión requiere el uso de elementos de seguridad adicionales y el sobremoldeo requiere el uso de costosas herramientas de moldeo por inyección.
[0003] Un ejemplo de un conjunto de cojinete con soporte de cojinete se conoce por la solicitud de patente alemana DE 10 2017 110874 A. Esta describe un conjunto de cojinete en la que el manguito de elastómero presenta un pliegue de elastómero, a lo largo del cual el material de manguito tiene un debilitamiento de la rigidez. Una fuerza axial introducida en este conjunto de cojinete hace que el material se debilite y se mueva fuera del pliegue de elastómero y una nueva área con mayor rigidez que entra en el pliegue de elastómero conduce a un aumento en las fuerzas normales que actúan sobre la superficie de contacto de fricción y, por lo tanto, a un refuerzo de una conexión de fricción establecida entre el manguito de elastómero y el soporte de cojinete.
[0004] El documento JP 2000192954 A divulga un conjunto de cojinete de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Sin embargo, circunstancias adversas, tales como la contaminación de las superficies que se acoplan por fricción, es decir, la superficie del manguito de elastómero que mira hacia el soporte de cojinete y la superficie del soporte de cojinete que mira hacia el manguito de elastómero, con lubricantes, puede hacer que las disposiciones de cojinete conocidas pierdan su capacidad de autobloqueo y el cojinete de pivote junto con su manguito de elastómero se salga de su soporte de cojinete.
[0005] Por lo tanto, la invención tiene el objetivo de divulgar un conjunto de cojinete del tipo mencionado al principio, en la que el riesgo de que el cojinete de pivote junto con su manguito de elastómero se salga de su soporte de cojinete se reduce significativamente de una manera particularmente sencilla.
[0006] Este objetivo se consigue de acuerdo con la invención mediante un conjunto de cojinete con las características de la reivindicación 1. Perfeccionamientos ventajosos de la invención están indicados en las reivindicaciones dependientes.
[0007] El conjunto de cojinete de acuerdo con la invención consta de un cojinete de pivote así como de un manguito de elastómero que rodea al menos parcialmente el cojinete de pivote. El conjunto de cojinete de acuerdo con la invención se caracteriza por que el manguito de elastómero presenta al menos un collarín de tope, que está diseñado de tal manera que entra en contacto directo con el soporte de cojinete durante el montaje sobre un soporte de cojinete correspondiente. También se puede decir que el collarín de tope se apoya en un borde del soporte de cojinete. El soporte de cojinete presenta dos bordes, que están definidos por una abertura axial en el soporte de cojinete, en el que el conjunto de cojinete de acuerdo con la invención se aloja en la abertura. El collarín de tope presenta huecos. Los huecos están diseñados de tal manera que en ellos están dispuestas, al menos parcialmente, grapas elásticas para unir el manguito de elastómero con el soporte de cojinete. El collarín de tope es un tope axial formado en el manguito de elastómero para la limitación unilateral de un movimiento axial del cojinete de pivote dentro de su soporte de cojinete. El collarín de tope presenta una geometría exterior que evita que se deslice a través de la abertura del soporte del cojinete en al menos una dirección. Por ejemplo, el manguito de elastómero así como la abertura en el soporte de cojinete pueden ser de forma redonda. En este caso, el collarín de tope del manguito de elastómero puede presentar un diámetro exterior mayor que el diámetro interior de la
abertura en el soporte de cojinete. Esto evita el movimiento del manguito de elastómero a través del soporte de cojinete hacia el lado opuesto al collarín de tope. Se forma un segundo tope axial con las grapas elásticas y actúa en una dirección opuesta al tope axial formado con el collarín de tope. De este modo, el conjunto de cojinete compuesta por el cojinete de pivote y el manguito de elastómero se ajusta o se fija con respecto a su libertad de movimiento axial entre estos dos topes axiales. Los huecos para las grapas elásticas son aberturas de acceso que están parcialmente conformadas para ser lo más pequeñas posible, a través de las cuales las grapas elásticas se pueden fijar al soporte de cojinete. En este caso, las grapas elásticas se enganchan o atascan en ambos lados o al menos en un lado del soporte de cojinete. El efecto de enganche o sujeción se genera entre la parte interior de las grapas elásticas y la parte exterior de las grapas elásticas.
[0008] La parte interior de las grapas elásticas debe estar en contacto con la superficie interior del soporte de cojinete, es decir, la superficie del soporte de cojinete que mira hacia el cojinete de pivote. En un modo de realización no reivindicado (contacto indirecto), también se puede disponer una capa delgada del manguito de elastómero entre la parte interior de las grapas elásticas y el soporte de cojinete. En este caso, el hueco se forma completamente en el manguito de elastómero. También se puede decir que el hueco está rodeado, excepto por un lado, por el material del manguito de elastómero. El único lado libre del hueco en el modo de realización reivindicado es aquel en el que se acopla o penetra la parte interior de las grapas elásticas. En el modo de realización reivindicado (contacto directo), la parte interior de las grapas elásticas está en contacto directo con la superficie interior del soporte de cojinete. En este caso, por lo tanto, ya no hay ningún material del manguito de elastómero entre la parte interior de las grapas elásticas y la superficie interior del soporte de cojinete. En este caso también se puede decir que el hueco en el manguito de elastómero tiene al menos dos lados que no están rodeados por el material del manguito de elastómero. Un lado es aquel en el que se acopla o atraviesa la parte interior de las grapas elásticas y el otro lado es el que mira hacia la superficie interior del soporte de cojinete. En el caso de contacto directo, también se puede decir que la parte interna de las grapas elásticas contacta con el interior de la abertura en el soporte de cojinete.
[0009] La parte exterior de las grapas elásticas está en contacto directo con la superficie exterior del soporte de cojinete, es decir, la superficie del soporte de cojinete que mira lejos del cojinete de pivote. También se puede decir que la grapa elástica rodea al menos parcialmente el soporte de cojinete y por lo tanto fija el collarín de tope del manguito de elastómero en el borde de la abertura del soporte de cojinete. Al menos una parte de la grapa elástica se puede acoplar o encajar con el collarín de tope del manguito de elastómero para fijarla en el borde de la abertura del soporte de cojinete.
[0010] De acuerdo con un primer perfeccionamiento de la invención, las grapas elásticas presentan superficies de sujeción que convergen en filos cortantes. Éstos pueden estar dispuestos, por ejemplo, en la parte exterior de las grapas elásticas para clavarse en el soporte del cojinete para aumentar la fricción. Dependiendo de la configuración del manguito de elastómero, también se pueden disponer filos cortantes en las partes internas de las grapas elásticas. En este caso, preferentemente hay una holgura entre las partes internas de las grapas elásticas y el manguito de elastómero para que éste no resulte dañado. Las grapas elásticas pueden estar hechas de metal, pero al menos de un material que sea más duro que el del soporte de cojinete. Las fuerzas de sujeción que actúan sobre las patas de las grapas elásticas conducen por lo tanto a dañar la superficie del soporte de cojinete y, por lo tanto, a que los filos cortantes se hinquen en el soporte de cojinete. En otras palabras, los filos cortantes cortan el material del soporte de cojinete e impiden el movimiento de las grapas elásticas en una dirección axial. Esta dirección es opuesta a la dirección axial contra la cual el collarín de tope impide el movimiento. Con la hincadura se aumenta ventajosamente la seguridad contra el desprendimiento involuntario del conjunto de cojinete del soporte de cojinete. Pero también es posible que las grapas elásticas estén hechas de plástico.
[0011] De acuerdo con un perfeccionamiento adicional de la invención, las grapas elásticas presentan cabezas de grapa que interactúan en ajuste de forma con los huecos. Estas cabezas de grapa conforman la estructura de tope propiamente dicha, que asegura que el manguito de elastómero no se salga accidentalmente del soporte de cojinete. La presente invención deja cierto margen para el diseño de las cabezas de grapa. Las cabezas de grapa sólo tienen que estar diseñadas de tal manera que se puedan conectar o encajar con el collarín de tope del manguito de elastómero para sujetar el manguito de elastómero en el borde del soporte de cojinete.
[0012] De acuerdo con un perfeccionamiento preferente de la invención, los huecos del manguito de elastómero presentan perforaciones con un avellanado para alojar las cabezas de grapa a ras de la superficie o empotradas. Esto significa que las cabezas de grapa son alojadas por el collarín de tope del manguito de elastómero de tal manera que las cabezas de grapa no se extienden más allá del collarín de tope. También se puede decir que el collarín de tope aloja al menos parcialmente las cabezas de grapa. Para ello, los huecos del collarín de tope pueden presentar avellanados, que están diseñados para ser esencialmente complementarios a las cabezas de grapa en términos de forma y diseño. De este modo se garantiza no sólo la conexión por ajuste de forma entre el collarín de tope y las cabezas de grapa, sino también que estas no se extiendan más allá del collarín de tope y, por lo tanto, queden a ras de la superficie o empotradas con el collarín de tope. Dentro del alcance de la invención, los avellanados también pueden estar configurados como muescas que se abren hacia el borde de collarín del collarín del tope.
[0013] El conjunto de cojinete de acuerdo con la invención garantiza una fijación suficiente del manguito de elastómero y, por tanto, del cojinete de pivote en el soporte de cojinete si el manguito de elastómero está unido con el soporte de cojinete por medio de al menos tres grapas elásticas dispuestas con rotación simétrica. Sin embargo, las cargas y el dimensionamiento especiales del conjunto de cojinete pueden hacer que sea necesario utilizar más de tres grapas elásticas dispuestas de manera con rotación simétrica.
[0014] Para poder fabricar el conjunto de cojinete de acuerdo con la invención de una manera especialmente sencilla, las grapas elásticas son piezas dobladas de chapa de acero elástico. Piezas dobladas de este tipo se pueden fabricar de forma especialmente económica en grandes cantidades. Sin embargo, la invención no se limita a las grapas elásticas de chapa de acero elástico. Por supuesto, otros metales, aleaciones o también materiales compuestos de fibra pueden ser alternativas adecuadas.
[0015] De acuerdo con un perfeccionamiento particularmente ventajoso de la invención, el manguito de elastómero presenta al menos un pliegue de elastómero, a lo largo del cual el material del manguito tiene al menos un debilitamiento de la rigidez. Una fuerza axial introducida en el soporte de cojinete a través del cojinete de pivote hace que el material se debilitado migre fuera del pliegue de elastómero, y una nueva área con mayor rigidez que entra en el pliegue de elastómero conduce a un aumento en las fuerzas normales que actúan sobre la superficie de contacto de fricción y, por lo tanto, a un refuerzo de la conexión por fuerza establecida entre el manguito de elastómero y el soporte de cojinete. Con el refuerzo de la conexión por fuerza, el conjunto de cojinete de acuerdo con la invención presenta una especie de autobloqueo, con lo que se alivia la sujeción realizada a través de las grapas elásticas.
[0016] En el dibujo se muestra un ejemplo de modo de realización de la invención, de la que resultan otras características inventivas. Muestran:
la fig. 1: un conjunto de cojinete de acuerdo con la invención en sección central, dispuesta en un soporte de cojinete;
la fig. 2: una vista en perspectiva del conjunto de cojinete de acuerdo con la invención de acuerdo con la fig. 1; y
la fig. 3: una vista detallada ampliada del dispositivo de acuerdo con la invención de acuerdo con la fig. 2.
[0017] La terminología usada en el presente documento tiene únicamente el propósito del ejemplo de modo de realización y no pretende ser limitativa. Como se usa en el presente documento, las formas singulares de "un/uno" y "el/la" también pueden incluir las formas plurales, a menos que el contexto dicte claramente lo contrario.
[0018] Los términos espacialmente relativos tales como "dentro", "fuera", "debajo", "abajo", "inferior", "arriba", "encima" y similares pueden usarse en el presente documento con fines descriptivos y para describir la relación de un elemento o característica con otro elemento o característica como se muestra en las figuras. Los términos espacialmente relativos pueden abarcar diferentes orientaciones del conjunto de acuerdo con la invención además de la orientación representada en las figuras.
[0019] La fig. 1 muestra un conjunto de cojinete de acuerdo con la invención, que está instalado en un soporte de cojinete 1. El conjunto de cojinete comprende un cojinete de pivote 2, una jaula de cojinete 3 que aloja el cojinete de pivote 2 y un manguito de elastómero 4 que aloja el cojinete de pivote 2 junto con la jaula de cojinete 3. El manguito de elastómero 4 presenta una superficie de contacto de fricción 5 conformada para ser alojada en un soporte de cojinete 1, así como un pliegue de elastómero 6. En el ejemplo de modo de realización aquí representado, el manguito de elastómero 4 presenta un collarín de tope 7 con tres huecos 8 distribuidos con rotación simétrica en el collarín de tope 7. En los huecos 8 están dispuestas grapas elásticas 9 con las que se asegura el manguito de elastómero 4 al soporte de cojinete 1. Las grapas elásticas 9 presentan superficies de sujeción que convergen en filos cortantes 10 así como una cabeza de grapa 11 que interactúa con los huecos 8 del manguito de elastómero 4 de manera de ajuste de forma. Las grapas elásticas 9 tienen forma de U y abarcan el borde del soporte de cojinete 1. Es decir, el borde definido por la abertura en el soporte de cojinete. Así, la parte interior de las grapas elásticas 9 contacta con la parte interior del soporte de cojinete 1, es decir, la parte que mira hacia el cojinete de pivote 2. La parte exterior de las grapas elásticas 9 contacta con la parte exterior del soporte de cojinete 1 que mira hacia el lado opuesto del cojinete de pivote 2. Los huecos 8 del manguito de elastómero 4 presentan perforaciones 12 con avellanados 13 para alojar las cabezas de grapa 11 a ras de la superficie. En el ejemplo de realización que se muestra aquí, las perforaciones 12 de los huecos 8 del manguito de elastómero 4 están conformadas de tal manera que permiten insertar al menos una parte de las grapas elásticas 9 a través del manguito de elastómero 4, de modo que loa parte insertada de las grapas elásticas 9 pueda tocar directamente el interior del soporte de cojinete 1. En el ejemplo de modo de realización que se muestra aquí, la perforación 12 está diseñada de tal manera que cuando la parte insertada de las grapas elásticas 9 toca el interior del soporte de cojinete 1, el manguito de elastómero 4 no toca las grapas elásticas 9. Por lo tanto, se puede decir que en el ejemplo de modo de realización que se muestra aquí, hay un espacio entre las grapas elásticas 9 y el manguito de elastómero 4 en el área de las perforaciones 12. Por lo tanto, en el ejemplo de modo de realización que se muestra aquí, los huecos 8 presentan dos lados abiertos, un lado está diseñado como una perforación 12 para la inserción
de la parte interior de las grapas elásticas 9 y el otro lado está abierto hacia el interior del soporte de cojinete 1, para que la parte interior de las grapas elásticas 9 pueda contactar con el soporte de cojinete 1.
[0020] El manguito de elastómero 4 presenta un solo pliegue de elastómero 6, a lo largo del cual el material del manguito tiene un debilitamiento de la rigidez 14, que está representado en la figura por un área punteada.
[0021] La fig. 2 muestra una vista en perspectiva del conjunto de cojinete de acuerdo con la invención de acuerdo con la fig. 1. Los mismos componentes se proporcionan con los mismos números de referencia. En el ejemplo de modo de realización que se muestra aquí, las cabezas de grapa 11 de las grapas elásticas 9 están empotradas con el collarín de tope 7. Por lo tanto, las cabezas de grapa 11 no se extienden más allá del collarín de tope 7, de modo que se puede colocar otro componente directamente sobre el collarín de tope 7. Para ello, los avellanados 13 de los huecos 8 y su extensión en el collarín de tope 7 están configurados de manera complementaria a las cabezas de grapa 11. Esto también provoca un ajuste de forma de las cabezas de grapa 11 con el collarín de tope 7, lo que evita que el manguito de elastómero 4 se tuerza.
[0022] Además, en el ejemplo de modo de realización representado en la fig. 2, se pueden ver los filos cortantes 10 de las grapas elásticas 9, que se hincan en la superficie exterior del soporte de cojinete 1 para evitar que el manguito de elastómero 4 se salga del soporte de cojinete 1. Las grapas elásticas 9 junto con el collarín de tope 7 hacen que el manguito de elastómero 4 se fije en las dos direcciones axiales. En otras palabras, el manguito de elastómero 4 no puede salirse del soporte de cojinete ni en una dirección - en el ejemplo de modo de realización mostrado aquí hacia adelante - ni en la otra dirección - en el ejemplo de modo de realización mostrado aquí hacia atrás. Además, las grapas elásticas 9 también garantizan que el manguito de elastómero 4 no pueda girar en el soporte de cojinete.
[0023] La fig. 3 muestra una vista detallada ampliada del conjunto de cojinete de acuerdo con la invención de acuerdo con la fig. 2. El detalle que se muestra se refiere al asiento de una de las grapas elásticas 9 en el soporte de cojinete 1, en el que se puede ver que las fuerzas de sujeción que actúan sobre las patas de la grapa elástica 9 cuando se encaja la grapa elástica 9 sobre el soporte de cojinete 1 han dejado un daño superficial similar a un rasguño 15, con el que se conforma una garra. Los mismos componentes se proporcionan con los mismos números de referencia.
[0024] En el ejemplo de modo de realización mostrado aquí y de acuerdo con la invención reivindicada, La grapa elástica 9 tiene forma de U. La pata o parte interior de la grapa elástica 9 contacta directamente con el interior del soporte de cojinete 1, es decir, el lado del soporte de cojinete 1 que mira hacia el cojinete de pivote 2. La pata o parte exterior de la grapa elástica 9 presenta los filos cortantes 10 que se hincan en el exterior del soporte de cojinete 1 para evitar que la grapa elástica 9 se suelte. Debido al contacto directo del soporte de cojinete 1 mediante la grapa elástica 9 en el interior del soporte de cojinete 1 y en el exterior del soporte de cojinete 1, se logra el mayor efecto de sujeción posible, ya que las patas de la grapa elástica 9 pueden presionar contra el material relativamente duro del soporte de cojinete 1. Esto provoca la mayor fijación axial posible del manguito de elastómero 4.
[0025] En el ejemplo de modo de realización representado aquí, la cabeza de grapa 11 está diseñada para complementar el avellanado 13 del hueco 8 en el collarín de tope 7. La cabeza de grapa 11 establece una conexión por ajuste de forma con el avellanado 13 y está dispuesta en él de tal manera que la cabeza de grapa 11 no sobresale más allá del collarín de tope 7. El experto en la técnica es consciente de que también es posible desviarse de la forma de la cabeza de grapa 11 que se muestra aquí sin perjudicar su función. Debajo de la cabeza de grapa 11 se puede ver en el ejemplo de modo de realización aquí representado que una parte del collarín de tope 7 se extiende entre el borde del soporte de cojinete 1 y la cabeza de grapa 11. Esto significa que el avellanado 13 no se extiende por toda la altura del collarín de tope 7. Se apreciará que la parte del collarín de tope 7 que se encuentra debajo de la cabeza de grapa 11 se mantiene entre el borde del soporte de cojinete 1 y la cabeza de grapa 11. Las grapas elásticas 9 fijan así el collarín de tope 7 en el borde del soporte de cojinete 1 y, por lo tanto, el manguito de elastómero 4 y el cojinete de pivote 2 en el soporte de cojinete 1 o en la abertura central del soporte de cojinete 1.
[0026] Todas las características mencionadas en la descripción anterior y en las reivindicaciones se pueden combinar en cualquier selección con las características de la reivindicación independiente. La invención está limitada al alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Claims (7)
1 . Conjunto de cojinete para instalarse en un soporte de cojinete, con al menos un cojinete de pivote así como al menos un manguito de elastómero que aloja el cojinete de pivote, en el que el manguito de elastómero tiene al menos una superficie de contacto de fricción conformada para alojarse en el soporte de cojinete, en el que el manguito de elastómero (4) presenta al menos un collarín de tope (7),
en el que el manguito de elastómero (4) presenta huecos (8), y
en el que en los huecos (8) están dispuestas grapas elásticas en forma de U (9), con las que se une el manguito de elastómero (4) con el soporte de cojinete (1),
caracterizado por que
las grapas elásticas en forma de U (9) se acoplan alrededor del soporte de cojinete (1) a través de los huecos (8) y fijan el collarín de tope (7) del manguito de elastómero (4) en el borde del soporte de cojinete, y por que, en el estado instalado, una parte interior de las grapas elásticas en forma de U (9) contacta con la parte interior del soporte de cojinete y una parte exterior de las grapas elásticas en forma de U (9) contacta con la parte exterior del soporte de cojinete.
2. Conjunto de cojinete de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que las grapas elásticas en forma de U (9) presentan superficies de sujeción que convergen en filos cortantes (10).
3. Conjunto de cojinete de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que las grapas elásticas en forma de U (9) presentan, cada una, una cabeza de grapa (11) que interactúa con los huecos (8) por ajuste de forma.
4. Conjunto de cojinete de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que los huecos (8) del manguito de elastómero (4) presentan perforaciones (12) con avellanados (13) para alojar las cabezas de grapa (11) a ras de la superficie.
5. Conjunto de cojinete de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el conjunto de cojinete presenta al menos tres grapas elásticas en forma de U (9) dispuestas con rotación simétrica, por medio de las cuales se fija el manguito de elastómero (4) en el soporte de cojinete (1).
6. Conjunto de cojinete de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que las grapas elásticas en forma de U (9) son piezas dobladas de chapa de acero elástico.
7. Conjunto de cojinete de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que el manguito de elastómero (4) presenta al menos un pliegue de elastómero (6), a lo largo del cual el material de manguito tiene al menos un debilitamiento de la rigidez (14).
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