ES2303413A1 - Racor acoplamiento con sistema de seguridad para tuberias neumaticas. - Google Patents

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    • F16L37/00Couplings of the quick-acting type
    • F16L37/22Couplings of the quick-acting type in which the connection is maintained by means of balls, rollers or helical springs under radial pressure between the parts

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Abstract

Racor de acoplamiento con sistema de seguridad para tuberías neumáticas. Presenta una mayor sencillez estructural que los racores de acoplamiento convencionales, participando en el mismo un menor número de piezas y reduciendo por tanto los costes de fabricación del dispositivo. La tapa (12) presenta una embocadura (28) con un diámetro interior ligeramente mayor que las caras del hexágono del cuerpo de enchufe (6), determinándose entre ellos una sencilla vía de escape para la salida controlada del aire de la línea de alimentación. El cuerpo de enchufe (6) incorpora asimismo una pareja de toberas (19) sobre su superficie exterior que confluyen por uno de sus extremos en orificios (18), comunicando el interior del cuerpo (6) con la cámara definida interiormente en dicha tapa (12), igualando las presiones a ambos lados del casquillo de agujas y evitando posibles latigazos en el desacoplamiento de la manguera hidráulica. El casquillo de agujas (9) incorpora una pareja de ballestas que en disposición de montaje absorben holguras, mientras que el casquillo de retén (7) está obtenido en material plástico, siendo fácilmente insertable en el interior de la tapa (12).

Description

Racor de acoplamiento con sistema de seguridad para tuberías neumáticas.
Objeto de la invención
La presente invención se refiere a un racor de acoplamiento instantáneo para tuberías neumáticas, dotado de un sistema de seguridad para dicho acoplamiento.
El objeto de la invención es proporcionar un dispositivo de acoplamiento con una mayor sencillez estructural que los racores de acoplamiento convencionales, en el que participan un menor número de piezas, reduciendo por tanto los costes de fabricación del dispositivo.
Es asimismo objeto de la invención que el racor de acoplamiento evite posibles holguras en su montaje, así como que impida posibles disparos de las boquillas de las tuberías neumáticas durante la fase de desacoplamiento de las mismas.
Antecedentes de la invención
En el ámbito de aplicación de la presente invención, son habitualmente empleados racores de acoplamiento instantáneo que disponen de boquillas de enchufe que facilitan el giro de los mismos.
En el Modelo de Utilidad U 200000734 se describe un racor de acoplamiento instantáneo con sistema de seguridad para tuberías neumáticas, que incorpora unas agujas constituidas por un par de cilindros rectificados montados transversalmente de modo que atraviesan unos fresados inclinados practicados en la pared de un cuerpo cilíndrico de enchufe inmóvil perteneciente a la parte hembra del racor, las cuales con ayuda de elementos auxiliares producen el bloqueo y liberación de una boquilla de enchufe sujeta a la línea de suministro neumático, al ser desplazados dichos elementos auxiliares por una pieza tapa constituida por una envolvente exterior que se desliza longitudinalmente sobre el cuerpo de enchufe, el cual incorpora una pareja de muelles concéntricos que abrazan al cuerpo de enchufe, y que están comprimidos entre la base de un casquillo de agujas, uno por su base exterior, y otro por su base interior, posando su extremo contrario sobre un casquillo retén, solidario a la tapa por medio de una grupilla, y a una pieza de acoplamiento respectivamente, muelles que proporcionan el desplazamiento y blocaje de las agujas al ejercer presión sobre éstas y ser desplazadas por las ranuras fresadas del cuerpo del enchufe a fin de producir el blocaje sobre la boquilla.
Al introducir la boquilla en el enchufe rápido neumático, la primera zona o resalte anular de sección trapezoidal de la boquilla empuja sobre las agujas que a su vez lo hacen sobre el casquillo de agujas venciendo la tensión del muelle que se apoya sobre el mismo, desplazándose el conjunto para permitir la entrada de la citada boquilla.
Para desacoplar la boquilla se procede a empujar hacia atrás la tapa hasta el final de su recorrido, empujando ésta al casquillo de agujas y a las propias agujas, lo que provoca la apertura de éstas, de manera que con el cuerpo de enchufe colaboran dos esferas macizas que bloquean la boquilla una vez haya retrocedido una cierta distancia, desplazamiento que permite el cierre de la válvula correspondiente a la línea de distribución, así como el escape controlado del aire de la línea de alimentación a través de una serie de orificios frontales practicados sobre la tapa.
Una vez que se desplaza la tapa hacia delante, la estructura interna del dispositivo permite el desbloqueo de las esferas sobre la citada boquilla, facilitando su extracción.
El problema que presenta este dispositivo es que los orificios de escape del aire de la línea de alimentación que incorpora la tapa requieren un proceso de mecanizado complejo, el cual encarece sensiblemente el coste final del producto.
Asimismo, dicho dispositivo no contempla la posibilidad de impedir pequeñas holguras en su montaje.
Por último cabe destacar que el empleo de un elevado número de piezas que participan en dicho dispositivo conlleva igualmente a encarecer el precio final del mismo.
Descripción de la invención
El racor de acoplamiento con sistema de seguridad para tuberías neumáticas que la invención propone resuelve de manera plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta en los distintos aspectos comentados.
Para ello, y a partir de la estructuración básica anteriormente descrita del Modelo de Utilidad U 200000734, la invención centra sus características en el hecho de que a partir de una nueva estructuración de la tapa, del casquillo de agujas y del casquillo de retén, junto con la incorporación de dos toberas o rebajes acanalados en el cuerpo de enchufe, se consigue prescindir del muelle helicoidal interior al casquillo de agujas, que en dicho Modelo de Utilidad abrazaba el cuerpo de enchufe, apoyando por su extremo contrario sobre el cuerpo de acoplamiento al que se une el citado cuerpo de enchufe mediante roscado, así como de piezas auxiliares tales como la citada grupilla de sujeción del casquillo de retén a la tapa, reduciéndose así el número de piezas que participan en el dispositivo, así como simplificándose notablemente la estructura del sistema de seguridad que permite el escape controlado del aire de la línea de alimentación durante el desacoplamiento de la boquilla.
Para ello, y de forma más concreta, en dicho sistema de seguridad, al igual que en el modelo de utilidad U 200000734 participan una pareja de esferas o bolas metálicas que a través de perforaciones u orificios rasgados, de sección trapezoidal invertida practicadas sobre el cuerpo de enchufe, bloquean la boquilla en la fase de extracción de la misma, concretamente cuando la tapa se encuentra desplazada hacia atrás, permitiendo dichas perforaciones del cuerpo de enchufe el paso del aire de la línea de alimentación a su
través.
Para permitir la expulsión controlada del aire al exterior, se ha previsto que la tapa presente un diámetro interior ligeramente mayor que las caras del hexágono del cuerpo del enchufe en la zona extrema correspondiente con la embocadura de acoplamiento de la boquilla, de tal manera que dicha diferencia de diámetros permita la salida controlada del aire, evitando posibles latigazos en el desacoplamiento de la manguera hidráulica.
Asimismo, parte del flujo de aire de escape que atraviesa las citadas perforaciones es conducido a través de las citadas toberas practicadas longitudinalmente sobre la zona posterior del cuerpo de enchufe y a modo de prolongación de dichas perforaciones, conduciendo el aire hacia la cámara interior de la tapa y delimitada por el casquillo de agujas y el casquillo de retén, equilibrando presiones a ambos lados de dicho casquillo de agujas, y por lo tanto evitando desplazamientos y holguras indeseadas entre dichas piezas.
De acuerdo con otra de las características de la invención, el casquillo de agujas incorpora una serie de pequeños flejes o ballestas que emergen oblicua y axialmente del borde extremo de dicho casquillo, el destinado a entrar en contacto con la tapa, permitiendo el desplazamiento de ambos de forma conjunta, de manera que dichos flejes permiten absorber pequeñas holguras que pudieran producirse tras el montaje del dispositivo, mejorando las condiciones de seguridad y estanqueidad del conjunto.
A diferencia del modelo de utilidad anteriormente citado, el casquillo de retén está obtenido a partir de material plástico, disponiendo de un regruesamiento radial en su zona anterior, que en disposición de montaje juega sobre un cajero de mayor anchura practicado interiormente sobre la tapa, de manera que dicho regruesamiento impide la extracción del casquillo retén de la tapa una vez ensamblado mediante deformación elástica en el seno de la misma y estando ajustadas el resto de las piezas.
El color del casquillo retén será el adecuado al uso para el que se construye el racor, o enchufe rápido, según las normas internacionales.
Se consigue así un conjunto con un menor peso y un menor número de piezas, con una mayor sencillez estructural, que repercute sensiblemente en el proceso de fabricación del mismo, reduciendo los costes asociados a su producción.
Descripción de los dibujos
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1.- Muestra una vista en despiece en proyección lineal y sección media superior de todos y cada uno de los elementos que componen un racor de acoplamiento con sistema de seguridad para tuberías neumáticas realizado de acuerdo con el objeto de la presente invención.
La figura 2.- Muestra una vista de perfil y sección media superior del dispositivo de la figura anterior debidamente ensamblado, con sus elementos girados 90º.
La figura 3.- Muestra una vista similar a la de la figura anterior, en la que aparece acoplada una boquilla, y en la que se puede observar la trayectoria del flujo de aire en situación de acoplamiento.
La figura 4.- Muestra, finalmente, un detalle ampliado y en alzado lateral del casquillo de agujas.
La figura 5.- Muestra una vista de perfil y sección media superior del dispositivo de la figura 1 debidamente ensamblado, con sus elementos girados 60º.
Realización preferente de la invención
A la vista de las figuras reseñadas, y en especial de la figura 1, puede observarse como el racor de acoplamiento con sistema de seguridad para tuberías neumáticas que se preconiza está constituido por una pieza de acoplamiento (1), un muelle cónico (2), una válvula (3), una junta tórica (3a), un casquillo (4), una junta tórica (5), un cuerpo de enchufe (6), un casquillo de retén (7), un muelle (8), un casquillo de agujas (9), agujas (10), bolas de seguridad (11) y tapa de seguridad (12), conjunto que está destinado a acoplarse a una boquilla (13) de salida de aire, tal y como se puede observar en la figura (3).
La pieza (1) es utilizada como medio de acoplamiento del racor a la boca de la línea de suministro neumático. Está constituida por un cuerpo obtenido a partir de una barra calibrada mecanizada con rosca interior y exterior.
La boquilla (13) de salida de aire, podrá presentar en su extremo de acoplamiento a la tubería neumática cualquier configuración de las existentes en la práctica, incorporando una espiga poligonal dentada, una zona troncocónica roscada exteriormente, o presentando un roscado interior, sin que cualquiera de las alternativas afecte a la esencialidad de la invención.
En cualquiera de los casos, dicha boquilla (13) presentará por su extremo contrario o de acoplamiento, un resalte anular de sección trapezoidal para facilitar su acoplamiento.
La pieza de acoplamiento (1) presenta exteriormente una zona conformada en cabeza de tuerca para facilitar el montaje con el cuerpo de enchufe (6) y con la línea de alimentación.
Interiormente, la pieza (1) está dotada de un taladro en cuyo seno se da alojamiento al muelle cónico (2) y a la válvula (3).
Esta válvula queda alojada igualmente dentro del casquillo (4), que va introducido a su vez dentro del cuerpo de enchufe (6), terminado en una zona de sección triangular que registra sobre la correspondiente pared interna del cuerpo de acoplamiento (1), garantizando la hermeticidad de cierre la junta tórica (3a), entre válvulas (3) y casquillo (4), y la junta tórica (5) que determina un doble cierre entre el casquillo (4) y el cuerpo de enchufe (6) cuando la boquilla (13) se encuentra insertada, tal y como se puede observar en la figura 3.
Dentro de la pieza (1) va montado el muelle cónico (2) cuyo extremo de menor diámetro se adapta y sujeta a un extremo de la válvula (3) merced al regruesamiento de que se le dota en esta zona, siendo misión del muelle empujar a esta última contra la junta tórica (3a) y a ésta contra el casquillo (4) en la posición de cierre del racor.
La citada válvula (3) es una pieza mecanizada que apoya dentro del casquillo (4), dotada de una acanaladura perimetral (14) sobre la que va montada la junta tórica (3a), y de un regruesamiento extremo (15), continuación del resalte anular de mayor diámetro de la válvula (3), sobre el que se apoya y fija el aludido muelle cónico (2), mientras que sus dos gargantas (16), diametralmente opuestas en forma de sección trapezoidal, situadas en la zona anterior, permiten el paso de aire en la posición de apertura de la válvula, la representada en la figura 3, cuando se enchufa la boquilla (13).
La junta tórica (5) realiza, como anteriormente se ha mencionado, un doble cierre hermético entre el casquillo (4) y la pared interior del cuerpo de enchufe (6), impidiendo la salida de aire cuando la boquilla (13) se encuentra insertada, tal y como se puede observar en la figura 3, impidiendo igualmente, y en esta posición de trabajo, el escape de aire entre el cuerpo de enchufe (6) y la boquilla (13) por el contorno exterior de ésta hacia la zona anterior del enchufe.
El cuerpo de enchufe (6) es una pieza mecanizada de barra exagonal de esquinas redondeadas calibrada que interiormente presenta un resalte anular que sirve de apoyo a la junta (5), mientras que su pared tubular ha sido dotada de dos ranuras fresadas (17), con un grado de inclinación apropiado para facilitar el deslizamiento de las agujas (10) sobre las mismas.
Exteriormente el cuerpo exagonal (6) presenta dos habitáculos diametralmente opuestos (18) para el alojamiento de las citadas bolas de seguridad (11), materializados en un orificio rasgado de sección trapezoidal invertida, abierta por su zona más próxima a la embocadura del cuerpo de enchufe (6), orificios rasgados en los que pueden desplazarse las citadas bolas de seguridad (11), pero de anchura insuficiente para permitir el paso de las mismas a su través. De acuerdo con el objeto de la invención, dicha estructuración se complementa con sendos rebajes longitudinales o toberas (19), practicados sobre la superficie exterior del cuerpo (6), que por uno de sus extremos, concretamente el anterior, comunican con los citados orificios (18), permitiendo el escape controlado de aire de la línea de alimentación en el proceso de desacoplamiento de la boquilla (13), en cual se explicará más adelante.
El muelle (8), montado coaxialmente con el cuerpo (6) queda comprimido entre sendos rebajes escalonados (20) y (21) que presentan respectivamente y de forma enfrentada el casquillo de agujas (9) y el casquillo de retén (7). Dicho casquillo de agujas (9) proporciona el desplazamiento y blocaje de las agujas (10) al ejercer presión sobre éstas y ser desplazadas por las ranuras fresadas (17) del cuerpo (6) a fin de producir el blocaje sobre la boquilla (13) y facilitar el desacoplamiento de esta última sin apenas fuerza, a pesar de la presión neumática existente, con lo cual se suprimen desgastes o desperfectos de la boquilla y mangueras, así como los escapes de aire.
El casquillo de agujas (9), como se puede observar en la figura 4, es una pieza de material plástico mecanizada, obtenida a partir de un cuerpo cilíndrico, con un escalonamiento (20) sobre su borde anterior para apoyo del muelle (8), tal y como se ha mencionado anteriormente, presentando por su extremo opuesto o anterior sendos rebajes o cajeados (22) dimensionalmente adecuados para albergar en su seno a las citadas agujas (10), materializadas en pequeños cilindros rectificados y templados, estando la citada cara anterior destinada a entrar en contacto con la pared interior (23) de la tapa (12), y ser desplazado dicho casquillo conjuntamente con el desplazamiento de la tapa (12), para lo cual, se ha previsto que el casquillo de agujas (9) incorpore al menos una pareja de flejes o ballestas (24), diametralmente opuestas, que emergen oblicuamente del borde anterior de dicho casquillo, de manera que una vez ensamblado el conjunto entren en contacto con la pared interior de la tapa (12), permitiendo eliminar, debido a su naturaleza elástica, pequeñas holguras que pudieran aparecer.
El casquillo de retén (7) está obtenido a partir de material plástico, de manera que, tal y como se puede observar en la figura 2, debe deformarse elásticamente para su montaje en el seno de la citada tapa (12), volviendo a su configuración inicial una vez ensamblado.
Para dicho ensamblaje el casquillo (7) está provisto de un regruesamiento radial (25) en su zona anterior que juega sobre un cajero (26) de mayor anchura, practicado interiormente en la tapa (12) impidiendo dicho regruesamiento (25) la extracción del casquillo retén (7) de la tapa (12) una vez ensambladas todas las piezas del dispositivo.
Las bolas de seguridad (11) son unas pequeñas esferas macizas que van ubicadas en los orificios (18) practicados en zonas diametralmente opuestas del cuerpo de enchufe (6).
La tapa (12) envuelve exteriormente al conjunto y su función es conseguir el desplazamiento hasta el punto adecuado de todos los elementos que intervienen en el bloqueo de la boquilla (13), es decir, principalmente bolas (11), agujas (10), casquillo de agujas (9), cuerpo de enchufe (6) y muelle (8).
Se trata de una pieza mecanizada de barra calibrada sobre la que acciona la mando del usuario para realizar el desbloqueo de las agujas (10) y de las bolas (11), y así obtener la fácil extracción de la boquilla de enchufe (13) venciendo la tensión del muelle (8). La cara externa de dicha tapa (12) presenta una zona intermedia rebajada (27) que facilita el asentamiento de los dedos de la mano para llevar a cabo dicho accionamiento por parte del usuario.
Del mismo modo, dicha tapa (12) presenta una embocadura (28) que, tal y como se puede observar en la figura 2 presenta un diámetro interior ligeramente superior al diámetro de las caras exagonales del cuerpo del enchufe (6), de manera que dicha diferencia de diámetros constituye una vía de escape del aire comprimido en el momento de desacoplo.
En base a estructuración preferente anteriormente descrita, el racor de acoplamiento objeto de la invención es el que se describe en detalle a continuación en tres fases operativas.
Fase 1.- En esta primera fase, al introducir la boquilla (13) en el racor de acoplamiento, la primera zona o resalte anular de sección trapezoidal (29) de dicha boquilla empuja sobre las agujas (10), que a su vez lo hacen sobre el casquillo de agujas (9), venciendo la tensión del muelle (8) que apoya sobre el casquillo de retén (7), el cual mediante un escalonamiento perimetral interior (30) apoya sobre la pieza de acoplamiento (1), desplazándose el conjunto ligado al extremo anterior del citado muelle (8) y permitiendo la entrada de la boquilla (12).
Una vez el resalte anular de sección trapezoidal (29) de la boquilla (13) ha pasado las agujas (10), todo el sistema vuelve a su posición de equilibrio, quedando la boquilla (13) retenida por dichas agujas.
Por otra parte, el retroceso de la válvula (3) interior, empujada por el frontal de la boquilla (13), permite el paso de aire de la línea de distribución a la línea de alimentación del usuario, mientras la boquilla (13) siga retenida por las agujas (10).
Durante esta primera fase, las bolas de seguridad (11) no intervienen ni tienen función alguna.
Fase 2.- Para desacoplar la boquilla (13), se procede a empujar hacia atrás la tapa (12) hasta el final de su recorrido, empujando ésta al casquillo de agujas (9) y a las propias agujas (10), lo que provoca la apertura de éstas y a la vez el cierre de las bolas de seguridad (11) hacia el interior. Este bloqueo de las bolas se produce a modo de cerrojo o lo que podría denominarse un "cierre de forma", debido a la propia estructura configurativa de las piezas que intervienen en el mismo, en contraposición y simplificando lo que podría ser un cierre de fuerza, que obviamente necesitaría de la acción de algún elemento de fuerza como por ejemplo un muelle.
La boquilla (13) queda liberada de las agujas (10) y retrocede hasta hacer tope con las bolas de seguridad (11), desplazándolas a lo largo del orificio rasgado (18) hasta su extremo anterior en el que queda bloqueada. Este proceso se realiza de una forma casi inmediata por lo que no es necesario mantener el empuje sobre la tapa (12), volviendo ésta, el casquillo de agujas (9) y las agujas (10) a su posición de equilibrio.
En el retroceso de la boquilla, se produce el avance de la válvula (3), lo que provoca el cierre de la línea de distribución y permite el escape controlado del aire de la línea de alimentación a través de los orificios rasgados (18) del cuerpo de enchufe (6), expulsándose la mayor parte del flujo de aire a través del anteriormente citado hueco definido entre la embocadura (28) de la tapa (12) y el cuerpo (6), igualándose las presiones sobre la cámara definida interiormente en dicha tapa y delimitada por el casquillo de agujas (9) y el casquillo retén (7) gracias a las toberas o rebajes longitudinales (19) practicadas sobre el cuerpo (6) que permiten el flujo de aire a su través hacia dicha cámara.
La igualación de presiones en ambos lados supone una mejora sustancial en el sistema de seguridad de desacoplamiento de la boquilla, evitando posibles "latigazos" durante la desconexión de la boquilla.
Fase 3.- Al desplazar la tapa (12) hacia delante, ésta desplaza al casquillo de retén (7) hacia el casquillo de agujas (6), hasta una situación límite determinada por el tope que supone dicho casquillo (6) al llegar las agujas (10) al final del recorrido de las ranuras fresadas (17). Esto permite que las bolas de seguridad (11) se desplacen hacia el hueco superior que se crea entre el cuerpo (6), el casquillo de agujas y la pared (23) de la tapa (12), liberando la boquilla totalmente.
Finalmente, al soltar la tapa (12) todo el conjunto vuelve a su posición de equilibrio o reposo.

Claims (4)

1. Racor de acoplamiento con sistema de seguridad para tuberías neumáticas, del tipo de los que incorporan un sistema de acoplamiento por agujas, constituido por un par de cilindros rectificados (10) montados transversalmente de modo que atraviesan unos fresados inclinados (17) practicados en la pared de un cuerpo cilíndrico de enchufe inmóvil (6) perteneciente a la parte hembra del racor, agujas (10) que con ayuda de un casquillo de agujas (9), un muelle (8), un casquillo de retén (7) y una serie de elementos auxiliares, producen el bloqueo y liberación de una boquilla de enchufe (13) sujeta a la línea de suministro neumático al ser desplazados dichos elementos auxiliares por una pieza tapa (12) constituida por una envolvente exterior que se desliza longitudinalmente sobre el cuerpo de enchufe, incorporando dicho cuerpo de enchufe (6) orificios (18) para permitir la salida del aire de la línea de alimentación durante el desacoplamiento de la boquilla de la manguera hidráulica hacia la cámara que delimita la pared interior de la tapa (12), caracterizado porque dicha tapa (12) presenta una embocadura (28) con un diámetro interior ligeramente mayor que las caras del hexágono del cuerpo del enchufe (6) en la zona extrema correspondiente con la embocadura de acoplamiento de la boquilla (13), de tal manera que dicha diferencia de diámetros constituye una vía de escape para la salida controlada del aire de la línea de alimentación, incorporando asimismo dicho cuerpo de enchufe (6) una pareja de rebajes longitudinales o toberas (19) sobre su superficie exterior que confluyen por uno de sus extremos en los orificios (18), comunicando el interior del cuerpo de enchufe (6) con la cámara definida interiormente en dicha tapa (12) y delimitada por el casquillo de agujas (9) y el casquillo de retén (7), igualando las presiones a ambos lados del casquillo de agujas.
2. Racor de acoplamiento con sistema de seguridad para tuberías neumáticas, según reivindicación 1ª, caracterizado porque el casquillo de agujas (9) incorpora al menos una pareja de flejes o ballestas (24), diametralmente opuestas, que emergen oblicuamente de su borde anterior o destinado a entrar en contacto con la pared interior de la tapa (12), eliminando pequeñas holguras en disposición de montaje.
3. Racor de acoplamiento con sistema de seguridad para tuberías neumáticas, según reivindicación 1ª, caracterizado porque el casquillo de retén (7) está obtenido a partir de material plástico, incorporando un escalonamiento radial (21) sobre su extremo anterior, dimensionalmente adecuado al muelle (8) sobre el que apoya, así como un regruesamiento (25) que juega sobre un cajero (26) de mayor anchura, practicado interiormente en la tapa (12), y que en situación de montaje impide la extracción del casquillo retén (7) de la tapa (12).
4. Racor de acoplamiento con sistema de seguridad para tuberías neumáticas, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque concéntricamente al cuerpo de enchufe (5) se dispone un único muelle (8) que se opone al desplazamiento del casquillo de agujas.
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