prensa de extrusion de carrera corta y carga rapida.

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OFICINA ESPAÑOLA DE
PATENTES Y MARCAS
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ES 2 089 339
kInt. Cl. : B21C 33/00
11 N.◦ de publicación:
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51
ESPAÑA
k
B21C 23/21
TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA
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kNúmero de solicitud europea: 92118283.8
kFecha de presentación : 26.10.92
kNúmero de publicación de la solicitud: 0 539 906
kFecha de publicación de la solicitud: 05.05.93
T3
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54 Tı́tulo: Prensa de extrusión de carrera corta y carga rápida, y procedimiento.
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73 Titular/es: Techint Compagnia Tecnica
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72 Inventor/es: Cristiani, Giancarlo
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74 Agente: Hernández Covarrubias, Arturo
30 Prioridad: 30.10.91 IT MI912886
Internazionale S.p.A.
Corso Venezia 48
I-20121 Milan, IT
45 Fecha de la publicación de la mención BOPI:
01.10.96
45 Fecha de la publicación del folleto de patente:
ES 2 089 339 T3
01.10.96
Aviso:
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k
k
En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletı́n europeo de patentes,
de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina
Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar
motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de
oposición (art◦ 99.1 del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas).
Venta de fascı́culos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, 1 – 28036 Madrid
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ES 2 089 339 T3
DESCRIPCION
Prensa de extrusión de carrera corta y carga
rápida, y procedimiento
La presente solicitud se refiere a la industria de las prensas de extrusión para materiales
metálicos. Los tochos metálicos se alimentan a
tales prensas y después a lo largo de un eje de extrusión al interior de una cavidad axial de un recipiente situado antes de un troquel de extrusión;
los tochos se empujan a través de la cavidad del
recipiente y se extruyen a través de un troquel,
sujeto en un cursor portatroquel por medio de
un vástago o pistón de extrusión. En particular,
aunque no exclusivamente, la solicitud se refiere
a prensas para aluminio.
Ya se conocen prensas de extrusión que pertenecen a dos tipos principales: prensas de “carrera
larga” y prensas de “carrera corta”.
En las prensas de carrera larga, el pistón tiene
una longitud de carrera casi igual a la longitud
del tocho más la longitud del recipiente; el pistón
se une rı́gidamente al ariete de la prensa, que lo
desplaza en una dirección horizontal. El tocho se
pone en posición entre el pistón y el recipiente,
con su eje geométrico alineado con el eje de extrusión, estando el pistón en posición replegada.
Entonces avanza el pistón, empuja el tocho al
interior del recipiente y extruye el tocho a través
del troquel. Al final de la carrera de extrusión, el
pistón vuelve a una posición de total retroceso,
mientras que el recipiente se separa del cursor
portatroquel, salvando un espacio para una cuchilla cortadora que desciende desde arriba y separa
la parte de cola del tocho del cursor portatroquel.
Después de la operación de corte, el recipiente se mueve de nuevo poniéndose a tope contra el cursor portatroquel; solamente alcanzado
este punto es cuando se crea el espacio entre el
recipiente y el vástago de extrusión que es necesario para cargar el tocho siguiente para comenzar
el ciclo de nuevo.
Tales prensas tienen el inconveniente evidente
de ser muy voluminosas longitudinalmente y de
tener tiempos de trabajo relativamente largos.
Recientemente se han producido varios tipos
de prensas de carrera corta.
En esas prensas, el pistón o vástago de extrusión realiza un movimiento transversal entre
una posición de trabajo sobre el eje de extrusión
de la prensa y una posición de reposo paralela a
dicho eje y separada del mismo, y el tocho es empujado al interior del recipiente por un dispositivo
auxiliar; después el pistón se pone sobre el eje de
extrusión para realizar la extrusión.
En un primer tipo de prensas de carrera corta,
el pistón y el tocho están sujetos a un desplazamiento vertical. Dichas prensas tienen varios
inconvenientes: en primer lugar, problemas de
sincronización de los movimientos de las partes
componentes de la máquina; además el exceso
de lubricación del cilindro libre que transmite la
presión discurre por el interior de la máquina,
dando lugar a un riesgo de incendio; además las
operaciones de mantenimiento del empujador deben ser realizadas accediendo al interior de la
máquina, lo cual es muy incómodo y laborioso.
Finalmente, el empuje producido sobre el pistón
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se descarga sobre las guı́as verticales del cursor
portador del pistón, dando lugar a diversos problemas, por ejemplo de desgaste.
En un segundo tipo de prensas de carrera
corta, el pistón y el tocho se someten a una carrera
horizontal; cuando el pistón se alinea sobre el eje
de extrusión del aparato y actúa sobre un primer
tocho en la cavidad del recipiente, un segundo tocho se pone en posición en un lado del aparato;
cuando el segundo tocho se coloca sobre el eje de
extrusión del aparato, con el fin de ser empujado
al interior del recipiente, el vástago de extrusión
se pone en una posición sobre el otro lado del aparato. En este tipo de prensa, el operador suele
situarse en el lado del aparato donde se cargan
los tochos y tiene que alcanzar el otro lado para
llevar a cabo el mantenimiento del pistón, lo que
supone una pérdida de tiempo y, en consecuencia,
una velocidad de funcionamiento reducida; o bien
resulta necesario emplear un segundo operador en
la prensa. Además, el órgano dentado que realiza
el movimiento del pistón y del tocho recibe golpes
contra los dientes, lo que limita su vida útil.
Un tercer tipo de prensa de extrusión de carrera corta (WO 88/03066) está provisto de un
cursor portador del pistón capaz de realizar un
movimiento de recorrido horizontal, mientras que
los tochos se cargan por medio de un cargador independiente. No obstante, es un aparato relativamente lento e incrementa los tiempos de trabajo
de la prensa. Además, como en los casos anteriores, el empuje sobre el pistón se descarga sobre el
cursor, que es un órgano móvil por su propia naturaleza y con todos los inconvenientes que esto
conlleva.
Finalmente, el documento W0 80/00502 describe una prensa de extrusión indirecta en la
cual una torreta montada en el ariete sostiene un
vástago de presión y un vástago de perforación.
Dicha prensa tiene por finalidad resolver problemas diferentes a los problemas resueltos por esta
invención; no menciona ningún sistema de carga
de tochos y no da ninguna descripción útil en la
dirección de esta invención.
La finalidad de esta invención es desarrollar
una prensa de extrusión del tipo de carrera corta
que evita los inconvenientes que se presentan en
sistema anteriores y funciona con tiempos muy
cortos de trabajo, es de fácil mantenimiento, resistente y duradera.
Esta finalidades se han logrado con una prensa
según las reivindicaciones 1 y 9. Otras caracterı́stica se describen en las demás reivindicaciones.
En particular, la nueva prensa de extrusión
comprende, sobre el órgano transversal móvil
usual, movido por el ariete de la prensa, un pivote
rotatorio que tiene su eje de rotación paralelo al
eje de extrusión de la prensa. El pivote sostiene
un brazo, que lleva un cargador de tochos y un
vástago de extrusión o punzón sobre lados opuestos con respecto al eje del pivote. El brazo es
giratorio entre una posición en la cual el pistón
queda alineado con el eje de extrusión y el cargador se sitúa en un lado de la prensa y saliendo
de la misma, y una posición en la cual un tocho
sobre el cargador se alinea con el eje de extrusión
y el pistón se sitúa a lo largo del mismo lado del
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aparato.
Además, el brazo es axialmente móvil entre
una posición en la cual una base del pistón descansa sobre un asiento o alojamiento en el órgano
transversal móvil de la máquina y una posición en
la cual la base del pistón queda fuera del referido
alojamiento.
Preferiblemente, el movimiento de rotación se
transmite al pivote a través de un sistema de cremallera y corona dentada, en el cual la cremallera
es móvil sobre el órgano transversal y el piñón gira
formando parte ı́ntegra del pivote y el movimiento
axial se transmite al pivote por de un cilindro que
forma parte ı́ntegra del órgano transversal móvil
o forma parte ı́ntegra del pivote.
El tocho es empujado al interior del recipiente
por medio de un dispositivo de baja presión (empujador).
Según la invención, en una realización preferida, se carga un tocho en el cargador de tochos
(que está en su posición en el lado de la prensa),
mientras que el cargador se mueve ı́ntegramente
con el punzón en su carrera de trabajo y/o retorno, trasladándose el tocho al cargador mediante un carro que se mueve en sincronismo.
El nuevo aparato y procedimiento ofrecen algunas ventajas importantes si se compara con los
aparatos anteriores y resuelve sus inconvenientes.
Con respecto a las prensas de carrera larga,
con la misma longitud de máquina, el tocho que
se tiene que extruir puede ser considerablemente
más largo, con una longitud igual de tocho se
puede hacer una máquina considerablemente más
corta. Los tiempos muertos se reducen considerablemente, porque se acelera la carga de los tochos
y porque deja de ser necesario esperar a que se cierre el recipiente antes de cargar el tocho siguiente.
Con algunos sistemas tradicionales, el tocho se introduce en el recipiente por medio del pistón que
es impulsado por el cilindro principal, Si el tocho
está en posición incorrecta, por muy rápidamente
que pueda actuar el operador, las grandes masas
que intervienen hacen que el tocho se agarrote y
se deforme, dando lugar a que la máquina tenga
que estar parada durante largo tiempo. Con el
nuevo sistema, el tocho se introduce en el recipiente con un sistema de baja presión, que no es
suficiente para deformar el tocho si se atascara.
Con respecto a las prensas de carrera corta anteriores, el pistón está fuera de la prensa en el lado
que ocupa el operador durante la fase en la cual
el tocho se introduce en el recipiente, haciendo
ası́ que la operación de lubricar el cilindro libre
que transmite la presión del pistón sea extraordinariamente sencilla, dentro del tiempo incluido
en el ciclo de carga del tocho. De este modo se
reduce aún más los tiempos de trabajo.
Además, el empuje se transmite al pistón directamente por el órgano transversal móvil, que
es un órgano cuyo tamaño y estructura están
diseñados para resistir condiciones de grandes esfuerzos.
A continuación se describen con detalle realizaciones de la invención, que sirven de ejemplo sin
carácter de limitación, tomando como referencia
los dibujos adjuntos, en los que:
La Figura 1 es una vista en planta de una
prensa de extrusión según la presente invención,
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a escala reducida.
La Figura 2 es una vista en planta, parcialmente en sección, de un detalle de la prensa de la
Figura 1, a mayor escala con respecto a la Figura
1; las columnas de la prensa están indicadas por
una lı́nea discontinua.
La Figura 3 es una vista tomada a lo largo de
la lı́nea de corte 3-3 de la Figura 1.
La Figura 4 es una vista tomada a lo largo
de la lı́nea de corte 4-4 de la Figura 1, mostrando
otra realización del dispositivo de bloqueo para la
base del pistón.
La Figura 5 es una vista tomada a lo largo de
la lı́nea de corte 5-5 de la Figura 4.
La Figura 6 es una vista detallada, similar a
la Figura 3, de una realización modificada.
Una prensa de extrusión, en particular una
prensa de extrusión directa, se ilustra en los dibujos indicada por la referencia 10 como un todo.
Comprende una estructura fija, que comprende
cuatro columnas horizontales 12 y montura verticales 14 y 15, de caracterı́sticas ya conocidas.
Comprende también un recipiente 16 de tipo muy
conocido, un cortador 18 y un cursor portatroquel
20 a continuación del recipiente, siendo también
estos elementos de tipo perfectamente conocido.
Además, comprende un cilindro 22 y un ariete
principal relativo 24 para actuar sobre un pistón o
vástago de extrusión y cilindros laterales 26 para
el movimiento de recuperación del pistón.
El cilindro 22, el ariete 24, la cavidad del recipiente (no ilustrada) se alinean a lo largo del eje
de extrusión a.
El ariete 24 actúa sobre un órgano transversal
móvil 28 guiado longitudinalmente en su movimiento por las columnas 12.
El órgano transversal móvil o travesaño 28
tiene un agujero 30 en el que se aloja un buje
32 de una manera giratoria alrededor de un eje b
paralelo al eje a. El buje 32 forma parte ı́ntegra de
una corona dentada 34, que engrana con una cremallera 36 formada sobre una barra 38 que forma
parte ı́ntegra del vástago de pistón de un cilindro
40.
El cilindro 40 va instalado sobre el órgano
transversal móvil 28 y la cremallera tiene un movimiento que es transversal al eje a. El buje
32 gira formando parte ı́ntegra de la rotación de
un pivote 42, de cualquier manera conocida (por
ejemplo por medio de acanaladuras y salientes
longitudinales). Se puede deslizar longitudinalmente recorriendo una distancia en el interior del
buje y, por lo tanto, con respecto al órgano transversal 28 y gira alrededor del eje b. El deslizamiento del pivote se efectúa por medio de un
cilindro 44 que forma parte ı́ntegra del órgano
transversal o del pivote y que tiene su vástago 45
formando parte ı́ntegra del pivote. En el extremo
opuesto al cilindro 44, el pivote lleva un brazo
transversal 46, formando parte ı́ntegra del mismo,
que se proyecta desde una y otra partes del eje b.
Dicho brazo lleva un vástago de extrusión o pistón
48 en un lado del eje b y un cargador 50 para el
tocho B en el otro lado.
El cargador se diseñó en forma de jaula, pero
evidentemente puede tener cualquier forma en
tanto que permita que el tocho salga axialmente.
El pistón 48 tiene una cabeza 52 de tipo cono3
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cido y una base o pie 54 que se proyecta el órgano
transversal 28. Tiene una superficie de asiento o
empuje 56 para la base o pie. Tiene también una
abertura pasante 58 alineada a lo largo del eje a
para un pistón de baja presión o empujador 60
empleado para cargar un tocho en el recipiente.
Un dispositivo de fijación 62 se puede utilizar
para fijar la base del pistón 54 sobre el asiento 28,
v.g., un pasador alojado en un agujero pasante.
El brazo 46 en las Figuras 1-3 se ilustra con el
cargador en posición de recibir un tocho, situado
fuera de la prensa y adosado a la misma; el pistón
48 está en la posición de trabajo alineado sobre el
eje a. Un tocho B se ilustra con lı́nea de puntos
y rayas sobre el cargador 50 y un tocho B’ se
ilustra con lı́neas de puntos y rayas en la posición
que ocupa cuando está sobre el eje a.
El brazo se representa como un elemento rectilı́neo en los dibujos; de este modo, una rotación
de 180◦ a partir de la posición ilustrada en la Figura 3, traslada el tocho B sobre el eje a y el
pistón llega a una posición de reposo o mantenimiento en el mismo lado de la prensa por el que se
ha cargado el tocho. Una rotación de 180◦ en dirección opuesta traslada el cargador una vez más
a la posición en la que se recibe el tocho y el pistón
se pone sobre el eje a. No obstante, el brazo 28
podrı́a tener una forma angular, de manera que
la transferencia tuviera lugar en arcos de menos
de 180◦.
Las Figuras 4, 5 muestran otra realización de
la prensa con un dispositivo diferente de fijación
de la base del pistón 54, indicado por la referencia 70 en su conjunto. El dispositivo de fijación
70 comprende un órgano de fijación tipo horquilla 72, que es móvil entre una posición de fijación
(ilustrada en la Figura 4) y una posición de desbloqueo (no ilustrada) bajo control de una unidad de cilindro-pistón 74 instalada sobre el órgano
transversal 28.
En la posición de fijación, los brazos del
órgano 72 se acoplan a una ranura circunferencial de la referida base 54.
La Figura 6 muestra otra realización modificada de la prensa de extrusión (los números de
referencia iguales se refieren a partes similares en
las diversas figuras), en la cual hay previsto un
dispositivo para el ajuste axial del pistón, cuyo
dispositivo comprende cuatro tornillos radiales 80
que actúan sobre un casquillo portador del pistón.
De este modo, se pueden compensar las posibles
desviaciones radiales del pistón debidas a la dilatación térmica.
En la misma figura se ilustra un cargador 150
comprendiendo una base inclinada 152 y una mor-
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daza ajustable 154; la mordaza comprende un primer órgano que pivota, en 155, sobre el brazo
transversal 46 y segundo órgano 156, que pivota
sobre el primer órgano y se fija al mismo en una
posición angular elegida por medio de un dispositivo 157 conocido.
La mordaza ajustable se puede ajustar fácilmente con arreglo al diámetro del tocho.
A continuación se expone una descripción del
procedimiento y funcionamiento de la prensa.
En el estado ilustrado en las figuras, el cargador 50 está en su posición de reposo o mantenimiento fuera de la estructura y el pistón 48 está
situado a lo largo del eje a con su base 54 descansado contra el asiento 56, fijado preferiblemente
por el dispositivo de fijación 62 o el dispositivo de
fijación 70.
El ariete 24 impulsa el órgano transversal o
travesaño 28, el brazo 46 y el pistón 48 en una
carrera de trabajo (hacia la derecha en las Figuras 1 y 2). El pistón 48 extruye un tocho (no
ilustrado), previamente situado en la cavidad del
recipiente, a través de un troquel de extrusión en
el portatroquel 20.
Cuando el pistón está en una posición casi
completamente introducida en el recipiente, un
tocho B comienza a cargarse sobre el cargador
50, trasladándose al mismo desde un carro (no
ilustrado) que se mueve paralelo a los ejes a, b y
a la misma velocidad que el pistón.
Entonces, la carrera de recuperación del pistón 48, el brazo 46 y el órgano transversal 28 se
realiza mediante los cilindros laterales 26.
El cilindro 44 separa la base 54 del pistón del
asiento o alojamiento relativo 56, para permitir
que gire el brazo 46.
El cilindro 40 hace funcionar la cremallera 36
para que gire el brazo 46, por ejemplo en un arco
de 180◦ como ya se ha indicado, poniendo de este
modo el pistón al lado de la prensa y el cargador
portador del tocho a lo largo del eje a.
El pistón pequeño o empujador 60 empuja el
tocho B al interior de la cavidad del recipiente,
mientras que el operador puede realizar las operaciones necesarias de mantenimiento sobre el
pistón.
Una carrera subsiguiente del vástago 38 del
cilindro 40, en dirección opuesta a la carrera anterior, hace girar el pivote 180◦ en la dirección
opuesta y lleva de nuevo el brazo 46, con el cargador y el pistón, a la posición ilustrada en las
figuras.
Se deberá tener en cuenta que, en la posición
de reposo, el pistón se sitúa en el mismo lado de
la prensa en el que se cargan los tochos.
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REIVINDICACIONES
1. Prensa de extrusión que comprende, sobre
una estructura fija (12, 14, 15), un órgano transversal (28) móvil a lo largo de un eje longitudinal
o eje de extrusión (a) de la prensa; un conjunto de
cilindro (22) para hacer funcionar el órgano transversal; un recipiente (16) que tiene una cavidad
axial para recibir el tocho que se va a extruir;
un cursor portatroquel (20); caracterizada porque comprende también un brazo (46) instalado
pivotalmente sobre el órgano transversal (28), llevando el brazo un pistón (48) y un cargador de
tochos (50) separados uno del otro, siendo rotatorio el brazo (46) entre una posición en la cual
sitúa el pistón en posición de trabajo sobre el eje
de extrusión a de la prensa y el cargador (50) en
disposición de recibir los tochos en un lado de la
prensa, y una posición en la cual sitúa al cargador sobre el eje de extrusión (a) de la prensa y el
pistón en posición de reposo sobre el referido lado
de la prensa.
2. Prensa según la reivindicación 1, caracterizada porque el brazo es rotatorio alrededor de
un eje (b) paralelo al eje de extrusión (a) de la
prensa.
3. Prensa según la reivindicación 1, caracterizada porque el órgano transversal (28) comprende un asiento de sustentación (56) para una
base o pie (54) del pistón (48), estando el asiento
centrado sobre el eje (a) de la prensa, instalándose
el brazo (46) sobre el órgano transversal (28) y
siendo longitudinalmente desplazable en una longitud corta sobre el mismo.
4. Prensa según la reivindicación 3, caracterizada porque el órgano transversal comprende
además un agujero pasante (58) sobre el eje (a)
y un pistón pequeño o empujador (60) que coopera con el agujero para cargar los tochos en la
cavidad del recipiente.
5. Prensa según la reivindicación 3, caracterizada porque comprende medios de fijación o
bloqueo (62; 70) de la base del pistón.
6. Prensa según la reivindicación 5, caracterizada porque los medios de fijación o bloqueo
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comprenden un pasador que coopera con un agujero pasante de la referida base.
7. Prensa según la reivindicación 5, caracterizada porque los medios de fijación o bloqueo
comprenden un órgano tipo horquilla (72) acoplable en una ranura circunferencial de la base
del pistón.
8. Prensa según la reivindicación 1, caracterizada porque el brazo transversal (46) va montado sobre un pivote (42), que es axialmente deslizante en un casquillo (32), pero giratorio conjuntamente con el mismo, alojándose el casquillo, a su vez, de una manera rotatoria, en el
órgano transversal móvil (28), formando el casquillo parte ı́ntegra de una corona dentada (34)
que engrana con la cremallera (36) llevada por el
órgano transversal y móvil en dirección transversal al eje (a) de la prensa.
9. Procedimiento para llevar a cabo la extrusión de tochos en una prensa de extrusión de
carrera corta, que comprende las fases siguientes:
a) posicionar un tocho (B), que se va a extruir,
a lo largo del eje de extrusión (a) de la prensa, por
medio de un cargador (50);
b) empujar el tocho al interior de la cavidad
del recipiente por medio de un empujador (60);
c) extruir el tocho por medio de un pistón (48);
d) cargar otro tocho (B) sobre el cargador
(50);
a’) situar dicho otro tocho a lo largo del eje de
extrusión (a);
caracterizado porque se hace girar un brazo
portador del pistón y el cargador (46) entre las
referidas fases b) y c) y entre las referidas fases
d) y a’).
10. Procedimiento según la reivindicación 9,
caracterizado porque la fase c) y la fase d) se
llevan a cabo simultáneamente, mientras que el
brazo portador del pistón y el cargador (46), con
su pistón y cargador, avanza a lo largo del eje de
extrusión para llevar a cabo la extrusión del primer tocho mencionado, cargándose el otro tocho
sobre el cargador procedente de un carro que se
mueve en sincronismo con el mismo.
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NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva
del art. 167.2 del Convenio de Patentes Europeas (CPE) y a la Disposición Transitoria del RD
2424/1986, de 10 de octubre, relativo a la aplicación
del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen a España y solicitadas antes del
7-10-1992, no producirán ningún efecto en España
en la medida en que confieran protección a productos quı́micos y farmacéuticos como tales.
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Esta información no prejuzga que la patente esté o
no incluı́da en la mencionada reserva.
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