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˜ OFICINA ESPANOLA DE PATENTES Y MARCAS

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k ES 2 052 124 kInt. Cl. : B23Q 3/155

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˜ ESPANA

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TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA

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kN´umero de solicitud europea: 90116594.4 kFecha de presentaci´on : 30.08.90 kN´umero de publicaci´on de la solicitud: 0 417 550 kFecha de publicaci´on de la solicitud: 20.03.91

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54 T´ıtulo: M´ aquina herramienta.

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73 Titular/es: Chiron-Werke GmbH & Co. KG

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72 Inventor/es: Winkler, Hans-Henning y

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74 Agente: Ungr´ıa Goiburu, Bernardo

30 Prioridad: 09.09.89 DE 39 30 071

Talstrasse 33 W-7200 Tuttlingen, DE

45 Fecha de la publicaci´ on de la menci´on BOPI:

01.07.94

45 Fecha de la publicaci´ on del folleto de patente:

01.07.94

Aviso:

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R¨ utschle, Eugen

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En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicaci´on en el Bolet´ın europeo de patentes, de la menci´on de concesi´on de la patente europea, cualquier persona podr´a oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposici´on deber´a formularse por escrito y estar motivada; s´olo se considerar´a como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposici´ on (art◦ 99.1 del Convenio sobre concesi´on de Patentes Europeas). Venta de fasc´ ıculos: Oficina Espa˜ nola de Patentes y Marcas. C/Panam´ a, 1 – 28036 Madrid

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DESCRIPCION La invenci´on se refiere a una m´ aquina herramienta con un montante m´ ovil desplazable con respecto a una mesa de m´aquina y que lleva un cabezal, en el cual montante est´a dispuesto un dep´ osito de herramientas substituible, con un bastidor estacionario dentro de la zona de desplazamiento del montante m´ovil, en el que est´an dispuestos una multitud de dep´ ositos de herramientas substituibles, y con instalaciones de transferencia dispuestas en el montante m´ ovil as´ı como en el bastidor para el intercambio de dep´ ositos de herramientas entre el bastidor y el montante m´ovil. Por el documento DE-A-34 40 356 se conoce una m´ aquina herramienta del tipo mencionado anteriormente. Se conocen en general m´aquinas herramientas del tipo mencionado anteriormente y se designan como“ m´aquinas de montante m´ ovil”. En m´aquinas herramientas de este tipo, que pueden estar concebidas, por as´ı decirlo, como centro de mecanizaci´on para trabajos de fresado y de taladrado, se transportan de un lado para otro, por medio de un cambiador de herramientas, portaherramientas con herramientas entre el dep´ osito de herramientas y un alojamiento del cabezal. De esta manera se pueden ejecutar sucesivamente pasos de mecanizaci´on en piezas de trabajo, que est´an empotradas sobre la mesa de la m´aquina, de manera predeterminada por medio de un control num´erico. En tareas de mecanizaci´on que son cada vez m´as complicadas se necesitan tambi´en siempre de nuevo herramientas de diferentes tipo, para mecanizar una pieza de trabajo con una sola sujeci´ on. Por tanto, las m´ aquinas herramientas del tipo que interesa aqu´ı se equipan con dep´ ositos de herramientas, que est´an concebidos para el alojamiento del mayor n´ umero posible de portaherramientas . No obstante, puesto que los dep´ ositos de herramientas se desplazan conjuntamente con el montante m´ ovil, para poder ejecutar un cambio de herramientas en cualquier posici´on con respecto a la mesa de la m´aquina, surgen l´ımites porque en el caso de dep´ositos de herramientas demasiado grandes, las masas que deben moverse son igualmente demasiado grandes. En el documento mencionado anteriormente DE-A -34 40 356 se describe una m´ aquina herramienta con cambio autom´atico de las herramientas y de los dep´ositos de herramientas. Esta m´aquina herramienta conocida dispone de un cabezal de eje horizontal. Lateralmente junto al cabezal, en una estaci´on receptora desplazable con el cabezal, est´a fijado un dep´ osito de herramientas. El dep´ osito de herramientas contiene una v´ıa sin fin, que fija un plano vertical. En la v´ıa sin fin est´ an conducidas herramientas, cuyos ejes se extienden igualmente en el plano. Mediante el movimiento de la v´ıa sin fin se puede llevar una herramienta seleccionada a una posici´on m´ as adelantada de la v´ıa sin fin, en la que est´ a dispuesta con un eje paralelo al eje del cabezal. En el centro entre esta herramienta y el alojamiento del cabezal est´a dispuesta una pinza de cambio corta de dos brazos, que es giratoria igualmente alrededor 2

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de un eje horizontal. Por medio de esta pinza de cambio se pueden cambiar las herramientas entre el alojamiento del cabezal y la posici´on m´ as adelantada de la v´ıa sin fin. Detr´ as del cabezal desplazable est´a dispuesto un almac´en para otros dep´ ositos de herramientas, en el que est´an almacenados unos junto a los otros varios, por ejemplo cinco dep´ ositos de herramientas. El cabezal desplazable se puede desplazar ahora a una posici´ on, en la que su estaci´on receptora est´a alineada con uno de los puestos de almacenamiento de dep´ ositos de herramientas. En esta posici´on, se puede cambiar el dep´ osito de herramientas completo entre el cabezal y el almac´en de dep´ ositos de herramientas. En la m´ aquina herramienta conocida, varios componentes activos de movimiento est´an dispuestos en el cabezal desplazable, y concretamente tanto el accionamiento para la v´ıa sin fin del dep´ osito de herramientas que se encuentra en la estaci´on receptora como tambi´en el accionamiento de transferencia, con el que se realiza la transferencia del dep´ osito de herramientas desde el almac´en hasta el cabezal. La m´aquina herramienta conocida tiene, por tanto, el inconveniente de que el cabezal debe arrastrar consigo constantemente instalaciones de movimiento pesadas y complicadas, con lo que se reduce la velocidad de desplazamiento y tambi´en la din´ amica del accionamiento del cabezal. Adem´as, la m´aquina herramienta conocida tiene el inconveniente de que los dep´ositos de herramientas depositados en el almac´en son totalmente pasivos, es decir, que solamente se pueden extraer del almac´en por medio de los accionamientos de transferencia ya mencionados. Algo similar es aplicable a otra m´aquina herramienta conocida, que se describe en el documento US-A-4 240 194. Tambi´en en esta m´aquina herramienta conocida se puede cambiar el dep´ osito de herramientas completo entre una posici´ on en el cabezal desplazable y una de varias posiciones fijas en el almac´en. En esta m´aquina herramienta conocida, las herramientas est´an dispuestas sobre la periferia de un tambor cil´ındrico, que es giratorio alrededor de un eje horizontal. Tambi´en las herramientas est´an dispuestas en este tambor con eje horizontal y el eje del cabezal discurre igualmente horizontal. En esta m´aquina herramienta hay que a˜ nadir todav´ıa como inconveniente el que las herramientas se extienden en el dep´ osito de herramientas que se encuentra en el cabezal perpendicularmente al eje del cabezal, de manera que debe preverse un cambiador de herramientas relativamente complicado. Por lo dem´as, esta m´aquina herramienta conocida adolece tambi´en de los inconvenientes de la m´aquina herramienta conocida descrita m´ as arriba, es decir, que tambi´en en esta m´aquina herramienta conocida todas las unidades activas se encuentran en el cabezal desplazable. Por el documento DD-A-216 667 se conoce todav´ıa otra m´ aquina herramienta, en la que se pueden cambiar dep´ ositos de herramientas completos entre un almac´en estacionario y un cabezal desplazable. Tambi´en esta m´aquina herramienta conocida tiene un eje de cabezal horizontal. No obstante, en esta m´aquina herramienta los dep´ ositos

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de herramientas est´ an dispuestos en un dep´ osito a modo de plato horizontal, que est´ a configurado en forma de un tambor de eje horizontal, en cuya periferia se encuentran carriles de gu´ıa para el alojamiento de dep´ ositos de herramientas, cuyas herramientas se extienden en direcci´ on radial con respecto al almac´en de dep´ ositos de herramientas. Tambi´en en esta m´aquina herramienta conocida, todos los elementos necesarios para el cambio de dep´ ositos de herramientas lo mismo que los elementos de accionamiento para la v´ıa sin fin de los dep´ ositos de herramientas est´an dispuestos en el cabezal desplazable. Por el documento DE-A-36 07 398 se conoce todav´ıa una m´ aquina herramienta, en la que un dep´ osito de herramientas con una v´ıa sin fin que discurre en un plano horizontal est´ a dispuesta fija sobre la parte posterior y la parte superior de un centro de mecanizaci´on. Detr´ as de este dep´osito de herramientas discurre un carril fijo, sobre el que es desplazable en el espacio a lo largo de un carro de herramientas. El carro de herramientas contiene de nuevo un dep´ osito de herramientas con una v´ıa sin fin en un plano vertical. El carro de herramientas se puede desplazar a una posici´on de transferencia detr´ as del centro de mecanizaci´on. En esta posici´ on de transferencia se puede efectuar, por medio de un cambiador de herramientas dispuesto en el carro de herramientas, un cambio de herramientas entre el dep´ osito de herramientas en el centro de mecanizaci´on y el dep´ osito de herramientas del carro de herramientas. A tal fin, la v´ıa sin fin del dep´ osito de herramientas en el carro de herramientas es desplazable por medio de un accionamiento aut´ onomo. Esta m´ aquina herramienta conocida tiene, sin embargo, el inconveniente de que el centro de mecanizaci´on o al menos su dep´ osito debe llevarse a una posici´ on fija, mientras el cambio de herramientas tiene lugar entre el dep´ osito de herramientas del centro de mecanizaci´on y el dep´ osito de herramientas del carro de herramientas. En virtud de la multitud de herramientas que deben cambiarse se necesita para ello alg´ un tiempo, mientras que el centro de mecanizaci´on o bien su dep´ osito de herramientas no debe realizar ning´ un movimiento propio en el espacio. En esta m´aquina herramienta conocida se presupone, por tanto, claramente un centro de mecanizaci´ on fijo con dep´ osito de herramientas fijo. Adem´ as, es inevitable que durante el cambio de herramientas entre los dos dep´ ositos de herramientas mencionados el centro de mecanizaci´on no pueda trabajar en piezas de trabajo. A la vista de los dep´ ositos de herramientas muy grandes en el centro de mecanizaci´on y en el carro de herramientas resulta, por tanto, un tiempo de inactividad considerable, porque se requiere alg´ un tiempo hasta que se cambian todas las herramientas entre los dos dep´ ositos de herramientas. Por tanto, la invenci´ on tiene el cometido de desarrollar una m´ aquina herramienta del tipo mencionado al principio en el sentido de que se reduzcan todav´ıa m´ as los tiempos de equipamiento, cuando debe pasarse de una tarea de mecanizaci´on a la tarea de mecanizaci´on siguiente. Este cometido se soluciona seg´ un la invenci´on porque los dep´ ositos de herramientas

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est´an provistos con un accionamiento del dep´ osito aut´ onomo, que es accionable a trav´es de medios de conexi´on de energ´ıa soltables tanto en una posici´on del dep´ osito de herramientas en el bastidor como tambi´en en el montante m´ ovil. El cometido en que se basa la invenci´on se soluciona completamente porque los dep´ositos de herramientas almacenados en el bastidor se pueden reequipar, es decir, que se pueden equipar con nuevas herramientas, mientras uno de los dep´ ositos de herramientas se encuentra en el montante m´ ovil trabajando en la pieza de trabajo. Por tanto, es posible reducir tambi´en el tiempo de inactividad de la m´ aquina herramienta entre dos tareas de mecanizaci´on. La elevada capacidad de herramientas de la m´ aquina herramienta seg´ un la invenci´on se puede aprovechar en este caso, en efecto, para preparar ya en el bastidor, durante el desarrollo de una tarea de mecanizaci´ on con un tipo de herramienta, el dep´ osito de herramientas para una nueva tarea de mecanizaci´ on en nuevas piezas de trabajo. El tiempo de inactividad de la m´ aquina herramienta se limita en este caso al tiempo de cambio de las piezas de trabajo sobre la mesa de la m´ aquina. Adem´ as, es posible que el equipamiento del nuevo dep´ osito de herramientas sea realizado durante la mecanizaci´on de las piezas de trabajo anteriores por el mismo operario, que es responsable tambi´en del control de la m´ aquina herramienta, porque el operario tiene tiempo suficiente durante la mecanizaci´on por control num´erico de las piezas de trabajo anteriores para reequipar el otro dep´ osito de herramientas (o otros varios dep´ ositos de herramientas) para nuevas tareas de mecanizaci´ on. Por tanto, seg´ un la invenci´ on, se puede descargar tambi´en mejor temporalmente al personal de las m´ aquinas herramientas. La invenci´ on tiene sobre todo la ventaja de que tambi´en en la posici´on del dep´ osito de herramientas en el bastidor se simplifica un equipamiento del dep´ osito de herramientas porque un operario de equipamiento puede desplazar mediante la activaci´ on del accionamiento del dep´ osito los diferentes alojamientos del dep´ osito de herramientas a una posici´ on de equipamiento accesible desde fuera. En una configuraci´ on preferida de la invenci´on, el cabezal presenta un eje vertical y el dep´ osito de herramientas est´ a provisto con una v´ıa sin fin para herramientas, que se extiende paralela a una mesa de m´aquina horizontal. Estas medidas tienen la ventaja de que se consigue un desarrollo del movimiento especialmente sencillo, y concretamente tanto al substituir los dep´ ositos de herramientas como tambi´en al cambiar las herramientas. En una configuraci´ on preferida de la m´ aquina herramienta seg´ un la invenci´ on, en el bastidor est´a dispuesto un accionamiento de transferencia para el desplazamiento de un dep´osito de herramientas entre el bastidor y el montante m´ ovil. Esta medida tiene la ventaja de que se reducen las masas movidas en el montante m´ovil y, adem´as, no se plantean grandes requerimientos a las dimensiones del accionamiento de transferencia, como ser´ıa el caso si el accionamiento de transferencia se dispusiese en el montante m´ovil movido. 3

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En ejemplos de ejecuci´ on de la invenci´ on, los dep´ ositos de herramientas pueden estar dispuestos en el bastidor unos junto a los otros y/o unos debajo de los otros. Preferentemente esto es posible sobre la parte posterior de la m´ aquina herramienta, es decir, en el lado alejado del pupitre de mando de la m´ aquina herramienta. De esta manera, en el bastidor pueden estar dispuestos muchos dep´ ositos de herramientas a modo de una matriz, que se pueden poner en marcha desde el montante m´ovil mediante desplazamiento en una o varias coordenadas. Otras ventajas resultan de la descripci´ on y del dibujo adjunto. Se entiende que las medidas mencionadas anteriormente y que se explican todav´ıa a continuaci´on no s´ olo son aplicables en la combinaci´on indicada en cada caso, sino tambi´en en otras combinaciones o en posici´on exclusiva, sin abandonar el marco de la presente invenci´on. En el dibujo se representa un ejemplo de ejecuci´on de la invenci´ on y se explica en detalle en la descripci´on siguiente. La figura 1 muestra una vista delantera de un ejemplo de ejecuci´on de una m´ aquina herramienta seg´ un la invenci´ on. La figura 2 muestra una vista desde arriba de la m´ aquina seg´ un la figura 1. La figura 3 muestra una vista lateral de la m´aquina herramienta seg´ un la figura 1. En los dibujos, 10 designa en general un ejemplo de ejecuci´on de una m´ aquina herramienta seg´ un la invenci´ on. Se trata aqu´ı, por as´ı decirlo, de un centro de mecanizaci´on esencialmente para la ejecuci´on de trabajos de taladrado y de fresado en piezas de trabajo. Sobre un cimiento 11 est´ a dispuesta una mesa de m´aquina 12 y concretamente una mesa de m´aquina de bancada larga. Un montante m´ ovil 13 es desplazable de manera conocida por s´ı con respecto a la mesa de la m´aquina 12. En el montante m´ ovil 13 se encuentra un cabezal 14 con un eje de cabezal vertical 15. Normalmente se toma la disposici´on de que el montante m´ovil 13 sea desplazable en la extensi´on longitudinal de la mesa de la m´ aquina 12 a lo largo de un eje horizontal. El cabezal 14 es desplazable sobre el montante m´ovil 13 en otro eje horizontal perpendicular a ´el as´ı como a lo largo de un eje vertical. Las herramientas empotradas en el cabezal 14 son desplazables, por tanto, al menos en tres coordenadas, como se indica con las flechas 16. La m´aquina herramienta 10 se controla num´ericamente. A tal fin sirve un pupitre de mando 17, que est´ a dispuesto sobre un lado delantero de control de la m´aquina herramienta 10. En el montante m´ ovil 13 se encuentra un dep´ osito de herramientas 20, que se extiende esencialmente paralelo a la mesa de la m´aquina 12. El dep´ osito de herramientas 20 puede estar configurado en forma de T o en forma de U en la vista desde arriba, como se conoce por s´ı. El dep´ osito de herramientas 20 est´ a dispuesto en forma substituible en el montante m´ ovil. A tal fin, sirve una instalaci´ on de transferencia 21, que est´a dispuesta tanto en el montante

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m´ovil 13 como tambi´en en un bastidor fijo 24 sobre la parte trasera de la m´ aquina herramienta 10. La instalaci´on de transferencia 21 puede estar constituida, por ejemplo de carriles, que est´ an dispuestos en una direcci´on perpendicular a la extensi´on longitudinal de la mesa de la m´ aquina 12 en el montante m´ovil 13 y en el bastidor 24. Para realizar un intercambio del dep´ osito de herramientas 20 entre el montante m´ ovil 13 y el bastidor 24, el montante m´ ovil 13 se desplaza entonces a una posici´ on, en la que la instalaci´ on de transferencia 21 del montante fijo 13 y el bastidor 24, por ejemplo los carriles mencionados, est´ an alineados entre s´ı. Esta posici´on se indica en la figura 3 con 20’. Tan pronto como se ha alcanzado esta posici´on, se pone en funcionamiento un accionamiento de transferencia 23 dispuesto en el bastidor 24, que desplaza al dep´ osito de herramientas 20 desde la instalaci´ on de transferencia 21 del montante fijo 13 a la instalaci´ on de transferencia 21 complementaria del bastidor 24. El accionamiento de transferencia 23 puede ser, por ejemplo, una instalaci´ on neum´ atica de cilindro y pist´ on. Para tener preparados varios dep´ ositos de herramientas 20 en el bastidor 24 para el intercambio, ´estos pueden estar dispuestos unos junto a los otros, como se indica con 20, 20a en la figura. Pero tambi´en es posible un posicionamiento superpuesto, como se indica con 20a, 20b en la figura 1. Pero para una mayor elevaci´ on de la capacidad, los dep´ ositos de herramientas pueden estar dispuestos tambi´en unos encima de otros y unos debajo de otros. En este caso, el montante m´ovil 13 debe desplazarse con la instalaci´ on de transferencia 21 en direcci´ on vertical y horizontal hasta que se alcanza la posici´on de transferencia respectiva. En la figura se designa con 22 un accionamiento del dep´ osito, el cual sirve para transportar los portaherramientas dentro del dep´ osito de herramientas 20 a lo largo de una v´ıa sin fin. De esta manera, cada portaherramientas opcional se puede transportar en el dep´osito de herramientas hacia una posici´ on de extracci´on/equipamiento del dep´ osito de herramientas 20. Mientras esto sirve para preparar sucesivos portaherramientas predeterminados para un cambio de herramientas en un dep´ osito de herramientas 20 acoplado al montante m´ ovil 13, el accionamiento del dep´ osito 22 se puede emplear tambi´en en la posici´ on del dep´ osito de herramientas 20 en el bastidor 24 para efectuar un reequipamiento del dep´ osito de herramientas 20. A este respecto, en las figuras 2 y 3 se puede reconocer que detr´as de la m´aquina herramienta 10 est´a prevista una posici´ on de equipamiento 25, en la que se pueden substituir los portaherramientas del dep´ osito de herramientas 20a que se encuentra en una posici´on del bastidor. A tal fin, el accionamiento del dep´ osito 22 o bien 22a debe abastecerse con energ´ıa a trav´es de medios de conexi´ on soltables, para lo que deben preverse tanto en el montante m´ovil 13 como tambi´en en el bastidor 24 medios de conexi´on enchufables conocidos por s´ı o bien soltables de cualquier otro modo.

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REIVINDICACIONES 1. M´ aquina herramienta con un montante m´ovil desplazable con respecto a una mesa de m´aquina (12) y que lleva un cabezal (14), en el cual montante est´a dispuesto un dep´ osito de herramientas (20) substituible, con un bastidor estacionario (24) dentro de la zona de desplazamiento del montante m´ ovil (13), en el que est´ an dispuestos una multitud de dep´ ositos de herramientas (20a, 20b) substituibles, y con instalaciones de transferencia (21) dispuestas en el montante m´ ovil (13) as´ı como en el bastidor (24) para el intercambio de dep´ ositos de herramientas (20, 20a, 20b) entre el bastidor (24) y el montante m´ovil (13), caracterizada porque los dep´ ositos de herramientas (20, 20a, 20b) est´ an provistos con un accionamiento del dep´ osito (22) aut´ onomo, que es accionable a trav´es de medios de conexi´on de energ´ıa soltables tanto en una posici´ on del dep´ osito de herramientas (20, 20a, 20b) en el bastidor (24) como tambi´en en montante m´ ovil (13).

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2. M´ aquina herramienta seg´ un la reivindicaci´on 1, caracterizada porque en el bastidor (24) est´ a dispuesto un accionamiento de transferencia (23) para el desplazamiento de un dep´ osito de herramientas (20, 20a, 20b) entre el bastidor (24) y el montante m´ ovil (13). 3. M´ aquina herramienta seg´ un las reivindicaciones 1 ´o 2, caracterizada porque el cabezal (14) presenta un eje vertical (15), y porque el dep´ osito de herramientas (20) est´a provisto con una v´ıa sin fin para herramientas, que se extiende paralela a una mesa de m´aquina (12) horizontal. 4. M´ aquina herramienta seg´ un una o varias de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque los dep´ositos de herramientas (20, 20a) est´an dispuestos juntos junto a otros en el bastidor (13). 5. M´ aquina herramienta seg´ un una o varias de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque los dep´ositos de herramientas (20, 20a, 20b) est´an dispuestos unos debajo de otros en el bastidor (13).

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NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva del art. 167.2 del Convenio de Patentes Europeas (CPE) y a la Disposici´ on Transitoria del RD 2424/1986, de 10 de octubre, relativo a la aplicaci´ on del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen a Espa˜ na y solicitadas antes del 7-10-1992, no producir´ an ning´ un efecto en Espa˜ na en la medida en que confieran protecci´ on a productos qu´ımicos y farmac´euticos como tales.

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Esta informaci´ on no prejuzga que la patente est´e o no inclu´ıda en la mencionada reserva.

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