ES2305349T3 - Procedimiento y dispositivo para la fabricacion de un manguito reforzado en un tubo de plastico extruido de material termoplastico. - Google Patents

Procedimiento y dispositivo para la fabricacion de un manguito reforzado en un tubo de plastico extruido de material termoplastico. Download PDF

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Abstract

Procedimiento para la fabricación de un manguito reforzado en un tubo de plástico extruido de material termoplástico, preferentemente un tubo corrugado, en el que a longitudes de corte prefijadas se extruyen con unos manguitos, cuyo espesor de pared es parecido al espesor de pared del tubo, en el que se separan del tubo tramos de tubo constituidos por manguitos en sus extremos, en el que la zona del manguito (1) de todos los tramos de tubo (2) se ha sobreextruido con una capa de refuerzo de material plástico (15), y en el que por lo menos en el extremo del tramo de tubo con manguito se ha encajado un mandril de soporte (6) giratorio, caracterizado porque, la temperatura del mandril de soporte (6) está regulada, de tal modo que preferentemente se calienta el mandril de soporte antes de sobreextruir la capa de plástico (15), se mantiene una temperatura predeterminada al sobreextruir la capa de plástico, y finalmente se enfría.

Description

Procedimiento y dispositivo para la fabricación de un manguito reforzado en un tubo de plástico extruido de material termoplástico.
La presente invención se refiere a un dispositivo para la fabricación de un manguito reforzado en un tubo de plástico extruido de material termoplástico, preferentemente un tubo corrugado, que a longitudes de corte prefijadas comprende unos manguitos terminales.
Los tubos de plástico realizados con una pared o varias paredes, por ejemplo tubos corrugados de doble pared, cuya pared exterior es ondulada y su pared interior lisa, se fabrican de material termoplástico mediante conformado por extrusión. El tubo de plástico se conforma mediante un procedimiento continuo de extrusión y se corta a una medida adecuada predeterminada, de tal modo que se obtienen tramos de tubo de la longitud deseada. Es preciso que dichos tramos de tubo comprendan, por lo menos en uno de sus extremos, un manguito de mayor diámetro, o alternativamente dicho tubo puede estar constituido por un manguito del mismo diámetro exterior, pero cuyo extremo en punta esté reducido a fin de poder ensamblar los tramos de tubo durante su instalación. Para poder fabricar dicho tipo de manguitos, se conforman en el tubo moldeado continuamente por extrusión aplicando el procedimiento ya conocido, de tal modo que los manguitos quedan accesibles si se corta el tubo en la zona de los manguitos conformados para la producción de los tramos de tubo. Sin embargo, en los procedimientos de conformado por extrusión habituales sólo es posible fabricar manguitos con un espesor de pared aproximadamente igual al espesor de pared del tubo con una o varias paredes. No obstante, frecuentemente dicho espesor de pared no resulta suficiente para fabricar manguitos con la solidez requerida. El documento JP 62160229 da a conocer un dispositivo de categoría genérica.
Por lo tanto, el objetivo de la presente invención es proponer un procedimiento y un dispositivo del tipo indicado anteriormente, mediante el que puedan fabricarse tramos de tubo con manguitos reforzados con mayor espesor de pared cortando tubos de plástico extruidos.
Según la presente invención, la consecución de este objetivo se basará en un procedimiento según la reivindicación 1 así como un dispositivo según la reivindicación 14.
Según la presente invención, es posible fabricar manguitos reforzados sobreestruyendo la zona del manguito con por lo menos una capa de plástico de refuerzo, siendo el material termoplástico que sobreextruye del mismo tipo que el del tubo de plástico, o por lo menos de una clase que se combine sin problemas con el material del tubo de plástico.
Con fines prácticos, el procedimiento según la presente invención se realizará de tal modo que cada tramo de tubo se monte de manera giratoria alrededor de su eje longitudinal y se gire, y la zona del manguito se sobreextruya con una capa de plástico a través de una boquilla de un extrusor. La capa de plástico quedará, por así decir, enrollada alrededor de la zona del manguito.
En este procedimiento, la sobreextrusión de la capa de plástico puede realizarse sustancialmente a través de una boquilla de ranura ancha, cuya ranura de extrusión sea apta para la longitud del manguito, durante uno o varios giros del tramo de tubo.
Sin embargo, preferentemente la sobreextrusión de la capa de plástico, que refuerza el manguito, se realizará a través de una boquilla perfilada de inyección mediante una masa continua de extrusión, cuyo ancho o espesor sea una fracción de la longitud del manguito. Para ello, la boquilla de inyección y/o el tramo de tubo giratorio se desplazarán en la dirección longitudinal del tramo de tubo, de tal modo que la masa continua de extrusión ribetee helicoidalmente toda la zona del manguito con varias vueltas contiguas. En este caso, pueden emplearse boquillas perfiladas de inyección de diversas secciones transversales. Las secciones circulares o rectangulares resultan ventajosas. Asimismo, es posible emplear boquillas perfiladas de inyección de sección rómbica.
Las capas de material plástico o vueltas pueden aplicarse en uno o distintos lugares.
Para fabricar manguitos especialmente robustos, se puede perfeccionar la presente invención enrollando bajo y/o en el perfil de refuerzo una armadura de refuerzo, por ejemplo fibras de vidrio, hilos de poliamida o hilos metálicos. De este modo, es posible reforzar la tensión circunferencial de los manguitos.
Para garantizar un buen acoplamiento de la capa de refuerzo que se va a sobreextruir con la zona del manguito del tramo de tubo, se puede calentar la zona del manguito antes de la sobreextrusión con la masa continua de extrusión o la cinta ancha de extrusión. El aumento de temperatura puede efectuarse soplando aire caliente, preferentemente mediante radiación infrarroja ante la boquilla de extrusión. Preferentemente, en la zona del manguito que se va a conformar el tramo de tubo se irradiará con uno o varios radiadores de cuarzo, a fin de elevar la temperatura del tramo de tubo o termofundirlo en dicha zona.
Con fines prácticos, un cilindro perfilado calibrará y alisará la capa de sobreextrusión.
Con fines prácticos, un mandril de soporte con un accionamiento de giro se montará en por lo menos un extremo del tramo de tubo constituido por el manguito. Resulta útil proveer el mandril de soporte con un dispositivo de control de la temperatura, a fin de poder regular la temperatura de dicho mandril de soporte. En particular, el mandril de soporte, que presenta orificios a través de los que un medio de calefacción o un medio refrigerante fluye a través de un distribuidor de rotación, se calienta o se enfría con un aparato de regulación de la temperatura. Así, se regula la temperatura del mandril de soporte. En particular, es posible calentar el mandril antes y durante el proceso de sobreextrusión de la capa de plástico que forma el manguito. La temperatura puede seleccionarse en función de distintas condiciones de contorno. Un intervalo de temperaturas típico comprende los 150ºC. Tras el proceso de sobreextrusión se enfría el mandril de soporte, a fin de expulsar el calor del material plástico sobreextruido y/o del material del tubo que se halla debajo.
Además se puede hacer el vacío mediante el distribuidor de rotación, a fin de mantener el manguito calentado con el espesor aumentado en el mandril de soporte. En la superficie lateral exterior del mandril de soporte pueden disponerse ranuras de vacío. Para facilitar el desmoldeo, se puede conformar en conjunto el mandril de soporte ligeramente cónico. Además, el sistema de vacío puede presurizarse para facilitar el desmoldeo.
Con fines prácticos, es posible refrigerar el manguito sobreextruido no únicamente desde el interior, es decir no únicamente desde el mandril de soporte. Se puede prever un dispositivo de refrigeración, en particular un ventilador de aire refrigerante en la superficie lateral exterior del tubo en la zona del manguito conformado, a fin de poder enfriar el material sobreextruido.
Por otra parte, existe la necesidad de conformar manguitos, en particular manguitos reforzados, en tramos de tubos de plástico extruido que han sido extruidos sin manguito. En este sentido, la presente invención se refiere asimismo a un dispositivo para la fabricación de un manguito reforzado en un tubo extruido de material termoplástico, preferentemente un tubo corrugado, del que se cortan unos tramos de longitud predeterminada. A fin de conformar manguitos en unos tramos de tubo de dicho tipo, que han sido extruidos sin manguito, cada tramo, por lo menos en uno de sus extremos, en el que se debe conformar el manguito, se dispone por deslizamiento en un mandril giratorio accionable, cuyo contorno exterior es complementario a la zona interior del manguito, y a continuación se sobreextruye el manguito en el mandril inmediatamente después del tramo de tubo. En este proceso la extrusión se realiza de tal modo que el manguito sobreextruido se une con el tramo final del tubo de nuevo plastificado.
Según dicha forma de realización de la presente invención, la descripción del proceso de sobreextrusión del manguito sobre el mandril es la misma que la que se ha mencionado anteriormente, en el procedimiento de extrusión para la fabricación de por lo menos una capa de refuerzo de la zona del manguito.
El diseño del mecanismo de accionamiento para generar el movimiento de rotación entre la boquilla perfilada de inyección del extrusor y el tramo de tubo o el mandril de soporte puede realizarse de modos diversos. Se puede prever el accionamiento directo del mandril de soporte y por consiguiente del trozo de tubo dispuesto por deslizamiento en el mandril. También puede disponerse el mandril de soporte para que gire libremente y que el mecanismo de accionamiento gire el trozo de tubo por un punto distinto y mediante ello gire asimismo el mandril de soporte.
A continuación, la presente invención se pondrá más claramente de manifiesto a partir de los dibujos, que ilustran unos ejemplos de formas de realización:
Fig. 1 representa una vista frontal de un dispositivo para la fabricación o conformación de un manguito reforzado en un tramo de un tubo de plástico extruido, representado esquemáticamente.
Fig. 2 representa una vista en planta del dispositivo de la figura 1.
Fig. 3 representa un corte a través de la zona del manguito de un tubo corrugado de doble pared, reforzado con una capa de plástico que se ha sobreextruido.
Fig. 4 representa un corte a través del extremo de un tubo corrugado de doble pared, sobreextruido completamente por un manguito reforzado mediante un procedimiento de enrollamiento.
Fig. 5 representa un corte a través del extremo de un tubo corrugado de triple pared, en cuya cara frontal su superficie lateral exterior se ha sobreextruido completamente con un manguito reforzado mediante un procedimiento de enrollamiento.
Fig. 6 representa un corte a través de la zona del manguito de un tubo corrugado de una pared, que conforme a una forma de realización adicional de la presente invención se ha reforzado mediante una capa de plástico sobreextruida, y
Fig. 7 representa un corte a través del extremo de un tubo corrugado de una pared, cuya cara frontal se ha sobreextruido completamente con un manguito reforzado mediante un procedimiento de enrollamiento.
La figura 1 ilustra una vista frontal de la zona del manguito 1 de un tramo de tubo 2 de material plástico extruido, fijado por un dispositivo no representado más detalladamente y que puede girar. Aplicando el procedimiento ya conocido, el tramo de tubo 2 se ha extruido en forma de tubo periférico doble con pared exterior ondulada 3 y pared interior lisa 4. Mediante el procedimiento de extrusión, en todo el diámetro del tramo de tubo 2 se conforma una zona del manguito 1 con mayor espesor, unido a las paredes soldadas del tubo mediante un segmento anular o cónico 5.
El tramo de tubo 2 queda fijado o dispuesto giratorio en el armazón de soporte 20, encajando por lo menos en la zona del manguito del tramo de tubo 2 un mandril de soporte o apoyo 6 giratorio, cuyo contorno exterior se corresponda con el contorno interior de la zona del manguito 1, la zona de transición 5 y el diámetro del tubo interior 4.
Para poder soportar la fuerza axial ejercida sobre el tubo al insertar y extraer el mandril de soporte, se puede disponer un dispositivo de abrazadera de tubo 28. Tal como se ilustra en la figura 2, el tubo puede quedar encajado mediante dos o varias mordazas de sujeción 27, preferentemente en forma de segmento o de molde de cáscara. Las mordazas de sujeción pueden aproximarse y alejarse del tubo en dirección radial. Además, dichas mordazas pueden desplazarse en dirección axial según la flecha C y pueden estar dispuestas sobre un carro desplazable adecuado para montarse en el armazón de soporte 20. Para tubos de doble pared con pared exterior ondulada, las superficies receptoras de las mordazas de sujeción pueden estar conformadas adecuadamente (véase la figura 2).
Junto a la zona del manguito 6 y a la zona de transición 5 se dispone de un modo ajustable una boquilla perfilada de inyección 7, a la que un extrusor 8 conduce una fundición de plástico, que sobreextruye la zona del manguito 1 y la zona de transición 5 en forma de masa extruida continua 9 de plástico durante por lo menos un giro A. La boquilla perfilada de inyección 7 puede desplazarse en ambos sentidos de la fecha de doble sentido B, a fin de poder sobreextruir la zona del manguito con la capa de plástico de tal modo que la distancia sea óptima.
Al lado de la boquilla perfilada de inyección 7 se disponen los radiadores de cuarzo 10 de un aparato de calefacción 11 que se desplaza con la boquilla perfilada de inyección 7, gracias a los que la zona del manguito, que se sobreextruye con una capa de refuerzo, se plastifica o se funde ligeramente. El aparato de calefacción 11, que no entra en contacto con la zona del manguito, podría presentar sustancialmente boquillas de aire caliente o elementos similares para elevar la temperatura del tramo de tubo. Sin embargo, preferentemente se hará uso de radiación infrarroja y se fijará el aparato de calefacción 11 a la cabeza de la boquilla perfilada de inyección 7 o al extrusor 8, de tal modo que el desplazamiento de la boquilla perfilada de inyección 7 vaya acompañado del correspondiente desplazamiento del aparato de calefacción 11 y en todo momento la boquilla de extrusión caliente la pared del tramo de tubo. Según la figura 1, los radiadores de cuarzo 10 están fijados a un soporte del aparato de calefacción 21, que a su vez está fijado al extrusor o a su boquilla de inyección.
Detrás de la boquilla perfilada de inyección 7 se dispone un cilindro perfilado 12, con el que se calibrará y alisará la capa de sobreextrusión. Tal como se ilustra en la figura 1, el armazón de soporte 20 soporta el cilindro perfilado 12 y con un dispositivo de accionamiento se puede ajustar para que se aproxime en dirección radial al tramo de tubo y al mandril de soporte 6. En la forma de realización del dibujo, el cilindro perfilado 12 se asienta sobre una palanca pivotante 22, dispuesta sobre el armazón de soporte 20 y que puede girar alrededor de un eje paralelo a la dirección longitudinal del tubo gracias a la acción de un cilindro neumático soportado por el armazón de soporte 20.
Por otra parte, se prevé un aparato de refrigeración 24 dispuesto en el armazón de soporte 20, que se encargue de enfriar en dirección radial desde el exterior la capa de plástico de sobreextrusión. Un ventilador refrigerante 25, dispuesto al lado del cilindro perfilado 12, insufla ventajosamente aire de refrigeración en la superficie lateral exterior de la zona reforzada del manguito.
En la figura 3, se ilustra un corte a través de la zona del manguito de un tubo corrugado de doble pared de plástico con pared exterior ondulada y pared interior lisa, habiéndose sobreextruido con una capa de plástico de refuerzo 15 la zona del manguito 1 y la zona de transición 5 del modo descrito anteriormente.
Asimismo, el procedimiento según la presente invención puede realizarse de tal modo que se encaje únicamente el tramo 13 exterior, correspondiente al diámetro del tubo interior 4, del mandril de soporte 6 en el tramo de tubo fabricando sin manguito, y a continuación se sobreextruye el manguito sobre el mandril 6 junto con la zona de transición 14, quedando unido de este modo al tramo de tubo 2.
En la figura 4, se muestra un corte a través del extremo de un tubo corrugado de doble pared, con pared exterior ondulada y pared interior lisa. El tubo termina en una zona en la que se ha fundido la pared exterior con la pared interior. En dicho tramo terminal 26 se sobreextruye un manguito 16, que primero se extiende en forma cónica hacia la parte exterior y a continuación se une con un tramo cilíndrico. El espesor de pared del manguito 16 es considerablemente superior al espesor de las paredes exterior e interior del tubo de plástico.
En la figura 5 se muestra otra forma adicional de manguito. La pared exterior del tubo de plástico de triple pared es lisa y la pared interior es asimismo lisa, estando ambas unidas entre sí mediante una pared ondulada. En la cara exterior de la pared exterior se sobreextruye un manguito 16, que en la cara frontal se extiende a lo largo del extremo del tubo extruido sin manguito. El proceso de sobreextrusión completo del manguito se realiza por enrollamiento, tal y como se ha descrito anteriormente, directamente sobre el mandril que sobresale del tubo. En este caso, asimismo es posible fabricar un manguito 16 cuyo espesor de pared sea considerablemente superior al espesor de las paredes exterior e interior del tubo.
En las figuras 6 y 7 se muestran unos manguitos reforzados en el extremo de un tubo corrugado de una pared. Según la figura 6, es posible sobreextruir con una capa de plástico de refuerzo un manguito conformado del tubo corrugado de una pared. Según la figura 7, asimismo es posible la extrusión de un manguito 16 en el extremo de un tubo en el que anteriormente no había manguito.

Claims (19)

1. Procedimiento para la fabricación de un manguito reforzado en un tubo de plástico extruido de material termoplástico, preferentemente un tubo corrugado,
en el que a longitudes de corte prefijadas se extruyen con unos manguitos, cuyo espesor de pared es parecido al espesor de pared del tubo,
en el que se separan del tubo tramos de tubo constituidos por manguitos en sus extremos,
en el que la zona del manguito (1) de todos los tramos de tubo (2) se ha sobreextruido con una capa de refuerzo de material plástico (15), y
en el que por lo menos en el extremo del tramo de tubo con manguito se ha encajado un mandril de soporte (6) giratorio,
caracterizado porque,
la temperatura del mandril de soporte (6) está regulada, de tal modo que preferentemente se calienta el mandril de soporte antes de sobreextruir la capa de plástico (15), se mantiene una temperatura predeterminada al sobreextruir la capa de plástico, y finalmente se enfría.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el tramo de tubo (2) se monta de manera que pueda girar alrededor de su eje longitudinal y se desplaza por rotación, de tal modo que durante el giro de dicho tramo de tubo, a través de una boquilla de inyección (7) de un extrusor, se sobreextruya dicha por lo menos una capa de plástico (15).
3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la capa de plástico se aplica a través de una boquilla perfilada de inyección (7) en forma de una masa continua de extrusión (9), cuya anchura o espesor es una fracción de la longitud del manguito, y para ello la boquilla perfilada de inyección (7) y/o el tramo de tubo (2) giratorio se desplazan en la dirección longitudinal del tramo de tubo, de tal modo que la masa continua de extrusión se sobreextruye helicoidalmente, formándose una capa de refuerzo de material plástico con varias vueltas contiguas.
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque dicha por lo menos una capa de plástico (15) se sobreextruye a través de una boquilla de ranura ancha, cuya ranura de extrusión se corresponde con la longitud del manguito.
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la capa de plástico y/o las vueltas se aplican en uno o varios puntos superpuestos.
6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque antes del proceso de sobreextrusión de la capa de plástico (15) se calienta la zona del manguito (1).
7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque la zona del manguito (1) se calienta por irradiación, en particular con radiación infrarroja mediante por lo menos un radiador de cuarzo (11) dispuesto delante de la boquilla de extrusión (7).
8. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque la zona del manguito (1) se calienta insuflando aire caliente delante de la boquilla de extrusión (7).
9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque un cilindro perfilado (12) calibra y alisa la capa sobreextruida de plástico.
10. Procedimiento según la reivindicación 1 para la fabricación de un manguito reforzado en un tubo de plástico extruido de material termoplástico, preferentemente un tubo corrugado, del cual se separan unos tramos de tubo de una longitud predeterminada, caracterizado porque cada tramo de tubo (2), por lo menos en el extremo en el que se debe conformar el manguito (16), se monta por deslizamiento en el mandril de soporte (6), cuyo contorno exterior es complementario a la zona interior del manguito, y porque se hacen girar el tramo de tubo (2) y el mandril de soporte (6) alrededor del eje longitudinal del tramo de tubo y porque por lo menos con una capa de plástico (15), que forma el manguito, se sobreextruye el mandril de soporte (6) adyacente al tramo de tubo y dicha capa se une por soldadura al extremo del tramo de tubo.
11. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el manguito se forma en el tramo de tubo del mismo modo que el refuerzo del manguito según una de las reivindicaciones 2 a 9.
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12. Dispositivo para la fabricación de un manguito reforzado en un tubo de plástico extruido de material termoplástico, en particular para la realización del procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende un dispositivo de soporte (6, 20) para soportar de manera giratoria el tubo de plástico alrededor de su eje longitudinal,
un extrusor (8) con una boquilla perfilada de inyección (7), orientada hacia la superficie lateral del tubo de plástico,
un accionamiento de rotación para generar un movimiento de rotación del tubo de plástico (2) en relación con la boquilla perfilada de inyección (7) alrededor del eje longitudinal del tubo, estando dispuesta la boquilla perfilada de inyección (7) y/o pudiéndose desplazar de tal modo que el manguito puede conformarse por extrusión en el tubo de plástico girando el tubo de plástico (2) en relación con la boquilla perfilada de inyección (7), y
un mandril de soporte (6), estando previsto un dispositivo de control de la temperatura a fin de poder regular la temperatura el mandril de soporte (6), de tal modo que preferentemente el dispositivo de control de la temperatura comprende un dispositivo de calefacción y un dispositivo de refrigeración.
13. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que por lo menos uno de los extremos del tubo de plástico se dispone por deslizamiento en el mandril de soporte (6) giratorio, y en el que la boquilla perfilada de inyección (7) se dispone frente a la superficie lateral del mandril de soporte (6), de tal modo que girando el mandril de soporte y el tubo de plástico se puede sobreextruir por lo menos una capa de plástico directamente en el mandril de soporte (6) y/o en la superficie lateral exterior del tramo del tubo de plástico (2) que queda soportado en el mandril de soporte, en particular un tramo de manguito preconformado, a fin de conformar el manguito.
14. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que por está previsto un dispositivo de ajuste de la distancia (17) para ajustar la distancia entre la boquilla perfilada de inyección y la superficie lateral exterior del tubo de plástico y/o del mandril de soporte (6).
15. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que está previsto un dispositivo de desplazamiento axial (18) para la generación de un desplazamiento axial entre el tubo de plástico (2) y la boquilla perfilada de inyección (7) en la dirección longitudinal del tubo de plástico, estando previsto preferentemente un dispositivo de ajuste para controlar el desplazamiento axial y la rotación entre el tubo y la boquilla perfilada de inyección de tal modo que la boquilla perfilada de inyección efectúe un desplazamiento helicoidal alrededor de la superficie lateral exterior del tubo de plástico y/o del mandril de soporte.
16. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que está previsto un dispositivo de calefacción (11) para elevar la temperatura del tubo de plástico en la zona en que debe sobreextruirse el manguito, y en el que preferentemente se dispone el dispositivo de calefacción (11) en el sentido de rotación del tubo justo delante de la boquilla perfilada de inyección (7).
17. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que está previsto un cilindro perfilado (12) para la calibración y el alisado de la capa de plástico empleada para la sobreextrusión y que servirá para formar el manguito, y en el que preferentemente se dispone en la dirección de rotación del tubo de plástico justo después de la boquilla perfilada de inyección (7).
18. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que está previsto un dispositivo de refrigeración (19), en particular un ventilador de refrigeración, para enfriar exteriormente la capa de plástico sobreextruida.
19. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que está previsto un dispositivo de mordaza de sujeción (27), para fijar y retener en la dirección axial el tubo de plástico al insertar y/o extraer el mandril de soporte (6).
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