ES2592260T3 - Tubo de transferencia de fluido con porción(es) corrugada(s) y su procedimiento de fabricación - Google Patents

Tubo de transferencia de fluido con porción(es) corrugada(s) y su procedimiento de fabricación Download PDF

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Abstract

Tubo de transferencia de fluido (1), en particular para la carga de un circuito de refrigeración de un motor térmico de vehículo automóvil, que comprende al menos una porción curvable corrugada (2, 3, 4, 5, 10, 10', 10'', 10'''), monocapa o multicapa, que está basada en al menos un material termoplástico y que comprende una sucesión de relieves (11) radiales axialmente espaciados, al objeto de determinar huecos (12) entre ellos, presentando cada relieve dos zonas frontales (13 y 14) reunidas entre sí por una zona intermedia (18), presentando cada una de las zonas frontales de cada relieve un mismo contorno (15) poligonal en su conjunto que define al menos tres tramos rectos (16) relacionados entre sí por tramos redondeados (17), y estando adaptados los contornos de estos relieves sucesivos para permitir el desmoldeo de dicha al menos una porción corrugada de dos semimoldes semicilíndricos (33a y 33b) de un molde según un único plano de desmoldeo axial, caracterizado por que, en correspondencia con dichos tramos redondeados de cada relieve, dichas dos zonas frontales concurren en dicha zona intermedia, determinando, para cada relieve, n, siendo n entero igual o mayor que 3, bulbos (19, 19', 19'', 19''') convexos discontinuos que son sensiblemente en arco de círculo en las direcciones circunferencial y axial.

Description

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DESCRIPCION
Tubo de transferencia de fluido con porcion(es) corrugada(s) y su procedimiento de fabricacion
La presente invencion se refiere a un tubo de transferencia de fluido, en particular para la carga de un circuito de refrigeracion de vehlculo automovil, comprendiendo este tubo al menos una porcion curvable corrugada, y a un procedimiento de fabricacion de este tubo. La invencion es de aplicacion, de una manera general, a tubos curvables realizados en al menos un material termoplastico y con posibilidad de transferir todo fluido llquido (p. ej., agua o un llquido de refrigeracion para motor termico) o gaseoso (p. ej., aire).
De manera conocida, los fabricantes de automoviles imponen que los tubos de carga de circuito de refrigeracion soporten oscilaciones en las tres direcciones, as! como vibraciones, cosa que se consigue mediante la presencia de ondulaciones o corrugaciones que definen relieves y huecos sobre la cara externa de estos tubos, los cuales tradicionalmente se realizan en caucho por motivos de flexibilidad, como respuesta a las oscilaciones, as! como de comportamiento al fluido transportado y a su temperatura y presion de circulation.
Recientemente, y especialmente por motivos economicos, se ha tratado de realizar tales tubos corrugados en materiales termoplasticos para sus zonas fijas con relation a las oscilaciones, a la vez que se conserva el caucho para las zonas sometidas a estas oscilaciones, e incluso en su totalidad en uno o varios materiales termoplasticos, con el fin de reducir aun mas su coste de fabricacion.
Cabe citar, por ejemplo, el documento US-A-6021816 para la description de un tubo corrugado de este tipo, termoplastico en su totalidad, cuyos relieves en forma de anillos presentan contornos redondeados en su conjunto de tipo ellptico, oval o circular, con desfases angulares entre estos relieves.
El documento US D566064S representa el estado de la tecnica mas cercano al objeto de la revindication 1, divulga el preambulo de la misma y difiere por la forma especlfica de las prominencias circunferenciales empalmadas.
Un gran inconveniente de los tubos termoplasticos corrugados conocidos radica en estas geometrlas redondeadas para los contornos de estos relieves anulares, las cuales, si bien favorecen la flexibilidad del tubo para sus oscilaciones, tienen el efecto indeseable de conducir a un achatamiento y, por tanto, a un alargamiento de estos relieves en la direction axial del tubo, debido a las elevadas temperaturas y/o presiones de funcionamiento.
Es una finalidad de la presente invencion proponer un tubo de transferencia de fluido, en particular para la carga de un circuito de refrigeracion de un motor termico de vehlculo automovil, que permita subsanar estos inconvenientes, comprendiendo este tubo al menos una porcion curvable corrugada, monocapa o multicapa, que esta basada en al menos un material termoplastico y que comprende una sucesion de relieves radiales axialmente espaciados, al objeto de determinar huecos entre ellos, presentando cada relieve dos zonas frontales reunidas entre si por una zona intermedia, presentando cada una de las zonas frontales de cada relieve un mismo contorno poligonal en su conjunto que define al menos tres tramos rectos relacionados entre si por tramos redondeados, y estando adaptados los contornos de estos relieves sucesivos para permitir el desmoldeo de dicha al menos una porcion corrugada de dos semimoldes semicillndricos de un molde segun un unico plano de desmoldeo axial.
A tal efecto, un tubo segun la invencion es tal que, en correspondencia con dichos tramos redondeados de cada relieve, dichas dos zonas frontales concurren en dicha zona intermedia, determinando, para cada relieve, n (n entero igual o mayor que 3) bulbos convexos discontinuos que son sensiblemente en arco de clrculo en las direcciones circunferencial y axial.
Por contorno “poligonal en su conjunto”, se entiende, en la presente descripcion, un contorno donde los tramos rectos presentan una longitud superior a la de los tramos redondeados.
Se hace notar que estos tramos rectos asociados para cada relieve a estos tramos redondeados determinados por estos bulbos convexos discontinuos (siendo esta convexidad de los bulbos no solo circunferencial, sino tambien axial) permiten brindar un compromiso satisfactorio entre, por una parte, la flexibilidad del tubo en su o unas porciones curvadas sometidas a oscilaciones, merced a la presencia de estos tramos redondeados y, por otra, una eficaz resistencia al alargamiento de los relieves en la direccion axial del tubo, merced a estos tramos rectos, contrariamente a los relieves redondeados en su conjunto de la tecnica anterior, que son origen de alargamientos axiales.
De acuerdo con otra caracterlstica de la invencion relativa a dicha o cada porcion corrugada, los respectivos contornos de dichos relieves son identicos y angularmente desfasados de uno a otro relieve.
Se hace notar que la citada condition esencial para cada contorno, que es la de facultar el desmoldeo del tubo segun un solo plano de desmoldeo entre los dos semimoldes identicos del molde, lleva consigo que los respectivos contornos de los relieves son axisimetricos.
De acuerdo con otra caracterlstica de la invencion, el contorno de cada relieve puede definir sensiblemente un pollgono regular convexo de n lados (n entero igual o mayor que 3) y de n vertices truncados determinados por
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dichos tramos redondeados y, entonces, los relieves se suceden alternadamente segun un mismo desfase angular de n/n radianes, definiendo dos posiciones angulares para los pollgonos del conjunto de estos relieves.
Asl, se hace notar que un desfase angular entre dos relieves consecutivos correspondiente a un angulo diferente de n/n radianes -por ejemplo, n/8 radianes para un pollgono regular truncado que no sea un octogono- no es utilizable para realizar la o cada porcion corrugada de un tubo segun la invention por moldeo por medio de una extrusion- soplado de al menos un plastomero y/o elastomero termoplastico, de una extrusora hacia un molde de dos semimoldes semicillndricos moviles, definiendo estos semimoldes un plano de desmoldeo axial para el tubo.
Preferentemente, este contorno en forma de pollgono regular truncado se elige tal que n esta inclusivamente comprendido entre 3 y 8, es decir, un contorno en forma de triangulo equilatero, de cuadrado, de pentagono, de hexagono, de heptagono o de octogono regulares.
Segun se ha indicado anteriormente, estos vertices truncados brindan la flexibilidad de la o de cada porcion corrugada, mientras que los lados de cada pollgono asl truncado permiten minimizar el alargamiento axial de los relieves tras un espacio de tiempo de utilization dado.
Preferentemente, los contornos de dichos relieves presentan cada uno de ellos un numero n par de lados, siendo, por ejemplo, cuadrados truncados desfasados alternadamente segun un angulo de n/4 radianes, o bien hexagonos regulares truncados desfasados segun un angulo de n/6 radianes.
Se hace notar que estos pollgonos con numero par de lados permiten ventajosamente facilitar el curvado del tubo.
De acuerdo con otra caracterlstica de la invencion, en dichos tramos rectos, las zonas frontales de cada relieve son coplanarias y determinan aplanaduras definitorias de n fondos discontinuos de cada hueco que separa dos dichos bulbos consecutivos entre si en la direction circunferencial (mientras que, segun se ha indicado anteriormente, las dos zonas frontales de cada relieve son ambas convexas en la direccion axial, en correspondencia con dichos tramos redondeados para determinar estos bulbos).
De acuerdo con otra caracterlstica de la invencion, dichos relieves pueden estar separados dos a dos entre si por una porcion lisa periferica intersticial de dicha al menos una porcion corrugada, estando desprovistos estos relieves de puentes axiales que los relacionen dos a dos entre si.
Se hace notar que los n bulbos asl conformados sobre cada relieve estan conformados de manera discontinua, es decir, que la o cada porcion corrugada no comprende ningun bulbo continuo circunferencialmente en forma de anillado, contrariamente a la tecnica anterior.
Ventajosamente, un tubo segun la invencion puede ser moldeado por extrusion-soplado de al menos un plastomero y/o un elastomero termoplastico en un molde de dos semimoldes que definen un plano de desmoldeo axial para el tubo.
De acuerdo con un ejemplo de realization de la invencion, dicha al menos una porcion corrugada comprende una capa interna, por ejemplo realizada en un elastomero termoplastico, y una capa externa, por ejemplo realizada en un plastomero, presentando el conjunto de las capas en esta porcion corrugada dichos relieves y dichos huecos.
De acuerdo con una variante de la invencion, dicha al menos una porcion corrugada puede incluir una porcion tubular interna lisa y una porcion tubular externa corrugada, que define dichos relieves y dichos huecos y que recubre esta porcion interna, siendo solidaria de ella (por ejemplo, mediante una union de tipo fusion).
El procedimiento de fabrication segun la invencion de una tuberla tal y como antes se ha definido comprende un moldeo por extrusion-soplado de al menos un plastomero y/o elastomero termoplastico, de una extrusora hacia un molde de dos semimoldes semicillndricos moviles, definiendo estos semimoldes un plano de desmoldeo axial para el tubo.
A tltulo de plastomeros, se pueden utilizar, por ejemplo, poliamidas (p. ej. PA6, PA11 o PA12), poliesteres (p. ej. PET o PBT), poliolefinas (p. ej. polietilenos), poliuretanos o politetrafluoroetilenos (PTFE), sin caracter limitativo.
A tltulo de elastomeros termoplasticos (TPE), se pueden utilizar, por ejemplo, elastomeros termoplasticos oleflnicos (TPO), vulcanizados termoplasticos (TPV) o poliuretanos termoplasticos (TPU), sin caracter limitativo.
De acuerdo con una forma de realizacion de la invencion comun al conjunto de las citadas caracterlsticas para el tubo, dichos relieves estan centrados cada uno de ellos en un plano transversal perpendicular al eje longitudinal de simetrla del tubo (es decir, cada relieve forma un angulo de n/2 radianes con este eje).
Como variante, estos relieves segun la invencion pueden estar centrados cada uno de ellos en un plano que forma, con el eje longitudinal de simetrla del tubo, un angulo comprendido entre n/6 y n/2 radianes, de modo que el perfil elegido para estos relieves permita, segun se ha indicado anteriormente, la realizacion del tubo mediante esta extrusion-soplado de una extrusora hacia un molde de dos semimoldes semicillndricos moviles que definen un plano de desmoldeo axial para el tubo.
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Otras caracterlsticas, ventajas y detalles de la presente invencion se desprenderan con la lectura de la siguiente descripcion de varios ejemplos de realizacion de la invencion, dados a tltulo ilustrativo y no limitativo, realizandose dicha descripcion con referencia a los adjuntos dibujos, de los que:
la figura 1 es una vista esquematica lateral en alzado de una porcion corrugada de un tubo segun un ejemplo de la invencion,
la figura 2 es una vista en seccion transversal de esta porcion corrugada por el plano II-II de la figura 1,
la figura 3 es una vista en seccion transversal de esta porcion corrugada por el plano III-III de la figura 1,
la figura 4 es una vista esquematica frontal desde la derecha de esta porcion corrugada de la figura 1,
la figura 5 es una vista en seccion axial de esta porcion corrugada segun el plano V-V de la figura 1,
la figura 6 es una vista esquematica lateral y en perspectiva de esta misma porcion corrugada de la figura 1,
la figura 7 es una vista esquematica frontal de una porcion corrugada segun la invencion, segun una variante de la figura 4,
la figura 8 es una vista esquematica frontal de una porcion corrugada segun la invencion, segun otra variante de la figura 4, y
la figura 9 es una vista esquematica frontal de una porcion corrugada segun la invencion, segun otra variante mas de la figura 4,
la figura 10 es una vista en perspectiva lateral de un tubo, segun la invencion, de carga de un circuito de refrigeration de motor termico, que comprende varias porciones corrugadas tales como las de las figuras 1 a 9,
la figura 11 es un esquema que muestra el funcionamiento de una instalacion de fabrication de un tubo segun la invencion tal como el de la figura 10,
la figura 12 es una vista esquematica parcial en semiseccion axial de uno de los dos semimoldes de un molde de extrusion-soplado de esta instalacion, que recibe el producto extrudido destinado a conformar la porcion corrugada, y
la figura 13 es un detalle en semiseccion axial de la zona en recuadro visible en la figura 12, ilustrando especialmente la salida del producto extrudido fuera de la boquilla de extrusion, en el interior de este semimolde del molde.
Un tubo 1 segun la invencion esta ilustrado en la figura 10, siendo este tubo preferentemente realizado por extrusion-soplado de al menos un material termoplastico y comprendiendo, en este ejemplo, varias porciones corrugadas y curvadas o curvables 2, 3, 4, 5, que estan relacionadas entre si por porciones lisas y rectas 6, 7, 8 y cada una de las cuales resulta visible de manera precisa en las figuras 1 a 9. Este tubo 1 es de tipo monocapa o multicapa, pudiendo comprender en este ultimo caso una capa radialmente interna basada en un elastomero termoplastico tal como un TPV, y una capa radialmente externa basada en un plastomero, tal como una poliamida, sin caracter limitativo.
Tal como queda visible en las figuras 1, 5 y 6, cada porcion corrugada 2 a 5 del tubo 1 define una estructura tubular 10 que presenta una pluralidad de relieves radiales 11 que se suceden axialmente, estando separados dos a dos entre si mediante huecos 12 sensiblemente planos y que son cada uno de ellos discontinuos en la direction circunferencial. Mas exactamente, cada relieve 11 presenta dos zonas frontales, anterior 13 y posterior 14 respectivamente, que presentan cada una de ellas un mismo contorno 15 en forma de pollgono regular convexo de n lados planos 16, truncado en sus vertices por n tramos redondeados 17 (n entero igual o mayor que 3), reuniendose entre si estas zonas 13 y 14 mediante una zona intermedia circunferencial 18.
Tal como se ilustra en las figuras 2 a 4, los respectivos contornos 15 de los relieves 11 son identicos pero desfasados angularmente entre los relieves 11 dos a dos consecutivos un mismo angulo a de n/n radianes, definiendo asl, alternadamente, en la longitud de la porcion 10, dos unicas posiciones angulares para estos pollgonos 15, lo cual faculta el desmoldeo del tubo segun un unico plano de junta entre los dos semimoldes del molde de extrusion-soplado (veanse las figuras 12 y 13). En este ejemplo de las figuras 2 a 4, los contornos 15 son unos cuadrados (n = 4) truncados por cuatro vertices 17 ligeramente redondeados y convexos, esto es, un angulo de desfase entre los contornos 15 de n/4 radianes (esto es, 45°).
Se ve especialmente en las figuras 1 y 4 que, en cada relieve 11, los tramos redondeados 17 determinan entre si n bulbos 19 convexos (vease la figura 5 para esta convexidad en la direccion axial) discontinuos, de seccion en arco de clrculo (en las direcciones tanto axial como circunferencial) que estan relacionados dos a dos entre si en la direccion circunferencial por unas aplanaduras 20 definidas por los lados 16 de cada pollgono 15. Estas aplanaduras 20, tambien discontinuas por la circunferencia de cada relieve 11, determinan asl una parte axialmente
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central del fondo de cada hueco 12, el cual se completa, a uno y otro lado de estas aplanaduras 20, con dos porciones lisas circunferenciales continuas 21 de escaso grosor axial (vease la figura 1).
A tltulo ilustrativo y no limitativo, en las figuras 3 y 5 se ha indicado la distancia que separa dos lados planos opuestos 16 del cuadrado 15 (16,5 mm) y la que separa dos bulbos 19 opuestos (20 mm, esto es, la diagonal del cuadrado truncado 15). En lo que respecta al espesor e de las porciones lisas 21, este es, en el ejemplo de la figura 1, de aproximadamente 1,75 mm.
Las variantes de porciones corrugadas 10', 10'', 10''' segun las figuras 7, 8 y 9 ilustran, respectivamente, relieves que son en forma de:
- pentagonos regulares con n = 5 aplanaduras 20' relacionadas entre si por otros tantos bulbos 19' (esto es, a = n/5 radianes),
- de hexagonos regulares con n = 6 aplanaduras 20'' relacionadas entre si por otros tantos bulbos 19'' (esto es, a = n/6 radianes), y
- de triangulos equilateros con n = 3 aplanaduras 20''' relacionadas entre si por otros tantos bulbos 19''' (esto es, a = n/3 radianes).
Para fabricar un tubo 1 que incorpora tales porciones corrugadas 10 a 10''' tales como las porciones 2 a 5 de la figura 10, se utiliza ventajosamente una instalacion de extrusion-soplado 30 tal como la de la figura 11 con, aguas arriba, una extrusora 31 destinada a hacer llegar el producto extrudido 32, segun la direccion A, a una maquina 33 apta para conformar corrugaciones sobre un tubo (“corrugator” en ingles) y determinada a partir de dos cadenas de semimoldes semicillndricos 33a y 33b (“mould chains” en ingles) que son moviles sobre transportadores sin fin segun sentidos de rotacion opuestos y que, una contra otra, determinan un molde cillndrico, para la obtencion de cada porcion corrugada 10 a 10''', tras el corte en una unidad de corte 34 situada aguas abajo de la maquina 33.
Se ha ilustrado esquematicamente en las figuras 12 y 13 una posible geometrla de la boquilla de extrusion 35 de la extrusora 31 de eje de rotacion X, con respecto a un semimolde 33a del molde de extrusion-soplado que recibe el producto extrudido 32.
La Firma solicitante ha sometido a ensayos, en las condiciones habituales de oscilaciones y de temperatura y de presion de los fluidos de refrigeracion transportados, tubos 1 multicapa (especialmente con capa interna basada en TPV “Santoprene” y con capa externa basada en PA12) con incorporacion de porciones corrugadas tales como aquellas de las figuras 1 a 9, ensayos que especialmente han demostrado la resistencia mejorada al alargamiento axial de los relieves de estas porciones corrugadas por intermedio de pruebas de estabilidad dimensional (llevadas a la practica tras un envejecimiento de 2 horas a 118 °C, y luego de 30 minutos a 135 °C a 1,4 bares de presion, con un fluido constituido a partir de una mezcla 50/50 de glicol y de agua) en comparacion con tubos corrugados conocidos, y adicionalmente, han conducido a una resistencia mejorada a la presion del fluido para estos tubos 1 (presion de estallido a 118 °C: 7,8 bares aproximadamente) con relacion a esos tubos conocidos.

Claims (12)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    REIVINDICACIONES
    1. Tubo de transferencia de fluido (1), en particular para la carga de un circuito de refrigeracion de un motor termico de vehiculo automovil, que comprende al menos una porcion curvable corrugada (2, 3, 4, 5, 10, 10', 10'', 10'''), monocapa o multicapa, que esta basada en al menos un material termoplastico y que comprende una sucesion de relieves (11) radiales axialmente espaciados, al objeto de determinar huecos (12) entre ellos, presentando cada relieve dos zonas frontales (13 y 14) reunidas entre si por una zona intermedia (18), presentando cada una de las zonas frontales de cada relieve un mismo contorno (15) poligonal en su conjunto que define al menos tres tramos rectos (16) relacionados entre si por tramos redondeados (17), y estando adaptados los contornos de estos relieves sucesivos para permitir el desmoldeo de dicha al menos una porcion corrugada de dos semimoldes semicilindricos (33a y 33b) de un molde segun un unico plano de desmoldeo axial, caracterizado por que, en correspondencia con dichos tramos redondeados de cada relieve, dichas dos zonas frontales concurren en dicha zona intermedia, determinando, para cada relieve, n, siendo n entero igual o mayor que 3, bulbos (19, 19', 19'', 19''') convexos discontinuos que son sensiblemente en arco de circulo en las direcciones circunferencial y axial.
  2. 2. Tubo (1) segun la reivindicacion 1, caracterizado por que los respectivos contornos (15) de dichos relieves (11) son identicos y angularmente desfasados de uno a otro relieve.
  3. 3. Tubo (1) segun la reivindicacion 2, caracterizado por que el contorno (15) de cada relieve (11) define sensiblemente un poligono regular convexo de n lados (16) (n entero igual o mayor que 3) y de n vertices truncados determinados por dichos tramos redondeados (17), y por que los relieves se suceden alternadamente segun un mismo desfase angular (a) de n/n radianes, definiendo dos posiciones angulares para los poligonos (15) del conjunto de estos relieves.
  4. 4. Tubo (1) segun la reivindicacion 3, caracterizado por que los contornos (15) de dichos relieves (11) presentan cada uno de ellos un numero n par de lados (16), siendo, por ejemplo, cuadrados truncados desfasados alternadamente segun un angulo (a) de n/4 radianes, o bien hexagonos regulares truncados desfasados segun un angulo (a) de n/6 radianes.
  5. 5. Tubo (1) segun una de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que, en dichos tramos rectos (16), las zonas frontales de cada relieve son coplanarias y determinan aplanaduras (20, 20', 20'', 20''') definitorias de n fondos discontinuos de cada hueco (12) que separa dos dichos bulbos consecutivos entre si en la direccion circunferencial.
  6. 6. Tubo (1) segun una de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que dichos relieves (11) estan separados dos a dos entre si por una porcion lisa periferica intersticial (21) de dicha al menos una porcion corrugada (2, 3, 4, 5, 10, 10', 10'', 10'''), estando desprovistos estos relieves de puentes axiales que los relacionen dos a dos entre si.
  7. 7. Tubo (1) segun una de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que es moldeado por extrusion- soplado de al menos un plastomero y/o un elastomero termoplastico en un molde de dos semimoldes (33a y 33b) que definen un plano de desmoldeo axial para el tubo.
  8. 8. Tubo (1) segun una de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que dicha al menos una porcion corrugada (2, 3, 4, 5, 10, 10', 10'', 10''') comprende una capa interna, por ejemplo realizada en un elastomero termoplastico, y una capa externa, por ejemplo realizada en un plastomero, presentando el conjunto de las capas de esta porcion corrugada dichos relieves (11) y dichos huecos (12).
  9. 9. Tubo (1) segun una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que dicha al menos una porcion corrugada (2, 3, 4, 5, 10, 10', 10'', 10''') incluye una porcion tubular interna lisa y una porcion tubular externa corrugada, que define dichos relieves (11) y dichos huecos (12) y que recubre esta porcion interna, siendo solidaria de ella.
  10. 10. Tubo (1) segun una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que dichos relieves (11) estan centrados cada uno de ellos en un plano transversal perpendicular al eje longitudinal de simetria del tubo.
  11. 11. Tubo segun una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que dichos relieves estan centrados cada uno de ellos en un plano que forma, con el eje longitudinal de simetria del tubo, un angulo comprendido entre n/6 y n/2 radianes.
  12. 12. Procedimiento de fabrication de un tubo (1) segun una de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que comprende un moldeo por extrusion-soplado de al menos un plastomero y/o elastomero termoplastico, de una extrusora (31) hacia un molde de dos semimoldes semicilindricos (33a y 33b) moviles, definiendo estos semimoldes un plano de desmoldeo axial para el tubo.
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