WO2013120156A1 - Ferramenta para aplicação semiautomática de múltiplos fixadores temporários e extração - Google Patents
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Definitions
- This patent application is for an innovative "SEMI-AUTOMATIC MULTI-TEMPERATURE FIXING AND EXTRACTION TOOL". It is a pneumatic tool with a front cavity designed to receive a power comb holding a number of temporary fasteners, where remain locked thanks to a retention system due to actuation of the pneumatic cylinder trigger that moves a caliper to push such a temporary fastener towards a reaction base from there to the parts to be worked with the same tool You can remove them and collect them in a container installed in front of the tool.
- the field of application of the invention is that of the aerospace industry, preferably for the fastening of the outer panels of aircraft where drilling and riveting is required.
- the focus is on the search for equipment and materials that improve and / or make processes more practical, safer and with higher quality, whether in the manufacture or maintenance of aircraft.
- each hole is introduced with a temporary fastener, which has a clamp system accompanied by a spring for closing and opening.
- the temporary fasteners have the function of not allowing the separation of the structural members of the plates during drilling and other operations and that after being riveted, these temporary fasteners are removed for permanent final fixation.
- Temporary fasteners can now be fitted either entirely by hand or with a pneumatic tool.
- a device that works like a pliers is used, in which the operator positions the fastener between two pressed "heads" that provide sufficient force to press the spring to close the collet to allow its introduction into the hole, while that without pressing it releases the spring to be able to remove the tool.
- the pneumatic tool has similar operation, except that it has a cylinder that exerts pressure on the spring when a trigger is triggered.
- this tool is not suitable for removing temporary fasteners, using pliers.
- the above device despite its alleged simplicity, operates in a manual manner, that is, it requires a great physical effort from the operator, occupying more physical space compared to the other temporary fasteners available in the market.
- US2002 / 0144574 discloses a pneumatic tool with a knurled tip that moves toward the temporary wedge type clamp that includes four skewed elastic tweezers that pierce the hole 360 ° of its perimeter. By increasing the surface and contact reduces the possibility of deformation of the structural members.
- the above product applies the fasteners one by one, which increases job time and compromises productivity, and the spline tip used to push the fastener is complex to manufacture and difficult to engage with the fastener when placing the fastener. same. Attachment is more difficult to remove the fastener and the operator must rotate the hand holding the tool to do so, causing additional repetitive motion. Failure to properly engage the fastener hex will be damaged.
- the movement of the pliers tips is a circular movement so the force to beat the spring is inclined with respect to the temporary fastener shaft, which compromises its service life;
- SEMI-AUTOMATIC MULTIPLE FIXING AND EXTRACTION TOOL which In general, it can be defined as a pneumatic tool with a cylinder with guide clamp, which actuates the trigger stops the juxtaposed temporary fasteners placed on a semi-automatic advance comb where they remain locked by means of a restraint system until contact. of said forceps that push it into a reaction base and thence to the parts to be drilled and riveted. The same tool is able to remove the temporary fasteners from the parts by simply removing the comb and placing a collection container in the reaction base line.
- this invention takes advantage of the consistency of a pneumatic tool, but by providing it with a power comb with the temporary fasteners inserted and locked in position to be systematically used, it provides much higher productivity than conventional, coupled with the fact that allow the extraction operation, also quickly with the reuse of temporary fasteners.
- Fig.1 Perspective view of the tool for semi-automatic application of multiple temporary fasteners and extraction
- Fig.2 Inverted perspective view of the tool for semi-automatic application of multiple temporary fasteners and extraction
- Fig.3 Exploded perspective view of the tool for semi-automatic application of multiple temporary fasteners and extraction
- Fig.4 Sectional side view of the tool comb for semi-automatic application of multiple temporary fasteners and extraction without temporary fasteners;
- Fig.5 Sectional side view of the tool comb for semi-automatic application of multiple temporary fasteners and extraction with temporary fasteners;
- Fig.6 Top section view of the tool comb for semi-automatic application of multiple temporary fasteners and extraction, with temporary fasteners;
- Fig.7 Side sectional view of the tool for semi-automatic application of multiple temporary fasteners and extraction without the comb;
- Fig.8 Sectional side view of the tool for semi-automatic application of multiple temporary fasteners and extraction with comb;
- Fig.9 Sectional side view of the tool for semi-automatic application of multiple temporary fasteners and extraction, showing extraction of temporary fasteners;
- Fig.10 Perspective view of the tool for semi-automatic application of multiple temporary fasteners and extraction, showing the use.
- the "TOOL FOR SEMI-AUTOMATIC APPLICATION OF MULTIPLE TEMPORARY FIXERS AND EXTRACTION”, object of this patent application, consists essentially of a semi-automated pneumatic tool (1) used in the application and extraction of temporary fasteners (2) placed in a feed comb (3), with retention system, in a front recess (4) and aligned with the forceps (5) of the compressed air actuated cylinder (6) to push the fastener against a base (7) ) and then to the parts (P) to be drilled and riveted, also having a collection container (8) when removing the temporary fasteners (2) by the same tool.
- the claimed pneumatic tool (1) consists of a housing (9), where the trigger cylinder (10) is positioned, which actuates the internal valve (11) releasing the compressed air passage to the rear (13) of the cylinder liner (14) and its cap (15), thereby pushing the cylinder shaft (6) forward and against the feed comb (3).
- the trigger (10) is deactivated, the air passage ceases and the back (13) is depressurized, located between the barrel (14) of the cylinder (6) and its cover (15), with the axis of the cylinder (6) returns to rest position by return spring action (16).
- the cylinder shaft (6) at its front is guided and supported by a bushing (17). The entire cylinder assembly is secured and locked by means of the closing cap (18).
- the comb body (20) has the central rectangular and hollow section (21) compatible with the contour of the temporary fastener (2) housed therein, that is, in the juxtaposed hollows, where they remain locked due to the action of a sphere ( 22), spring-loaded (19) and screw (24), which makes contact with a protrusion (25) in the temporary fastener itself.
- the power comb (3) is inserted into the front cavity (4) of the pneumatic tool (1) with the drive channel (26) facing down, pressing the lead pin (27). ) which takes place in the initial section (26I) of said channel, thereby allowing the feed comb (3) from left to right to move into the position of the first temporary fastener (2) to be applied, where the lead pin (27) hits a limit switch (26C).
- the pneumatic tool (1) is ready to insert the first temporary holder (2) of the feed comb (3) into the temporary joint of the parts (P) to be drilled and riveted.
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Abstract
Ferramenta para aplicação semiautomática de múltiplos fixadores temporários e extração, consiste essencialmente de uma ferramenta pneumática (1), semi-automatizada, utilizada na aplicação e extração de fixadores (2) temporários colocados em um pente de alimentação (3), com sistema de retenção, numa cavidade (4) frontal e alinhado com a pinça (5) do cilindro (6), acionado por ar comprimido no sentido de empurrar o elemento de fixação de encontro a uma base (7) de reação e daí para as peças (P) a serem perfuradas e rebitadas, possuindo também um recipiente de coleta (8) quando da retirada dos fixadores temporários (2) pela mesma ferramenta.
Description
"FERRAMENTA PARA APLICAÇÃO SEMIAUTOMÁTICA DE MÚLTIPLOS FIXADORES TEMPORÁRIOS E EXTRAÇÃO"
Trata a presente solicitação de Patente de Invenção de uma inovadora "FERRAMENTA PARA APLICAÇÃO SEMIAUTOMÁTICA DE MÚLTIPLOS FIXADORES TEMPORÁRIOS E EXTRAÇÃO", trata de uma ferramenta pneumática dotada de uma cavidade frontal destinada a receber um pente de alimentação que comporta determinado números de fixadores temporários, onde permanecem travados graças a um sistema de retenção vencido quando do acionamento do gatilho do cilindro pneumático que desloca uma pinça no sentido de empurrar tal fixador temporário em direção a uma base de reação de daí para as peças a serem trabalhadas, sendo que com a mesma ferramenta é possível retirá-los e coletá-los em um recipiente instalado na frente da ferramenta.
O campo de aplicação da invenção é o da indústria aeroespacial, preferencialmente para a fixação dos painéis externos das aeronaves na qual é necessária a realização de fu rações e rebitagem.
No segmento aeroespacial é uma tónica a busca por equipamentos e materiais que melhorem e/ ou tornem os processos mais práticos, seguros e com maior qualidade, quer seja na fabricação ou na manutenção de aeronaves.
No desenvolvimento e fabricação de um veículo aéreo ou espacial são utilizados processos que envolvem um compromisso entre capacidades, tempo de operação, desempenho, tecnologia disponível e custos.
Na fabricação e montagem de partes de aeronaves nem sempre é possível o acesso a ambos os lados das peças, de maneira que quando da necessidade da realização de diversos furos/ rebitagem numa estrutura de múltiplas camadas, é necessário a utilização de fixadores temporários que possa ser acoplado e acessado somente de um lado da superfície.
Para que a furacão em um painel e/ ou fuselagem seja perfeita deve ser realizada em várias etapas nas quais os diâmetros dos furos são aumentados paulatina e
sucessivamente. Nesse sentido, a cada furação é introduzido um fixador temporário, que possui um sistema de pinça acompanhado de mola para seu fechamento e abertura.
Portanto, os fixadores temporários têm como função não permitir a separação dos membros estruturais das chapas durante a perfuração e outras operações e que posteriormente uma vez rebitados, esses fixadores temporários são removidos para a fixação final permanente.
A nomenclatura utilizada para esses dispositivos é Cleco® foco desse pedido de patente, como, já comentado, apresenta um sistema de pinça com mola para fechamento quando da fixação das várias placas e abertura ao final do serviço.
Atualmente, os fixadores temporários podem ser colocados de forma totalmente manual ou com ferramenta pneumática. Na primeira é utilizado um dispositivo que funciona tal qual um alicate, em que o operador posiciona o fixador entre duas "cabeças" que pressionadas promovem uma força suficiente para pressionar a mola para fechamento da pinça de forma a permitir sua introdução no furo, ao passo que sem o pressionamento solta a mola para poder retirar a ferramenta.
Por outro lado, a ferramenta pneumática tem operação similar, com a diferença de possuir um cilindro que efetua a pressão sobre a mola ao ser acionado um gatilho.
Em ambas as modalidades os fixadores temporários são aplicados um a um, o que torna o trabalho demasiadamente prolongado.
Também nota-se que essa ferramenta não serve para a retirada dos fixadores temporários, utilizando-se para isso os alicates.
O atual estado da técnica antecipa alguns documentos de patentes que versam sobra à matéria em apreço, como a MU 8400826-1 "DISPOSIÇÃO APLICADA EM POSICIONADOR E PRENDEDOR TEMPORÁRIO DE CHAPA". Conformada por um pino pinça, agregado a um elemento de retenção vazado, corpo cilíndrico de onde se projeta uma rosca e parte lisa, apresentando em sua extremidade uma pinça resiliente, uma porca borboleta, uma haste de suporte cilíndrica e em sua extremidade um suporte esférico
utilizado para a retenção e alinhamento dos painéis.
O dispositivo acima, apesar da simplicidade alegada, funciona de um modo manual, ou seja, exige grande esforço físico do operador, ocupando maior espaço físico comparado aos demais fixadores temporários disponíveis no mercado.
O documento US2002/0144574 apresenta uma ferramenta pneumática dotada de uma ponteira estriada que se movimenta em direção ao fixador temporário tipo cunha que inclui quatro pinças elásticas enviesadas que transpassam o furo abrangendo 360° do seu perímetro. Ao aumentar a superfície e contato reduz a possibilidade de deformação dos membros estruturais.
O produto acima aplica os fixadores um a um, o que aumenta o tempo da tarefa e compromete a produtividade, além do que a ponteira estriada utilizada para empurrar o elemento de fixação é de fabricação complexa e de difícil encaixe com dito fixador quando da colocação do mesmo. A dificuldade de encaixe é maior para a remoção do fixador havendo a necessidade do operador ter de girar a mão que segura a ferramenta para fazê-lo, provocando um movimento repetitivo adicional. Se o encaixe não for efetuado corretamente o sextavado do fixador será danificado.
Em suma, o atual estado da técnica apresenta como principais desvantagens:
> A introdução do fixador temporário, tanto no alicate como na ferramenta convencional, provoca uma perda de produtividade devido à demora para a realização da operação;
> A utilização do alicate para a colocação dos fixadores temporários é lenta, necessita de firmeza do operador para não derrubar o fixador do alicate, enquanto o mesmo não foi colocado;
> Essa operação manual provoca lesões (LER) no operador devido a necessidade do mesmo ter que ficar efetuando esforço para vencer a mola do fixador;
> A movimentação das pontas do alicate é um movimento circular assim a força para vencer a mola é inclinada em relação ao eixo do fixador temporário, o que
compromete a sua vida útil;
> Quando da retirada do fixador temporário, o operador precisa segurá-lo no alicate com a mão livre até que o esforço sobre o mesmo seja suficiente para retirá-lo.
Com a finalidade de solucionar os problemas acima relatados, bem como apresentar uma solução economicamente viável a ser produzida, foi que o inventor, um profissional ligado ao setor em questão, idealizou a "FERRAMENTA PARA APLICAÇÃO SEMIAUTOMÁTICA DE MÚLTIPLOS FIXADORES TEMPORÁRIOS E EXTRAÇÃO", que em linhas gerais pode ser definida como uma ferramenta pneumática dotada de um cilindro com pinça guia, que acionado o gatilho faz batente nos fixadores temporários justapostos multiplamente posicionados em um pente com avanço semiautomático, onde permanecem travados por meio de um sistema de retenção até o contato da referida pinça que o empurra para uma base de reação e daí para as peças a serem perfuradas e rebitadas. A mesma ferramenta é capaz de retirar os fixadores temporários das peças, bastando retirar o pente e colocar um recipiente de coleta na linha da base de reação.
Conceitualmente, essa invenção aproveita a constai tividade de uma ferramenta pneumática, porém ao dotá-la de um pente de alimentação com os fixadores temporários inseridos e travados em suas posições para serem sistematicamente utilizados, proporciona uma produtividade muito superior ao convencional, aliada ao fato de permitir a operação de extração, também de uma forma rápida com o reaproveitamento dos fixadores temporários.
Em suma, a invenção aqui pleiteada apresenta como vantagens mais preponderantes:
> Como o acionamento do cilindro é um movimento linear a vida útil dos fixadores temporários é aumentada visto que não ocorre esforço lateral ao mesmo, quando sua mola é pressionada, bem como se evita a queda do mesmo ao chão quando da retirada;
> Menor tempo para a colocação dos fixadores temporários, aumentando a produtividade;
> Menor esforço do operador fazendo com que o mesmo não tenha problema relacionado ao (LER), com o acionamento do alicate de colocação e retirada;
> Funcionalidade e praticidade - extrapola o objetivo básico de fazer inserir fixadores temporários, possibilitando nova forma de realização semi-automática e preservando os esforços físicos do operador;
> Facilidade na utilização, apresentando excelente relação custo x benefício;
> Custo de fabricação reduzido - simplicidade construtiva e disponibilidade de materiais no mercado.
A seguir, explicam-se as particularidades funcionais, estéticas e estruturais da invenção com referência aos desenhos anexos, nos quais estão representadas de forma ilustrativa e não limitativa:
Fig.1 : Vista em perspectiva da ferramenta para aplicação semiautomática de múltiplos fixadores temporários e extração;
Fig.2: Vista em perspectiva invertida da ferramenta para aplicação semiautomática de múltiplos fixadores temporários e extração;
Fig.3: Vista em perspectiva explodida da ferramenta para aplicação semiautomática de múltiplos fixadores temporários e extração;
Fig.4: Vista lateral em corte do pente da ferramenta para aplicação semiautomática de múltiplos fixadores temporários e extração, sem os fixadores temporários;
Fig.5: Vista lateral em corte do pente da ferramenta para aplicação semiautomática de múltiplos fixadores temporários e extração, com os fixadores temporários;
Fig.6: Vista superior em corte do pente da ferramenta para aplicação semiautomática de múltiplos fixadores temporários e extração, com os fixadores temporários;
Fig.7: Vista lateral em corte da ferramenta para aplicação semiautomática de múltiplos fixadores temporários e extração, sem o pente;
Fig.8: Vista lateral em corte da ferramenta para aplicação semiautomática de
múltiplos fixadores temporários e extração, com o pente;
Fig.9: Vista lateral em corte da ferramenta para aplicação semiautomática de múltiplos fixadores temporários e extração, mostrando extração dos fixadores temporários;
Fig.10: Vista em perspectiva da ferramenta para aplicação semiautomática de múltiplos fixadores temporários e extração, mostrando o uso.
A "FERRAMENTA PARA APLICAÇÃO SEMIAUTOMÁTICA DE MÚLTIPLOS FIXADORES TEMPORÁRIOS E EXTRAÇÃO", objeto desta solicitação de Patente de Invenção, consiste essencialmente de uma ferramenta pneumática (1), semi-automatizada, utilizada na aplicação e extração de fixadores temporários (2) colocados em um pente de alimentação (3), com sistema de retenção, numa cavidade (4) frontal e alinhado com a pinça (5) do cilindro (6) acionado por ar comprimido no sentido de empurrar o elemento de fixação de encontro a uma base (7) de reação e daí para as peças (P) a serem perfuradas e rebitadas, possuindo também um recipiente de coleta (8) quando da retirada dos fixadores temporários (2) pela mesma ferramenta.
Mais particularmente, a ferramenta pneumática (1 ) pleiteada é constituída por uma carcaça (9), onde está posicionado o gatilho (10) do cilindro (6) de avanço, que aciona a válvula interna (11 ) liberando a passagem do ar comprimido para a parte traseira (13) da camisa (14) do cilindro e sua tampa (15), desse modo empurrando o eixo do cilindro (6) à frente e de encontro ao pente de alimentação (3). Ao ser desacionado o gatilho (10) cessa a passagem de ar e ocorre a despressurização da parte traseira (13), situada entre a camisa (14) do cilindro (6) e a sua tampa (15), sendo que o eixo do cilindro (6) retorna a posição de repouso pela ação da mola (16) de retorno. Em contrapartida, o eixo do cilindro (6) em sua parte frontal é guiado e apoiado por uma bucha (17). Todo o conjunto do cilindro é fixado e travado por meio da tampa de fechamento (18). Na extremidade do eixo do cilindro (6) se denota uma pinça (5) a qual executa o trabalho de encaixar na parte traseira do fixador temporário (2) para conduzi-lo até a base de reação (7) de onde é extravasado após vencer a força da mola (19) do sistema de retenção do pente de alimentação (3). Mais
detalhadamente, o corpo (20) do pente tem a seção retangular e vazado central (21) compatível com o contorno do fixador temporário (2) nele alojado multiplamente, ou seja, nos vazados justapostos, onde permanecem travados devido à ação de uma esfera (22), pressionada por mola (19) e parafuso (24), que faz contato com uma saliência (25) existente no fixador temporário propriamente dito. Completada a colocação dos fixadores temporários (2), o pente de alimentação (3) é introduzido na cavidade frontal (4) da ferramenta pneumática (1) com o canal de movimentação (26) voltado para baixo, pressionando o pino de avanço (27) que toma lugar na seção inicial (26I) de dito canal, permitindo assim a entrada do pente de alimentação (3) da esquerda para direita, que se desloca até atingir a posição do primeiro fixador (2) temporário a ser aplicado, onde o pino de avanço (27) bate em um fim de curso (26C). Nessa condição, a ferramenta pneumática (1 ) está pronta para inserir o primeiro fixador temporário (2) do pente de alimentação (3) na junção provisória das peças (P) a ser perfuradas e rebitadas. Pressionando-se o gatilho (10) do cilindro de avanço e respectiva pinça (5) é iniciada a movimentação, o encosto e fechamento do fixador temporário (2) para que o operador possa introduzi-lo no furo. Uma vez concluída essa etapa, o operador libera o gatilho (10) do cilindro de avanço, para que o mesmo retome a sua posição inicial pela ação da mola (16). Para que um novo fixador temporário (2) seja posicionado, o operador puxa para trás o gatilho (28) do pente de alimentação, desse modo induzindo a retração da mola (29) solidária ao eixo (30) do pino de avanço (27). A movimentação do pino de avanço faz com que o canal de movimentação (26) se desloque para a direita até o alinhamento do fixador temporário subsequente com a pinça (5) do cilindro de avanço (6), iniciando-se um novo ciclo. O operador repete sucessivamente estas operações até a instalação do último fixador temporário (2), soltando o gatilho (10) do cilindro de avanço para que o mesmo retorne a sua posição inicial. Nesse momento, o operador pressiona até o meio curso o gatilho (28) de avanço, de forma que o pente de alimentação (3) fique livre para a sua retirada pelo lado direito, nessa forma de viabilização da invenção. Quando a operação de inserção dos fixadores temporários (2) for finalizada, o operador poderá utilizar a mesma ferramenta
pneumática (1), bastando retirar o pente de alimentação (26) e posicionar um recipiente de coleta (8) dos fixadores temporários (2), apenas encaixado na base de reação (7). A operação de retirada se dá com o encaixe do fixador temporário (2) na base de reação (7) e acionamento do gatilho (10) do cilindro de avanço (6) no sentido de pressionar a parte traseira do fixador temporário (2) através da pinça guia (5), soltando-o da junção das chapas. Puxando a ferramenta pneumática (1) para trás e soltando o gatilho (10) do cilindro (6) de avanço, faz com que a pinça guia (5) recue, liberando o fixador temporário (2), que uma vez livre, cai, por ação da gravidade no recipiente de coleta (8).
Tendo, portanto, sido descrita e ilustrada a melhor forma de realização atualmente contemplada para a concretização da presente patente de invenção.
No entanto, é para ser compreendido que, a presente modificação inovadora não está limitada aos aspectos práticos da realização atualmente preferida, ilustradamente descrita, e que todas e tais modificações e variações devem ser consideradas como estando englobadas dentro do espírito e escopo da patente de invenção.
Claims
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REIVINDICAÇÕES
1) "FERRAMENTA PARA APLICAÇÃO SEMIAUTOMÁTICA DE MÚLTIPLOS FIXADORES TEMPORÁRIOS E EXTRAÇÃO", constituída por uma carcaça (9) com gatilho (10) de acionamento por comprimido de um cilindro de avanço caracterizado pelo seu eixo possuir uma pinça (5) que se encaixa à parte traseira de fixadores temporários (2) posicionados e travados em múltiplos vazados (21 ) de um pente de alimentação (3) de atuação semiautomática que toma lugar na cavidade (4) frontal da ferramenta pneumática (1 ) que ao tocarem na base de reação (7) são aplicados nos furos das peças; um recipiente de coleta (8) encaixado na base de reação (7) ampara os fixadores temporários retirados pela ferramenta (1 ).
2) "FERRAMENTA PARA APLICAÇÃO SEMIAUTOMÁTICA DE MÚLTIPLOS FIXADORES TEMPORÁRIOS E EXTRAÇÃO", de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo pente de alimentação (3) ter seção retangular e vazado central (21 ) compatível com o contorno do fixador (2) temporário travado devido à ação de uma esfera (22), pressionada por mola (19) e parafuso (24), que faz contato com uma saliência (25) do fixador.
3) "FERRAMENTA PARA APLICAÇÃO SEMIAUTOMÁTICA DE MÚLTIPLOS FIXADORES TEMPORÁRIOS E EXTRAÇÃO", de acordo com a reivindicações 1 e 2 caracterizado pelo pente de alimentação (3) ser movimentado pelo gatilho (28) que movimenta o pino de avanço (27) em contato com o canal de movimentação (26) que se desloca com perfeição até alinhar com a pinça (5) do cilindro (6) de avanço cujo eixo é apoiado na bucha (17).
4) "FERRAMENTA PARA APLICAÇÃO SEMIAUTOMÁTICA DE MÚLTIPLOS FIXADORES TEMPORÁRIOS E EXTRAÇÃO", de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pela ação do gatilho (10) do mecanismo pneumático e do gatilho (28) de avanço do pente de alimentação (3) originar a ferramenta de atuação semiautomática.
5) "FERRAMENTA PARA APLICAÇÃO SEMIAUTOMÁTICA DE MÚLTIPLOS FIXADORES TEMPORÁRIOS E EXTRAÇÃO", de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pela colocação de um recipiente de coleta (8) na base de reação (7) para amparar os fixadores
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temporários (2) retirados pelo movimento de retração da pinça (5) com a liberação do gatilho (10) e retorno do cilindro (6) de avanço.
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