BR102015031306B1 - Truque motorizado para um veículo ferroviário e veículo ferroviário - Google Patents

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Abstract

TRUQUE MOTORIZADO PARA UM VEÍCULO FERROVIÁRIO DE BAIXO PISO. Este truque compreende um chassi, incluindo duas vigas, duas travessas, duas estruturas de eixo, cada uma compreendendo duas caixas de munhão, e um semieixo transversal, estendendo-se na direção transversal entre duas extremidades, cada uma sustentando uma respectiva roda, as rodas definindo um espaço interno entre elas, definido na direção transversal entre as rodas de um mesmo semi-eixo, e definido na direção longitudinal entre os dois semi-eixos, pelo menos um motor sustentado por uma das travessas do chassi, arranjadas no espaço interno definido pelas rodas e incluindo um eixo de acoplamento, pelo menos um redutor. O truque inclui meios de suspensão primários, incluindo primeiros elementos de suspensão arranjados entre as travessas e as vigas do chassi, o redutor é arranjado fora de dito espaço interno, o eixo de acoplamento do motor estendendo-se do motor além de uma das correspondentes vigas até o redutor.

Description

FERROVIÁRIO”
[0001] A presente invenção refere-se a um truque motorizado para um veículo ferroviário de baixo piso.
[0002] Um truque motorizado é, em particular, projetado para equipar um veículo ferroviário cuja carroceria é arranjada em dois pisos para transportar passageiros. Tipicamente, os dois pisos estendem-se ao longo de uma parte central A da carroceria que é situada entre dois truques (como mostrado na figura 6).
[0003] As portas de acesso ao veículo, permitindo fácil acesso aos passageiros ao veículo da plataforma ou para a plataforma do veículo, são também situadas entre os dois truques. Na realidade, devido à altura de um truque tradicional, não é possível arranjar uma porta de acesso em tal truque, uma vez que a altura da porta seria então incompatível com a altura da plataforma. Tradicionalmente, as portas são, portanto, arranjadas adjacentes aos truques do veículo ferroviário.
[0004] Tal arranjo das portas não é totalmente satisfatório. Na realidade, a parte central da carroceria, em que os dois pisos são arranjados, é assim limitada pelos truques e as portas. Tipicamente, um compartimento com uma única porta é arranjado em alinhamento com os truques, porém tal compartimento pode somente receber um pequeno número de passageiros.
[0005] A invenção, em particular, objetiva resolver este inconveniente, propondo um truque motorizado, tornando possível aumentar o número de passageiros que podem ser transportados em um veículo ferroviário.
[0006] Para esse fim, a invenção refere-se a um truque motorizado para um veículo ferroviário, compreendendo:
[0007] - um chassi, incluindo:
[0008] - duas vigas estendendo-se paralelas entre si e paralelas à direção longitudinal,
[0009] - duas travessas, sustentadas pelas vigas, estendendo-se paralelas entre si e paralelas a uma direção transversal, perpendicular à direção longitudinal,
[0010] - dois suportes, cada suporte sendo sustentado pelas duas travessas,
[0011] - duas estruturas de eixo (“axle structures”), cada uma compreendendo duas caixas de eixo (“jornal boxes”), cada uma conectada a uma respectiva das vigas, e um semieixo (“axle shaft”) transversal, estendendo-se na direção transversal entre duas extremidades, cada uma suportando uma respectiva roda, as rodas definindo um espaço interno entre elas, delimitado na direção transversal entre as rodas de um mesmo semieixo, e delimitado na direção longitudinal entre os dois semieixos.
[0012] - pelo menos um motor suportado por uma das travessas do chassi, arranjadas no espaço interno delimitado pelas rodas e incluindo uma árvore de acoplamento (“coupling shaft”),
[0013] - pelo menos um redutor, assegurando a conexão mecânica entre a árvore de acoplamento do motor e um dos semieixos transversais,
[0014] caracterizado pelo fato de que:
[0015] o truque inclui meio de suspensão primário, incluindo primeiros elementos de suspensão arranjados entre as travessas e as vigas do chassi,
[0016] - o redutor é arranjado fora de dito espaço interno, a árvore de acoplamento do motor estendendo-se do motor além de uma das correspondentes vigas até o redutor.
[0017] Em um truque do estado da técnica, os meios de suspensão primários são arranjados fora do espaço interno e o redutor é arranjado nesse espaço interno. Tal redutor é particularmente embaraçoso, em particular em termos de altura, de modo que é a altura deste redutor que estabelece o limite inferior da distância entre um plano de mancal das rodas e uma carroceria de veículo ferroviário sustentado pelo truque.
[0018] De acordo com a invenção, a estrutura do meio de suspensão primário, os primeiros elementos de suspensão da qual são arranjados no espaço interno, tornam possível liberar o espaço fora do espaço interno.
[0019] É então possível arranjar o redutor fora do espaço interno, de modo que este redutor não seja mais arranjado em alinhamento com o corpo do veículo ferroviário. Assim, na invenção, o redutor não influencia a distância mínima entre a placa de apoio das rodas e o corpo do veículo ferroviário.
[0020] Em um truque de acordo com a invenção, esta distância mínima é imposta pelo ápice das caixas de eixo, que têm uma altura menor do que aquela do redutor. Assim, na invenção, a distância mínima entre o plano de mancal das rodas e o corpo do veículo ferroviário é menor do que a imposta pela estrutura de um truque do mesmo estado da técnica.
[0021] A carroceria sendo abaixada, é possível arranjar uma porta daquela carroceria no truque, essa porta sendo capaz de ser arranjada na plataforma. Isto torna possível aumentar o comprimento da parte central da carroceria, onde os dois pisos são arranjados. O comprimento dos dois pisos sendo aumentado, a capacidade para receber passageiros na carroceria é, assim, aumentada.
[0022] O truque motorizado de acordo com a invenção pode incluir u ou mais dos seguintes detalhes, considerados sozinhos ou de acordo com qualquer combinação(ões) tecnicamente possível(eis).
[0023] - cada estrutura de eixo é conectada com uma respectiva das vigas por uma articulação com um eixo geométrico (“axis”) paralelo à direção transversal, e
[0024] - o meio de suspensão primário inclui, para cada estrutura de eixo, pelo menos um segundo elemento de suspensão arranjado entre a estrutura de eixo e a viga;
[0025] - o meio de suspensão secundário, sustentado por cada suporte do chassi e incluindo meios de mancal na carroceria de veículo ferroviário, os meios de suspensão secundários sendo transversalmente arranjados pelo menos parcialmente fora do espaço interno;
[0026] - cada primeiro elemento de suspensão é conformado em anel e é feito de um material elástico, este primeiro elemento de suspensão sendo inserido radialmente entre uma das travessas do chassi e as bordas de um orifício arranjado em uma das vigas;
[0027] - cada primeiro elemento de suspensão é feito de borracha;
[0028] - cada primeiro elemento de suspensão tem um formato anular definido entre um diâmetro interno e um diâmetro externo, a diferença entre este diâmetro interno e este diâmetro externo sendo substancialmente igual a 100 mm;
[0029] - cada segundo elemento de suspensão é formado por uma haste de conexão.
[0030] A invenção também se refere a um veículo ferroviário incluindo uma carroceria, caracterizado pelo fato de incluir um truque como anteriormente definido.
[0031] Vantajosamente, o veículo ferroviário inclui um ou mais dos detalhes a seguir, considerados sozinhos ou de acordo com qualquer combinação tecnicamente possível:
[0032] - a carroceria inclui pelo menos uma porta de acesso arranjada no truque;
[0033] - a distância, em uma direção vertical perpendicular às direções longitudinal e transversal, entre a porta de acesso e o plano de mancal das rodas, é menor do que ou igual a 850 mm.
[0034] A invenção será mais bem entendida quando da leitura da seguinte descrição, provida somente como um exemplo, e com referência aos desenhos anexos, em que:
[0035] - A figura 1 é uma vista em perspectiva de um esqueleto de um truque de veículo ferroviário, de acordo com uma modalidade exemplar da invenção;
[0036] - A figura 2 é uma vista em perspectiva de um truque de veículo ferroviário, incluindo a estrutura da figura 1;
[0037] - A figura 3 é uma vista de topo do truque da figura 2;
[0038] - A figura 4 é uma vista lateral de um truque do estado da técnica;
[0039] - A figura 5 é uma vista lateral do truque da figura 2;
[0040] - A figura 6 é uma vista lateral diagramática de um veículo ferroviário do estado da arte; e
[0041] - A figura 7 é uma vista lateral diagramática de um veículo ferroviário cuja carroceria é equipada com truques similares àqueles da figura 2.
[0042] Na presente descrição, os termos “vertical” e “horizontal” são definidos dentro de seus significados usuais, relativos a um truque montado em um veículo ferroviário. Assim, um plano horizontal é substancialmente paralelo a um plano em que os eixos de truque se estendem, e um plano vertical é substancialmente paralelo a um plano e que as rodas de truque se estendem.
[0043] O termo “longitudinal” é definido de acordo com seu significado usual, quando se aplicando à direção em que um veículo ferroviário se estende em um plano horizontal, e o termo “transversal” é definido de acordo com seu significado usual, quando se aplicando a uma direção substancialmente perpendicular à direção longitudinal em um plano horizontal.
[0044] Estas figuras mostram um plano de referência, em que a direção longitudinal é designada pela referência X, a direção transversal é designada pela referência Y e a direção vertical, perpendicular às direções longitudinal X e transversal Y, é designada pela referência Z.
[0045] Além disso, os termos “frente” e “detrás” são definidos de acordo com seus significados usuais, relativos à direção de movimento do veículo ferroviário na direção longitudinal X. Por convenção, nas figuras, o termo “frente” corresponde à esquerda e o termo “detrás” corresponde à direita. Deve ser observado que um veículo ferroviário pode tipicamente deslocar-se em duas direções opostas, os termos “frente” e “detrás” então sendo invertidos equivalentemente quando a direção de deslocamento é invertida.
[0046] A Figura 2 mostra um truque de veículo ferroviário 10, por exemplo, para um trem de transporte expresso regional (TER) de baixo piso. A figura 1 também mostra um esqueleto deste truque 10.
[0047] O truque 10 compreende dois pares 12 de rodas 14, respectivamente arranjados na frente e detrás do truque 10. As rodas 14 de cada par 12 são sustentadas e conectadas entre si por uma estrutura de eixo 10, respectivamente pertencendo àquele par 12.
[0048] Cada estrutura de eixo 30 inclui duas caixas de eixo 32, isto é, uma para cada roda 14, bem como um semieixo 34 estendendo-se na direção transversal Y entre duas extremidades, cada uma das quais suporta uma respectiva roda 14.
[0049] Na presente descrição, um espaço interno 1 é definido, delimitado na direção transversal entre as rodas 14 e a direção longitudinal entre os semieixos 34.
[0050] As estruturas de eixo 30 suportam um chassi 15 por meio de articulações 36 e meios de suspensão primários 40, que serão descritos mais tarde.
[0051] O chassi 15 inclui duas vigas laterais 16 do tipo de equilíbrio, cada uma estendendo-se paralela à direção longitudinal X, duas travessas 17, cada uma estendendo-se paralela à direção transversal Y, portanto transversal às vigas laterais 16, e dois suportes 18, do tipo de consolo, projetados para receber a carroceria 60 do veículo ferroviário.
[0052] Cada viga 16 é conectada, em uma de suas extremidades, a uma respectiva caixa de eixo 32, empregando uma respectiva articulação 36.
[0053] Cada articulação 36, por exemplo, inclui uma haste com eixos geométricos paralelos à direção transversal Y, suportados na extremidade das correspondentes vigas 16, cooperando com um elemento pivô complementar, sustentado pela caixa de eixo 32. Este elemento pivô é suportado embaixo de um ápice da caixa de eixo 32, na direção vertical Z, de modo que a viga 16 se estende embaixo deste ápice da caixa de eixo 32.
[0054] Mais particularmente, este ápice da caixa de eixo 32 impõe um limite mínimo em uma altura em que a carroceria 60 do veículo ferroviário pode ser arranjada, sustentada pelo truque 10. Em outras palavras, o valor mínimo de uma distância D, mostrada na figura 5, entre a placa de apoio das rodas 14 e os meios de apoio 52 da carroceria 60 do veículo ferroviário, é imposto pela altura do ápice da caixa de eixo 32.
[0055] Observamos que, no estado da técnica, como mostrado na figura 4, o valor mínimo de uma distância D’, entre uma placa apoio das rodas 14’ e os meios de apoio 52’ da carroceria 60’ de um veículo ferroviário, é imposta pela altura do ápice de um redutor. Assim, a distância D’ de um truque 10’ do estado da técnica é maior do que a distância D do truque de acordo com a invenção.
[0056] Os meios de suspensão primários 40 incluem primeiros elementos de suspensão 42, arranjados entre as travessas 17 e estas vigas 16, provida a conexão entre essas travessas 17 e essas vigas 16.
[0057] Mais particularmente, as primeiras aberturas transversais 19 são arranjadas nas vigas 16 para receber as travessas 17. Vantajosamente, as primeiras aberturas transversais 19 têm uma seção transversal com um formato genericamente idêntico àquele da seção transversal das travessas 17, por exemplo, uma seção circular. Cada travessa 17 cruza através de uma respectiva das aberturas transversais 19 de cada viga, de modo que cada travessa 17 estende-se lateralmente além das vigas 16. As duas travessas 17 juntas sustentam, em cada uma de suas extremidades, um respectivo dos suportes 18, projetados para receber a carroceria 60 do veículo ferroviário.
[0058] No exemplo descrito, cada travessa 17 tem um diâmetro menor do que o diâmetro das aberturas 19, de modo que um espaço anular livre é definido entre as travessas 17 e as vigas 16.
[0059] Como anteriormente indicado, os primeiros elementos de suspensão 42 são vantajosamente arranjados nos espaços anulares livres entre as vigas 16 e as travessas 17.
[0060] Como mostrado na figura 1, que mostra uma modalidade preferida, cada um dos primeiros elementos de suspensão 42 tem um formato genericamente anular e cada um forma uma conexão elástica entre uma das vigas 16 e uma respectiva das travessas 17.
[0061] O elemento de suspensão anular 42 tem um diâmetro externo definido entre um plano X-Z, incluindo a direção longitudinal X e vertical Z e um diâmetro interno definido no plano X-Z.
[0062] A diferença entre este diâmetro externo e este diâmetro interno é preferivelmente de 100 mm, que substancialmente corresponde à diferença entre o diâmetro das travessas 17 e o diâmetro da correspondente abertura 19. Além disso, o elemento de suspensão 42 inclui uma dimensão na direção transversal Y compreendida entre 100 e 150 mm. Estes primeiros elementos de suspensão 42 são feitos de um material elástico, por exemplo, borracha.
[0063] Observamos que os primeiros elementos de suspensão 42 são menos descentrados do que os meios de suspensão primários tradicionais. Mais particularmente, considerando-se o centro do truque C, mostrado na figura 3, definido como um ponto longitudinalmente a meio caminho entre os eixos 30 e transversalmente a meio caminho entre os planos das rodas 14, a distância entre os primeiros elementos de suspensão 42 e o centro C é menor do que a distância entre os meios de suspensão primários tradicionais e o centro C do estado da técnica. Assim, quando o truque passa sobre defeitos do trilho (também chamados “distorções”), o movimento vertical dos primeiros elementos de suspensão 42 é menor do que o movimento vertical dos meios de suspensão primários tradicionais. Uma vez que o movimento vertical, experimentado pelos primeiros elementos de suspensão 42, é produzido, as dimensões destes primeiros elementos de suspensão 42, na direção vertical Z, são reduzidas e relação àquelas dos meios de suspensão primários tradicionais.
[0064] Os meios de suspensão primários 40 também incluem segundos elementos de suspensão 44, arranjados entre as vigas 16 e as caixas de eixo 32. Mais particularmente, como é em particular mostrado na figura 1, cada segundo elemento de suspensão 44 é arranjado entre uma extremidade de uma respectiva das vigas 16 e uma das caixas de eixo 32, o segundo elemento de suspensão 44 sendo projetado para amortecer um relativo movimento rotacional das vigas 16 e da correspondente caixa de eixo 32 em torno da articulação 36.
[0065] Cada segundo elemento de suspensão 44, por exemplo, inclui um braço estendendo-se substancialmente na direção longitudinal X da extremidade das correspondentes vigas 16, até a correspondente caixa de eixo 32, a que é conectado por um elo móvel. Cada segundo elemento de suspensão 44 é por exemplo, arranjado, em relação à direção vertical Z, embaixo da articulação 36, suportada pela mesma extremidade das vigas 16.
[0066] Cada segundo elemento de suspensão 44 é, por exemplo, formado por uma haste de conexão.
[0067] A figura 3 mostra dois motores 20, que são, respectivamente, suportados por uma das travessas 17. Estes motores são dispostos no espaço interno I, delimitado pelas rodas 14. Cada motor é do tipo “rápido”, isto é, funciona em uma elevada velocidade rotacional (número de revoluções por minuto) e, consequentemente, tem uma massa reduzida.
[0068] Tradicionalmente, cada motor 20 é conectado a pelo menos um dos pares12 de rodas 14, por meio de uma árvore de acoplamento 22 e um redutor 24. A árvore de acoplamento 22 do motor 20 cruza através de uma viga 16 através da abertura 21.
[0069] Assim, cada árvore de acoplamento 22 estende-se do lado interno do espaço interno I em direção ao lado externo deste espaço interno I. Por exemplo, a árvore de acoplamento 22 inclui meio de acoplamento dentado.
[0070] Vantajosamente, o redutor 24 é conectado ao suporte 18 do chassi 15 usando-se uma haste de conexão reagente 25, estabilizando este redutor 24 verticalmente na árvore de acoplamento do motor 22.
[0071] O truque 10 também inclui meios de suspensão secundários 50, sustentados pelo suporte 18 do chassi 15, pelo menos parcialmente fora do espaço interno I. Mais particularmente, os meios de suspensão secundários 50 são arranjados fora de uma zona interna, delimitada na direção transversal Y entre as vigas 16.
[0072] Vantajosamente, o mais elevado ponto dos meios de suspensão secundários 50 é situado embaixo do ápice das rodas 14, na direção vertical Z, como mostrado na figura 5. A altura deste ponto mais elevado dos meios de suspensão secundários 50, considerada por um plano de sustentação das rodas 14, é, por exemplo, substancialmente igual a 700 mm.
[0073] Os meios de suspensão secundários 50 são equipados com meios de sustentação 52 da carroceria 60 do veículo ferroviário, tornando possível receber todas as forças verticais exercidas pelo corpo 60 do truque 10.
[0074] Como pode ser visto, comparando-se a figura 4, que é um truque tradicional 10’ do estado da técnica, com a figura 5, que mostra um truque 10 de acordo com a invenção, a estrutura do truque 10 de acordo com a invenção permite o arranjo dos meios de suspensão secundários 50 em uma altura menor do que a do estado da técnica.
[0075] Devido a esta altura reduzida, é possível arranjar uma porta de acesso 62 da carroceria no truque 10.
[0076] O corpo 60 do veículo ferroviário inclui, assim, pelo menos uma porta de acesso 62 arranjada no truque 10 (como mostrado na figura 7). A altura máxima de piso no pé da porta é de 850 mm, medida a partir do plano de sustentação das rodas 14 (portanto, a partir dos trilhos). Assim, a altura da porta 62 é compatível com a altura de uma plataforma tradicional, o que garante aos passageiros a possibilidade de entrar e sair do veículo ferroviário facilmente.
[0077] Como pode ser visto comparando-se a figura 6, mostrando um veículo ferroviário do estado da técnica, e a figura 7, mostrando um veículo ferroviário de acordo com a invenção, o movimento longitudinal das portas 62 nos truques 10 (figura 7) torna possível arranjar uma parte central B com dois pisos, através de um maior comprimento do que o da parte central A do veículo tradicional (figura 6). O veículo ferroviário da invenção, portanto, inclui dois níveis mais longos e, portanto, tem uma maior capacidade de transporte de passageiros.
[0078] Observamos que a invenção não é limitada à modalidade anteriormente descrita, porém poderia ter várias alternativas, sem ir além do escopo das reivindicações.
[0079] Em particular, a invenção poderia ser aplicada a um truque de transporte, não incluindo um motor.
[0080] Além disso, as articulações 36 entre as vigas 16 e as caixas de eixo 32 poderiam ter uma estrutura que não aquela anteriormente descrita.
[0081] Por fim, o truque 10 de acordo com a invenção poderia equipar qualquer veículo ferroviário que não um trem de transporte expresso regional, por exemplo, um bonde, metrô ou trem de longa distância.

Claims (10)

1. Truque motorizado (10) para um veículo ferroviário, compreendendo: - um chassi (15), incluindo: - duas vigas (16) estendendo-se paralelas entre si, e paralelas à direção longitudinal, - duas travessas (17), suportadas pelas vigas (16), estendendo-se paralelas entre si, e paralelas à direção transversal perpendicular à direção longitudinal, - dois suportes (18), cada suporte (18) sendo sustentado pelas duas travessas (17), - duas estruturas de eixo (30), cada uma compreendendo duas caixas de eixo (32), cada uma conectada a uma respectiva das vigas (16), e um semieixo transversal (34), estendendo-se na direção transversal entre duas extremidades, cada uma sustentando uma respectiva roda (14), as rodas (14) definindo um espaço interno (I) entre elas, delimitado na direção transversal entre as rodas de um mesmo semieixo (34), e delimitado na direção longitudinal entre os dois semieixos (34), - pelo menos um motor (20) sustentado por uma das travessas (17) do chassi, arranjado no espaço interno (I) delimitado pelas rodas (14), e incluindo uma árvore de acoplamento (22), - pelo menos um redutor (24), assegurando a conexão mecânica entre a árvore de acoplamento (22) do motor (20) e um dos semieixos transversais (34), caracterizado pelo fato de que: - o truque motorizado (10) inclui meios de suspensão primários (40), incluindo primeiros elementos de suspensão (42) arranjados entre as travessas (17) e as vigas (16) do chassi (15), - o redutor (24) sendo arranjado fora de dito espaço interno (I), a árvore de acoplamento (22) do motor (20) estendendo-se do motor (20) além de uma das correspondentes vigas (16) até o redutor (24).
2. Truque motorizado (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: - cada estrutura de eixo (30) é conectada com uma respectiva das vigas (16) por uma articulação (36) com um eixo geométrico paralelo à direção transversal, e - o meio de suspensão primário (40) inclui, para cada estrutura de eixo (30), pelo menos um segundo elemento de suspensão (44), arranjado entre a estrutura de eixo (30) e a viga (16).
3. Truque motorizado (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que inclui meios de suspensão secundários (50), sustentados por cada suporte (18) do chassi, e incluindo meios de suporte (52) na carroceria de veículo ferroviário (60), os meios de suspensão secundários (50) sendo arranjados transversalmente pelo menos parcialmente fora do espaço interno (I).
4. Truque motorizado (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que cada primeiro elemento de suspensão (42) é conformado em anel e é feito de um material elástico, este primeiro elemento de suspensão (42) sendo inserido radialmente entre uma das travessas (17) do chassi (15) e as bordas de um orifício arranjado em uma das vigas (16).
5. Truque motorizado (10), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que cada primeiro elemento de suspensão (42) é feito de borracha.
6. Truque motorizado (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que cada primeiro elemento de suspensão (42) tem um formato anular definido entre um diâmetro interno e um diâmetro externo, a diferença entre este diâmetro interno e este diâmetro externo sendo substancialmente igual a 100 mm.
7. Truque motorizado (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que cada segundo elemento de suspensão (44) é formado por uma haste de conexão.
8. Veículo ferroviário, incluindo uma carroceria (60), caracterizado pelo fato de que inclui um truque (10) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7.
9. Veículo ferroviário (10), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a carroceria (60) inclui pelo menos uma porta de acesso (62) arranjada em alinhamento com o truque motorizado (10).
10. Veículo ferroviário (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que a distância, em uma direção vertical (Z) perpendicular às direções longitudinal (X) e transversal (Y), entre a porta de acesso (62) e o plano de sustentação das rodas (14), é menor que ou igual a 850 mm.
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