BR102017013563A2

BR102017013563A2 - Sistema de fixação mecânica estanque a fluido e conjunto estrutural associado

Info

Publication number: BR102017013563A2
Application number: BR102017013563-2A
Authority: BR
Inventors: P. Walker Steven; E. Plass Christopher; K. Klein Michael; V. Salmi John
Original assignee: The Boeing Company
Priority date: 2016-06-24
Filing date: 2017-06-22
Publication date: 2018-04-03
Also published as: JP2018012491A; CN107539459A; US10329008B2; JP7326517B2; EP3260708A1; CA2968131A1; US20170369149A1; EP3260708B1; KR102400117B1; KR20180001447A; CA2968131C; AU2017203101A1; BR102017013563B1; AU2017203101B2; CN107539459B; JP2022091776A

Abstract

sistema de fixação mecânica estanque a fluido e conjunto estrutural associado. a presente invenção se refere a um conjunto estrutural que inclui um primeiro membro com um lado externo e um lado interno, o primeiro membro definindo um furo atravessante de primeiro membro, um segundo membro com um lado externo e um lado interno, o segundo membro definindo um furo atravessante de segundo membro alinhado com o furo atravessante de primeiro membro, e a um sistema de fixação mecânica que inclui uma bucha pelo menos parcialmente alojada no furo atravessante de primeiro membro, a bucha definindo um furo atravessante de bucha e incluindo um flange, sendo que o flange fica posicionado em uma abertura entre o lado interno do primeiro membro e o lado externo do segundo membro, uma chapa de porca conectada ao lado interno do segundo membro, a chapa de porca definindo um furo de folga alinhado com o furo atravessante de segundo membro e com o furo atravessante de bucha, a chapa de porca incluindo uma porca e um parafuso estendido através do furo atravessante de bucha para um encaixe roscado com a porca.

Description

(54) Título: SISTEMA DE FIXAÇÃO MECÂNICA ESTANQUE A FLUIDO E CONJUNTO ESTRUTURAL ASSOCIADO (51) Int. Cl.: F16B 5/02; B64C 3/26; B64C 3/34 (30) Prioridade Unionista: 24/06/2016 US 15/191,819 (73) Titular(es): THE BOEING COMPANY (72) Inventor(es): STEVEN P. WALKER; CHRISTOPHER E. PLASS; MICHAEL K. KLEIN; JOHN V. SALMI (74) Procurador(es): DANNEMANN, SIEMSEN, BIGLER & IPANEMA MOREIRA (57) Resumo: SISTEMA DE FIXAÇÃO MECÂNICA ESTANQUE A FLUIDO E CONJUNTO ESTRUTURAL ASSOCIADO. A presente invenção se refere a um conjunto estrutural que inclui um primeiro membro com um lado externo e um lado interno, o primeiro membro definindo um furo atravessante de primeiro membro, um segundo membro com um lado externo e um lado interno, o segundo membro definindo um furo atravessante de segundo membro alinhado com o furo atravessante de primeiro membro, e a um sistema de fixação mecânica que inclui uma bucha pelo menos parcialmente alojada no furo atravessante de primeiro membro, a bucha definindo um furo atravessante de bucha e incluindo um flange, sendo que o flange fica posicionado em uma abertura entre o lado interno do primeiro membro e o lado externo do segundo membro, uma chapa de porca conectada ao lado interno do segundo membro, a chapa de porca definindo um furo de folga alinhado com o furo atravessante de segundo membro e com o furo atravessante de bucha, a chapa de porca incluindo uma porca e um parafuso estendido através do furo atravessante de bucha para um encaixe roscado com a porca.

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para SISTEMA DE FIXAÇÃO MECÂNICA ESTANQUE A FLUIDO E CONJUNTO

ESTRUTURAL ASSOCIADO.

CAMPO DA INVENÇÃO [0001] A presente invenção refere-se a fixadores mecânicos e, mais particularmente, a conjuntos estruturais, tais como asas de aeronaves montadas mediante o uso de fixadores mecânicos e, ainda mais particularmente, a sistemas de fixação mecânica estanques a fluido para a montagem de asas de aeronaves.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [0002] A construção das asas de uma aeronave é tipicamente feita com nervuras, longarinas e painéis de revestimento (por exemplo, um painel de revestimento superior e um painel de revestimento inferior).Especificamente, as nervuras são espaçadas entre si ao longo do comprimento da asa. As extremidades dianteiras das nervuras são conectadas à longarina dianteira, enquanto que as extremidades traseiras das nervuras são conectadas à longarina traseira. O painel de revestimento superior é conectado à porção superior de cada nervura, enquanto que o painel de revestimento inferior é conectado à porção inferior de cada nervura. Deste modo, as nervuras, as longarinas e os painéis de revestimento definem uma caixa de asa fechada, que é comumente usada como um tanque de combustível em aeronaves comerciais ou de passageiro.

[0003] Quando um combustível para aviões é armazenado dentro da caixa de asa, as conexões entre os painéis de revestimento e as nervuras devem ser estanques a fluidos. Tradicionalmente, o processo de fixação de painéis de revestimento às nervuras a fim de se obter uma conexão estanque a fluidos requer que um pessoal entre e trabalhe dentro do espaço confinado da caixa de asa. Por conseguinte, várias precauções de segurança devem ser tomadas, o que aumenta o

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2/23 custo geral do processo de fabricação de aeronaves. Será vantajoso montar a caixa de asa sem a necessidade de entrar na caixa de asa. [0004] As asas de determinadas aviões de caça são montadas por meio da conexão externa dos painéis de revestimento às nervuras, deste modo evitando as questões do espaço confinado associadas ao pessoal que entra na caixa de asa. No entanto, paraatender às necessidades de danos de batalha, o combustível em um avião de caça fica tipicamente contido dentro de câmaras de ar compartimentadas, ao invés de na caixa de asa em si. Deste modo, a estanqueidade a fluidos se torna menor quando da fixação externa dos painéis de revestimento às nervuras em um avião de caça.

[0005] Por conseguinte, as pessoas versadas na técnica continuam a fazer esforços de pesquisa e desenvolvimento no campo do conjunto de asa de aeronaves.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0006] Em uma modalidade, o sistema de fixação mecânica da presente invenção pode incluir uma bucha dimensionada e moldada de modo a ficar pelo menos parcialmente alojada em um furo atravessante de um primeiro elemento, a bucha definindo um furo atravessante de bucha e incluindo um flange posicionável entre o primeiro elemento e um segundo elemento oposto, uma chapa de porca conectável ao segundo elemento, a chapa de porca incluindo uma porca e definindo um furo de folga, o qual poderá ficar alinhado com um furo atravessante do segundo elemento, e um parafuso configurado de modo a passar pelo furo atravessante de bucha e de modo a se encaixar de maneira roscada com a porca.

[0007] Em uma modalidade, o conjunto estrutural da presente invenção pode incluir um primeiro elemento tendo um lado externo e um lado interno, o primeiro elemento definindo um furo atravessante de primeiro elemento, um segundo elemento tendo um lado externo e um

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3/23 lado interno, o segundo elemento definindo um furo atravessante de segundo elemento alinhado com o furo atravessante de primeiro elemento, e um sistema de fixação mecânica incluindo uma bucha pelo menos parcialmente alojada no furo atravessante de primeiro elemento, a bucha definindo um furo atravessante de bucha e incluindo um flange, sendo que o flange fica posicionado em uma abertura entre o lado interno do primeiro elemento e o lado externo do segundo elemento, uma chapa de porca conectada ao lado interno do segundo elemento, a chapa de porca definindo um furo de folga alinhado com o furo atravessante de segundo elemento e com o furo atravessante de bucha, a chapa de porca incluindo uma porca e um parafuso estendido através do furo atravessante de bucha para um encaixe roscado com a porca.

[0008] Em uma outra modalidade, o conjunto estrutural da presente invenção pode incluir um primeiro elemento incluindo um lado externo e um lado interno, o primeiro elemento definindo um furo atravessante de primeiro elemento, um segundo elemento incluindo um lado externo e um lado interno, o segundo elemento definindo um furo atravessante de segundo elemento alinhado com o furo atravessante de primeiro elemento, e um sistema de fixação mecânica incluindo uma bucha externa pelo menos parcialmente alojada no furo atravessante de primeiro elemento próximo ao lado externo do primeiro elemento, a bucha externa definindo um furo atravessante de bucha externa, uma bucha interna pelo menos parcialmente alojada no furo atravessante de primeiro elemento próximo ao lado interno do primeiro elemento, a bucha interna definindo um furo atravessante de bucha interna e incluindo um flange posicionado em uma abertura entre o lado interno do primeiro membro e o lado externo do segundo membro, sendo que o flange fica em encaixe de vedação com o lado externo do segundo membro, um filete de vedação que veda uma interface entre o flange e

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4/23 o lado interno do primeiro membro, uma chapa de porca em encaixe de vedação com o lado interno do segundo membro, a chapa de porca definindo um furo de folga e incluindo uma porca alojada no furo de folga e um parafuso estendido através do furo atravessante de bucha externa e do furo atravessante de bucha interna para um encaixe roscado com a porca.

[0009] Em uma modalidade, um método de montagem pode incluir as etapas de (1) formar um furo atravessante de primeiro membro em um primeiro membro e um furo atravessante de segundo membro em um segundo membro; (2) inserir uma bucha no furo atravessante de primeiro membro, a bucha definindo um furo atravessante de bucha e incluindo um flange, emque o flange se justapõe a um lado interno do primeiro membro; (3) conectar uma chapa de porca a um lado interno do segundo membro, emque a chapa de porca define um furo de folga alinhado com o furo atravessante de segundo membro e inclui uma porca alojada no furo de folga; (4) alinhar o furo atravessante de bucha com o furo atravessante de segundo membro; e (5) inserir um parafuso através do furo atravessante de bucha e roscar o parafuso para encaixe com a porca.

[0010] Outras modalidades do sistema de fixação mecânica estanque a fluido da presente invenção e conjunto estrutural associado se tornarão aparentes a partir da descrição detalhada a seguir, dos desenhos em anexo e das reivindicações em anexo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0011] A Figura 1 é uma vista em perspectiva de uma asa de aeronave empregando o sistema de fixação mecânica estanque a fluido da presente invenção a fim de conectar o painel de revestimento às nervuras;

[0012] A Figura 2 é uma vista lateral em seção transversal de uma modalidade do sistema de fixação mecânica da presente invenção,

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5/23 mostrando a conexão em conjunto dos membros de um conjunto estrutural;

[0013] A Figura 3 é uma vista em perspectiva de uma porção do sistema de fixação mecânica da Figura 2;

[0014] As Figuras 4A a 4D são vistas laterais em seção transversal descrevendo as etapas envolvidas na montagem de um conjunto estrutural que usa o sistema de fixação mecânica da Figura 2;

[0015] A Figura 5 é uma vista lateral em seção transversal de uma modalidade alternativa do sistema de fixação mecânica da presente invenção;

[0016] A Figura 6 é um fluxograma de uma fabricação de aeronave e metodologia de serviço; e [0017] A Figura 7 é um diagrama de blocos de uma aeronave. DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [0018] Se referindo às Figuras 1 e 2, é apresentado um sistema de fixação mecânica estanque a fluido, de modo geral designado com o numeral de referência 100, e um conjunto estrutural, de modo geral designado com o numeral de referência 10, que inclui um primeiro membro 12 conectado a um segundo membro 14 usando o sistema de fixação mecânica estanque a fluido da presente invenção 100. Tal como = descrito em mais detalhe no presente documento, o sistema de fixação mecânica estanque a fluido da presente invenção 100 pode facilitar a conexão externa do primeiro membro 12 ao segundo membro 14 (a partir do lado externo 13 (Figura 2) do primeiro membro 12), e ao mesmo tempo mantendoa estanqueidade a fluido do primeiro membro 12.

[0019] Em uma aplicação em particular, o conjunto estrutural da presente invenção 10 pode ser a asa de uma aeronave, tal como um avião comercial ou de passageiros. Sendo assim, o primeiro membro 12 do conjunto estrutural 10 poderá incluir um painel de revestimento

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6/23 de asa de aeronave 16 e, opcionalmente, longarinas 18 conectadas ao painel de revestimento 16, enquanto que o segundo membro 14 do conjunto estrutural 10 poderá incluir nervuras nas longarinas 20. No entanto, os versados na técnica poderão apreciar que vários membros poderão ser conectados juntosusando o sistema de fixação mecânica estanque a fluido da presente invenção 100, quer seja para aplicações aeroespaciais ou para aplicações não aeroespaciais, sem se afastar do âmbito de aplicação da presente invenção.

[0020] Se referindo agora à Figura 2, o primeiro membro 12 do conjunto estrutural 10 pode definir um furo atravessante de primeiro membro 22, e o furo atravessante de primeiro membro 22 pode incluir um escareamento 24. O segundo membro 14 do conjunto estrutural 10 pode definir um furo atravessante de segundo membro 26. O furo atravessante de primeiro membro 22 poderá ficar alinhado com o furo atravessante de segundo membro 26 ao longo de um eixo geométrico de furo atravessante A. O sistema de fixação mecânica estanque a fluido da presente invenção 100 pode se estender através do furo atravessante de primeiro membro 22 e do furo atravessante de segundo membro 26 paraconectar o primeiro membro 12 ao segundo membro 14.

[0021] O sistema de fixação mecânica estanque a fluido da presente invenção 100 pode incluir uma bucha externa 102, uma bucha interna 104, uma chapa de porca 106, uma porca 108 e um parafuso 110. Componentes e acessórios adicionais poderão ser incluídos no sistema de fixação mecânica estanque a fluido da presente invenção 100 sem se afastar do âmbito de aplicação da presente invenção. Por exemplo, em uma modalidade particular, o sistema de fixação mecânica estanque a fluido da presente invenção 100 pode incluir ainda uma primeira vedação 112 (por exemplo, um filete de vedação) entre o primeiro membro 12 e a bucha interna 104, uma segunda vedação 114

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7/23 (por exemplo, um anel em O) entre a bucha interna 104 e o segundo membro 14 e/ou uma terceira vedação 116 (por exemplo, um anel em

O) entre o segundo membro 14 e a chapa de porca 106.

[0022] A bucha externa 102 do sistema de fixação mecânica estanque a fluido da presente invenção 100 pode incluir um corpo 120 dimensionado e moldado de modo a ficar estritamente alojado dentro do furo atravessante de primeiro membro 22 do primeiro membro 12 do conjunto estrutural 10 próximo (no ou junto ao) lado externo 13 do primeiro membro 12. Por exemplo, o corpo 120 da bucha externa 102 pode ser dimensionado e moldado de modo a ficar estritamente alojado dentro do escareamento 24 do furo atravessante de primeiro membro 22 do primeiro membro 12. O corpo 120 da bucha externa 102 pode incluir uma primeira porção de extremidade 122 e uma segunda porção de extremidade 124 oposta no sentido axial (de frente para o eixo geométrico de furo atravessante A) à primeira porção de extremidade 122. O corpo 120 da bucha externa 102 pode definir um furo atravessante de bucha externa 126 que se estende axialmente a partir da primeira porção de extremidade 122 para a segunda porção de extremidade 124. O furo atravessante de bucha externa 126 pode incluir um rebaixo 128 próximo à primeira porção de extremidade 122 do corpo 120 da bucha externa 102.

[0023] O corpo 120 da bucha externa 102 pode ser formado de vários materiais, incluindo combinações de materiais, sem se afastar do âmbito de aplicação da presente invenção. A formação do corpo 120 da bucha externa 102 a partir de um material condutor elétrico poderá promover uma dissipação de carga para o primeiro membro adjacente 12 no evento de um relâmpago. A resistência e a rigidez do material que forma o corpo 120 da bucha externa 102 poderão ser também considerações a serem feitas, desde que o parafuso 110 pode contatar diretamente a bucha externa 102. Em uma construção em

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8/23 particular, o corpo 120 da bucha externa 102 pode ser feito de um material metálico (por exemplo, um metal ou uma liga de metal). Como um exemplo específico, não limitante, o corpo 120 da bucha externa 102 pode ser formado de uma liga de titânio, tal como uma liga de titânio de grau aeroespacial (por exemplo, TÍ-6AI-4V ou Ti-5AI-2.5Sn). No entanto, o uso de materiais não metálicos, tais como materiais poliméricos ou compósitos (por exemplo, plásticos reforçados com fibra de carbono), é também contemplado.

[0024] A bucha interna 104 do sistema de fixação mecânica estanque a fluido da presente invenção 100 pode incluir um corpo 130 dimensionado e moldado de modo a ficar estritamente alojado dentro do furo atravessante de primeiro membro 22 do primeiro membro 12 do conjunto estrutural 10 próximo ao lado interno 15 do primeiro membro 12. O corpo 130 da bucha interna 104 pode incluir uma primeira porção de extremidade 132 e uma segunda porção de extremidade 134 axialmente oposta (de frente para o eixo geométrico de furo atravessante A) à primeira porção de extremidade 132. O corpo 130 da bucha interna 104 pode definir um furo atravessante de bucha interna 136 que se estende no sentido axial a partir da primeira porção de extremidade 132 para a segunda porção de extremidade 134.

[0025] Sendo assim, na configuração montada mostrada na Figura 2, a primeira porção de extremidade 132 da bucha interna 104 poderá ficar justaposta à segunda porção de extremidade 124 da bucha externa 102. Além disso, na configuração montada, o furo atravessante de bucha externa 126 poderá ficar axialmente alinhado com o furo atravessante de bucha interna 136, o qual poderá ficar axialmente alinhado com o furo atravessante de segundo membro 26 do segundo membro 14, deste modo definindo um furo para o alojamento de parafuso 138, compreendendo o furo atravessante de bucha externa 126, o furo atravessante de bucha interna 136, o furo atravessante de segundo

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9/23 membro 26 e o furo de folga 156 da chapa de porca 106.

[0026] Um flange 140 pode se projetar para fora do corpo 130 da bucha interna 104 próxima à segunda porção de extremidade 134 do corpo 130. O flange 140 pode ficar posicionado na abertura 30 entre o primeiro membro 12 e o segundo membro 14, e pode incluir uma primeira superfície 142 justaposta ao lado interno 15 do primeiro membro 12 e uma segunda superfície 144 justaposta ao lado externo 17 do segundo membro 14. A segunda superfície 144 do flange 140 pode ficar axialmente oposta (de frente para o eixo geométrico de furo atravessante A) à primeira superfície 142, deste modo definindo uma espessura de flange T entre as mesmas. A espessura de flange T pode ser substancialmente igual à largura W da abertura 30 entre o primeiro membro 12 e o segundo membro 14, desta maneira potencialmente eliminando a necessidade de se colocar calços entre o primeiro membro 12 e o segundo membro 14.

[0027] A primeira vedação 112 pode vedar a interface entre o lado interno 15 do primeiro membro 12 e o flange 140 da bucha interna 104, deste modo impedindo (se não evitando totalmente) a passagem de fluido através da interface. Por exemplo, a primeira vedação 112 pode ser um filete de vedação que se estende circunferencialmente em torno do flange 140 da bucha interna 104. Por exemplo, a primeira vedação 112 pode ser formadade (ou poderá incluir) um material selante de juntas à base de polissulfeto. Outras técnicas poderão também ser usadas no sentido de vedar a interface entre o lado interno 15 do primeiro membro 12 e o flange 140 da bucha interna 104.

[0028] A segunda superfície 144 do flange 140 da bucha interna 104 pode definir uma ranhura circunferencial 146. A segunda vedação 114, que pode ser um anel em O ou coisa do gênero, pode ser alojada na ranhura 146. A segunda vedação 114 pode vedar a interface entre a bucha interna 104 e o segundo membro 14 quando a segunda suPetição 870170043154, de 22/06/2017, pág. 48/65

10/23 perfície 144 do flange 140 da bucha interna 104 se justapõe ao lado externo 17 do segundo membro 14. Sendo assim, o flange 140 da bucha interna 104 poderá ficar em um encaixe de vedação com o lado externo 17 do segundo membro 14.

[0029] O corpo 130 da bucha interna 104 pode ser formado de vários materiais, incluindo combinações de materiais, sem se afastar do âmbito de aplicação da presente invenção. Em uma construção em particular, o corpo 130 da bucha interna 104 pode ser formado de um material polimérico. Como um exemplo específico, não limitante, o corpo 130 da bucha interna 104 pode ser formado de um polímero termoplástico dielétrico, tal como um poliéter de éter cetona (PEEK). No entanto, o uso de outros materiais, tais como materiais compósitos e materiais metálicos, é também contemplado.

[0030] A chapa de porca 106 do sistema de fixação mecânica estanque a fluido da presente invenção 100 pode incluir um corpo 150 tendo uma primeira porção de extremidade 152 e uma segunda porção de extremidade 154 axialmente oposta (de frente para o eixo geométrico de furo atravessante A) à primeira porção de extremidade 152. O corpo 150 da chapa de porca 106 pode definir um furo de folga 156 que se estende da primeira porção de extremidade 152 em direção à (porém não totalmente através da) segunda porção de extremidade 154. Um flange 158 pode se projetar para fora do corpo 150 da chapa de porca 106 próxima à primeira porção de extremidade 152 do corpo 150.

[0031] A porca 108 pode ser alojada (por exemplo, encaixada por pressão) no furo de folga 156 da chapa de porca 106 próxima à primeira porção de extremidade 152 do corpo 150 da chapa de porca 106. A porca 108 pode ser encaixada na chapa de porca 106 de tal modo que a porca 108 não consiga girar com relação à chapa de porca 106 em torno do eixo geométrico de furo atravessante A. Por exemplo, a porca

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108 pode ter um perfil em seção transversal em forma de hexágono, e o furo de folga 156 da chapa de porca 106 poderá ter um correspondente formato hexagonal.

[0032] Como mostrado na Figura 2, a chapa de porca 106 e a porca 108 pode ter dois componentes separados. No entanto, em uma variação, a porca 108 poderá ser uma peça integral com a chapa de porca 106 (ou seja, a porca 108 e a chapa de porca 106 podem ser formadas como um único corpo monolítico).

[0033] A chapa de porca 106 e a porca 108 podem ser iguais ou diferentes em termos de composição. Em uma construção em particular, a chapa de porca 106 pode ser formada de um material polimérico, enquanto que a porca 108 pode ser formada de um material metálico (por exemplo, um metal ou liga de metal). Como um exemplo específico, não limitante, a chapa de porca 106 pode ser formada de um polímero termoplástico dielétrico, tal como um poliéter de éter cetona (PEEK), enquanto que a porca 108 pode ser feita de uma liga de titânio, tal como uma liga de titânio de grau aeroespacial (por exemplo, Ti6AI-4V ou Ti-5AI-2.5Sn).

[0034] A chapa de porca 106 pode ser conectada ao segundo membro 14 de tal modo que a porca 108 e o furo de folga 156 fiquem axialmente alinhados com o furo atravessante de bucha externa 126, com o furo atravessante de bucha interna 136 e com o furo atravessante de segundo membro 26. Várias técnicas poderão ser usadas para conectar a chapa de porca 106 ao segundo membro 14. Por exemplo, como mostrado na Figura 3, prendedores mecânicos 160 (por exemplo, rebites, parafusos, cavilhas ou coisa do gênero) podem ser inseridos através do flange 158 da chapa de porca 106 para encaixe com o segundo membro adjacente 14 para conectar a chapa de porca 106 ao segundo membro 14.

[0035] Se referindo novamente à Figura 2, a superfície conjugada

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162 do flange 158 da chapa de porca 106 poderá definir uma ranhura circunferencial 164. A terceira vedação 116, que poderá ser um anel em O ou coisa do gênero, pode ser alojada na ranhura 164. A terceira vedação 116 pode vedar a interface entre o segundo membro Mea chapa de porca 106 quando a superfície conjugada 162 do flange 158 da chapa de porca 106 se justapõe ao lado interno 19 do segundo membro 14. Sendo assim, o flange 158 da chapa de porca 106 pode ficar em encaixe de vedação com o lado interno 19 do segundo membro 14.

[0036] O parafuso 110 do sistema de fixação mecânica estanque a fluido da presente invenção 100 pode incluir uma cabeça 170 e uma porção roscada 172 disposta nas extremidades opostas 174, 176 de um eixo 178. O eixo 178 do parafuso 110 pode se estender através do furo de alojamento de parafuso 138 definido pelo furo atravessante de bucha externa 126, pelo furo atravessante de bucha interna 136, pelo furo atravessante de segundo membro 26 e pelo furo de folga 156 de tal modo que a porção roscada 172 do parafuso 110 possa ser roscada para encaixe com a porca 108. Quando a porção roscada 172 do parafuso 110 é roscada para encaixe com a porca 108, a cabeça 170 do parafuso 110 poderá ficar alojada no rebaixo 128 do furo atravessante de bucha externa 126 da bucha externa 102 e ficar justaposta à bucha externa 102.

[0037] O parafuso 110 pode ser formado de vários materiais, incluindo combinações de materiais, sem se afastar do âmbito de aplicação da presente invenção. Consideração deve ser feita quanto à formação do parafuso 110 do mesmo material da porca 108. Em uma construção em particular, o parafuso 110 pode ser formado de um material metálico (por exemplo, um metal ou liga de metal). Como um exemplo específico, não limitante, o parafuso 110 pode ser formado de uma liga de titânio, tal como uma liga de titânio de grau aeroespacial (por exemplo,

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TÍ-6AI-4V ou Ti-5AI-2.5Sn). No entanto, o uso de outros materiais, tais como materiais compósitos, é também contemplado.

[0038] Se referindo agora às Figuras 4A a 4D, são ilustradas etapas do método da presente invenção para a montagem de um conjunto estrutural 10 (Figura 2) usando o sistema de fixação mecânica estanque a fluido da presente invenção 100 (Figura 2). Outras etapas, tais como uma etapa de fabricação de componentes (por exemplo, a bucha externa 102, a bucha interna 104, a chapa de porca 106, a porca 108 e o parafuso 110) do sistema de fixação mecânica estanque a fluido da presente invenção 100, são também contempladas.

[0039] Como mostrado na Figura 4A, um primeiro membro 12 e um segundo membro 14 podem ser providos. Um furo atravessante de primeiro membro 22, que poderá incluir um escareamento 24, pode ser formado no primeiro membro 12. Um furo atravessante de segundo membro 26 pode ser formado no segundo membro 14. O furo atravessante de primeiro membro 22 e o furo atravessante de segundo membro 26 podem ser formados, por exemplo, por meio de usinagem / perfuração do primeiro e segundo membros 12, 14 usando uma ferramenta apropriada.

[0040] Como mostrado na Figura 4B, a bucha externa 102 do sistema de fixação mecânica estanque a fluido da presente invenção 100 (Figura 2) pode ser inserida no furo atravessante de primeiro membro 22 de tal modo que a bucha externa 102 fique assentada no escareamento 24 do furo atravessante de primeiro membro 22. Além disso, a bucha interna 104 pode ser inserida no furo atravessante de primeiro membro 22 de tal modo que o flange 140 se justaponha ao lado interno 15 do primeiro membro 12. Com as buchas externa e interna 102, 104 inseridas, o furo atravessante de bucha externa 126 poderá ser alinhado com o furo atravessante de bucha interna 136, e a primeira porção de extremidade 132 da bucha interna 104 poderá se justapor à

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14/23 segunda porção de extremidade 124 da bucha externa 102.

[0041] Ainda se referindo à Figura 4B, a chapa de porca 106 (incluindo a porca 108 e a terceira vedação 116) pode ser conectada ao lado interno 19 do segundo membro 14 de tal modo que a porca 108 e o furo de folga 156 fiquem alinhados com o furo atravessante de segundo membro 26 definido pelo segundo membro 14. Tal como mostrado na Figura 3, a conexão entre a chapa de porca 106 e o segundo membro 14 poderá ser feita, por exemplo, com os prendedores mecânicos 160 inseridos através do flange 158 da chapa de porca 106 para encaixe com o segundo membro 14. A conexão entre a chapa de porca 106 e o segundo membro 14 poderá comprimir a terceira vedação 116 entre a chapa de porca 106 e o lado interno 19 do segundo membro 14.

[0042] Ainda se referindo à Figura 4B, a espessura T (Figura 2) do flange 140 da bucha interna 104 poderá, inicialmente, ser maior que o desejado. Sendo assim, antes de ir para a etapa seguinte do método de montagem da presente invenção, o flange 140 poderá opcionalmente ser cortado ao longo da linha L, tanto com uma serra ou ferramenta similar, a fim de prover ao flange 140 da bucha interna 104 uma espessura desejada T. A espessura desejada T e, por conseguinte, a posição da linha L poderá depender da magnitude da abertura 30 (Figura 2) entre o primeiro membro 12 e o segundo membro 14 montados.

[0043] Como mostrado na Figura 4C, quando o flange 140 da bucha interna 104 é opcionalmente aparado para um tamanho (por exemplo, ao longo da linha L mostrada na Figura 4B), a primeira vedação 112 e a segunda vedação 114 poderão ser introduzidas. A primeira vedação 112 pode ser introduzida ao se aplicar um material selante, como um filete, que se estende circunferencialmente em torno do flange 140 da bucha interna 104 entre a bucha interna 104 e o lado interno

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15/23 do primeiro membro 12. A segunda vedação 114, que pode ser um anel em O ou coisa do gênero, poderá ser introduzida ao se cortar uma ranhura 146 na segunda superfície 144 do flange 140 e ao se inserir a segunda vedação 114 (por exemplo, um anel em O) na ranhura cortada 146.

[0044] Como mostrado na Figura 4D, com as buchas externa e interna 102, 104 montadas no primeiro membro 12 e a chapa de porca 106 e a porca 108 montadas no segundo membro 14, o primeiro membro 12 poderá ficar próximo ao segundo membro 14 paracolocar o furo atravessante de bucha externa 126 e o furo atravessante de bucha interna 136 em alinhamento com o furo atravessante de segundo membro 26 e com o furo de folga 156, deste modo definindo o furo de alojamento de parafuso 138.Então, o parafuso 110 poderá ser introduzido a partir do lado externo 13 do primeiro membro 12, passado pelo furo de alojamento de parafuso 138 e, por último (vide Figura 2), roscado para encaixe com a porca 108, desta maneira formando o conjunto estrutural 10 mostrado na Figura 2.

[0045] Por conseguinte, quando o parafuso 110 é totalmente roscado para encaixe com a porca 108, tal como mostrado na Figura 2, a segunda vedação 114 poderá se tornar comprimida entre a bucha interna 104 e o lado externo 17 do segundo membro 14. Deste modo, o furo de alojamento de parafuso 138 poderá ficar isolado contra quaisquer fluidos (por exemplo, combustível para motores a jato) no lado interno 15 do primeiro membro 12.

[0046] Se referindo à Figura 5, uma modalidade alternativa do sistema de fixação mecânica estanque a fluido da presente invenção, de modo geral designado com o numeral de referência 200, poderá incluir uma bucha 203, uma chapa de porca 206, uma porca 208 e um parafuso 210. O sistema de fixação mecânica estanque a fluido da presente invenção 200 poderá incluir ainda uma primeira vedação 212 (por

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16/23 exemplo, um filete de vedação) entre o primeiro membro 12' e a bucha

203, uma segunda vedação 214 (por exemplo, um anel em O) entre a bucha 203 e o segundo membro 14' e/ou uma terceira vedação 216 (por exemplo, um anel em O) entre o segundo membro 14' e a chapa de porca 206.

[0047] O sistema 200 pode ser substancialmente igual ao sistema 100, com a exceção de haver uma única bucha 203 no lugar da bucha externa 102 e da bucha interna 104 do sistema 100.

[0048] A bucha 203 pode ser formada de vários materiais, incluindo combinações de materiais, sem se afastar do âmbito de aplicação da presente invenção. A flexibilidade (durante a inserção da bucha 203 no primeiro membro 12') poderá ser uma consideração a ser feita quanto à seleção de material. Em uma construção em particular, a bucha 203 pode ser formada de um material polimérico. Como um exemplo específico, não limitante, a bucha 203 pode ser feita de um polímero termoplástico dielétrico, tal como um poliéter de éter cetona (PEEK). No entanto, o uso de outros materiais, tais como materiais compósitos e materiais metálicos, é também contemplado.

[0049] Exemplos da presente invenção podem ser descritos no contexto de um método de fabricação e serviço de aeronave 400, tal como mostrado na Figura 6, e uma aeronave 402, tal como mostrado na Figura 7. Durante a pré-produção, o método de fabricação e serviço de aeronave 400 poderá incluir a especificação e o desenho 404 da aeronave 402 e a aquisição de material 406. Durante a produção, ocorre a fabricação de componentes / subconjuntos 408 e a integração de sistemas 410 da aeronave 402. Em seguida, a aeronave 402 poderá passar pela certificação e expedição 412 a fim de ser colocada em serviço 414. Enquanto em serviço por um cliente, a aeronave 402 é programada para manutenção e serviço de rotina 416, o qual poderá incluir também modificação, reconfiguração, restauração ou coisa do

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17/23 gênero.

[0050] Cada um dos processos do método 400 pode ser realizado ou executado por um integrador de sistemas, uma terceira parte, e/ou um operador (por exemplo, um cliente). Para os fins da presente descrição, um integrador de sistemas poderá incluir, sem limitação, qualquer número de fabricantes de aeronave, como também de subempreiteiras do sistema principal; uma terceira parte poderá incluir, sem limitação, qualquer número de vendedores, subempreiteiros, e fornecedores; e um operador poderá ser uma companhia aérea, uma companhia de locação, uma entidade militar, uma organização de serviços, e assim por diante.

[0051] Como mostrado na Figura 7, a aeronave 402 produzida pelo método exemplar 400 pode incluir uma fuselagem 418 com uma pluralidade de sistemas 420 e um interior 422. Exemplos da pluralidade de sistemas 420 podem incluir um ou mais dentre um sistema de propulsão 424, um sistema elétrico 426, um sistema hidráulico 428, e um sistema ambiental 430. Qualquer número de outros sistemas poderá ser incluído.

[0052] O sistema de fixação mecânica estanque a fluido da presente invenção pode ser empregado durante qualquer um ou mais dentre os estágios do método de fabricação e serviço de aeronaves 400. Como um outro exemplo, o sistema de fixação mecânica estanque a fluido da presente invenção pode ser empregado durante a aquisição de material 406. Como um outro exemplo, componentes ou subconjuntos correspondentes à fabricação de componentes / subconjuntos 408, a integração de sistemas 410, e ou a manutenção e serviço 416 podem ser fabricados ou produzidos usando o sistema de fixação mecânica estanque a fluido da presente invenção. Como um outro exemplo, a fuselagem 418 e/ou o interior 422 poderão ser construídos usando o sistema de fixação mecânica estanque a fluido da presente

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18/23 invenção. Além disso, um ou mais exemplos de aparelho, exemplos de método, ou uma combinação dos mesmos poderão ser usados ou uma combinação dos mesmos poderá ser utilizada durante uma fabricação de componentes / subconjuntos 408 e/ou a integração de sistemas 410, por exemplo, por meio de uma substancial aceleração da montagem de ou da redução do custo de uma aeronave 402, tal como a fuselagem 418 e/ou o interior 422. De maneira similar, um ou mais exemplos de sistema, exemplos de método, ou uma combinação dos mesmos poderão ser utilizados enquanto a aeronave 402 se encontra em serviço, por exemplo, e sem limitação, em manutenção e serviço 416.

[0053] Além disso, a presente invenção compreende modalidades de acordo com as seguintes cláusulas:

[0054] Cláusula 1. Conjunto estrutural 10, compreendendo:

- um primeiro membro 12 compreendendo um lado externo 13 e um lado interno 15, o dito primeiro membro definindo um furo atravessante de primeiro membro 22;

- um segundo membro 14 compreendendo um lado externo 17 e um lado interno 19, o dito segundo membro 14 definindo um furo atravessante de segundo membro 26 alinhado com o dito furo atravessante de primeiro membro 22; e

- um sistema de fixação mecânica 100 compreendendo:

- uma bucha 104 pelo menos parcialmente alojada no dito furo atravessante de primeiro membro 22, a dita bucha 104 definindo um furo atravessante de bucha 136 e compreendendo um flange 140, em que o dito flange 140 é posicionado em uma abertura 30 entre o dito lado interno 15 do dito primeiro membro 12 e o dito lado externo 17 do dito segundo membro 14;

- uma chapa de porca 106 conectada ao dito lado interno 19 do dito segundo membro 14, a dita chapa de porca 106 definindo

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19/23 um furo de folga 156 alinhado com o dito furo atravessante de segundo membro 26 e o dito furo atravessante de bucha 136, a dita chapa de porca 106 compreendendo uma porca 108; e

- um parafuso 110 estendido através do dito furo atravessante de bucha 136 para um encaixe roscado com a dita porca 108. [0055] Cláusula 2. Conjunto estrutural 10, de acordo com a Cláusula 1, compreendendo ainda uma primeira vedação 112 que veda uma interface entre o dito flange 140 e o dito lado interno 15 do dito primeiro membro 12.

[0056] Cláusula 3. Conjunto estrutural 10, de acordo com a Cláusula 2, em que a dita primeira vedação 112 compreende um filete de vedação.

[0057] Cláusula 4. Conjunto estrutural 10, de acordo com a Cláusula 1, compreendendo ainda uma segunda vedação 114 posicionada entre o dito flange 140 e o dito lado externo externo 17 do dito segundo membro 14.

[0058] Cláusula 5. Conjunto estrutural 10, de acordo com a Cláusula 4, em que a dita segunda vedação 114 compreende um anel em O, e em que o dito anel em O fica alojado em uma ranhura 146 formada na dita bucha 104.

[0059] Cláusula 6. Conjunto estrutural 10, de acordo com a Cláusula 1, compreendendo ainda uma terceira vedação 116 posicionada entre a dita chapa de porca 106 e o dito lado interno 17 do dito segundo membro 14.

[0060] Cláusula 7. Conjunto estrutural 10, de acordo com a Cláusula 6, em que a dita terceira vedação 116 compreende um anel em O, e em que o dito anel em O fica alojado em uma ranhura 164 formada na dita chapa de porca 106.

[0061] Cláusula 8. Conjunto estrutural 10, de acordo com a Cláusula 1, compreendendo ainda uma bucha externa 102 pelo menos

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20/23 parcialmente alojada no dito furo atravessante de primeiro membro 22, a dita bucha externa 102 definindo um furo atravessante de bucha externa 126 alinhado com o dito furo atravessante de bucha 136 da dita bucha 104.

[0062] Cláusula 9. Conjunto estrutural 10, de acordo com a Cláusula 8, em que o dito furo atravessante de primeiro membro 22 compreende um escareamento 24, e em quea dita bucha externa 102 fica assentada no dito escareamento 24.

[0063] Cláusula 10. Conjunto estrutural 10, de acordo com a Cláusula 8, em que a dita bucha externa 102 é formada de um material metálico.

[0064] Cláusula 11. Conjunto estrutural 10, de acordo com a Cláusula 10, em que dita bucha 104 e a dita chapa de porca 106 são formadas de um material polimérico.

[0065] Cláusula 12. Conjunto estrutural 10, de acordo com a Cláusula 1, em que a dita porca 108 é encaixada por pressão no dito furo de folga 156.

[0066] Cláusula 13. Conjunto estrutural 10, de acordo com a Cláusula 1, em que a dita chapa de porca 106 é conectada ao dito lado interno 19 do dito segundo membro 14 com prendedores mecânicos 160.

[0067] Cláusula 14. Aeronave, compreendendo o dito conjunto estrutural da Cláusula 1.

[0068] Cláusula 15. Aeronave, de acordo com a Cláusula 14, em que o dito primeiro membro compreende um painel de revestimento de asa de aeronave e o dito segundo membro compreende uma nervura. [0069] Cláusula 16. Conjunto estrutural, compreendendo:

- um primeiro membro compreendendo um lado externo e um lado interno, o dito primeiro membro definindo um furo atravessante de primeiro membro;

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- um segundo membro compreendendo um lado externo e um lado interno, o dito segundo membro definindo um furo atravessante de segundo membro alinhado com o dito furo atravessante de primeiro membro; e

- um sistema de fixação mecânica compreendendo:

- uma bucha externa pelo menos parcialmente alojada no dito furo atravessante de primeiro membro próximo ao dito lado externo do dito primeiro membro, a dita bucha externa definindo um furo atravessante de bucha externa;

- uma bucha interna pelo menos parcialmente alojada no dito furo atravessante de primeiro membro próximo ao dito lado interno do dito primeiro membro, a dita bucha interna definindo um furo atravessante de bucha interna e compreendendo um flange posicionado em uma abertura entre o dito lado interno do dito primeiro membro e o dito lado externo do dito segundo membro, em queo dito flange é em encaixe de vedação com o dito lado externo do dito segundo membro;

- um filete de vedação que veda uma interface entre o dito flange e o dito lado interno do dito primeiro membro;

- uma chapa de porca em encaixe de vedação com o dito lado interno do dito segundo membro, a dita chapa de porca definindo um furo de folga e compreendendo uma porca alojada no dito furo de folga; e

- um parafuso estendido através do dito furo atravessante de bucha externa e do dito furo atravessante de bucha interna para um encaixe roscado com a dita porca.

[0070] Cláusula 17. Conjunto estrutural, de acordo com a Cláusula 16, em que a dita bucha externa é formada de um material metálico, e a dita bucha interna é formada de um material polimérico.

[0071] Cláusula 18. Método de montagem de um primeiro membro e um segundo membro, compreendendo:

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- a formação de um furo atravessante de primeiro membro no dito primeiro membro e um furo atravessante de segundo membro no dito segundo membro;

- a inserção de uma bucha no dito furo atravessante de primeiro membro, a dita bucha definindo um furo atravessante de bucha e compreendendo um flange, em queo dito flange se justapõe a um lado interno do dito primeiro membro;

- a conexão de uma chapa de porca a um lado interno do dito segundo membro, em quea dita chapa de porca define um furo de folga alinhado com o dito furo atravessante de segundo membro e compreende uma porca alojada no dito furo de folga;

- o alinhamento do dito furo atravessante de bucha com o dito furo atravessante de segundo membro; e

- a inserção de um parafuso através do dito furo atravessante de bucha e o rosqueamento do dito parafuso para encaixe com a dita porca.

[0072] Cláusula 19. Método, de acordo com a cláusula 18, compreendendo ainda:

- a aplicação de uma primeira vedação em uma interface entre o dito flange e o dito lado interno do dito primeiro membro;

- a aplicação de uma segunda vedação ao dito flange de tal modo que a dita segunda vedação vede uma interface entre o dito flange e um lado externo do dito segundo membro; e

- a aplicação de uma terceira vedação à dita chapa de porca de tal modo que a dita terceira vedação vede uma interface entre a dita chapa de porca e o dito lado interno do dito segundo membro. [0073] Cláusula 20. Método, de acordo com a cláusula 18, compreendendo ainda a aparagem do dito flange antes da dita etapa de inserir o dito parafuso.

[0074] O sistema de fixação mecânica estanque a fluido da prePetição 870170043154, de 22/06/2017, pág. 61/65

23/23 sente invenção e conjunto estrutural associado são descritos no contexto de uma aeronave; no entanto, uma pessoa com conhecimento simples na técnica poderá prontamente reconhecer que o sistema de fixação mecânica estanque a fluido da presente invenção e conjunto estrutural associado poderão ser utilizados em uma variedade de veículos, bem como em aplicações não veiculares. Por exemplo, implementações das modalidades descritas aqui poderão ser implementadas em qualquer tipo de veículo incluindo, por exemplo, helicópteros, navios de passageiros, automóveis ou coisa do gênero.

[0075] Embora várias modalidades do sistema de fixação mecânica estanque a fluido da presente invenção e do conjunto estrutural associado tenham sido mostradas e descritas, modificações poderão ocorrer às pessoas versadas na técnica após a leitura desse relatório descritivo. O presente pedido inclui tais modificações e é limitado tão somente pelo âmbito das reivindicações.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Conjunto estrutural (10), caracterizado pelo fato de compreender:

- um primeiro membro (12) compreendendo um lado externo (13) e um lado interno (15), o dito primeiro membro definindo um furo atravessante de primeiro membro (22);

- um segundo membro (14) compreendendo um lado externo (17) e um lado interno(19), o dito segundo membro (14) definindo um furo atravessante de segundo membro (26) alinhado com o dito furo atravessante de primeiro membro(22); e

- um sistema de fixação mecânica (100) compreendendo:

- uma bucha (104) pelo menos parcialmente alojada no dito furo atravessante de primeiro membro (22), a dita bucha (104) definindo um furo atravessante de bucha (136) e compreendendo um flange(140), em que o dito flange (140) fica posicionado em uma abertura (30) entre o dito lado interno (15) do dito primeiro membro (12) e o dito lado externo (17) do dito segundo membro (14);

- uma chapa de porca (106) conectada ao dito lado interno (19) do dito segundo membro (14), a dita chapa de porca (106) definindo um furo de folga (156) alinhado com o dito furo atravessante de segundo membro (26) e o dito furo atravessante de bucha(136), a dita chapa de porca (106) compreendendo uma porca(108); e

- um parafuso (110) estendido através do dito furo atravessante de bucha (136) para um encaixe roscado com a dita porca (108).
2. Conjunto estrutural (10), de acordo com a reivindicação

1, caracterizado pelo fato de compreender ainda uma primeira vedação (112) que veda uma interface entre o dito flange (140) e o dito lado interno (15) do dito primeiro membro (12).
3. Conjunto estrutural (10), de acordo com a reivindicação

2, caracterizado pelo fato de que a dita primeira vedação (112) comPetição 870170043154, de 22/06/2017, pág. 63/65

2/2 preende um filete de vedação.
4. Conjunto estrutural (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de compreender ainda uma segunda vedação (114) posicionada entre o dito flange (140) e o dito lado externo (17) do dito segundo membro (14).
5. Conjunto estrutural (10), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a dita segunda vedação (114) compreende um anel em O, e pelo fato de que o dito anel em O fica alojado em uma ranhura (146) formada na dita bucha(104).
6. Conjunto estrutural (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de compreender ainda uma terceira vedação (116) posicionada entre a dita chapa de porca (106) e o dito lado interno (17) do dito segundo membro (14).
7. Conjunto estrutural (10), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a dita terceira vedação (116) compreende um anel em O, e pelo fato de que o dito anel em O fica alojado em uma ranhura (164) formada na dita chapa de porca(106).
8. Conjunto estrutural (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de compreender ainda uma bucha externa (102) pelo menos parcialmente alojada no dito furo atravessante de primeiro membro (22), a dita bucha externa (102) definindo um furo atravessante de bucha externa (126) alinhado com o dito furo atravessante de bucha (136) da dita bucha(104).
9. Conjunto estrutural (10), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o dito furo atravessante de primeiro membro (22) compreende um escareamento(24), e pelo fato de que a dita bucha externa (102) fica assentada no dito escareamento (24).
10. Conjunto estrutural (10), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a dita bucha externa (102) é feita de um material metálico.

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