BR112016013852B1 - Aparelho de cravação - Google Patents

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Orestis Voulkidis
Matthias Blessing
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Hilti Aktiengesellschaft
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Abstract

aparelho de cravação. a presente invenção refere-se a um aparelho de cravação, compreendendo um alojamento (1) manual com um elemento de pistão (2) nele alojado para transmissão de energia a um elemento de fixação a ser cravado, uma carga propulsora de preferência trocável, uma câmara de combustão (3) disposta entre a carga propulsora e o elemento de pistão (2), que se estende de preferência em torno de um eixo central (a), e um elemento de ajuste (8, 9, 10, 11, 12), por meio do qual é variável de modo ajustável uma posição de partida do elemento de pistão (2) para alteração da energia transmitida pela carga propulsora ao elemento de pistão (2), sendo que o elemento de ajuste (8, 9, 10, 11, 12) apresenta uma parte de comando pivotável em torno do eixo central (a).

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um aparelho de cravação.
[0002] Do estado atual da técnica são conhecidos aparelhos de cravação portáteis com cargas propulsoras, em que após a detonação de uma carga pirotécnica se expandem gases de combustão resultantes em uma câmara de combustão. Com isso um pistão é acelerado como meio de transmissão de energia e crava um meio de fixação em uma peça de trabalho.
[0003] Um aparelho de cravação pirotécnico conhecido é comercializado sob a designação DX 36 da Hilti Corporation, Schaan, Liechtenstein. Nesse aparelho, a energia de cravação de um pistão se necessário pode ser reduzida por ajuste controlado da posição de partida do pistão em uma câmara de combustão. Para tanto, é prevista uma roda de ajuste no aparelho, que se encontra deslocada lateralmente a um eixo central do pistão em um segmento posterior do aparelho com relação à direção de cravação.
[0004] Quanto ao aparelho DX 36, se trata ainda de um tipo de construção de aparelhos de cravação sem recondução automática do pistão. No aparelho DX 36, o pistão depois de uma operação de cravação é levado a uma posição de partida por um movimento de repetição portátil. Para tanto, em um primeiro segmento do movimento de repetição uma guia de pistão juntamente com o pistão é deslocada em direção de cravação para a frente, até que um batente definido pare esse movimento. Em um segundo segmento do movimento de repetição, a guia de pistão é deslocada na direção contrária, para trás, até a guia de pistão atingir um definido batente posterior.
[0005] No aparelho DX 36, o pistão é levado pela primeira parte do movimento de repetição a uma posição posterior na guia de pistão, que corresponde a uma posição de partida com máxima energia de cravação. No decorrer do segundo segmento do movimento de repetição, o elemento de pistão pode, se necessário, ser ajustado por um batente ajustável a uma posição de partida avançada relativamente à guia de pistão.
[0006] Constitui objetivo da invenção indicar um parelho de cravação, que possibilita um ajuste simples de uma energia de cravação com carga propulsora dada.
[0007] Esse objetivo é alcançado para um dispositivo de cravação mencionado no início com as características da presente invenção. Pela possibilidade de pivotamento da parte de operação em torno do eixo central pode ser alcançado um ajuste fácil com controle visual simultaneamente efetivo do valor ajustado. Uma tal disposição possibilita, ademais, um ajuste fácil mesmo sob condições desfavoráveis, como por exemplo o uso de mangas de trabalho.
[0008] Um eixo central no sentido da invenção é um eixo pelo menos paralelo ao movimento do elemento de fixação, que se estende por um meio da câmara de combustão. De preferência, o eixo central se estende tanto pelo meio da câmara de combustão como também por um meio do elemento de fixação.
[0009] Quando à parte de operação pode se tratar de todo meio apropriado para o ajuste portátil, como por exemplo, uma manga rotativa, um botão pivotável ou semelhante.
[0010] Um pivotamento da parte de operação em torno do eixo central significa, então, uma deflexão da parte de operação, orientada essencialmente perpendicular ao eixo, de uma posição dianteira. Uma linha de movimento ou trajetória da parte de operação tem então um raio de curvatura, que de preferência não é menor do que uma distância da parte de operação do eixo central. De preferência, contudo, não se trata necessariamente quando do pivotamento de uma rotação em torno do eixo central.
[0011] Por uma energia de cravação se entende, no sentido da invenção, a energia de movimento de um meio de fixação dado com dada carga propulsora. Pela provisão dessas condições de compatibilidade é possível pelo elemento de ajuste variar de modo ajustável a energia de cravação resultante do meio de fixação.
[0012] Um elemento de pistão no sentido da invenção é todo meio que é ativado pela ignição da carga com energia de movimento, sendo a energia de movimento transmitida afinal para o meio de fixação. Frequentemente, o elemento de pistão é executado como pistão especialmente cilíndrico. No fundo de pistão podem estar previstos entalhes ou outras estruturas, que favorecem ainda um torvelinho e expansão uniforme dos gases de combustão.
[0013] Por um elemento de fixação no sentido da invenção é entendida em geral toda ancoragem cravável, como por exemplo, prego, cavilha ou parafuso.
[0014] Em uma forma de execução preferida da invenção, a parte de operação está acoplada por um controle forçado mecânico com uma parte de batente ajustável em direção do eixo central. De maneira simples, assim, um ajuste ergonomicamente preferido da parte de operação, especialmente com grandes trajetos de ajuste, pode ser convertido em um ajuste axial correspondente da parte de batente. O ajuste axial da parte de batente pode então, dependendo do dimensionamento mecânico, servir a um batente ajustável do elemento e pistão ou de uma guia do elemento de pistão, com o que é alcançada, no total, uma posição avançada do elemento de pistão. Para a concretização confiável e simples, um tal controle forçado pode compreender, de preferência, uma pista de corrediça e um elemento deslizante corrente na pista de corrediça.
[0015] Em uma forma de execução da invenção em geral preferida, é previsto que o elemento de pistão é alojado móvel em uma guia de pistão compreendendo de preferência a câmara de combustão, estando a guia de pistão alojada axialmente deslocável com relação ao alojamento portátil do aparelho de cravação. Uma tal modalidade de construção possibilita, inclusive, um movimento de repetição para a recondução portátil do elemento de pistão. O término do movimento de repetição pelo operador pode, por exemplo, ocorrer como no aparelho de cravação DX 36 da Hilti Corporation descrito no início.
[0016] Em outra execução preferida, pelo elemento de ajuste pode então ser deslocada ajustável uma primeira parte de batente atuando sobre a guia de pistão e uma segunda parte de batente atuando sobre o elemento de pistão. Graças a esse posicionamento das partes de batente entre si, pode então de maneira fácil, pelo término de uma recondução do elemento de pistão, ser alcançado um avanço definido da posição de partida do elemento de pistão. Em uma forma de execução da invenção especialmente preferida é então previsto que as duas partes de batente atuem na mesma direção sobre o elemento de pistão e sobre a guia de pistão. Assim, de maneira simples e confiável, é possibilitada uma implementação mecânica de um aparelho de cravação de acordo com a invenção.
[0017] Em configuração em detalhe preferida, a fixação da posição de partida do elemento de pistão com relação à guia de pistão ocorre então no decorrer de um movimento de extração da guia de pistão para a frente, na direção de cravação. No segundo segmento subsequente de um movimento de repetição, então, a guia de pistão é levada com o elemento de pistão já definidamente avançado para uma posição de partida posterior para a operação de cravação. Esse término de função no decorrer do movimento de repetição pode ser combinado, de modo particularmente simples, com uma implementação da parte de operação de acordo com a invenção.
[0018] Em geral, é vantajoso que a parte de operação seja executada como uma manga anular, em que a manga envolve o eixo central. Para o ajuste da energia de cravação, a manga pode então ser girada para várias posições diferentes, estando pelo menos duas posições diferentes associadas a duas energias de cravação diferentes. Para o vantajoso controle, a manga pode ser retida por meio de um elemento de encaixe em pelo menos uma posição definida. Essas posições definidas podem ser uma posição de manutenção ou também uma posição definida para variação da energia de cravação.
[0019] Uma parte de operação de acordo com a invenção e especialmente uma manga anteriormente descrita podem, para otimização da ergonomia do aparelho, estar dispostas em uma região dianteira à frente de um cabo do aparelho. Pode resultar então, em disposição e configuração da parte de operação, uma analogia vantajosa a partes de operação conhecidas de furadeiras portáteis e/ou aparafusadoras sem fio. As partes de operação desses aparelhos servem então, correspondentemente, a outras finalidades por exemplo, a um deslocamento de torque ou conversão de operação de aparafusar a operação de martelar em uma máquina de furar de impacto.
[0020] Com uma outra execução em geral vantajosa da invenção, a parte de operação pode também ser empregada para uma função adicional ao ajuste de energia. Em um exemplo de execução preferido, então, pode ser travável de modo soltável uma desmontagem do elemento de pistão. Aparelhos de cravação pirotecnicamente operados devem ser regularmente desmontados para fins limpeza e espera, sendo em geral o elemento de operação retirado do aparelho para possibilitar uma limpeza de elemento de pistão e câmara de combustão.
[0021] Em uma configuração detalhada preferida, um elemento de travamento bloqueando o elemento de pistão é então desbloqueável apenas em uma de várias posições da parte de operação. Pelo destravamento do elemento de travamento pode então o elemento de travamento ser solto, ocorrendo uma desmontagem do aparelho e uma retirada do elemento de pistão.
[0022] Em uma implementação simples, a parte de operação tem então um recesso, sendo o elemento de travamento móvel em direção radial quando da sobreposição do elemento de travamento com o recesso. A deflexão radial do elemento de travamento permite então uma retirada do elemento de pistão e/ou de sua guia.
[0023] Especialmente, pode o elemento de travamento disponibilizar em posição travada simultaneamente a função de um batente para o elemento de pistão ou a guia de pistão, ocorrendo uma recondução portátil especial do elemento de pistão com participação do batente.
[0024] Outras características e vantagens da invenção se depreendem do exemplo de execução bem como das concretizações. A seguir será descrito um exemplo de execução preferido da invenção é detalhadamente explicado com base nos desenhos em anexo. Fig. 1 - mostra uma vista global espacial de um aparelho de cravação de acordo com a invenção, Fig. 2 - mostra uma vista detalhada espacial do aparelho de cravação da fig. 1, Fig. 3 - mostra outra vista detalhada espacial do aparelho de cravação da Fig. 1 com uma parte de operação em uma posição de manutenção, Fig. 4 - mostra outra vista detalhada espacial do aparelho de cravação da Fig. 1 com uma parede operação em uma posição de máxima energia de cravação, tendo sido eliminada uma cobertura exterior da parte de operação, Fig. 5 - mostra uma vista em corte parcial pelo aparelho de crava da Fig. 1 quando de ajuste de uma energia de cravação máxima, Fig. 6 - mostra a vista em corte da Fig. 5 quando de ajuste de uma energia de cravação mínima, Fig. 7 - mostra a vista em corte da Fig. 5 quando de uma posição de manutenção da parte de operação com um elemento de travamento solto e elemento de pistão removido, Fig. 8 - mostra uma vista detalhada espacial de outro exemplo de execução da invenção, Fig. 9 - mostra o exemplo de execução da Fig. 8 com uma parte de operação em uma posição de manutenção.
[0025] Um dispositivo de cravação de acordo com a invenção compreende um alojamento 1 portátil, em que está alojado um elemento de pistão em forma de um pistão 2. Uma superfície 2a do pistão 2 limita uma câmara de combustão 3, em que se dilatam os gases de combustão de uma carga pirotécnica, para acelerar o pistão 2.
[0026] O pistão 2 assim ativado com energia de movimento incide com um tucho do lado extremo sobre um elemento de fixação (não representado), que é assim cravado em uma peça de trabalho.
[0027] A carga é alojada aí em um cartucho de chapa de metal. O cartucho tem um dispositivo de ignição de impacto e é inserido antes da ignição por uma mecânica de carga correspondente em um suporte de cartucho 4. O cartucho e o suporte de cartucho 4 são executados simétricos em rotação em torno de um eixo central A. O eixo central A é, no presente exemplo, simultaneamente um eixo central da câmara de combustão 3 e do elemento de pistão 2.
[0028] A câmara de combustão 3 fica disposta entre uma abertura 4a circular do suporte de cartucho 4 e a superfície 2a do pistão 2. Aqui, no pistão 2 está executado um rebaixo 2b, que contribui para uma turbulência dos gases de combustão e representa uma parte da limitação da câmara de combustão 3.
[0029] A câmara de combustão 3 com o suporte de cartucho 4 é parte integrante de uma guia de pistão 5. A guia de pistão 5 é executada como parte estrutural linearmente deslocável no alojamento 1 do aparelho de cravação ao longo do eixo. O elemento de pistão 2 é, por seu lado, linearmente deslocável ao longo do eixo central A na guia de pistão 5.
[0030] A guia de pistão está conformada em sua região dianteira essencialmente como elemento cilíndrico oco, sendo prevista a partir de uma extremidade da região da câmara de combustão 3 uma fenda 6 na parede da guia de pistão 5.
[0031] Uma extremidade dianteira da guia de pistão 5 está unida de maneira soltável com um alojamento para os meios de fixação (não representados). Esse alojamento pode ser executado como um módulo diferente dependendo o emprego. Uma união do alojamento com a guia de pistão pode ser feita por um grampo, que engata em um recesso 7 em uma extremidade dianteira da guia de pistão 5.
[0032] Uma primeira parte de batente 8 se projeta para dentro da fenda 6 em direção radial. A parte de batente 8 serve, de um lado, como um batente dianteiro para o elemento de pistão 2 no decorrer de uma recondução portátil do pistão ou de um movimento de repetição em dois estágios. De outro lado, a parte de batente 8 serve como elemento de travamento, sendo uma desmontagem de elemento de pistão 2 e guia de pistão 5 impedida pelo elemento de travamento no estado fechado.
[0033] Uma segunda parte de batente 9 se projeta igualmente em direção radial do alojamento 1 para dentro, cooperando uma chanfradura 5a como batente na guia de pistão com a segunda parte de batente 9. Também a segunda parte de batente 9 coopera simultaneamente como um elemento de travamento soltável, pelo qual no estado fechado é impedida uma retirada da guia de pistão 5 do alojamento 1.
[0034] No presente tipo de construção de uma recondução de pistão portátil é provida a execução de partes de batente em função dupla como partes de travamento soltáveis para uma desmontagem do aparelho. Em outras execuções de aparelhos de cravação pode se tratar também de partes estruturais respectivamente distintas.
[0035] Uma distância d entre as partes de batente 8, 9 é variável de modo ajustável por meio de uma parte de operação 10, sendo o tamanho da distância d uma posição de partida do elemento de pistão 2 relativamente à guia de pistão 5 ou à câmara de combustão 3.
[0036] Além disso, as partes de batente 8, 9 em uma posição de manutenção da parte de operação 10 podem ser liberadas para um movimento radial para fora e assim um destravamento; ao passo que, em outras posições da parte de operação 10, ficam bloqueadas em direção radial. Para tanto, a parte de operação 10 tem recessos 10a, 10b, em que engatam os elementos de travamento ou partes de batente 8, 9 com correspondente posição da parte de operação 10. Isso é ilustrado por uma comparação da posição de manutenção na Fig. 7 com uma posição de operação normal na Fig. 5 ou Fig. 6.
[0037] A parte de operação 10 é aí executada como manga anular rotativa, que fica disposta essencialmente concêntrica em torno do eixo central A em uma região dianteira do alojamento 1 do aparelho de cravação.
[0038] Na manda 10 está amoldada uma pista de corrediça 11. Um elemento deslizante 12 está montado móvel apenas em direção axial e engata com um pino 12a por baixo na pista de corrediça 11. Quando de um pivotamento ou aí rotação da manga 10 em torno do eixo central A, o elemento deslizante é variado forçadamente guiado em sua posição axial.
[0039] A segunda parte de batente 9 está unida com o elemento deslizante 12 e é correspondentemente ajustada com o elemento deslizante em direção axial. No total, a pela contínua corrediça 11 e o elemento deslizante 12 formam assim um controle mecânico forçado para o ajuste axial da parte de batente 9.
[0040] As partes de batente 8, 9 formam juntamente com a parte de operação 10 e o controle forçado 11, 12 um elemento de ajuste para variação da posição de partida do elemento de pistão 2, com o que é obtida uma redução ajustável da energia de cravação do elemento de pistão em comparação com uma posição de partida posterior máxima do elemento de pistão na câmara de combustão 3. Esse ajuste funciona como segue:
[0041] Após uma operação de cravação, o elemento de pistão se encontra em uma posição parcialmente indefinida, mas amplamente deslocada para a frente. A guia de pistão 5 se encontra em uma posição deslocada ao máximo para trás dentro do aparelho de cravação. Os termos "à frente" e "atrás" são selecionados aqui sempre com relação à direção de cravação.
[0042] Para preparação da próxima operação de cravação, então, a desejada energia de cravação é ajustada como estágio de energia marcado na parte de operação por rotação da manga 10. Isso conduz, através do controle forçado anteriormente descrito, a um posicionamento axial selecionado da segunda parte de batente 9. A primeira parte de batente 8 não é ajustável em direção axial no presente exemplo de execução.
[0043] Como primeiro segmento de um movimento de repetição, em seguia a guia de pistão é extraída do alojamento para a frente. Inicialmente então o elemento de pistão 2 é conjuntamente movido até esbarrar na primeira parte de batente 8. A partir desse movimento, a guia de pistão é movida também relativamente ao elemento de pistão 2, até esbarrar, por sua vez, na mesma direção de esbarro, na segunda parte de batente 9. Pelo ajuste da distância d, ocorrido anteriormente, é dada então uma posição de partida definidamente avançada (ou também ao máximo deslocada para trás) do elemento de pistão 2 na câmara de combustão 3.
[0044] Em seguida, a guia de pistão 5 é deslocada em direção contrária para dentro do aparelho, até que tenha sido alcançada uma posição inicial para a próxima operação de cravação. Durante esse segundo segmento do movimento de repetição, o elemento de pistão não mais é movido relativamente à guia de pistão. Por uma outra mecânica, em princípio anteriormente conhecida, uma carga propulsora é introduzida no suporte de cartucho 4 e o aparelho está pronto para a próxima operação de cravação.
[0045] Independentemente dessa apresentação da posição de partida do elemento de pistão, pode ainda ser assumida uma outra função pela parte de operação 10. Trata-se então da posição de manutenção da manga 10, mostrada na Fig. 3 e na Fig. 7. Nessa posição de manutenção, elemento de pistão 2 e guia de pistão 5 podem ser removidos do alojamento 1, para exame, troca ou limpeza das partes.
[0046] Para tanto, a parte de operação 10 em forma de manga tem o primeiro recesso 10a, que é conformado como interrupção, e o segundo recesso 10b, que é executado como compartimento oco. Ao compartimento oco pode se conectar lateralmente uma rampa, com o que a segunda parte de batente 9 pode ser novamente pressionada radialmente para dentro após uma montagem.
[0047] Na correspondente posição de manutenção, as partes de batente ou elementos de travamento 8, 9 não mais estão bloqueados em um movimento radial, mas sim podem por chanfraduras ser pressionados radialmente para fora no decorrer de uma extração de elemento de pistão 2 e guia de pistão 5 (ver Fig. 3, Fig. 7). Nessas posições, os elementos de travamento 8, 9 estão destravados.
[0048] O segundo elemento de travamento 9 é ainda seguro para fora pela manga 10 contra uma queda para fora. O primeiro elemento de travamento 9 executa um curso maior em direção radial e é segundo por um anel de mola 13 aberto, que engata por uma fenda 8a no elemento de travamento 8.
[0049] No segundo exemplo de execução conforme fig. 8, na parte de operação 10 executada como manga está previsto um elemento de encaixe 14, por meio do qual a manga 10 é mantida engatando em diversas posições de rotação definidas. Dessas posições, a manga pode ser ajustada por superação da força de encaixe.
[0050] Para o encaixe, o elemento de encaixe tem uma lingueta elástica 15, que engata com uma saliência em uma corrediça de encaixe 16 da manga 10 do lado da borda. A força elástica da lingueta elástica 15 atua então em direção axial.
[0051] Em outra forma de execução, não representada, pode também uma mola de encaixe atuando radialmente engatar em uma corrediça de encaixe radialmente dirigida da manda 10. Esses encaixes são conhecidos por exemplo, em mangas para ajuste de torques em furadeiras.
[0052] Na variante mostrada na Fig. 8 e Fig. 9, trata-se de uma versão simplificada, que não prevê ajuste da energia de cravação. Por essa razão, a manga tem apenas duas posições encaixadas, a saber, uma posição de manutenção (Fig. 9) e uma posição de operação (Fig. 8). Na posição de manutenção conforme Fig. 9, o elemento de travamento 8 liberado está deslocado radialmente para fora analogamente ao primeiro exemplo na Fig. 3. Isso ocorre no decorrer da desmontagem de elemento de pistão 2 e guia de pistão 5 pela cooperação das partes estruturais com o elemento de travamento 8 por áreas 5a respectivamente chanfradas.
[0053] Em uma forma de execução de acordo com a invenção, como no primeiro exemplo de execução, sob a manga 10 rotativa como partes de operação é prevista uma pista de corrediça 11 e previsto um elemento deslizante 12, por meio dos quais a segunda parte de batente 9 é ajustada em direção axial.
[0054] Correspondentemente, uma variante de acordo com a invenção apresenta outras posições de encaixe, que podem corresponder especialmente a ajustes de energia especialmente discretos, previamente selecionados.

Claims (10)

1. Aparelho de cravação, compreendendo um alojamento (1) portátil com um elemento de pistão (2) nele alojado para transmissão de energia a um elemento de fixação a ser cravado, uma carga propulsora de preferência trocável, uma câmara de combustão (3) disposta entre a carga propulsora e o elemento de pistão (2), que se estende de preferência em torno de um eixo central (A), e um elemento de ajuste (8, 9, 10, 11, 12), por meio do qual é variável de modo ajustável uma posição de partida do elemento de pistão (2) para alteração da energia transmitida pela carga propulsora ao elemento de pistão (2), sendo que o elemento de ajuste (8, 9, 10, 11, 12) apresenta uma parte de operação (10) pivotável em torno do eixo central (A), caracterizado pelo fato de que uma desmontagem do elemento de pistão (2) pode ser travado de modo soltável através da parte de operação (10), na medida em que um elemento de travamento (8) que bloqueia o elemento de pistão é desbloqueável em apenas uma de várias posições da parte de operação (10).
2. Aparelho de cravação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parte de operação (10) está acoplada por um controle forçado (11, 12) mecânico com uma parte de batente (9) ajustável em direção do eixo central (A).
3. Aparelho de cravação de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o controle forçado (11, 12) compreende uma pista de corrediça (11) e um elemento deslizante (12) que corre na pista de corrediça (11).
4. Aparelho de cravação de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o elemento de pistão (2) é alojado de modo móvel em uma guia de pistão (5) que compreende especialmente a câmara de combustão (3), sendo que a guia de pistão (5) é alojada de modo axialmente deslocável com relação ao alojamento (1) portátil do aparelho de cravação.
5. Aparelho de cravação de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que através do elemento de ajuste (8, 9, 10, 11, 12) pode ser deslocada de modo ajustável uma distância (d) entre uma primeira parte de batente (9) que atua sobre a guia de pistão (5) e uma segunda parte de batente (8) que atua sobre o elemento de pistão (2).
6. Aparelho de cravação de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que as duas partes de batente (8, 9) atuam na mesma direção sobre o elemento de pistão (2) e sobre a guia de pistão (5).
7. Aparelho de cravação de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, caracterizado pelo fato de que a fixação da posição de partida do elemento de pistão (2) com relação à guia de pistão (5) ocorre no decorrer de um movimento de extração da guia de pistão (5) para frente na direção de cravação.
8. Aparelho de cravação de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a parte de operação (10) é executada como uma manga anular, sendo que a manga envolve o eixo central (A).
9. Aparelho de cravação de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a manga é retida por meio de um elemento de encaixe em pelo menos uma posição definida.
10. Aparelho de cravação de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a parte de operação (10) apresenta um recesso (10a), sendo que o elemento de travamento (8) é móvel em direção radial quando da sobreposição do elemento de travamento (8) com o recesso (10a).
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