WO2012103616A1 - Molde metálico bipartido e processo de moldagem por injeção para obtenção de um quadro de bicicleta monobloco, e, quadro de bicicleta monobloco em polímero reciclável - Google Patents

Molde metálico bipartido e processo de moldagem por injeção para obtenção de um quadro de bicicleta monobloco, e, quadro de bicicleta monobloco em polímero reciclável Download PDF

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injection
mounting
integral
stationary unit
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Juan Carlos CALABRESSE MUZZI
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Calabresse Muzzi Juan Carlos
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    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
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    • B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
    • B29L2031/3091—Bicycles

Definitions

  • the present invention is a mold and process for obtaining a recyclable polymer bicycle frame, more precisely it is an injection molding type with injection process drawer, specially developed for making monoblock bicycle frame made of polymeric material, particularly from the recycling and reuse of PET bottles; said bicycle frame has constructive configurations endowed with resistant and flexible mechanical characteristics;
  • the object of the present invention cooperates for the preservation of the environment through the use of recyclable material.
  • a key item in the use of polymer to manufacture various products is the possibility of reuse of plastic through recycling, such as the recycling of PET bottles that allow the manufacture of numerous products such as t-shirts, solar panels, brooms, etc. , besides contributing considerably to the preservation of the environment and the whole chain linked to it, either by reducing the volume of waste in the landfills and improvement of the decomposition processes of organic materials, oil economy, energy saving in the production of new plastic as well as in the generation of jobs in the area of recycling and, mainly, resulting in the reduction of the values of the products that have as recycled materials.
  • the current molds developed for the injection process consist of at least two parts, one part being installed on the stationary plate and the other part on the moving plate, which are interconnected by columns and guide bushings that direct the moving part to join the fixed part.
  • Alignment of the two halves is critical, thus preventing any plastic leakage when injected under high pressure into the cavity, while the damping channels are predicted points between the injection port and the cavity.
  • gate Another extremely important factor in the plastic injection mold is the arrangement and shape of the Injection points, also known as "gate", which correspond to the point of attack of molten material to the mold cavities, in turn, with the function of passing through the molten material.
  • Injection points also known as "gate”
  • gate There are several ways to apply the input channel, such as gate with rectangular restricted entry, or fan type, flap type, film input type, among others.
  • Each type of gate is linked to the type of part to be extracted from the mold and therefore influences its construction.
  • Another important feature of the injection point is its sizing, being necessary some care as to the shear rate and stress that should be as small as possible, but without breaking molecules or fibers.
  • the location of the gate generally consists of a location that is barely visible or as close as possible to the center of the workpiece and of the largest workpiece thickness, ie it should be avoided in the most stressed or mechanically requested areas.
  • the applicant active in the field of product development in thermoformed plastic, is already depositor of the document dealing with a one-piece frame designed to receive the conventional elements that make up the bicycle, such as seat support seat, high-pressure tubular frame and front front wheel fork, main ratchet, wheel rear and secondary ratchet;
  • the one-piece frame is integrally molded of rigid, virgin or recycled polymer, shaped as a single piece and consists of a central spar from which identical lateral branches develop and may be opaque or translucent and with adequate pigmentation.
  • the applicant developed mold and process of obtaining bicycle frame in recyclable polymer, more precisely it is a injection molding type with injection process drawer, specially developed for making one-piece bicycle frames made of polymeric material, particularly from the recycling and reuse of PET bottles; said bicycle frame has constructive configurations endowed with resistant and flexible mechanical characteristics;
  • the object of the present invention cooperates for the preservation of the environment through the use of recyclable material.
  • the main advantage lies in the fact that the new functional design of the mold prevents the occurrence of failures during the production of the bicycle frame, thus allowing the generation of wear, gripping or breaking of components.
  • this mold allows versatility in the removal of screws, extraction of the drag pins facilitating the maintenance and, consequently, the serial production, besides promoting safety for the operator.
  • Another advantage lies in the fact that at least two hundred PET bottles are used for the production of a recyclable polymer bicycle frame, which contributes to the preservation of the environment, besides presenting an extremely low cost compared to the current bicycle frames.
  • Figure 1 is an exploded perspective view of the now-innovated mold
  • Figure 2 shows an assembled perspective view of the mold
  • Figure 3 shows a longitudinal section
  • Figure 4 illustrates a cross-sectional view
  • Figures 5 and 6 represent side views of the cavity holder plates
  • Figure 7 shows a side view of the cavity holder plate illustrating the main drawer and secondary drawers in exploded position
  • Figure 8 shows a block diagram of the procurement process
  • Figure 9 illustrates a perspective view of the resulting bicycle frame.
  • the present invention relates to "RECYCLEBLE POLYMER BIKE FRAME MOLDING AND PROCESSING", more precisely the mold (1) and process (PO) from which the injection process is obtained.
  • said mold (1) is formed by two complementary parts, namely: a stationary unit (2) and another mobile unit (3) which, in turn, includes sliding columns (3A) in recessed guides ( 2A) provided in the stationary unit (2), with both stationary unit (2) and mobile unit (3) having base plates (2b) and (3b) for mounting respective cavity plates (2c) and (3c). ) whose complementarity conforms the structural channel (EC) to receiving the injected thermopolymer (TI) and, consequently, obtaining the bicycle frame (QB).
  • the cavity holder plate (3c) of the mobile unit (3) provides a longitudinal cradle (3d) for mounting the central main drawer (GP) and laxial cradles (3e) for mounting secondary drawers (GS).
  • longitudinal (3d) includes peripheral tracks (3f) for sliding the main drawer (GP), and provides a drag pin (3g) whose angularity allows the horizontal movement (MH) of the main drawer (GP), while the Side cradles (3e) also provide drag pins (3g ') for the secondary drawers (GS).
  • Said main drawer (GP) is configured by an oblong part (4) whose side edges (4a) are framed by rulers (4b), while near the rear edge (4c) a cutout (4d) is made for coupling wedge.
  • locking (5) provided in the cavity holder plate (2c) of the stationary unit (2), as well as the receiving channel (4e) for receiving the injected thermopolymer (TI) and flow channel (4f) for the distribution of the injected thermopolymer ( And, consequently, development of a single injection point (PI) of said structural channel (EC) whose "Central Spar" (LC) shape from which identical lateral branches (RL) are developed to obtain the bicycle (QB) monoblock.
  • the central portion between the branches (RL) of the upper and lower cavities is aligned with said central drawer (GP), while at the vertices of the cane l frame 1 (CE), said secondary drawers (GS) are mounted.
  • the process of obtaining (PO) the bicycle frame (QB) from recyclable polymer consists of the following steps:
  • the resulting product of the obtaining process (PO) consists of the bicycle frame (QB) is ordinarily "Y" shaped monoblock forming a central spar (6) from which identical lateral branches (6a) comprising two tubular vertices develop. (6b), one being a horizontal tubular vertex 1 (6b ') for mounting the crankshaft axle (EP) and another vertical tubular vertex (6b ”) for mounting the handlebar axle (EG).
  • each branch is in the form of a hook (G) where the rear wheel support axle (EX) is mounted (not shown).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)

Abstract

Molde metálico bipartido e processo de moldagem por injeção para obtenção de um quadro de bicicleta monobloco, e, quadro de bicicleta monobloco em polímero reciclável, mais precisamente trata-se de molde (1) e processo de obtenção (PO) de cujo processo de injeção obtém-se um quadro de bicicleta (QB) polimérico e monobloco, com características mecânicas resistentes e flexíveis; dito molde (1) é configurado por duas partes complementares, quais sejam: uma unidade estacionária (2) e outra unidade móvel (3) que, por sua vez, contempla colunas deslizantes (3A) em rebaixos guias (2A) previstos na unidade estacionária (2), sendo que tanto a unidade estacionária (2) quanto a unidade móvel (3) contemplam placas bases (2b) e (3b) para a montagem de respectivas placas porta cavidades (2c) e (3c) cuja complementaridade conforma o canal estrutural (CE) para recebimento do termopolímero injetado (TI) e, consequente, obtenção do quadro da bicicleta (QB); a placa porta cavidade (3c) da unidade móvel (3) prevê um berço longitudinal (3d) para a montagem da gaveta principal central (GP) e berços laterais (3e) para a montagem de gavetas secundárias (GS), sendo que dito berço longitudinal (3d) contempla trilhos periféricos (3f) para o deslizamento da gaveta principal (GP), além de prever uns pinos de arraste (3g) cuja angularidade permite a movimentação horizontal (MH) da gaveta principal (GP), enquanto que os berços laterais (3e), também, prevêem pinos de arraste (3g') para as gavetas secundárias (GS).

Description

MOLDE METÁLICO BIPARTIDO E PROCESSO DE MOLDAGEM POR INJEÇÃO PARA OBTENÇÃO DE UM QUADRO DE BICICLETA MONOBLOCO, E, QUADRO DE BICICLETA MONOBLOCO EM POLÍMERO RECICLÁVEL
CAMPO TÉCNICO
Trata a presente invenção de molde e processo de obtenção de quadro de bicicleta em polímero reciclável, mais precisamente trata-se de um molde de injeção do tipo dotado de gaveta para processo de injeção, especialmente desenvolvido para confeccionar quadro de bicicleta monobloco em material polimérico, particularmente proveniente da reciclagem e reutilização de garrafas confeccionadas em PET; referido quadro de bicicleta apresenta configurações construtivas dotadas de características mecânicas resistentes e flexíveis; o objeto da presente invenção coopera para a preservação do meio ambiente através do emprego de material reciclável .
FUN DAM ENTOS DA TÉCNICA
É sabido que a fabricação de produtos confeccionados em polímero cresce aceleradamente, principalmente, pelo fato de apresentarem boa resistência mecânica, flexibilidade, leveza, alta durabilidade, além de permitirem a variação de cores, formas, dimensão, etc.
Um item fundamental na utilização do polímero para fabricação de produtos diversos consiste na possibilidade de reutilização do plástico através da reciclagem, tal como, a reciclagem das garrafas PET que permitem a confecção de inúmeros produtos, tais como, camisetas, painéis solares, vassouras, etc , além de colaborar consideravelmente com a preservação do meio ambiente e toda a cadeia a ela vinculada, seja através da redução do volume de lixo nos aterros sanitários e melhoria nos processos de decomposição de matérias orgânicas, economia de petróleo, economia de energia na produção de novo plástico como, também, na geração de empregos na área da reciclagem e, principalmente, resultando na redução dos valores dos produtos que têm como base os materiais reciclados.
Para a fabricação de produtos a base de polímero existem alguns métodos convencionais, tal como, o processo de injeção, sendo q ue para uma boa moldagem é, indispensável, obedecer alguns critérios, principalmente, o projeto dos moldes e as etapas do processo de injeção, bem como, mecanismos de acionamento, região de injeção, forma de extração, sistema de montagem do produto, gravações, entre outros permitindo a ausência de operações adicionais de retraba lho garantindo as funções mecânicas, físicas e estéticas do produto resulta nte.
De uma forma geral, os moldes atuais desenvolvidos para o processo de injeção são constituídos por pelo menos d uas partes, sendo que uma parte é instalada na placa estacionária e a outra parte na placa móvel, as quais são interligadas entre si através de colunas e buchas guias que direcionam a parte móvel a se junta r à parte fixa .
O alinhamento das duas metades é fundamental, evitando, assim, q ualquer vazamento do plástico quando o mesmo é injetado sob alta pressão na cavidade, enquanto que os canais de a limentação são pontos previstos entre o ca na l de injeção e a cavidade.
Outro fator extremamente importante no molde para injeção plástica consiste na disposição e forma dos pontos de injeção, tam bém, denominado "gate", os quais correspondem ao ponto de ataque de material derretido às cavidades do molde, por sua vez, com a função de dar passagem do materia l fundido. Existem diversas formas de aplicação do canal de entrada, tais como, gate com entrada restrita retangular, ou ainda, tipo leque, tipo aba, tipo entrada em filme, entre outros. Cada tipo de gate está vinculado ao tipo de peça a ser extraída do molde e, portanto, tem influência na construção do mesmo.
Outra importante característica do ponto de injeção reside no dimensionamento do mesmo, sendo necessários alguns cuidados quanto à taxa e tensão de cisalhamento q ue deve ser a menor possível, porém sem provocar quebra de moléculas ou fibras.
A localização do gate, geralmente, consiste num loca l pouco ou nada visível e mais próximo possível do centro da peça e de maior espessura da peça, ou seja, devendo- se evita localizá-lo nas áreas mais tensionadas ou solicitadas mecanica mente.
Entretanto, algumas peças complexas são projetadas com dois ou mais pontos de injeção, pois que impossibilitam seguir os critérios retro apresentados, principalmente, peças que necessitam de molde com gaveta, pois que o deslocamento da mesma promove alta fricção e tensão no ponto de injeção e a conseqQente degradação do material .
ANÁLISE DO ESTADO DA TÉCNICA
O requerente, atua nte na área de desenvolvimento de produtos em plástico termomoldado, já é depositante do documento que trata de u m q uadro monobloco desenvolvido para receber os elementos convencionais que compõem a bicicleta, tais como, canote de sustentação do selim, estrutura tubu lar que sustenta o g uidão e o garfo frontal da roda dianteira, a catraca principal, a roda traseira e catraca secundária ; o q uadro monobloco apresenta-se integralmente moldado em polímero rígido, virgem ou reciclado, conformado em peça ú nica sendo constituído por uma longarina centra l de onde se desenvolvem ramificações laterais idênticas podendo se apresentar opaco ou translúcido e com pigmentação adequada . Porém, tal quadro ainda requeria algumas dificuldades quanto à injeção, necessitando, portanto, de ajustes quanto ao projeto. BREVE DESCRIÇÃO DO OBJETO
Assim, pensa ndo em proporcionar melhorias ao processo de moldagem do quadro, bem como visando utilizar material reciclável na composição da matéria plástica injetada, o requerente desenvolveu molde e processo de obtenção de quadro de bicicleta em polímero reciclável, mais precisamente trata-se de um molde de injeção do tipo dotado de gaveta para processo de injeção, especialmente desenvolvido para confeccionar quadro de bicicleta monobloco em materia l polimérico, particularmente proveniente da reciclagem e reutilização de garrafas confeccionadas em PET; referido quadro de bicicleta apresenta configurações construtivas dotadas de características mecânicas resistentes e flexíveis; o objeto da presente invenção coopera para a preservação do meio ambiente através do emprego de material reciclável .
OBJETIVOS E VANTAGENS A principal vantagem reside no fato da nova concepção funcional do molde impedir a ocorrência de falhas dura nte a produção do quadro de bicicleta, im possibilitando a geração de desgastes, engripamentos ou quebra dos com ponentes.
Outro fator importante reside no fato do referido molde permitir versatilidade na retirada de parafusos, extração dos pinos de arraste facilitando a manutenção e, conseq uentemente, a produção em serie, além de promover segurança para o operador.
Outra vantagem reside no fato de que para a produção de um quadro de bicicleta em polímero reciclável são utilizadas pelo menos duzentas garrafas PET contribuindo com a preservação do meio ambiente, a lém de apresentar um custo extremamente reduzido em relação aos quadros de bicicletas atuais.
DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A complementar a presente descrição de modo a obter uma melhor compreensão das características do presente invento e de acordo com uma preferencial realização prática do mesmo, acompa nha a descrição, em anexo, um conjunto de desen hos, onde, de maneira exemplificada, embora não limitativa, se representou seu funcionamento :
A figura 1 representa uma vista em perspectiva explodida do molde ora inovado;
A figura 2 revela uma vista em perspectiva montada do molde;
A figura 3 mostra um corte longitudinal ; A figura 4 ilustra uma vista em corte transversal ;
As figuras 5 e 6 representam as vistas laterais das placas portas cavidades;
A figura 7 mostra uma vista lateral da placa porta cavidade ilustrando a gaveta principal e gavetas secundárias em posição explodida ;
A figura 8 revela um diagrama de blocos do processo de obtenção; e
A figura 9 il ustra uma vista em perspectiva do q uadro de bicicleta resultante.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
Com referências aos desenhos, a presente invenção se refere a "MOLDE E PROCESSO DE OBTENÇÃO DE QUADRO DE BICICLETA EM POLÍM ERO RECICLÁVEL", mais precisamente trata-se de molde ( 1) e processo de obtenção (PO) de cujo processo de injeção obtém-se um quadro de bicicleta (QB) polimérico e monobloco, com características mecânicas resistentes e flexíveis.
Segundo a presente invenção, dito molde ( 1) é config urado por duas partes complementares, quais sejam : uma unidade estacionária (2) e outra unidade móvel (3) que, por sua vez, contempla colunas deslizantes (3A) em rebaixos guias (2A) previstos na unidade estacionária (2), sendo que tanto a unidade estacionária (2) quanto a u nidade móvel (3) contemplam placas bases (2b) e (3b) para a montagem de respectivas placas porta cavidades (2c) e (3c) cuja complementaridade conforma o canal estrutural (CE) para recebimento do termopolímero injetado (TI) e, consequente, obtenção do quadro da bicicleta (QB) .
A placa porta cavidade (3c) da unidade móvel (3) prevê um berço longitudinal (3d) para a montagem da gaveta principal central (GP) e berços laíerais (3e) para a montagem de gavetas secundárias (GS), sendo que dito berço longitudinal (3d) contempla tril hos periféricos (3f) para o deslizamento da gaveta principal (GP), além de prever um pinos de arraste (3g) cuja angularidade permite a movimentação horizontal (M H) da gaveta principal (GP), enquanto que os berços laterais (3e), também, prevêem pinos de arraste (3g') para as gavetas secundárias (GS) .
Dita gaveta principa l (GP) é configurada por peça oblonga (4) cujas bordas laterais (4a) são emolduradas por réguas (4b), enquanto que próximo a borda posterior (4c) é praticado u m recorte (4d) para acoplamento de cunha de travamento (5) prevista na placa porta cavidade (2c) da unidade estacionaria (2), além de a presentar canal de recepção (4e) para recebimento do termopolímero injetado (TI) e canal de escoamento (4f) para distribuição do termopolímero injetado (TI) e, conseq uente, desenvolvimento de ponto de injeção único (PI) do referido canal estrutural (CE) cujo formato em "Vconstitui a longarina central (LC) de onde se desenvolvem ramificações laterais idênticas (RL) para a obtenção do quadro de bicicleta (QB) monobloco.
A porção central entre as ramificações (RL) das cavidades superior e inferior é alinhada com a referida gaveta central (GP), enquanto que nos vértices do cana l estrutura l (CE) são montadas as referidas gavetas secundárias (GS) .
O processo de obtenção (PO) do quadro de bicicleta (QB) em polímero reciclável consiste nas seguintes etapas :
a) Recebimento do material para reciclagem, tal como, garrafas PET;
b) Trituração e moagem das garrafas para a obtenção de pó;
c) Confecção de grãos poliméricos dotados de aditivos para proteção as intempéries;
d) Injeção do termoplástico no molde inovado;
e) Obtenção do quad ro de bicicleta .
O produto resultante do processo de obtenção ( PO) consiste no quadro de bicicleta (QB) apresenta-se monobloco de formato ordinariamente em "Y" configurando uma longarina central (6) de onde se desenvolvem ramificações laterais idênticas (6a) compreendendo dois vértices tubulares (6b), sendo um vértice tubular horizonta l (6b') para a montagem do eixo da pedaleira ( EP) e outro vértice tubular vertical (6b") para a montagem do eixo do guidão ( EG) .
As porções extremas de cada ramificação apresenta-se na forma de gancho (G) onde é montado o eixo sustentador (EX) da roda traseira (não ilustrada) .
É certo que quando o presente invento for5 colocado em pratica, poderão ser introduzidas modificações no que se refere a certos detalhes de construção e forma, sem que isso implique afastar-se dos princípios fundamentais que estão claramente substanciados no quadro reivindicatório, ficando assim entendido que a terminologia empregada teve a finalidade de não limitação.

Claims

REIVINDICAÇÕES
ia) "MOLDE E PROCESSO DE OBTENÇÃO DE QUADRO DE BICICLETA EM POLÍMERO RECICLÁVEL", mais precisamente trata-se de molde ( 1 ) e processo de obtenção (PO) de cujo processo de injeção obtém-se um quadro de bicicleta (QB) polimérico e monobloco, com características mecânicas resistentes e flexíveis; caracterizado pelo fato do molde ( 1 ) ser configurado por duas partes complementares, quais sejam : uma unidade estacioná ria (2) e outra unidade móvel (3) q ue, por sua vez, contempla colunas deslizantes (3A) em rebaixos guias (2A) previstos na unidade estacionária (2), sendo que tanto a unidade estacionária (2) quanto a unidade móvel (3) contemplam placas bases (2b) e (3b) para a montagem de respectivas placas porta cavidades (2c) e (3c) cuja complementaridade conforma o cana l estrutural (CE) para recebimento do termopolímero injetado (TI) e, consequente, obtenção do quad ro da bicicleta (QB) ; a placa porta cavidade (3c) da unidade móvel (3) prevê um berço longitudinal (3d ) para a montagem da gaveta principal central (GP) e berços laterais (3e) para a montagem de gavetas secundárias (GS), sendo que dito berço longitudinal (3d) contempla trilhos, periféricos (3f) para o deslizamento da gaveta principal (GP), além de prever um pinos de arraste (3g) cuja angularidade permite a movimentação horizontal (M H) da gaveta principal (GP), enq ua nto que os berços laterais (3e), tam bém, prevêem pinos de arraste (3g') para as gavetas secundárias (GS) .
2a) "MOLDE E PROCESSO DE OBTENÇÃO DE QUADRO DE BICICLETA EM POLÍMERO RECICLÁVEL", de acordo com a reivindicação a nterior, caracterizado pelo fato da gaveta principal (GP) ser configurada por peça oblonga (4) cujas bordas laterais (4a) são emolduradas por réguas (4b), enquanto que próximo a borda posterior (4c) é praticado um recorte (4d) para acoplamento de cunha de travamento (5) prevista na placa porta cavidade (2c) da u nidade estacionaria (2), além de apresentar canal de recepção (4e) para recebimento do termopolímero injetado (TI) e canal de escoamento (4f) para distribuição do termopolímero injetado (TI) e, consequente, desenvolvimento de ponto de injeção único ( PI) do referido canal estrutural (CE) cujo formato em "Vconstitui a longarina central (LC) de onde se desenvolvem ramificações laterais idênticas (RL) para a obtenção do quadro de bicicleta (QB) monobloco;a porção central entre as ramificações (RL) das cavidades superior e inferior é alin hada com a referida gaveta central (GP), enquanto que nos vértices do canal estrutural (CE) são montadas as referidas gavetas secundárias (GS) .
3a) "PROCESSO DE OBTENÇÃO", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da do processo de obtenção (PO) do quadro de bicicleta (QB) em polímero reciclável consistir nas seguintes etapas :
a) Recebimento do material para reciclagem, tal como, garrafas PET;
b) Trituração e moagem das garrafas para a obtenção de pó; c) Confecção de grãos poliméricos dotados de aditivos para proteção. as intempéries;
d) Injeção do termoplástico no molde inovado;
e) Obtenção do quadro de bicicleta .
4a) "QUADRO DE BICICLETA EM POLÍMERO RECICLÁVEL", de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato do quadro de bicicleta (QB) apresentar-se monobloco de formato ordinariamente em "Y" configurando uma longarina central (6) de onde se desenvolvem ramificações laterais idênticas (6a) compreendendo dois vértices tubulares (6b), sendo um vértice tubular horizontal (6b') para a montagem do eixo da pedaleira (EP) e outro vértice tubular vertical (6b") para a montagem do eixo do guidão ( EG) ; as porções extremas de cada ramificação apresenta-se na forma de gancho (G) onde é montado o eixo sustentador (EX) da roda traseira .
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