BR102020003559A2 - Unidade de escova - Google Patents

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BR102020003559A2
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Jan Frederik Doddema
Sander Hendrikus Johannes Hofstee
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Monti-Werkzeuge Gmbh
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Abstract

a invenção refere-se a uma unidade de escova para processar a superfície de uma peça de trabalho (1). para esse propósito, a unidade de escova possui um suporte de escova (5) que pode ser acionado em rotação e uma escova anular (6, 8) com um anel de cerdas (6) com cerdas (7) que se projetam para fora. de acordo com a invenção, a escova anular (6, 8) é preferencialmente projetada para ser axialmente ajustável de maneira oscilante.

Description

UNIDADE DE ESCOVA
[001] A invenção refere-se a uma unidade de escova para processar a superfície de uma peça de trabalho, com um suporte de escova acionável rotativamente e uma escova anular com um anel de cerdas com cerdas que se projetam para fora.
[002] As unidades de escova desse tipo são normalmente usadas para liberar a superfície da peça de trabalho em questão, por exemplo, de corrosão, tinta ou revestimentos comparáveis, ou para fornecer a profundidade de rugosidade desejada. No estado da técnica genérico, de acordo com o documento EP 1 834 733 B1 da depositante, é descrita uma unidade de escova para este fim, equipada com um meio de parada. Isso possibilita a obtenção de profundidades de rugosidade que antes só eram alcançadas com jateamento de areia. No caso de profundidades de rugosidade especificadas trata-se de no total dos chamados valores médios de rugosidade Ra (como o valor médio aritmético dos valores absolutos dos desvios de perfil dentro de uma distância de referência de acordo com a norma DIN 4764 e DIN ISO 1302). Isso a princípio se comprovou bons resultados e é frequentemente usado na prática. Um estado da técnica comparável é representado pelo documento EP 2 618 965 B1, no qual o meio de parada também funciona como um corpo abrasivo para as cerdas. Para esse fim, os meios de parada podem ser ajustados, por exemplo, são projetados para serem radialmente e/ou tangencialmente ajustáveis.
[003] As unidades de escova e as ferramentas de escova rotativa equipadas com elas podem ser usadas de modo estacionário, por exemplo, em conexão com uma máquina na sala de máquinas. No entanto, também é possível projetar a ferramenta de escova rotativa em questão como sendo manualmente conduzida. Em ambos os casos, geralmente existe o problema na prática em conduzir a unidade de escova ao longo da peça de trabalho a ser usinada ou de sua superfície. Conforme descrito, isso pode ser feito mecanicamente e/ou manualmente. Como resultado, geralmente existe o risco de que sobre a superfície da peça de trabalho se formem estrias ou pelo menos estruturas uniformes. Estas são prejudiciais para o tratamento uniforme da superfície e dificultam, sob certas circunstâncias, a subsequente adesão de um revestimento, tinta, etc.
[004] A invenção tem como base o problema técnico de aprimorar ainda mais uma unidade de escova para usinagem de superfície de uma peça de trabalho, de modo que uma superfície usinada de forma homogênea seja disponibilizada.
[005] Para resolver este problema técnico, uma unidade de escova genérica é caracterizada no contexto da invenção, em que a escova anular é ajustável. A escova anular é projetada regularmente para ser oscilante e ajustável.
[006] Aqui, a invenção parte do conhecimento de que a escova anular é mantida por meio do suporte de escova, que pode ser acionado em rotação. O ajuste da escova anular previsto de acordo com a invenção implica, assim, que o suporte da escova que segura a escova anular e que pode ser acionado em rotação realiza um movimento de ajuste além do seu movimento de rotação. Como regra, a escova anular é uniforme e preferencialmente projetada ajustável de modo oscilante. Como resultado, a escova anular ou o suporte de escova que segura a escova anular realiza um movimento de oscilação que, em conexão com um movimento de avanço realizado manualmente e/ou pela máquina, em geral, faz com que a superfície da peça de trabalho usinada seja usinada de maneira homogênea e, em geral, esteja presente e seja observável uma distribuição homogênea da profundidade de rugosidade.
[007] De acordo com uma configuração vantajosa, a escova anular pode ser projetada como sendo ajustável radialmente e/ou axialmente. Como regra, apenas um ajuste axial da escova anular e, consequentemente, do suporte de escova que aloja e segura a escova anular é usado aqui. Isso significa que um ajuste radial adicional da escova anular é possível, mas é usado na prática para unidades de escova operadas por máquina, a fim de posicionar a unidade de escova e, consequentemente, a escova anular, por exemplo, na peça de trabalho ou em sua superfície respectivamente a ser usinada. De acordo com a invenção, no entanto, trata-se principalmente de unidades de escova operadas manualmente e, consequentemente, de uma ferramenta de escovas rotativas em particular operadas manualmente. Esta ferramenta de escova rotativa é equipada com a unidade de escova em questão e adicionalmente uma unidade de acionamento para a unidade de escova.
[008] De fato, essa ferramenta de escova rotativa operada manualmente pode ser projetada como uma máquina-ferramenta portátil ou como uma ferramenta de escova rotativa operada manualmente. Para tanto, normalmente é usada uma unidade de acionamento, que apresenta um motor elétrico e, possivelmente, uma transmissão e é vantajosamente acionada com auxílio de um ou mais acumuladores. Em princípio, a ferramenta de escova rotativa operada manualmente também pode ser acionada pneumaticamente. De qualquer maneira, o movimento de avanço da ferramenta de escova rotativa e, consequentemente, da unidade de escova é geralmente realizado manualmente. Qualquer movimento de ajuste radial ou ativação da unidade de escova na superfície da peça de trabalho a ser usinada também é realizado manualmente. Por outro lado, o ajuste da escova anular e, em particular, seu ajuste axial é feito por motor, com a ajuda da unidade de acionamento que está presente de qualquer maneira e que possibilita o acionamento rotativo do suporte de escova e, consequentemente, da escova anular. Ou seja, a unidade de acionamento como parte da ferramenta de escova rotativa equipada com a unidade de escova opera, de acordo com a invenção, por um lado, rotativamente no suporte de escova e, por outro lado, em sua direção axial, preferencialmente de maneira oscilante. Para esse fim, a unidade de acionamento pode, por exemplo, ser equipada com um motor ou motor elétrico para o movimento de rotação e com um motor ou motor elétrico para o movimento axial oscilante. No entanto, também é possível realizar e implementar ambos os movimentos com apenas um motor elétrico.
[009] Como já explicado, a escova anular é projetada para ser predominantemente ajustável axialmente, em que um movimento de oscilação é geralmente usado aqui. Ou seja, o eixo do suporte de escova que carrega ou segura a escova anular é movimentado para frente e para trás de modo oscilante e na direção axial com o auxílio da unidade de acionamento. O movimento axial oscilante pode, neste caso, seguir um movimento sinusoidal ao longo do tempo. Esse movimento sinusoidal pode ser realizado e implementado de forma particularmente vantajosa, em que o eixo do suporte de escova é submetido, por exemplo, a um came, que opera no eixo, que trabalha contra a força de uma mola e, assim, produz o movimento sinusoidal descrito já anteriormente do eixo do suporte de escova e, consequentemente, do eixo da escova anular. De fato, a escova anular e o suporte de escova são projetados geralmente rotacionalmente simétricos e coaxiais um em relação ao outro.
[010] Para poder realizar e implementar o ajuste axial acima descrito da escova anular do suporte de escova em detalhes, o suporte de escova é geralmente projetado pelo menos em duas peças. De fato, o suporte de escova é composto predominantemente por uma peça de mancal estacionária e uma peça de escova que é móvel axialmente em relação a dita peça de rolamento. A peça da escova do suporte de escova fornece predominantemente a guia e a retenção da escova anular, enquanto a peça de mancal assume primariamente e exclusivamente uma função de mancal para a peça da escova. Por conseguinte, a peça de mancal é projetada para ser estacionária, enquanto a peça de escova não é projetada apenas para ser móvel axialmente, mas também gira e, consequentemente, a escova anular também é colocada em rotação.
[011] Para esse fim, a peça de rolamento estacionária é equipada em detalhes com um furo oco para um pino da peça de escova móvel axialmente, que engata nela. O pino da peça de escova móvel axialmente é, neste caso, montado em um eixo suspenso e pode ser conectado a uma base da peça da escova móvel. Como resultado, a peça de mancal estacionária com o furo oco no pino pode executar o movimento rotacional necessário para a escova anular.
[012] E m uma configuração adicional, é previsto a este respeito que a peça de mancal estacionária possui ainda uma bucha para um pino de encaixe nela engatado, que é acionado pela unidade de acionamento de maneira rotacional e axial. A carga axial é feita adicionalmente e principalmente também em oscilação, de modo que o pino de encaixe seja submetido a um movimento rotativo e de oscilação axial com a ajuda da unidade de acionamento.
[013] Para realizar e implementar isso em detalhes, a bucha é geralmente equipada com ranhuras, nas quais lamelas radialmente conectadas ao pino de encaixe, engatam. Como resultado, a bucha e o pino de encaixe, por um lado, fornecem um acoplamento de travamento de força no sentido de rotação, a fim de poder acionar rotativamente a escova anular suportada pela peça da escova, conforme desejado. Ao mesmo tempo e por outro lado, a interação entre as ranhuras e as lamelas engatadas nela, assegura que em relação ao pino de encaixe da bucha e, portanto, em relação à peça de mancal estacionária possa ser executado o movimento axial desejado. Juntamente com a bucha, esta também garante que o pino do plugue também gire. Para esse fim, pelo menos duas lamelas, que são conectadas radialmente aos pinos de encaixe, engatam em grande parte em união positiva nas ranhuras correspondentes na bucha. Em princípio, é claro que também é possível trabalhar diferentemente aqui em termos de projeto.
[014] É de particular importância para a invenção o fato de que também é previsto um meio de parada que mergulha no anel de cerdas rotativo e que garante que as cerdas rotativas e/ou uma cinta de escova que as sustentam são elasticamente deformadas como parte integrante da escova anular. Como resultado, as cerdas e/ou a cinta de escova são capazes de armazenar energia cinética, de modo que, depois de liberadas, as cerdas não apenas trabalham a superfície da peça de maneira rotativa, mas também, ao mesmo tempo com impacto, como resultado da energia cinética armazenada, liberada após a passagem pelo meio de parada. O modo básico de operação de tais meios de parada está descrito, por exemplo, na patente EP 1 834 733 B1 da depositante, que já foi referida e mencionada na introdução.
[015] De acordo com a invenção, os meios de parada agora também podem ser projetados para serem ajustáveis, como é conhecido em princípio no documento EP 2 618 965 B1, que também é mencionado na introdução à descrição. Para implementar o ajuste dos meios de parada em detalhes, geralmente os meios de parada podem ser ajustados radialmente em comparação com o eixo da escova rotativa, alterando sua distância. Este movimento de atuação radial pode ser implementado em detalhes de maneira que os meios de parada sejam ajustados com a ajuda de um excêntrico e/ou atuador linear.
[016] Devido à possibilidade adicional e opcional, de acordo com a invenção, de realizar um meio de parada e ajustá-lo, não há apenas a opção de processar homogeneamente a superfície em relação ao perfil de rugosidade gerado. Pelo contrário, o ajuste dos meios de parada na direção radial em comparação com o eixo da escova anular também faz com que a energia cinética é alterada, com a qual as cerdas atingem a superfície da peça de trabalho a ser usinada.
[017] Nesse contexto, a regra geral é que a energia cinética das cerdas seja maior, quanto menor a distância radial dos meios de parada do eixo da escova em anel em questão. Isso ocorre porque um arranjo radialmente interno dos meios de parada leva a uma deformação aumentada e reforçada das cerdas e, consequentemente, ao aumento da energia cinética com a qual as cerdas atingem a superfície da peça de trabalho.
[018] Essas relações fundamentais foram examinadas pelo Prof. Robert J. Stango e outros e reproduzidas em várias publicações. É feita referência às duas publicações "Surface preparation of ship-construction steel/(ABS-A) via bristle blasting process”, NACE CORROSION CONFERENCE & EXPO 2010, documento No. 10385 e "Evaluation of bristle blasting process for surface preparation of ship-construction steell" (NACE CORROSION CONFERENCE & EXPO 2012, documento C2012-0001442). De acordo com uma forma de concretização preferida, para esse fim, os meios de parada são em grande parte, projetados como sendo ajustáveis radialmente em comparação com o referido eixo da escova anular rotativa ou podem ser ajustados radialmente em comparação com o referido eixo. Comparativamente, a escova anular também pode ser colocada na superfície e/ou pode executar um movimento axial.
[019] A invenção também tem como objeto uma ferramenta de escova rotativa e, em particular, uma ferramenta de escova rotativa operada manualmente, que é equipada com a unidade de escova descrita anteriormente e uma unidade de acionamento para a unidade de escova. Esta ferramenta de escova rotativa pode ser projetada, em particular, para ser autossuficiente se a unidade de acionamento operar eletricamente e o suprimento de energia contar com acumuladores previstos na carcaça da máquina ou pelo menos um acumulador. Neste caso podemos observar as principais vantagens.
[020] A invenção é explicada em mais detalhes abaixo com base em um desenho que ilustra apenas um exemplo de concretização, onde:
A Figura 1 mostra a unidade de escova, de acordo com a invenção, ou uma ferramenta de escova rotativa correspondente em uma vista lateral esquemática,
A Figura 2 mostra os meios de parada e uma unidade de ajuste para os meios de parada em uma primeira variante de concretização,
A Figura 3 mostra uma segunda variante da unidade de ajuste para os meios de parada e
A Figura 4 mostra a unidade de acionamento de acordo com a invenção esquematicamente para o ajuste rotativo, e também oscilatório axial da unidade de escova.
[021] Na Figura 1, a unidade de escova de acordo com a invenção para usinar a superfície de uma peça de trabalho 1 é mostrada primeiramente uma vez e muito esquematicamente. Para isso, a unidade de escova é conectada a uma carcaça da máquina 2 de uma ferramenta de escova rotativa. De acordo com o exemplo de concretização, no interior da carcaça de máquina 2 da ferramenta de escova rotativa há uma unidade de acionamento indicada 3, por um lado, e um armazenador de energia 4 para a unidade de acionamento elétrica 3, por outro. No caso do armazenador de energia 4 pode se tratar de um ou mais acumuladores. Um ou vários acumuladores podem ser recarregados por meio de uma bucha de carregamento na carcaça da máquina ou no interior 2, indutivamente ou também removendo-os da carcaça de máquina 2 em um compartimento de carregamento adicional. Em princípio, a unidade de acionamento 3 também pode funcionar pneumaticamente, mas isso não é mostrado. A ferramenta de escova rotativa com a carcaça de máquina 2 mostrada é vantajosamente uma ferramenta de escova rotativa operada manualmente, ou seja, uma máquina-ferramenta de mão projetada de forma correspondente.
[022] Em detalhes, a unidade de escova tem um suporte de escova 5 que pode ser acionado em rotação, cujos filetes individuais podem ser vistos na Figura 1. Junto ou sobre o suporte de escova 5 é mantida uma escova em anel 6,8 com um anel de cerdas 6 com cerdas 7 que se projetam para fora e é acionada em rotação com o auxílio da unidade de acionamento 3. A isso corresponde a um movimento rotacional indicado na Figura 1 ou direção de rotação D no sentido anti-horário. As cerdas individuais 7 são sustentadas por uma cinta de escova 8 e são ancoradas na cinta de escova 8 da escova anular 6, 8.
[023] No exemplo de concretização de acordo com a Figura 1, também pode ser visto um meio de parada 9, que mergulha no anel de cerdas rotativas 6 ou nas cerdas rotativas 7. De acordo com ao exemplo de concretização, os meios de parada 9 são projetados para serem ajustáveis e podem ser ajustados em particular na direção radial R indicada por uma seta dupla na Figura 1. Como já explicado na introdução e descrito extensivamente no estado da técnica de acordo com o documento EP 1 834 733 B1, as cerdas 7 e, eventualmente a cinta da escova 8 são deformadas elasticamente em seu movimento de rotação na direção de rotação D no sentido anti-horário indicado por uma seta na Figura 1, durante a passagem sobre o meio de parada 9. Como resultado, a energia cinética devida à deformação elástica associada é armazenada nas cerdas 7 ou na cinta da escova 8. Após a sua libertação, as cerdas 7, consequentemente, não apenas processam a superfície da peça de trabalho 1 de uma maneira rotativa, mas também com impacto. Depois da passagem do meio de parada 9, a energia cinética armazenada anteriormente é liberada.
[024] De acordo com a invenção, a escova anular 6, 8 é agora ajustável, como mostrado em detalhes na Figura 4. De fato, a escova anular 6, 8 é projetada para ser axialmente ajustável de maneira oscilante. Esse objetivo a unidade de acionamento 3 garante.
[025] Para este fim, a unidade de acionamento 3, de acordo com o exemplo de concretização, de acordo com a Figura 4, é inicialmente equipada com uma roda dentada 10 para girar a escova anular 6, 8 ou o suporte de escova 5 indicado na Figura 4 de acordo com o sentido de rotação D já anteriormente referido. Para este propósito, a roda dentada 10 trabalha em um pino de encaixe 12 a ser descrito em detalhes abaixo, que engata em um furo oco 13 de uma bucha B de uma peça de mancal estacionária 5a como um componente do suporte de escova 5. Além da peça de rolamento estacionária 5a, também é executada uma peça de escova axialmente móvel 5b, à qual o pino de encaixe 12 pertence. A unidade de acionamento 3 também garante que o pino de encaixe 12 em questão não seja apenas acionado em rotação para a realização do movimento rotativo D, mas também execute o movimento na direção axial A já mencionada acima.
[026] Para este propósito, um came excêntrico 11 ’, que pode ser girado em torno de um eixo pela unidade de acionamento 3, é previsto em uma roda dentada excêntrica 11 acionada pela unidade de acionamento 3, como uma outra parte integrante da peça de escova móvel 5b. O came excêntrico 11 , atua no pino de encaixe 12 na direção axial A, com um pino Z. Como resultado, o pino de encaixe 12 e também o suporte de escova 5 executam um movimento oscilante na direção axial A, além do movimento rotativo D. Para que o movimento do suporte de escova 5 na direção axial A e, adicionalmente, sua rotação na direção de rotação D possam ser realizados em conjunto, a roda de engrenagem 10 acionada pela unidade de acionamento 3 e a roda excêntrica 11 estão equipadas, respectivamente, com uma denteação correspondente para o acionamento pela unidade de acionamento 3.
[027] Como já explicado, o suporte de escova 5 é projetado em duas peças, de acordo com o exemplo de concretização. De fato, o suporte de escova 5 tem a peça de mancal estacionária 5a e a peça de escova móvel axialmente 5b. A peça de mancal estacionária 5a tem o furo oco 13 para o pino Z já mencionado da peça de mancal móvel 5b ou da roda dentada 11. Além disso, o pino de encaixe 12 engata no furo oco 13 na região de uma bucha B, com a ajuda do qual o suporte de escova 5 é finalmente acionado.
[028] A unidade de acionamento 3 agora funciona tanto sobre a roda de engrenagem 10 como sobre a roda excêntrica 11. A bucha B é colocada em rotação através da roda de engrenagem 10. Isso também se aplica à peça de mancal estacionária 5a. O pino de encaixe 12 engata no furo oco 13 da bucha B. Para esse fim, as lamelas 14 previstas radialmente no pino de encaixe 12 são inseridas nas ranhuras correspondentes 14 ' no interior do furo oco 13. Como resultado, o pino de encaixe 12 é colocado em rotação ao longo do sentido de rotação D.
[029] Um movimento axial adicional do pino de encaixe 12 na direção axial A e na seta dupla na Figura 4 a seguir é agora realizado com a ajuda da roda excêntrica adicional 11. Para este fim, a roda excêntrica 11 também é colocada em rotação com o auxílio do acionamento 3. A roda excêntrica 11 tem um ou vários cames excêntricos 11 , que se projetam radialmente, que interagem com uma rampa de carcaça estacionária 2'. Deste modo, um movimento rotacional da roda excêntrica 11 é convertido em um movimento axial pela interação entre o came excêntrico 11' e a rampa de carcaça 2'. Como resultado, o pino Z, que engata no furo oco 13 também executa o movimento axial na direção A.
[030] O pino Z agora trabalha sobre o pino de encaixe 12 com sua cabeça arredondada, de modo que o pino de encaixe 12 execute o movimento axial desejado na direção axial A, além de seu movimento rotacional na direção da rotação D. Isto é possível porque as lamelas 14 engatam umas nas outras radialmente nas ranhuras associadas 14’, mas ao mesmo tempo permitem o movimento axial desejado do pino de encaixe 12 na direção axial A. Uma mola adicional 15 garante que o movimento axial do pino de encaixe 12 seja realizado contra a força da mola 15, que recoloca o pino de encaixe 12 respectivamente.
[031] Na Figura 2 é mostrado um primeiro exemplo de concretização, de como os meios de parada 9 são ajustados em detalhes na direção radial R em comparação com o anel de cerdas 6 ou as cerdas 7. Para este fim, o meio de parada 9 é conectado a um braço 16, no furo no qual um excêntrico 17 está imerso. O excêntrico 17 é, por sua vez, acionado em rotação com o auxílio da unidade de acionamento 3. As rotações do excêntrico 17 no furo do braço 16 em conexão com uma guia adicional 18 do braço 16 agora garantem que os meios de parada 9 sejam movidos na direção radial R e possivelmente também na direção circunferencial U em comparação com o anel de cerdas 6 ou as cerdas 7, como indicado pelas setas correspondentes na Figura 2.
[032] A Figura 3 mostra agora outra variante para ajustar os meios de parada 9 na direção radial R em comparação com a escova anular 6, 8 ou as cerdas 7. Para esse fim, o meio de parada 9 é conectado a um atuador linear 19, 20. O atuador linear 19, 20 é composto por uma porca de fuso estacionária 19 e de um fuso 20 que engata e alterna na porca de fuso 19 e que se move para frente e para trás. Os movimentos de rotação do fuso 20 fazem com que consequentemente o braço 16 que suporta os meios de parada 9, neste caso, seja movido na direção linear indicada na Figura 3 corresponde, que, de acordo com o exemplo de concretização, corresponde à direção radial R em relação à escova anular 6, 8 ou às cerdas 7.

Claims (10)

  1. Unidade de escova para processar a superfície de uma peça de trabalho (1), com um suporte de escova (5) que pode ser acionado em rotação e uma escova anular (6, 8) com um anel de cerdas (6) com cerdas (7) que se projetam para fora, caracterizada por a escova anular (6, 8) ser preferencialmente projetada para ser ajustável de modo oscilante.
  2. Unidade de escova, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a escova anular (6, 8) ser projetada para ser radial e/ou axialmente ajustável.
  3. Unidade de escova, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada por, para o ajuste axial da escova anular (6, 8), o suporte de escova (5) ser formado pelo menos em duas peças com uma peça de mancal estacionária (5a) e uma peça de escova móvel axialmente (5b).
  4. Unidade de escova, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada por a peça de mancal estacionária (5a) apresentar um furo oco (13) para um pino (Z) da peça móvel da escova (5b), que engata nela.
  5. Unidade de escova, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 ou 4, caracterizada por a peça de mancal estacionária (5a) apresentar uma bucha (B) para um pino de encaixe (12) que engata nela e é acionada por uma unidade de acionamento (3) rotacionalmente e axialmente.
  6. Unidade de escova, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada por ser previsto um meio de parada (9) imerso no anel de cerdas rotativo (6), que deforma as cerdas (7) e/ou uma cinta de escova (8) como parte integrante da escova anular (6, 8), elasticamente, armazenando energia cinética.
  7. Unidade de escova, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada por o meio de parada (9) ser projetado de modo ajustável.
  8. Unidade de escova, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada por o meio de parada (9) ser projetado como sendo ajustável na direção radial (R) em comparação com o eixo da escova de anel (6, 8).
  9. Unidade de escova, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 ou 8, caracterizada por o meio de parada (9) ser ajustado por meio de um excêntrico (17) e/ou um atuador linear (19, 20).
  10. Ferramenta de escova rotativa, em particular ferramenta de escova rotativa operada manualmente, com uma unidade de escova e uma unidade de acionamento (3) para a unidade de escova, caracterizada por a unidade de escova ser projetada de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9.
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