BRPI0904435A2 - montagem para instrumentação industrial - Google Patents
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Abstract
MONTAGEM PARA INSTRUMENTAçãO INDUSTRIAL. A presente invenção refere-se a um sistema de montagem modular flexivel, para um terminal de processo industrial ou instrumentação semelhante. A instrumentação pode ser montada em painel ou montada em trilho DIN usando um recinto tendo somente um número mínimo de componentes únicos. Um alojamento de instrumento é incluído para conter vários componentes eletrónicos de um tal terminal. O alojamento é adaptado para combinar com um trilho DIN, e pode facilmente ser ajustado com suportes de montagem que permite ao alojamento ser usado em uma disposição montada em painel. No ultimo caso, um módulo de interface de usuário é localizado em um lado oposto de uma parede de painel e conectado aos componentes eletrónicos apropriados da instrumentação através de uma abertura provida nele.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MONTAGEMPARA INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL".
ANTECEDENTES
A presente invenção refere-se para um terminal de processoindustrial e para a montagem dele. Mais particularmente, a presente inven-ção é direcionada para um sistema de montagem de terminal de processoindustrial que tem um alojamento eletrônico que permite ao terminal deprocesso industrial tanto ser montado em painel quanto montado em trilho DIN.
Equipamento de controle de processo industrial como, por e-xemplo, escalas de pesagem industrial, inclui freqüentemente um terminal deprocesso (terminal) que pode ser montado em um painel de controle ou alo-jamento semelhante. Tal terminal de processo pode incluir vários componen^tes eletrônicos e uma interface de usuário. Quando uma interface de usuárioestá presente, ela pode ser acessível de fora do painel de controle ou poderesidir completamente dentro do recinto de painel de controle. Alternativa-mente, terminais e outra instrumentações semelhantes podem ter interfacede usuário mínima ou nenhuma.
Os terminais são tipicamente adaptados, tanto para montagemde painel quanto para montagem de trilho DIN. Por exemplo, terminais quenão têm nenhuma interface de usuário ou somente uma interface de usuáriomínima são freqüentemente montados em um trilho DIN localizado dentrode um recinto de painel de controle. Alternativamente, terminais que temuma interface de usuário mais significativa ou freqüentemente mais acessa-da podem ser montados em painel, em que uma maioria dos terminais ele-trônicos reside dentro do recinto de painel de controle, enquanto uma inter-face de usuário é acessível de fora dele. Infelizmente, terminais foram atéagora projetados para um método de montagem ou o outro. Consequente-mente, tais terminais requereram hardware de montagem diferente e dedi-cado, que limita a intercambiabilidade de montagem de terminal e aumentacustos de produto. Em contraste, a presente invenção permite a um terminalser montado em painel ou montado em trilho DIN, com somente a adição decomponentes de montagem menores e econômicos.
SUMÁRIO DO CONCEITO INVENTIVO GERAL
A presente invenção inclui um recinto de instrumento para alojarvários componentes eletrônicos de um terminal ou outra instrumentação in-dustrial. O recinto de instrumento pode ser um artigo completamente ou par-cialmente moldado para facilitar simplicidade de fabricação e efetividade decusto. O recinto de instrumento é de natureza modular, em que é adaptadopara permitir montagem tanto em painel quanto em trilho DIN. A montagemem trilho DIN pode ser realizada via uma abertura de montagem de trilhoDIN que é moldada dentro ou de outro modo associada com uma face trasei-ra de um alojamento de recinto.
O mesmo recinto de instrumento pode ser também montado empainel pela adição de um par de suportes de montagem ao alojamento.Quando montado em painel, o alojamento de recinto de instrumento cooperacom um módulo de interface de usuário para prender o terminal associadoou outra instrumentação a uma (controle) parede de painel. Os suportes demontagem e alojamento são de natureza modular, em que o alojamento e ossuportes de montagem têm estruturas cooperativas que permitem a fixaçãode um ao outro. Em uma modalidade exemplificativa, o alojamento incluinervuras de cauda de andorinha elevadas, que encaixam com aberturas cor-respondentes nos suportes de montagem. Um estalo moldado (elemento debloqueio) pode ser usado para prender os suportes de montagem, e podeser provido um batente moldado para posicionar corretamente os suportesde montagem no alojamento. O conjunto de alojamento/suporte de monta-gem é então colocado contra um interior de uma parede de painel de contro-le, com o módulo de interface de usuário alinhado com ele e no lado opostoda parede de painel de controle. O módulo de interface de usuário pode serpreso ao alojamento usando parafusos prisioneiros que passam através defuros colocados no recinto de controle. Os parafusos prisioneiros passamtambém através de furos nos suportes de montagem e engatam porcas as-sociadas tais que o recinto de instrumento e o módulo de interface de usuá-rio são presos à parede de painel de controle.DESCRIÇÃO BREVE DOS DESENHOS
A Figura 1 é uma vista em perspectiva explodida de uma moda-lidade exemplificativa de um recinto de instrumento da presente invenção, orecinto capaz de ser montado tanto em painel quanto em trilho DIN;
A Figura 2a é uma vista aumentada do recinto da Figura 1 emum estado parcialmente montado em painel;
A Figura 2b é uma vista aumentada do recinto da Figura 1 emum estado completamente montado em painel;
A Figura 3a é uma vista aumentada do recinto da Figura 1 emum estado parcialmente montado em trilho DIN; e
A Figura 3b é uma vista aumentada do recinto da Figura 1 emum estado completamente montado em trilho DIN.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA MODALIDADE de EXEMPLAR(S)
Como discutido acima, terminais de processo e outras instru-mentações industriais são normalmente projetadas para montagem em pai-nel ou montagem em trilho DIN, mas não em ambos. Isto é, um usuário deveselecionar tipicamente o estilo de montagem de tal instrumentação industrialao encomendar e, se ele subseqüentemente deseja empregar a técnica demontagem alternativa, tipicamente muito pouco, se alguma da instrumenta-ção já possuída é usável.
Como pode ser facilmente deduzido da situação acima mencio-nada, instrumentação industrial existente faz uso de componentes de mon-tagem comum muito limitados em número, se algum. Como tal, é necessárioproduzir componentes de montagem únicos para cada modalidade montadaem painel e montada em trilho DIN da mesma instrumentação industrial. A-lém dos custos indesejáveis associados com a produção de tais componen-tes únicos, projetos atuais ditam que um terminal particular ou outro instru-mento industrial não pode ser facilmente convertido de um estilo de monta-gem para o outro.
Um recinto de montagem exemplificativo 5 da presente invençãoé ilustrado na Figura 1, e é mostrado neste exemplo para formar uma partede um terminal de processo de escala de peso industrial Τ. O terminal deprocesso de escala de peso industrial (que pode ser também referido aquicomo "terminal de processo" ou "terminal") T é representado somente parapropósitos de ilustração, e é para ser entendido que outros tipos de instru-mentação industrial montada em painel e/ou montado em trilho DIN pode serflexivelmente montado usando um recinto 5 da presente invenção. Mais par-ticularmente, a presente invenção permite um terminal ou instrumento seme-lhante para ser seletivamente montado em painel ou montado em trilho DINenquanto usando uma maioria dos mesmos componentes de montagem.
A visão explodida da Figura 1 representa os vários componen-tes do recinto 5 quando configurado para a montagem em painel. Comomostrado, o recinto 5 inclui um alojamento de instrumento substancialmenteoco 10 que é adaptado para conter vários eletrônicos de terminal (por exem-plo, placas de PC) 15. Uma cobertura 20 prende a uma face aberta corres-pondente 10b do alojamento de instrumento 10, enquanto provendo acessode cabo para vários conectores etc., dos eletrônicos de terminal 15. Quandoconfigurado para montagem em painel, como mostrada, a cobertura 20 podeser considerada uma cobertura traseira, que prende a uma face traseira doalojamento 10.
O alojamento 10 é projetado para encostar uma face traseira deuma parede de painel (por exemplo, uma parede de painel de controle) 25quando montado em painel. Somente uma parte de uma parede de painelexemplificativo 25 é mostrada por razões de clareza. Quando montado empainel, o recinto 5 inclui também um módulo de interface de usuário 30 quepode conter uma ou mais telas, dispositivos de entrada, etc., e é apropria-damente projetado para conectar com a eletrônica da instrumentação indus-trial particular contida nele. Como é descrito em maior detalhe abaixo, o mó-dulo de interface de usuário é alinhado com o alojamento 10 e encosta olado oposto da parede de painel 25, quando em posição de montagem apro-priada. Os parafusos prisioneiros 35 são presos ao módulo de interface deusuário 30, e passam através da parede de painel 25 e um par de suportesde montagem 40 que são afixados ao alojamento 10. O recinto 5 é assimpreso à parede de painel 25 com o módulo de interface de usuário 30 expôs-to ao longo do exterior de painel para fácil visão e/ou interação por um usuário.
O módulo de interface de usuário é conectado aos componenteseletrônicos apropriados localizados no recinto de instrumento 10 através deuma abertura 150 provida através da parede de painel 25. Adicionalmente, omódulo de interface de usuário 30 pode ser anexado à face dianteira da pa-rede de painel 25 usando dois parafusos 45. Os parafusos 45 passam atra-vés de aberturas 50 que foram apropriadamente criadas na parede de painel25 e aparafusados nos furos receptores 55, no módulo de interface 30. Nes-ta modalidade particular, uma gaxeta opcional 60 também reside entre omódulo de interface 30 e a parede de painel 25 para propósitos de vedação.
Pode ser ganha uma melhor compreensão da técnica de mon-tagem de painel referida brevemente acima, por referência adicional às Figu-ras 1-2b. Como mostrado na Figura 2a, os eletrônicos de terminal 15 e co-bertura traseira 20 foram instalados no alojamento 10. A fixação do aloja-mento 10 para a face traseira da parede de painel 25 inclui prender os su-portes de montagem 40 ao alojamento, e passar os parafusos prisioneiros35 do módulo de interface de usuário 30 através de aberturas 70 que foramapropriadamente criadas na parede de painel 25 e através de aberturas re-ceptoras de prendedor 75 nos suportes de montagem. As etapas de prenderos suportes de montagem 40 ao alojamento 10 e instalar os parafusos prisi-oneiros 35 podem acontecer em qualquer ordem. Por exemplo, embora aFigura 2a, por questão de clareza, represente os parafusos prisioneiros 35como se estendendo através do alojamento 10 e parede de painel 25 antesda instalação dos suportes de montagem 40, é possível (e provável) que ossuportes de montagem sejam presos ao alojamento antes da instalação domódulo de interface de usuário 30.
Como pode ser visto nas Figuras 1-2b, cada suporte de monta-gem 40 é preso ao alojamento 10, via o engate de nervuras de montagemlevantadas 80 no alojamento com correspondentes ranhuras de montagem85 no suporte de montagem 40. Como mostrado nesta modalidade particu-lar, as nervuras de montagem levantadas 80 e correspondentes ranhuras demontagem 85 têm uma configuração de interbloqueio que facilita a monta-gem de um suporte de montagem ao alojamento, enquanto simultaneamenteatuando para prevenir qualquer desmontagem involuntária não-deslizantedele. Como seria entendido por alguém qualificado na técnica, podem sertambém empregadas outras configurações de nervura/ranhura receptora demontagem de interbloqueio, e nada aqui é para ser interpretado como limi-tando a presente invenção à configuração de interbloqueio mostrada.
Na modalidade exemplificativa mostrada, as nervuras de mon-tagem levantada 80 terminam em blocos de batente 90 que fixam a posiçãoapropriada dos suportes de montagem 40 no alojamento 10. Os blocos debatente 90 ajustam dentro de partes de receptáculo correspondentes 95 dasranhuras de montagem de suporte de montagem 85. Cada suporte de mon-tagem 40 também inclui preferencialmente uma perna de bloqueio que seestende 100 que engata uma fenda correspondente 105 no alojamento 10para prevenir o deslizamento dos suportes de montagem ao longo das ner-vuras de montagem 80. Os suportes de montagem 40 podem incluir tambémuma cavidade 110 que permite aos suportes de montagem a liberar um ele-mento de bloqueio de trilho DIN 140 (descrito em maior detalhe abaixo)quando o elemento de bloqueio de trilho DIN está presente em um terminalmontado em painel 5.
Uma vez que os parafusos prisioneiros 35 são passados atravésdas aberturas receptoras 75, nos suportes de montagem 40, eles são enga-tados por porcas rosqueadas 115. As cavidades receptoras de porca 120são providas para receber as porcas 115. As cavidades receptoras de porca120 são dimensionadas preferencialmente para permitir a rotação das por-cas 115 nelas. As porcas 115 podem ser de seção transversal hexagonalcomo mostrado, mas seria claro a alguém qualificado na técnica que outrasseções transversais podem ser também empregadas. Adicionalmente, asporcas 115 podem ser impressas com uma ranhura, soquete ou outra carac-terística que facilita a rotação delas.
Com as porcas 115 nas cavidades receptoras de porcas 120 eos parafusos prisioneiros 35 engatadas com elas, as porcas 115 são giradasem uma direção de rosqueamento. Este rosqueamento das porcas 115 so-bre os parafusos prisioneiros 35 extrai o recinto 5 em direção ao módulo deinterface de usuário 30 e em uma posição retida segura, contra a face trasei-ra da parede de painel 25. Conexões elétricas necessárias (por exemplo,comunicações) podem então ser feitas entre a instrumentação industrial eequipamento associado (um escala de peso neste exemplo particular).
Uma alternativa, de montagem em trilho DIN do recinto 5 é ilus-trada nas Figuras 3a-3b. Como mostrado, o recinto 5 inclui novamente o alo-jamento 10 contendo os vários eletrônicos de terminal 15. A cobertura 20 étambém novamente presa ao alojamento 10, mas para o que é, no caso deuma montagem em trilho DIN, a face dianteira dele. Isto é, quando o recinto5 for montado em trilho DIN dentro de um gabinete, o que foi a coberturatraseira 20 com respeito ao recinto montado em painel previamente descritose torna a placa de cobertura dianteira do recinto montado em trilho DIN.Preferencialmente, mas não essencialmente, a cobertura dianteira 20 permi-te a inclusão de uma pequena tela (não mostrada) que é visível e acessívela um usuário quando um terminal T ou instrumentação semelhante é monta-da em trilho DIN. A face do alojamento 10 que encosta na parede de painel25 na modalidade de montagem em painel das Figuras 1-2b, torna-se a faceque engata um trilho DIN 125 nesta modalidade. Embora o trilho DIN 125seja mostrado ter uma orientação vertical neste exemplo particular, o aloja-mento 10 pode ser também preso a um trilho DIN 125 horizontal ou com ou-tra orientação.
Como pode ser visto nas Figuras 3a-3b, a face de engate 10ado alojamento 10 inclui uma ranhura de receber trilho DIN 130 que é adap-tada para receber o trilho DIN 125 nela. Nesta modalidade, o alojamento 10inclui também abas de bloqueio moldadas integradamente 135 que atuampara reter um lado do trilho DIN 125 uma vez que o trilho DIN é colocado naranhura de receber trilho DIN 130. O lado oposto do trilho DIN 125 é presoao alojamento 10, por meio de um elemento de bloqueio de trilho DIN desli-zante 140 que reside em uma fenda correspondente 145 no recinto de ins-trumento. O elemento de bloqueio de trilho DIN 140 é mostrado removido dafenda 145 na Figura 3a para permitir uma visão melhor desta construção.Como pode ser entendido por referência às figuras de desenho, o elementode bloqueio de trilho DIN 140 reside em uma posição retraída antes da colo-cação do trilho DIN 125 dentro da ranhura de receber trilho DIN 130, depoisque ele é movido para uma posição bloqueada, como mostrado na Figura 3b.
Como deve ficar claro por uma revisão das figuras de desenhoe descrição acima, o projeto do alojamento 10 é tal que ele facilita a mon-tagem fácil em painel ou trilho DIN de um instrumento associado. Por e-xemplo, para trocar de uma disposição de montagem em trilho DIN, parauma disposição de montagem em painel, é requerida somente a adição dossuportes de montagem. E, a instalação dos suportes de montagem podeser realizada rapidamente e facilmente, devido ao uso de configuração deinterbloqueio que serve para conectar os dois componentes. É tambémpossível moldar os suportes de montagem no recinto de instrumento ou deoutra forma prender permanentemente a ele. Porém, deve ser claro queuma economia de custo pode ser alcançada mantendo os suportes demontagem como componentes separados que podem ser omitidos quandoum cliente estiver interessado em montar somente em trilho DIN um ins-trumento associado. A este respeito, a omissão dos suportes de montagemde uma instalação de montagem em trilho DIN também libera espaço que,ao invés, pode ser ocupado por prateleiras de instalação elétrica próximasou outro equipamento. Adicionalmente, devido à generalidade dos compo-nentes, os suportes de montagem podem ser subseqüentemente compra-dos pelo cliente sem custo elevado se tornar desejado ou necessário trocarde uma disposição de montagem em trilho DIN para uma disposição mon-tada em painel.
Pode ser entendido das figuras de desenho e descrição escritaassociada, relativo a certas modalidades exemplificativas da presente inven-ção, que tal recinto de instrumento permite a montagem flexível de instru-mentação industrial enquanto minimizando o número de partes únicas asso-ciadas com cada técnica de montagem. Seria também claro a alguém quali-ficado na técnica que a presente invenção englobaria variações das modali-dades exemplificativas mostradas e descritas aqui. Portanto, embora tenhamsido descritas em detalhe acima certas modalidades da invenção presente, oâmbito da invenção não é para ser considerado limitado por tal descrição, esão possíveis modificações sem se afastar do espírito da invenção comocomprovado pelas reivindicações a seguir.
Claims (16)
1. Recinto de instrumento compreendendo:• um alojamento substancialmente oco (10) para conter várioscomponentes eletrônicos do dito instrumento, o dito alojamento (10) com-preendendo uma primeira, face aberta (10b) e uma segunda face (10a) epelo menos duas paredes opostas;■ uma cobertura (20) para a fixação da dita primeira, face aberta(10b), do dito alojamento (10);■ uma ranhura de receber trilho DIN (130) passando através dadita segunda face (10a) do dito alojamento (10) que é oposta à dita primeiraface (10b); e• pelo menos uma nervura de montagem elevada (80) localizadano exterior das ditas pelo menos duas paredes opostas do dito alojamento(10).
2. Recinto de instrumento de acordo com a reivindicação 1, emque o dito recinto (5) é adaptado para ser montado em um trilho DIN (125)usando a dita ranhura de receber trilho DIN (130) e uma ou mais abas debloqueio integradas (135) que cooperam com um elemento de bloqueio des-lizante de trilho DIN (140).
3. Recinto de instrumento de acordo com a reivindicação 1 ou 2,em que a dita cobertura (20) contém pelo menos uma abertura para permitiracesso aos ditos componentes eletrônicos do dito instrumento.
4. Recinto de instrumento de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, em as ditas que as ditas nervuras de montagem (80) são integradas aodito alojamento (10).
5. Recinto de instrumento de acordo com quaisquer das reivin-dicações 1 a 4, em que as ditas nervuras de montagem (80) são de projetode interbloquear.
6. Recinto de instrumento de acordo com quaisquer das reivin-dicações 1 a 5, compreendendo adicionalmente uma tela associada com adita cobertura (20), sendo a dita tela visível por um usuário quando o ditorecinto é montado a um trilho DIN (125).
7. Recinto de instrumento de acordo com quaisquer das reivin-dicações 1 a 6, compreendendo adicionalmente pelo menos dois suportesde montagem (40) para montagem de painel do dito recinto (5), cada suportede montagem (40) adaptado para engatar e ser retido por uma correspon-dente nervura da dita montagem elevada (80) no dito alojamento (10).
8. Recinto de instrumento de acordo com a reivindicação 7,compreendendo adicionalmente um módulo de interface de usuário (30) ten-do uma pluralidade de parafusos prisioneiros rosqueados (35) se estenden-do dele, em que cada suporte de montagem (40) inclui pelo menos uma a-bertura (75) para receber um parafuso prisioneiro rosqueado (35) do ditomódulo de interface de usuário (30) e uma pluralidade de porcas rosqueadascorrespondentes (115) para engatar os ditos parafusos prisioneiros (35).
9. Recinto de instrumento de acordo com a reivindicação 8, emque, o dito recinto (5) é adaptado para ser montado em painel colocando adita segunda face (10a) do dito alojamento (10) em contato de encosto comum primeiro lado de uma parede de painel (25), colocando o dito módulo deinterface de usuário (30) em contato de encosto com um lado oposto da ditaparede de painel (25), afixando os ditos suportes de montagem (40) ao ditoalojamento (10), passando os ditos parafusos prisioneiros (35) do dito módu-lo de interface de usuário (30) através de furos (70) na dita parede de painel(25) e através de correspondentes aberturas recebendo prendedores (75)nos ditos suportes de montagem (40), e rosqueando as ditas porcas (115)sobre os ditos parafusos prisioneiros (35) de forma a extrair o dito alojamen-to (10) em direção ao dito módulo de interface de usuário (30) e em uma po-sição retida segura, contra a dita parede de painel (25).
10. Recinto de instrumento de acordo com a reivindicação 9, emque os ditos suportes de montagem (40) incluem cavidades receptoras deporca (120).
11. Recinto de instrumento de acordo com quaisquer das reivin-dicações 7 a 10, em que cada uma das ditas nervuras de montagem (80)inclui um bloco de batente (90) localizado próximo ao dito segundo lado dodito alojamento (10), o dito bloco de batente (90) projetado para combinarcom uma parte de receptáculo (95) em um suporte de montagem correspon-dente (40) para fixar a posição apropriada dele com respeito ao dito aloja-mento (10).
12. Recinto de instrumento de acordo com quaisquer das reivin-dicações 7 a 11, em que cada suporte de montagem (40) inclui uma pernade bloqueio (100) tendo uma parte projetando-se projetada para se estenderdeles e engatar em uma abertura correspondente (105) no dito alojamento(10) quando o dito suporte de montagem (40) é preso a ele.
13. Recinto de instrumento de acordo com quaisquer das reivin-dicações 8 a 12, compreendendo adicionalmente pelo menos um furo ros-queado (55) no dito módulo de interface de usuário (30) para receber umprendedor rosqueado (45) que é passado através de uma abertura corres-pondente (50) na dito parede de painel (25) durante a montagem de recintode forma a prender o dito módulo de interface de usuário (30) a dita paredede painel (25).
14. Recinto de instrumento de acordo com quaisquer das reivin-dicações 8 a 13, compreendendo adicionalmente uma gaxeta (60) para colo-cação entre o dito módulo de interface de usuário (30) e a dita parede depainel (25).
15. Conjunto de recinto de instrumento modular compreendendoum recinto de instrumento (5) de acordo com quaisquer das reivindicações 1a 14, compreendendo adicionalmente um kit incluindo pelo menos dois su-portes de montagem de painel (40), um módulo de interface de usuário (30)e uma pluralidade de porcas (115), em que, o dito recinto (5) é adaptado pa-ra ser montado em painel usando o dito kit, e em que, o dito recinto (5) éadaptado para ser montado em trilho DIN engatando a dita ranhura recepto-ra de trilho DIN (130) com um trilho DIN (125) e prender o dito alojamento(10) a ele usando uma ou mais abas de bloqueio integradas (135) e um ele-mento de bloqueio de trilho DIN deslizante cooperante (140).
16. Conjunto de recinto de instrumento modular de acordo coma reivindicação 15, em que cada suporte de montagem (40) é adaptado paraengatar e ser retido por uma correspondente nervura das ditas nervuras demontagem levantadas (80) no dito alojamento (10), cada suporte de monta-gem (40) incluindo pelo menos uma abertura receptora de prendedor (75)para receber um parafuso prisioneiro rosqueado (35) do dito módulo de inter-face de usuário (30), as ditas porcas (115) rosqueadas de forma a engataros ditos parafusos prisioneiros (35); por meio de que a dita segunda face(10a) do dito alojamento é colocada em contato de encosto com um primeirolado de uma parede de painel (25), o dito módulo de interface de usuário(30) é colocado em contato de encosto com um lado oposto da dita paredede painel (25), os ditos suportes de montagem (40) são afixados ao dito alo-jamento (10), os ditos parafusos prisioneiros (35) do dito módulo de interfacede usuário (30) passam através de furos (70) providos na dita parede depainel (25) e através das ditas aberturas receptoras de prendedor (75) nosditos suportes de montagem (80), e ditas porcas (115) são rosqueadas sobreos ditos parafusos prisioneiros (35) de forma a extrair o dito alojamento (10)em direção ao dito módulo de interface de usuário (30) e em uma posiçãoretida segura, contra a dita parede de painel (25).
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