DE1043484B - Electrodynamic machine with spring support plates supporting the bearings - Google Patents
Electrodynamic machine with spring support plates supporting the bearingsInfo
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Description
Elektrodynamische Maschine mit die Lager tragenden federnden Tragplatten Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrodynamische Maschine mit Ständer und Läufer, von denen einer fest auf einer Achse sitzt und der andere koaxial zu dieser Achse über in axialem Abstand voneinander liegende, die Lager tragende federnde Tragplatten abgestützt ist.Electrodynamic machine with spring support plates supporting the bearings The invention relates to an electrodynamic machine with a stator and rotor, one of which is firmly seated on an axis and the other is coaxial with this axis via resilient support plates which are axially spaced from one another and carry the bearings is supported.
Bei bekannten Bauarten dienen die federnden, die Lager tragenden Tragplatten lediglich der Abstützung des Läufers. Die Einzelteile der Maschine werden durch Schraubbolzen zusammengespannt.In known designs, the resilient support plates carrying the bearings are used only to support the runner. The individual parts of the machine are through Bolts clamped together.
Bei einer anderen Bauart werden die die Lager tragenden Tragplatten in das Maschinengehäuse eingeklemmt.In another type of construction, the support plates carrying the bearings are used trapped in the machine housing.
Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, die federnden Tragplatten zusätzlich zur axialen Vorspannung der Lager auch zum Zusammenhalten der einzelnen Maschinenteile zu verwenden.The invention is based on the idea of the resilient support plates in addition to the axial preload of the bearings, also to hold the individual bearings together To use machine parts.
Die Erfindung besteht darin, daß die den Außenkörper der Lager aufnehmenden Tragplatten mit ihren Außenrändern in einander entgegengesetzer Richtung gegen Ringschultern des Ständers oder Läufers federnd so anliegen, daß die Federkraft der Tragplatten die Lager gegen axiale Anschläge der Achse verspannt sowie Ständer und Läufer gegeneinander kraftschlüssig zusammenhält.The invention consists in that the receiving the outer body of the bearing Support plates with their outer edges in opposite directions against ring shoulders of the stator or rotor rest resiliently so that the spring force of the support plates the bearings are braced against axial stops on the axis and the stator and rotor against each other holds together positively.
Diese Ausbildung ergibt einen einfacheren Aufbau und erleichtert den Zusammenbau oder Auseinanderbau der Maschine.This training results in a simpler structure and facilitates the Assembling or disassembling the machine.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen.Further features of the invention emerge from the claims.
In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt. In der Zeichnung ist Fig. 1 ein Längsschnitt durch eine elektrodynamische Maschine nach der Erfindung, Fig. 2 eine zugehörige Stirnansicht, Fig.3 ein Längsschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform der Maschine, Fig. 4 eine Ansicht eines Gebläsegehäuses für eine elektrodynamische Maschine nach der Erfindung.In the drawing, embodiments of the invention are for example shown. In the drawing, Fig. 1 is a longitudinal section through an electrodynamic Machine according to the invention, FIG. 2 an associated end view, FIG. 3 a longitudinal section through a modified embodiment of the machine, FIG. 4 is a view of a Fan housing for an electrodynamic machine according to the invention.
Die elektrodynamische Maschine gemäß Fig. 1, in diesem Beispiel ein Elektromotor, besteht aus einem Ständer 10 und einem Läufer 11. Der Ständer 10 hat einen laminierten Kern 13 und Feldwicklungen 14 üblicher Bauart. Der Ständerkern 13 ist über eine Kerbverzahnung 16 starr an einer Achse 15 befestigt, die also mit dem Ständer ein einheitliches Bauteil bildet. Der Läufer 11 besteht aus einem laminierten Kern 20 mit mehreren Nuten, in die die üblichen Läuferstäbe eingegossen sind, die mit gegossenen Stirnringen 21 und 22 aus einem Teil bestehen, so daß ein Kurzschlußläufer gebildet wird.The electrodynamic machine according to FIG. 1, in this example a Electric motor, consists of a stator 10 and a rotor 11. The stator 10 has a laminated core 13 and field windings 14 of conventional design. The stator core 13 is rigidly attached to an axle 15 via a serration 16, that is, with the stand forms a single component. The runner 11 consists of a laminated one Core 20 with several grooves in which the usual rotor bars are cast, the with cast end rings 21 and 22 consist of one part, so that a squirrel cage is formed.
Die Stirnringe haben ringförmige Ausnehmungen 23 und 24, die ringförmige Schultern 25 bzw. 26 bilden.The end rings have annular recesses 23 and 24, the annular Form shoulders 25 and 26 respectively.
Der Läufer 11 wird von zwei Tragscheiben 27 und 28 getragen, von denen eine in Fig. 2 sichtbar ist. Die Scheiben 27 und 28 haben, wie diese Figur erkennen läßt, am Umfang Vorsprünge 29, die gegen die entsprechenden Schultern 26 und 25 der Stirnringe des Läufers 11 anliegen.The rotor 11 is carried by two support disks 27 and 28, one of which one is visible in FIG. The disks 27 and 28 have, as can be seen from this figure lets, on the circumference projections 29, which against the corresponding shoulders 26 and 25 the end rings of the rotor 11 are in contact.
Der zentrale Teil jeder Tragscheibe ist zu einem Napf 30 bzw. 31 ausgebildet, der aus axialen Wänden 32 bzw. 33 und radialen Wänden 34 bzw. 35 besteht. Durch mittige Löcher 36 bzw. 37 in den Wänden 34 bzw. 35 tritt die Achse 15 hindurch.The central part of each support disc is formed into a cup 30 or 31, which consists of axial walls 32 and 33 and radial walls 34 and 35, respectively. By central holes 36 and 37 in the walls 34 and 35, the axis 15 passes through.
In den Napf 30 ist mit Preßsitz an der Innenfläche der Wand 32 ein reibungsarmes Lager eingesetzt, das aus einem Innenlaufring 40, einem Außenlaufring 41 und dazwischen liegenden Lagerkugeln 42 besteht. Schultern 43 am Umfang des Napfes 30 begrenzen die Bewegung des Lagers im Napf und sichern eine bestimmte Lage des Lagers im Napf und damit eine bestimmte Stellung zwischen dem Lager und den Innenkanten 45 der Vorsprünge 29 am Umfang der Tragscheibe 27. In den Napf 31 ist mit Preßsitz an der Innenfläche der Wand 33 ein reibungsarmes Lager eingesetzt, das aus einem Innenlaufring 50, einem Außenlaufring 51 und dazwischen liegenden Lagerkugeln 52 besteht. Mehrere über den Umfang verteilte Schultern 53 begrenzen die Bewegung des Lagers im Napf 31 und sichern eine bestimmte Lage des Lagers zu den Innenkannten 55 der Vorsprünge 29a am Umfang der Tragscheibe 28. Aus der bisherigen Beschreibung ergibt sich also, daß der Ständer 10 starr von der Achse 15 getragen wird und daß der Läufer 11 ebenfalls von der Achse 15 über die Lager und die Tragscheiben abgestützt und durch die Lager relativ zum Ständer 10 drehbar ist. Es ist augenscheinlich, daß die Achse fest gelagert sein kann, so daß sich der Läufer 11 um den Ständer 10 zu drehen vermag. Es könnte aber, wenn dies gewünscht wird, der als Läufer bezeichnete Teil 11 fest gelagert werden und der als Ständer bezeichnete Teil 10 umlaufen. Es ist ebenfalls klar, daß in jedem Fall die Feldwicklungen 14 und der Ständer 10 feststehend sind und entweder, wie dies Fig. 1 zeigt, die Feldwicklungen auf dem Innenständer liegen, oder, falls die feststehenden Teile außen angeordnet sind, die Feldwicklungen auf diesen liegen und der Läufer innerhalb des die Feldwicklungen enthaltenden Ständers liegt.In the cup 30 is a press fit on the inner surface of the wall 32 Low-friction bearing used, which consists of an inner race 40, an outer race 41 and bearing balls 42 therebetween. Shoulders 43 on the circumference of the bowl 30 limit the movement of the bearing in the cup and secure a certain position of the Bearing in the cup and thus a certain position between the bearing and the inner edges 45 of the projections 29 on the circumference of the support disk 27. In the cup 31 is a press fit on the inner surface of the wall 33, a low-friction bearing used, which consists of a Inner race 50, an outer race 51 and bearing balls 52 lying therebetween consists. Several shoulders 53 distributed over the circumference limit the movement of the Bearing in the cup 31 and secure a certain position of the bearing to the inner edges 55 of the projections 29a on the circumference of the support disk 28. From the previous one The description therefore shows that the stand 10 is rigidly supported by the axis 15 and that the rotor 11 is also from the axis 15 via the bearings and the support disks is supported and rotatable relative to the stand 10 by the bearings. It is evident that the axis can be fixedly mounted so that the rotor 11 is around the stand 10 able to turn. However, if so desired, it could be called the runner Part 11 are firmly stored and the part 10 referred to as a stand revolve. It it is also clear that in each case the field windings 14 and the stator 10 are stationary and either, as Fig. 1 shows, the field windings on the inner stand or, if the stationary parts are arranged on the outside, the field windings lie on these and the rotor within the stator containing the field windings lies.
Der Innenlaufring 40 des Lagers 40, 41, 42 sitzt auf der Achse 15 und wird in seiner festen Lage in bezug zum Ständer 10 durch einen Anschlag 56 gehalten, der als in eine Ringnut der Achse eingreifender Sprengring ausgebildet ist. In gleicher Weise wird auch das Lager 50, 51, 52 in seiner Lage auf der Achse 15 durch einen Anschlag 56a gehalten, der ebenfalls als in eine Ringnut der Achse 15 eingreifender Sprengring ausgebildet ist. Der Anschlag 56a hält das Lager 50, 51, 52 in einer bestimmten Lage zum Ständer 10 und zum anderen Lager. Ihre größte voneinander mögliche Entfernung wird durch die Anschläge 56 und 56a bestimmt.The inner race 40 of the bearing 40, 41, 42 sits on the axle 15 and is held in its fixed position in relation to the stator 10 by a stop 56 which is designed as a snap ring engaging in an annular groove of the axle. In the same way, the bearing 50, 51, 52 is also held in its position on the axle 15 by a stop 56a, which is also designed as a snap ring engaging in an annular groove in the axle 15. The stop 56a holds the bearing 50, 51, 52 in a certain position relative to the stator 10 and the other bearing. Their greatest possible distance from one another is determined by the stops 56 and 56a.
Die Tragplatten 27 und 28 sind infolge ihrer scheibenartigen Form federnd und wirken wie Membranen, wenn auf ihre Vorsprünge 29 am Umfang gedrückt wird.The support plates 27 and 28 are due to their disk-like shape resilient and act like membranes when pressed on their projections 29 on the circumference will.
Die Tragscheiben 27 und 28 sind so gestaltet, daß die inneren Kanten 45 und 55 der Vorsprünge 29 einen geringeren Abstand voneinander haben als die Schultern 25 und 26 des Läufers 11, wenn die Lager sich in der in Fig. 1 gezeichneten Lage befinden und die Tragscheiben in der urigespannten Lage sind, d. h., wenn der Läufer 11 aus seiner Lage zwischen den Vorsprüngen 29 und 29a der Tragscheiben 27 bzw. 28 entfernt ist. Sind die Tragscheiben 27 und 28 indessen mit dem Läufer gemäß Fig. 1 zusammengebaut, so liegen sie unter Spannung, wobei durch Ausbiegen in axialer Richtung in beiden Tragscheiben 27 und 28 einander entgegengerichtete Federkräfte entstehen, die die Vorsprünge 29 der Tragscheiben gegen die Schultern 25 und 26 des Läufers andrücken. Infolge der Spannung der Tragscheiben 27 und 28 wird auf die Lager ein axialer Druck ausgeübt, da die Außenlaufringe 41 und 51 die Tragscheiben tragen und die Innenlauf ringe 40 und 50 gegen die Anschläge 56 bzw. 56a anliegen.The support disks 27 and 28 are designed so that the inner edges 45 and 55 of the projections 29 have a smaller distance from one another than the shoulders 25 and 26 of the rotor 11 when the bearings are in the position shown in FIG are located and the supporting disks are in the traditionally tensioned position, d. i.e. when the runner 11 from its position between the projections 29 and 29a of the support disks 27 or 28 is removed. If, however, the support disks 27 and 28 are connected to the rotor according to FIG. 1 assembled, they are under tension, whereby by bending in axial Direction in both support disks 27 and 28 opposing spring forces arise which the projections 29 of the support disks against the shoulders 25 and 26 of the runner. As a result of the tension of the support disks 27 and 28 is on the bearings exerted an axial pressure as the outer races 41 and 51 are the support disks wear and the inner race rings 40 and 50 abut against the stops 56 and 56a, respectively.
Es ergibt sich aus dem Vorhergehenden, daß der Elektromotor durch die Federwirkung der Tragscheiben 27 und 28 zusammengehalten wird und zugleich die Ausrichtung zwischen Ständer und Läufer bewirkt wird.It follows from the foregoing that the electric motor by the spring action of the support disks 27 and 28 is held together and at the same time the Alignment between the stator and rotor is effected.
Die Federspannung der Tragscheiben 27 und 28 kann durch Zwischensetzen von Unterlegscheiben 65 zwischen den Anschlägen 56 und 56a und dem benachbarten Lager 40, 41, 42 bzw. 50, 51, 52 erhöht werden.The spring tension of the support disks 27 and 28 can be adjusted by inserting them in between of washers 65 between stops 56 and 56a and the adjacent one Bearings 40, 41, 42 or 50, 51, 52 can be increased.
An Stelle der Unterlegscheiben 65 kann auch eine flache Feder zwischen den Anschlägen und dem benachbarten Lager Verwendung finden, um die Vorspannung gegen die Lager zu erhöhen.Instead of the washers 65, a flat spring can also be used between the stops and the adjacent bearing are used to preload against the stock increase.
Jeder der Stirnringe 21 und 22 hat am Umfang eine Mehrzahl von gleichmäßig Tiber den Umfang verteilten Ausnehmungen 66 zur Aufnahme von Auswuchtgewichten 67. Die Kanten der Ausnehmungen werden nach Einlegen der Auswuchtgewichte nach innen zusammengedrückt, wie dies Fig. 1 zeigt.Each of the end rings 21 and 22 has a plurality of uniformly on the circumference Recesses 66 distributed over the circumference for receiving balance weights 67. The edges of the recesses turn inwards after the balance weights have been inserted compressed, as shown in FIG.
Zwischen den Vorsprüngen 29 haben die Tragscheiben 27 und 28 fortgeschnittene Teile 68, um Öffnungen für den Luftumlauf zu schaffen. Zusätzliche Öffnungen 68a befinden sich neben den Näpfen 31 bzw. 32, um dem Inneren des Ständers Luft zuzuführen. Der Luftstrom fließt durch die Öffnungen 68a nach innen und durch die Öffnungen 68 nach außen, wie dies die Pfeile in den Fig. 1 und 2 andeuten. Der Läufer selbst enthält Öffnungen 69 für den Luftdurchtritt.Between the projections 29, the support disks 27 and 28 have been cut away Parts 68 to create openings for air circulation. Additional openings 68a are located next to the cups 31 and 32, respectively, in order to supply air to the interior of the stand. The air flow flows inwardly through openings 68a and through the openings 68 outwards, as indicated by the arrows in FIGS. 1 and 2. The runner himself contains openings 69 for the passage of air.
Die in diesem Beispiel feststehende Achse 15 enthält einen axialen Kanal 71 mit radialen Abzweigungen 72, durch die elektrische Leiter 73 aus dem Elektromotor nach außen geführt sind.The fixed axis 15 in this example contains an axial one Channel 71 with radial branches 72, through the electrical conductor 73 from the electric motor are led to the outside.
Am äußeren Rand des Läufers sind in der Mitte zwischen beiden Stirnseiten ein oder mehrere Tragringsegmente 70 befestigt. Der Läufer hat am Umfang eine Schulter 75, gegen die ein Lappen 76 des Tragringsegments 70 anliegt. Hierdurch ist dieses in seiner Lage zum Läufer festgelegt. Eine oder mehrere Kopfschrauben 77 befestigen die Tragringsegmente am Außenumfang des Läufers.At the outer edge of the runner are in the middle between the two end faces one or more support ring segments 70 attached. The runner has a shoulder around the circumference 75, against which a tab 76 of the support ring segment 70 rests. This is how this is fixed in its position in relation to the runner. Fasten one or more cap screws 77 the support ring segments on the outer circumference of the runner.
Der bisher beschriebene Elektromotor ist besonders als direkter Antrieb für den Läufer eines Gebläses geeignet, wie es in Fig.4 dargestellt ist. Das Luftgebläse gemäß Fig. 4 besteht aus einem Spiralgehäuse 80 mit an beiden Seiten angeordneten Lufteinlaßöffnungen 81 und einer Luftauslaßöffnung 82. In dem Gehäuse liegt ein Gebläseläufer vom Käfigtyp, dessen Schaufeln 83 an den Tragringsegmenten 70 befestigt sind, wie dies Fig. 1 im einzelnen zeigt. Die Gebläseschaufeln 83 bestehen aus radial eng nebeneinander liegenden Elementen, die sich zwischen Ringen 84 und 85 erstrecken, an denen sie befestigt sind, so daß sich ein Gebläseläufer des Käfigtyps ergibt. Die Schaufeln 83 sind ferner an einem Ring 86 befestigt, der in der Mitte zwischen den Stirnseiten des Gebläseläufers liegt und der Befestigung des Gebläseläufers an den Tragringsegmenten 70 dient. Der Gebläseläufer wird somit vom Läufer 11 des Elektromotors angetrieben.The electric motor described so far is particularly useful as a direct drive suitable for the runner of a fan, as shown in Fig.4. The air blower 4 consists of a spiral housing 80 with arranged on both sides Air inlet openings 81 and an air outlet opening 82. In the housing is a Cage-type fan rotor with blades 83 attached to support ring segments 70 are, as Fig. 1 shows in detail. The fan blades 83 consist of radial closely spaced elements extending between rings 84 and 85, to which they are attached to form a cage-type fan. The blades 83 are also attached to a ring 86 which is in the middle between the end faces of the fan rotor and the fastening of the fan rotor on the support ring segments 70 is used. The fan runner is thus from the runner 11 of the Electric motor driven.
Der aus dem Ständer 10 und dem Läufer 11 bestehende Elektromotor ist in dem Gebläsegehäuse 80 mit der feststehenden Achse 15 gelagert, die in Gummibuchsen 87 und 88 ruht. Diese Gummibuchsen sitzen in Tragarmen 89 und 90, die in den Einlaßöffnungen 81 des Gebläsegehäuses liegen. Die in den Gummibuchsen 87, 88 uridrehbare Achse 15 hält den Ständer 10 fest, während der Läufer 11 um den Ständer umläuft und den Gebläseläufer mitnimmt.The electric motor consisting of the stator 10 and the rotor 11 is mounted in the fan housing 80 with the fixed axis 15, which is in rubber bushings 87 and 88 are at rest. These rubber bushings sit in support arms 89 and 90, which are in the inlet openings 81 of the fan housing. The axis that can be rotated in the rubber bushings 87, 88 15 holds the stand 10 while the rotor 11 revolves around the stand and the Blower takes.
Die in das Gebläsegehäuse 80 eingesaugte Luft ändert ihre axial zur Achse 15 gerichtete Strömung durch die Gebläseschaufeln 83 in eine radiale Richtung. Ein Teil der Luft tritt durch die Öffnungen 68a in das Innere des Elektromotors, aus dem sie nach Kühlung der Wicklungen des Ständers 10 durch die Öffnungen 68 austritt. Der Luftstrom durch die Öffnungen 69 des Ständers führt Wärme vom Kern des Ständers ab.The air sucked into the fan housing 80 changes its axial direction to Axis 15 directed flow through the fan blades 83 in a radial direction. Part of the air enters the interior of the electric motor through openings 68a, from which it emerges through the openings 68 after the windings of the stator 10 have been cooled. The flow of air through openings 69 of the stand carries heat from the core of the stand away.
Fig.3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform eines Elektromotors, bei dem eine feststehende Achse. 100 einen Ständer 105 mit Feldwicklungen 106 trägt. Der Läufer 110 des Motors hat Stirnringe 111 und 112, deren jeder am Umfang mit einer eine Schulter bildenden Ausnehmung 113 bzw. 114 versehen ist.3 shows a modified embodiment of an electric motor, with a fixed axis. 100 carries a stator 105 with field windings 106. The rotor 110 of the motor has end rings 111 and 112, each of which on the circumference with a recess 113 or 114 forming a shoulder is provided.
Die Achse 100 hat Schultern 116 und 117. Ein reibungsarmes Lager aus einem Innenlaufring 320, einem Außenlaufring 121 und Lagerkugeln 122 sitzt auf einem abgesetzten Teil 123 der Achse 100, wobei der Innenlaufring 120 gegen die Schulter 116 durch eine Mutter 124 gedrückt wird. In gleicher Weise sitzt ein reibungsarmes Lager aus einem Innenlaufring 130, einem Außenlaufring 131 und Lagerkugeln 132 auf einem abgesetzten Teil 133 der Achse 100, wobei der Innenlaufring 130 gegen die Schulter 117 durch eine Mutter 134 gedrückt wird.The axle 100 has shoulders 116 and 117. A low-friction bearing made up of an inner race 320, an outer race 121 and bearing balls 122 sits on a stepped part 123 of the axle 100, the inner race 120 being pressed against the shoulder 116 by a nut 124. In the same way, a low-friction bearing consisting of an inner race 130, an outer race 131 and bearing balls 132 sits on a stepped part 133 of the axle 100, the inner race 130 being pressed against the shoulder 117 by a nut 134.
Das Lager 120, 121, 122 sitzt in einem zentralen Napf 145 einer Tragplatte 146, deren Lage zum Lager durch eine radiale Wand 147 des Napfes bestimmt ist.The bearing 120, 121, 122 is seated in a central cup 145 of a support plate 146, the position of which in relation to the bearing is determined by a radial wall 147 of the cup.
Der äußere Rand 150 der Tragplatte 141 und der äußere Rand 151 der Tragplatte 146 liegen in den Ausnehmungen 113 bzw. 114 an. Hierdurch wird der Läufer 110 auf der Achse 100 in richtiger Lage zum Ständer 105 abgestützt.The outer edge 150 of the support plate 141 and the outer edge 151 of the Support plate 146 rest in recesses 113 and 114, respectively. This becomes the runner 110 supported on the axis 100 in the correct position relative to the stand 105.
Die Schultern 116 und 117 der Achse 100 halten die Lager in einem bestimmten Abstand voneinander. Die Tragscheiben 141 und 146 sind federnd ausgebildet, so daß die Außenränder 150 und 151 bei entspannten Tragscheiben einen geringeren Abstand voneinander haben, als die Schultern 113 und 114 am Läufer voneinander aufweisen. Im zusammengebauten Zustand gemäß Fig. 3 werden die Tragscheiben durch den dazwischen liegenden Läufer nach außen gebogen, so daß ihre Außenränder mit Federkraft in die Ausnehmungen 113 und 114 gedrückt werden und zugleich den die Tragscheiben tragenden Lagern eine Vorspannung erteilt wird.The shoulders 116 and 117 of the axle 100 hold the bearings in one certain distance from each other. The support disks 141 and 146 are resilient, so that the outer edges 150 and 151 are smaller when the support disks are relaxed Have a distance from each other than the shoulders 113 and 114 on the runner have from each other. In the assembled state according to FIG. 3, the support disks are through the between lying runners bent outwards, so that their outer edges with spring force in the Recesses 113 and 114 are pressed and at the same time the supporting disks Bearing is given a preload.
Für den Zusammenbau oder Auseinanderbau der Maschine ist lediglich das Einsetzen bzw. Entfernen der Sprengringe auf der Achse 15 (Bauart nach Fig. 1) oder das Anziehen bzw. Lösen der Muttern 124, 134 auf der Achse (Bauart nach Fig. 3) erforderlich.For assembling or disassembling the machine is only inserting or removing the snap rings on axle 15 (type according to Fig. 1) or tightening or loosening the nuts 124, 134 on the axle (type after Fig. 3) required.
Claims (6)
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DE3149106A1 (en) * | 1981-12-11 | 1983-06-23 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | ELECTRICAL SMALL MACHINE, ESPECIALLY SMALL MOTOR |
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