DE19912614A1 - Two-compartment, mainly plastic, centrifugal pump with submerged rotor has bearings made in one piece with compartment wall or bearing support - Google Patents

Two-compartment, mainly plastic, centrifugal pump with submerged rotor has bearings made in one piece with compartment wall or bearing support

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Abstract

A two-compartment centrifugal pump with a fully immersed rotor assembly is made largely of plastic. It has one bearing (3) made in one piece with the compartment wall (1) and the other in one piece with the bearing support. Alternatively a separate bearing bush with the same coefficient of thermal expansion as the housing is molded into position.

Description

Die Erfindung betrifft einen Spalttopf einer Spalttopf- Kreiselpumpe, der zumindest überwiegend aus Kunststoff besteht und in dem zwei Lager zur Lagerung der Motorwelle angeordnet sind, wobei ein erstes Lager am Boden des Spalttopfes angeordnet und ein zweites Lager zwischen der Pumpe und dem ersten Lager in einem zumindest überwiegend aus Kunststoff bestehenden Lagerträger angeordnet ist.The invention relates to a containment shell of a containment shell Centrifugal pump, at least mainly made of plastic exists and in the two bearings for mounting the motor shaft are arranged, with a first bearing at the bottom of the Can arranged and a second bearing between the Pump and the first bearing in one at least predominantly existing plastic bearing bracket is arranged.

Spalttopf-Kreiselpumpen sind allgemein bekannt. Bei diesen bekannten Pumpen nach dem Naßläuferprinzip besteht der den Naß- vom Trockenraum trennende Spalttopf häufig aus Metall. In dem Spalttopf befindet sich die komplette durch zwei Kugel- oder Gleitlager gelagerte Rotorbaugruppe.Can centrifugal pumps are generally known. With these known pumps according to the wet rotor principle is the Wet can separating from the drying room often made of metal. The complete by two is in the containment can Ball or slide bearing rotor assembly.

Es ist jedoch auch bekannt, den Spalttopf aus Kunststoff zu fertigen, um so bei geringerem Gewicht und günstigeren Herstellungskosten eine höhere Motorleistung zu erreichen. However, it is also known to close the plastic can manufacture, so with less weight and cheaper Manufacturing costs to achieve higher engine performance.  

Bei den aus Metall bestehenden Spalttöpfen ist ein Lager­ sitz am Boden des Spalttopfes in Form einer Metallbuchse oder durch eine definierte Formgebung des Spalttopfes inte­ griert. In den Lagersitz ist ein Radiallager eingepreßt. Es ist mit der Außenkontur, also mit der Metallbuchse oder unmittelbar mit dem Spalttopf kraftschlüssig verbunden. Ein der Pumpe benachbartes Axial-Radial-Lager ist im Bereich des offenen Endes des Spalttopfes in einen Lagerträger eingepreßt. Der Lagerträger ist außen am Spalttopf und/oder am Motorgehäuse befestigt.There is a bearing for the metal can sit at the bottom of the can in the form of a metal bushing or inte by a defined shape of the containment can freezes. A radial bearing is pressed into the bearing seat. It is with the outer contour, i.e. with the metal bush or directly connected to the containment shell. On Axial-radial bearing adjacent to the pump is in the area the open end of the can in a bearing bracket pressed in. The bearing bracket is on the outside of the containment shell and / or attached to the motor housing.

Bei den aus Kunststoff bestehenden Spalttöpfen treten dabei jedoch verschiedenen Probleme auf. Durch Relaxation des Kunststoffes wird im Verlauf des Betriebes die erforder­ liche Preßpassung zwischen Lager und Lagersitz entspannt. Auch beim Einsatz bei hohen Temperaturen kann sich die Preßpassung aufgrund der unterschiedlichen Ausdehnungs­ koeffizieten des Lagers und des Spalttopfes entspannen. Beides führt zum Lösen der Preßverbindung und somit zum Mitdrehen und/oder zu einer axialen Verschiebung der Lager im Lagersitz. Dadurch ist eine einwandfreie Funktion des Motors nicht mehr gewährleistet und es kann bei einer axialen Verschiebung der Motorwelle sogar zu einer Beschädigung oder Zerstörung des Motors, insbesondere des Rotors kommen.In the case of plastic containment pans, this occurs however various problems arise. By relaxing the Plastic becomes necessary in the course of operation Loose interference fit between the bearing and bearing seat relaxed. Even when used at high temperatures Press fit due to the different expansion relax the coefficient of the bearing and the containment shell. Both lead to the loosening of the press connection and thus to Co-rotating and / or for an axial displacement of the bearings in the camp seat. This ensures that the Motor no longer guaranteed and it can axial displacement of the motor shaft even to one Damage or destruction of the engine, especially the Rotors come.

Auch beim Einsatz in niedrigen Temperaturen treten Nach­ teile bei einem Kunststoffspalttopf auf. Die unterschied­ lichen Ausdehnungskoeffizieten des Lagers und des Spalt­ topfes bzw. des Lagerträgers führen zu einer Erhöhung der Pressung in der Preßpassung, was schließlich zum Bruch des aus Kunststoff bestehenden Lagersitzes führen kann. Occur even when used in low temperatures divide with a plastic can. The difference expansion coefficients of the bearing and the gap pots or the bearing bracket lead to an increase in Pressing in the press fit, which eventually breaks the bearing seat made of plastic can lead.  

Sowohl bei aus Metall bestehenden als auch bei aus Kunst­ stoff bestehenden Spalttöpfen bzw. Lagerträgern wird das Lager in einem separaten Arbeitsgang in den Spalttopf bzw. Lagerträger eingebracht.Both in metal and in art fabric existing containment pots or bearing supports Bearing in a separate operation in the containment can or Bearing bracket introduced.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen konstruktiv einfachen, preiswert herzustellenden und leicht handhab­ baren Spalttopf der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei einfacher und schneller Montierbarkeit einen dauerhaft sicheren Halt der Lager gewährleistet. Ferner soll ein Verfahren zur einfachen und kostengünstigen Herstellung eines derartigen Spalttopfes bereitgestellt werden.The object of the invention is therefore a constructive simple, inexpensive to manufacture and easy to use baren can of the type mentioned to create the with easy and quick assembly a permanent ensures a secure hold of the bearings. Furthermore, a Process for simple and inexpensive production of such a containment can be provided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Spalttopf nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 6 gelöst. Wesentlich ist dabei, daß das am Boden des Spalttopfes angeordnete erste Lager entweder einstückig mit dem Spalttopf ausgebildet ist, oder daß es aus einem Werkstoff besteht, der zumindest annähernd den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist wie der Werkstoff des Spalttopfes, wobei es stoffschlüssig am Spalttopf gehalten ist. Ebenso ist es bei dem zwischen der Pumpe und dem ersten Lager in dem Lager­ träger angeordneten zweiten Lager wesentlich, daß es entweder einstückig mit dem Lagerträger ausgebildet ist, oder daß es aus einem Werkstoff besteht, der zumindest annähernd den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist wie der Werkstoff des Lagerträgers, wobei das zweite Lager stoffschlüssig am Lagerträger gehalten ist.This object is achieved by a containment can solved according to claim 1 or according to claim 6. Is essential doing so that the first arranged at the bottom of the can Bearing either integrally formed with the containment shell or that it consists of a material that at least approximately the same coefficient of thermal expansion has as the material of the containment shell, it is held firmly on the containment can. It is the same with between the pump and the first bearing in the bearing carrier second arranged essentially that it is either formed in one piece with the bearing bracket, or that it consists of a material that at least approximately the same coefficient of thermal expansion has as the material of the bearing bracket, which second bearing is held integrally on the bearing bracket.

Hierdurch wird bei einfacher Konstruktion ein Spalttopf aus Kunststoff geschaffen, der dauerhaft auch beim Einsatz in schwankenden Temperaturen eine sichere Verbindung zwischen Lager und Spalttopf bzw. zwischen Lager und Lagerträger ermöglicht. Auch bei Temperaturschwankungen von beispiels­ weise 150°C bis -40°C kann es nicht zum Lösen oder Zerstören der Lagerverbindung aufgrund unterschiedlicher Veränderungen der Geometrien kommen. Die Handhabung ist einfach und der Spalttopf ist aufgrund einer verringerten Teileanzahl kostengünstig herzustellen.As a result, a containment shell is made with a simple construction Plastic created that is also durable when used in fluctuating temperatures a safe connection between Bearing and containment shell or between the bearing and bearing bracket  enables. Even with temperature fluctuations, for example wise 150 ° C to -40 ° C it can not be solved or Destroy the bearing connection due to different Geometry changes are coming. The handling is simple and the can is reduced due to a Number of parts inexpensive to manufacture.

Bei der ersten Alternative mit einstückiger Ausbildung von Lager und Spalttopf bzw. Lagerträger ist es besonders vorteilhaft, wenn das Lager durch einen Teil des Spalt­ topfes bzw. Lagerträgers gebildet ist. Dabei kann das von der Pumpe entfernte erste Lager vorzugsweise durch eine am Boden des Spalttopfes nach innen und/oder nach außen ausgeformte Buchse gebildet sein. Das zweite Lager kann dabei vorzugsweise als Radial- und Axiallager durch eine im Lagerträger ausgeformte Buchse gebildet sein.In the first alternative with one-piece training of Bearing and containment shell or bearing bracket is special advantageous if the bearing through part of the gap pot or bearing bracket is formed. This can be done by the pump removed first bearing preferably by an am Bottom of the can inside and / or out molded socket be formed. The second camp can preferably as a radial and axial bearing by an Bearing bracket formed socket be formed.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind der Spalttopf bzw. der Lagerträger und das mit dem Spalttopf bzw. mit dem Lagerträger einstückig ausgebildete Lager aus PPS-Compound- Kunststoff (Polyphenylensulfid) gefertigt. Dieser Kunst­ stoff zeichnet sich bei einer hohen Langzeitfestigkeit insbesondere durch eine geringe Wasseraufnahme und eine besonders hohe Beständigkeit gegen Chemikalien aus.In a preferred embodiment, the containment can or the bearing bracket and that with the containment shell or with the Bearing bracket integrally formed bearing made of PPS compound Plastic (polyphenylene sulfide) manufactured. This art fabric is characterized by high long-term strength especially due to low water absorption and particularly high resistance to chemicals.

Bei der zweiten Alternative, bei der das erste und/oder zweite Lager aus einem Werkstoff besteht, der zumindest annähernd den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist wie der Werkstoff des Spalttopfes bzw. des Lagerträgers und bei der das Lager stoffschlüssig mit dem Spalttopf bzw. mit dem Lagerträger verbunden ist, ist es besonders vorteilhaft, wenn das Lager aus dem gleichen Material besteht wie der Spalttopf bzw. der Lagerträger. In the second alternative, in which the first and / or second bearing consists of a material that at least approximately the same coefficient of thermal expansion has like the material of the containment shell or Bearing carrier and in which the bearing integrally with the Can or is connected to the bearing bracket, it is particularly advantageous if the bearing is from the same Material is like the containment shell or the bearing bracket.  

Auf diese Weise kann eine optimale Stoffschluß-Verbindung zwischen Lager und Spalttopf erreicht werden.In this way, an optimal cohesive connection can be made be reached between the bearing and the containment shell.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist am Boden des Spalttopfes eine Buchse ausgeformt ist, die die äußere Mantelfläche des ersten Lagers umfaßt und die stoff­ schlüssige Verbindung zum Lager herstellt.In a preferred embodiment, the bottom of the Containment shell is formed a socket that the outer Includes the outer surface of the first bearing and the fabric establishes a conclusive connection to the warehouse.

Besonders vorteilhaft ist es dabei ferner, wenn an dem der Pumpe zugewandten Ende der Buchse mindestens ein nach innen gerichteter Vorsprung oder ein nach innen gerichteter Kragen ausgebildet ist, der die Stirnseite des Lagers oder einen in der Stirnseite des Lagers ausgebildeten Absatz übergreift. Somit wird das Lager auch an seiner der Pumpe zugewandten Stirnseite zumindest teilweise stoffschlüssig und zugleich auch formschlüssig gehalten.It is also particularly advantageous if the Pump facing end of the socket at least one inside facing tab or an inward tab Collar is formed, the front of the bearing or a shoulder formed in the front of the bearing spreads. Thus, the bearing is also on the pump facing end face at least partially cohesively and at the same time held in a form-fitting manner.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist in dem Lagerträger eine Buchse ausgeformt, die die äußere Mantelfläche des zweiten Lagers umfaßt und die stoff­ schlüssige Verbindung zum Lager herstellt.In a further preferred embodiment, the Bearing bracket molded a socket that the outer Includes the outer surface of the second bearing and the fabric establishes a conclusive connection to the warehouse.

Eine besonders sichere Verbindung kann erreicht werden, wenn die Außenseite des Lagers aufgerauht bzw. mit kleinen Erhebungen und Ausnehmungen ausgebildet ist, so daß zusätzlich zu der stoffschlüssigen Verbindung auch eine formschlüssige Verbindung gegeben ist.A particularly secure connection can be achieved if the outside of the bearing is roughened or with small Elevations and recesses is formed so that in addition to the integral connection also one positive connection is given.

Ein Spalttopf der Eingangs genannten Art wird üblicherweise durch Kunststoffspritzen hergestellt. Für einen Spalttopf der zuvor gemäß der zweiten Alternative beschriebenen Art kann erfindungsgemäß auf vorteilhafte Weise hergestellt werden, indem das erste Lager und/oder das zweite Lager in das Spritzgußwerkzeug eingelegt und anschließend mit Kunststoff umspritzt wird. Somit wird eine besonders einfache und schnelle Fertigung ermöglicht.A can of the type mentioned is usually made by plastic injection. For a can of the type previously described according to the second alternative can be produced according to the invention in an advantageous manner by placing the first bearing and / or the second bearing in  the injection mold inserted and then with Plastic is overmolded. So one becomes special enables simple and fast production.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.Further advantages and features of the invention result from the subclaims and from the following Description and those shown in the drawings Embodiments.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 Querschnitt eines Spalttopfes gemäß der ersten erfindungsgemäßen Alternative Fig. 1 cross section of a can according to the first alternative according to the invention

Fig. 2 Schnittansicht des Spalttopfes entlang des Schnittes A-A in Fig. 1 Fig. 2 sectional view of the can along the section AA in Fig. 1

Fig. 3 Querschnitt eines Spalttopfes gemäß der zweiten erfindungsgemäßen Alternative Fig. 3 cross section of a can according to the second alternative of the invention

Fig. 4 Schnittansicht des Spalttopfes entlang des Schnittes B-B in Fig. 3 Fig. 4 is a section view of the can along the section BB in Fig. 3

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte untere Bereich eines erfindungsgemäß aus PPS-Compound-Kunststoff bestehenden Spalttopfs 1 einer Spalttopf-Kreiselpumpe ist im Bereich seines Bodens 2 kugelförmig ausgebildet, was eine materialsparende und somit kostengünstige sowie besonders spritzgießgerechte Form darstellt. The lower region of a can 1 according to the invention, made of PPS compound plastic, of a can centrifugal pump shown in FIGS . 1 and 2 is spherical in the area of its base 2 , which represents a material-saving and therefore inexpensive and particularly suitable for injection molding.

Im Inneren des Spalttopfs 1 ist an seinem Boden 2 ein Radiallager 3 zur Aufnahme des der Pumpe abgewandten Endes der Motorwelle angeformt. Das Lager 3 ist als eine in das Innere des Spalttopfes 1 gerichtete Buchse 4 einstückig mit dem Spalttopf 1 ausgebildet. Zur Stabilisierung sind seitliche Streben 5 an die Buchse 4 angespritzt.A radial bearing 3 for receiving the end of the motor shaft facing away from the pump is integrally formed on its base 2 inside the containment shell 1 . The bearing 3 is formed as a bushing 4 directed into the interior of the containment shell 1 in one piece with the containment shell 1 . Lateral struts 5 are molded onto the socket 4 for stabilization.

Bei dem in den Fig. 3 und 4 dargestellten unteren Bereich eines aus PPS-Compound-Kunststoff bestehenden Spalttopfs 1 einer Spalttopf-Kreiselpumpe ist ein Radiallager 6 am Boden 2 in den Spalttopf 1 eingespritzt. Das Lager 6 besteht ebenfalls aus PPS-Compound-Kunststoff und ist stoffschlüssig mit dem Spalttopf 1 verbunden.In the lower region of a containment shell 1 of a containment shell centrifugal pump made of PPS compound plastic, shown in FIGS . 3 and 4, a radial bearing 6 on the base 2 is injected into the containment shell 1 . The bearing 6 is also made of PPS compound plastic and is integrally connected to the containment shell 1 .

Am Boden 2 des Spalttopfes 1 ist dabei eine in das Innere des Spalttopfes 1 gerichtete Buchse 7 ausgebildet, die die äußere Mantelfläche 8 des Lagers 6 umfaßt. An dem der Pumpe zugewandten Ende der Buchse 7 ist ein nach innen gerichteter Kragen 9 ausgebildet, der einen in der Stirnseite 10 des Lagers 6 ausgebildeten Absatz 11 übergreift. Das Lager 10 ist somit stoffschlüssig und formschlüssig am Boden 2 des Spalttopfes 1 befestigt.At the bottom 2 of the can 1 thereby directed into the interior of the can 1 bush 7 is formed, the 8 includes the outer surface of the bearing. 6 At the end of the bushing 7 facing the pump, an inwardly directed collar 9 is formed, which engages over a shoulder 11 formed in the end face 10 of the bearing 6 . The bearing 10 is thus cohesively and positively attached to the bottom 2 of the can 1 .

Claims (12)

1. Spalttopf einer Spalttopf-Kreiselpumpe, der zumindest überwiegend aus Kunststoff besteht und in dem zwei Lager zur Lagerung der Motorwelle angeordnet sind, wobei ein erstes Lager am Boden des Spalttopfes angeordnet ist und ein zweites Lager zwischen der Pumpe und dem ersten Lager in einem zumindest überwiegend aus Kunststoff bestehenden Lagerträger angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Lager (3) mit dem Spalttopf (1) einstückig ausgebildet ist und/oder daß das zweite Lager einstückig mit dem Lagerträger ausgebildet ist.1. Can of a can centrifugal pump, which consists at least predominantly of plastic and in which two bearings are arranged for mounting the motor shaft, a first bearing being arranged at the bottom of the can and a second bearing between the pump and the first bearing in at least one Bearing carrier consisting predominantly of plastic is arranged, characterized in that the first bearing ( 3 ) is formed in one piece with the containment shell ( 1 ) and / or in that the second bearing is formed in one piece with the bearing bracket. 2. Spalttopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Lager (3) durch den Spalttopf (1) und/oder das zweite Lager durch den Lagerträger gebildet ist.2. containment shell according to claim 1, characterized in that the first bearing ( 3 ) by the containment shell ( 1 ) and / or the second bearing is formed by the bearing bracket. 3. Spalttopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Lager (3) als Radiallager durch eine am Boden (2) des Spalttopfes (1) ausgeformte Buchse (4) gebildet ist. 3. containment shell according to claim 1 or 2, characterized in that the first bearing ( 3 ) is formed as a radial bearing by a on the bottom ( 2 ) of the containment shell ( 1 ) molded bush ( 4 ). 4. Spalttopf nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Lager als Radial- und Axiallager durch eine im Lagerträger ausgeformte Buchse gebildet ist.4. containment shell according to one of the preceding claims, characterized in that the second bearing as radial and axial bearing by an im Bearing bracket formed socket is formed. 5. Spalttopf nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalttopf (1) und/oder der Lagerträger sowie das zugehörige Lager (3) aus Polyphenylensulfid (PPS-Compound) gefertigt sind.5. containment shell according to one of the preceding claims, characterized in that the containment shell ( 1 ) and / or the bearing bracket and the associated bearing ( 3 ) are made of polyphenylene sulfide (PPS compound). 6. Spalttopf nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Lager (6) aus einem Werkstoff besteht, der zumindest annähernd den gleichen Wärmeausdehnungs­ koeffizienten aufweist wie der Werkstoff des Spalttopfes (1) und daß es stoffschlüssig am Spalttopf (1) gehalten ist und/oder daß das zweite Lager aus einem Werkstoff besteht, der zumindest annähernd den gleichen Wärmeausdehnungs­ koeffizienten aufweist wie der Werkstoff des Lagerträgers und daß es stoffschlüssig am Lagerträger gehalten ist.6. containment shell according to the preamble of claim 1, characterized in that the first bearing ( 6 ) consists of a material which has at least approximately the same thermal expansion coefficient as the material of the containment shell ( 1 ) and that it integrally on the containment shell ( 1 ) is held and / or that the second bearing consists of a material which has at least approximately the same coefficient of thermal expansion as the material of the bearing bracket and that it is held integrally on the bearing bracket. 7. Spalttopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Lager (6) aus dem gleichen Material besteht wie der Spalttopf (1) bzw. der Lagerträger. 7. containment shell according to claim 6, characterized in that the bearing or bearings ( 6 ) consists of the same material as the containment shell ( 1 ) or the bearing bracket. 8. Spalttopf nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden (2) des Spalttopfes (1) eine Buchse (7) ausgeformt ist, die die äußere Mantelfläche (8) des ersten Lagers (6) umfaßt.8. containment shell according to claim 6 or 7, characterized in that on the bottom ( 2 ) of the containment shell ( 1 ) a bush ( 7 ) is formed, which comprises the outer lateral surface ( 8 ) of the first bearing ( 6 ). 9. Spalttopf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem der Pumpe zugewandten Ende der Buchse (7) mindestens ein nach innen gerichteter Vorsprung oder ein nach innen gerichteter Kragen (9) ausgebildet ist, der die Stirnseite (10) des ersten Lagers (6) oder einen in der Stirnseite (10) des ersten Lagers (6) ausgebildeten Absatz (11) übergreift.9. containment shell according to claim 8, characterized in that at the end of the bushing ( 7 ) facing the pump at least one inward projection or an inward collar ( 9 ) is formed, which the end face ( 10 ) of the first bearing ( 6 ) or a shoulder ( 11 ) formed in the end face ( 10 ) of the first bearing ( 6 ). 10. Spalttopf nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Lagerträger eine Buchse ausgeformt ist, die die äußere Mantelfläche des zweiten Lagers umfaßt.10. containment shell according to one of claims 6 to 9, characterized in that in the Bearing bracket is molded into a bushing that defines the outer Includes the outer surface of the second bearing. 11. Spalttopf nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Mantelfläche (8) des Lagers (6) aufgerauht bzw. mit kleinen Erhebungen und Ausnehmungen ausgebildet ist.11. containment shell according to one of claims 6 to 10, characterized in that the outer lateral surface ( 8 ) of the bearing ( 6 ) is roughened or is formed with small elevations and recesses. 12. Verfahren zum Herstellen eines Spalttopfes nach einem der Ansprüche 6 bis 11 durch Kunststoffspritzen, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und/oder zweite Lager (6) in das Spritzguß­ werkzeug eingelegt und anschließend mit Kunststoff umspritzt wird.12. A method for producing a containment shell according to one of claims 6 to 11 by plastic injection, characterized in that the first and / or second bearing ( 6 ) is inserted into the injection molding tool and then injection molded with plastic.
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