DE2912713A1 - Kalottenlager mit als spritz- bzw. gussteil gefertigter einstueckiger kunststoff-kalottenhalterung - Google Patents

Kalottenlager mit als spritz- bzw. gussteil gefertigter einstueckiger kunststoff-kalottenhalterung

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DE2912713A1 DE19792912713 DE2912713A DE2912713A1 DE 2912713 A1 DE2912713 A1 DE 2912713A1 DE 19792912713 DE19792912713 DE 19792912713 DE 2912713 A DE2912713 A DE 2912713A DE 2912713 A1 DE2912713 A1 DE 2912713A1
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Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 79 P 3 O h 9 BRD
Kalottenlager mit als Spritz- bzw. Gußteil gefertigter einstücki'^er Kunststoff-Kalottenhalterung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Kalottenlager mit als Spritz- bzw. Gußteil gefertigter einstückiger Kunststoff-Kaiottenhalterung mit kugelteilschalenförmigem Kalotten-Aufnahmeraum und mit integriertem Schmiermittel-Depotraum; ein derartiges Kalottenlager ist aus der DE-OS 22 31 293 bekannt.
Bei dem bekannten Kalottenlager wird die Kalotte zunächst mittels eines anstelle der Welle durchgesteckten Doms zentriert in einer Wellenöffnung eines Lagerschildes gehalten und anschließend der Zwischenraum zwischen der kugelförmigen Außenfläche der Kalotte und der Wellen-Öffnung mit einer Gießharzmasse ausgefüllt, derart daß nach dem Aushärten der Gießharzmasse die Kalotte in einer einstückigen festen Kalottenhalterung eingebettet und verstellbar gehalten ist. Derartige Kalotten bestehen üblicherweise aus einem ölgetränkten, vorzugsweise porösem Material. Um das zur Lagerschmierung des Kalotten-
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lagers notwendige Ölreservoir weiter zu vergrößern,wird die Kalotte vor dem Eingießen in die Gießharzmasse zusätzlich mit einem an der kugelförmigen Außenfläche im Bereich des maximalen Radius anliegenden Ül-Filzring umgeben.
Ein derartiges Kalottenlager mit einer einstückigen umgossenen oder umspritzten Kunststoff-Kalottenhalterung ist wesentlich einfacher herzustellen als ein weiterhin bekanntes Kalottenlager, bei dem einerseits eine Kugelpfanne zur drehbeweglichen Lagerung und Aufnahme der Kalotte in einem Lagerschild eingearbeitet werden muß und andererseits ein genauer Sitz für einen Seegerring zur axialen Fixierung der Kalotte und der sie umgreifenden Klemmbrille notwendig ist; andererseits hat sich bei der bekannten einstückigen und in sich festen Kunststoff-Kalottenhalterung mit eingespritzter Kalotte als nachteilig erwiesen, daß der Ölfilzring durch den Spritzguß deformiert wird und zusätzlich durch die Verdampfung eines Teils des gespeicherten Öles durch Einwirkung der Spritztemperatur die Gefahr einer Lunkerbildung im Spritzteil nicht auszuschließen ist. Gleichzeitig erfordert der die Kugelpfanne umschließende Ölfilzring und die entsprechende Ausbildung der Kalottenhalterung für einen Depotraum einen relativ großen radialen Einbauraum .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Kalottenlager zu schaffen, das trotz eines vorzusehenden Depotraums mit einer über lange Laufzeiten sicher gewährleisteten Lagerschmierung nur einen kleinen, insbesondere radialen Einbauraum benötigt und dabei zumindest keinen größeren Fertigungs und Montageaufwand als die bekannten Kalottenlager erfordert.
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Die Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Kalottenlager der eingangs genannten Art erfindungsgeraäß dadurch möglich, daß in einer mitangespritzten, insbesondere axialen Erweiterung der Kalottenhalterung ein der Kalotte axial vorgelagerter Depotraum mit axial anschließender, in der Erweiterung gehaltener Anlaufscheibe für den axialen Anlauf des Läufers vorgesehen und die axiale Erweiterung bzw. der anschließende Teil des Kalotten-Aufnahmeraums elastisch radial aufweitbar ausgebildet sind, derart daß das beim Spritzen der Kalottenhalterung den Aufnahmeraum ausfüllende Formteil nach dem Erhärten der Spritzmasse wie die übrigen Spritzformteile nur in axialer Richtung ziehbar und bei der Montage des Kalottenlagers die Kalotte in Gegenrichtung in den Aufnahmeraum eindrückbar und nach Art eines Schnappverschlusses in dem Aufnahmeraum haltbar ist.
Dadurch ist es möglich, unter Einsparung von gesondert am Lagerschild zu bearbeitenden Kugelpfannen und gesonderten Seegerringen bzw. Klemmbrillen die Kalottenhalterung als einstückiges Kunststoffteil auf einfache Weise zu spritzen, ohne daß dabei die Gefahr einer Ölverdampfung mit anschließender Lunkerbildung besteht, da in vorteilhafter Weise zwar ein integrierter Depotraum mitangeformt wird, jedoch das Fett bzw. der Ölring erst nachträglich in die Kunststoffhalterung nach deren Erkalten auf einfache Weise einbringbar bzw. montierbar sind. Der gleichzeitig mit der Kalottenhalterung gespritzte Depotraum erfordert keinen zusätzlichen radialen Einbauraum; die axiale Abdichtung des Depotraums an der der Kalotte abgewandten Seite erfolgt durch eine Scheibe, die gleichzeitig als Anlaufscheibe für einen axialen Anlauf der Motorwelle mitbenutzt ist. Trotz der in der erfindungsgemäßen einstückigen Kalottenhalterung mit angeformter Erweiterung vorgesehenen radialen Hinterschneidungen, z.B. im Bereich des Kalotten-Aufnahmeraums
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ist es möglich, das Kunststoff-Spritzteil ohne Seitenschieber, d.h. mit nur in axialer Richtung entfernbaren Formteilen herzustellen. So einfach wie das Formteil für den Aufnahmeraum axial aus diesem ausrastbar und ziehbar ist, kann die Kalotte selbst in umgekehrter Wirkrichtung in den Kalotten-Aufnahmeraum eingedrückt und darin aufgrund einer bestimmt gewählten und gewahrten Elastizität mit einem gewährleisteten Verstellmoment zur Einstellung der fluchtenden Rotorwellenlagerung gehalten werden.
Ir? vorteilhafter Weise ist der Depotraum aus einem unmittelbar der einen Stirnseite der Kalotte vorgelagertem, bis zur Läuferwelle reichenden scheibenförmigen Teal mit darin gelagerter Ölfilzscheibe und einem an dessen radial äußeren Rand angrenzendem Schmiermittelsammei- bzw. Vorratsraum gebildet.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die elastische radial aufweitbare Erweiterung in ihrem dem Depotraum axial vorgelagerten Endteil mit einer hinterschnittenen Rastnut versehen ist, aus der das entsprechende, insbesondere die Rastnut bildende Formteil nach dem Spritzgießen und Erhärten der Spritzmasse ebenfalls axial unter radialer elastischer Aufweitung ziehbar und in die bei der Montage des Kalottenlagers die Anlaufscheibe, gleichzeitig den Depotraum abdichtend, einrastbar ist. Dadurch ist es möglich, ähnlich wie im Fall der Formung des Kalottenaufnahmeraums und des Eindrückens der Kalotte in diesen Aufnahmeraum auch die hinterschnittene Rastnut für die Anlaufscheibe mit einem axial ziehbaren Formteil zu ziehen und bei der Montage zur Komplettierung des erfindungsgemäßen Kalottenlagers die Anlaufscheibe in die Rastnut einzudrücken, wobei die derart auf einfache Weise gehalterte Anlaufscheibe auf der einen Seite die in den
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scheibenförmigen Teil des Depotraums eingelegte Filzscheibe fixiert und auf ihrer Gegenseite zum axialen Anlauf des Läufers dient.
Um auf besonders einfache Weise sowohl einerseits das Formteil für den Aufnahmeraum der Kalotte wie auch das Formteil für die Rastnut der Anlaufscheibe bei der Entformung axial ziehen zu können als auch andererseits die Kalotte in den Aufnahmeraum und die Anlaufscheibe in die Rastnut der Erweiterung eindrücken zu können, ist weiterhin in vorteilhafter Weise vorgesehen, daß die Erweiterung im Bereich der größten radialen Tiefe des Aufnahmeraums an die Kalottenhalterung angeformt ist und anschließend deren dem Depotraum zugewandten Teil in Abstand radial und axial hülsenförmig übergreift; dadurch wird trotz der Einstückigkeit der Kalottenhalterung mit der angeformten Erweiterung und der axialen Entformbarkeit eine Unabhängigkeit zwischen der elastischen radialen Aufweitbarkeit einerseits der Kalottenhalterung und andererseits der Anlaufscheibenhalterung erzielt.
In zweckmäßiger Weise ist dementsprechend zur Herstellung der Kalottenhalterung eine stufenweise axial ziehbare, aus einem äußeren Formteil für die Außenkontur der Kalottenhalterung mit angeformter Erweiterung, aus einer Hülse für die Innenkontur der hülsenförmigen Erweiterung mit endseitiger Rastnut sowie aus einem Dorn für den Aufnahmeraum der Kalotte bestehende Spritzform vorgesehen, wobei nach dem Erhärten der Spritzmasse zunächst das Formteil, dann die Hülse und anschließend der Dorn axial entfernt werden. Dadurch wird erreicht, daß nach dem Entfernen des äußeren Formteils zunächst die Hülse mit der die Rastnut bildenden stufenförmigen Erhöhung aus der hülsenförmigen Erweiterung axial herausgezogen werden kann, wobei sich die hülsenförmige Erweiterung in ihrem Endbereich elastisch aufweitet und wieder zurückfedert;
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anschließend kann dann In einer dritten Entformungsstufe der Dorn aus dem Kalotten-Aufnahmeraum herausgezogen werden, wobei sich der elastisch radial aufweitbare Teil der Kalottenhalterung ungehindert aufspreizen kann, da die hülsenförmige Erweiterung nach dem Entfernen der entsprechenden Hülse in radialem Abstand den elastischen Teil der Kalottenhalterung übergreift. Entsprechend der Aufweitung bei dem Herausziehen der Hülse bzw. des Dorns können bei dem anschließenden Montagevorgang ebenfalls unter elastischer Aufweitung der entsprechenden Teile zunächst die Kalotte in die Kalottenhalterung eingedrückt und nach dem Einfüllen des Fetts und der Filzscheibe in den Depotraum die Anlaufscheibe in die Rastnut eingedrückt werden.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden im folgenden anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels in der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Klauenpolmotor mit zwei axial hintereinander angeordneten Statorsystemen und den erfindungsgemäßen Kalottenlagern an beiden Enden der Läuferwelle,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die einstückige Kalottenhalterung mit angeformter Erweiterung,
Fig. 3 ein Längsschnittbild der einstückigen Kalottenhalterung mit angeformter Erweiterung gemäß dem Schnittverlauf III-III nach Fig. 2.
Fig. 1 zeigt den Längsschnitt eines Klauenpolmotors. Der nur teilweise dargestellte Stator dieses Klauenpolmotors besteht im wesentlichen aus zwei axial hintereinander angeordneten Statorsystemen mit je einem Klauenpolblech und einer ringförmigen Erregerspule. Die beiden Statorsysteme sind an Stirnblechen 14, 15 befestigt, <iie
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ihrerseits jeweils mit einer Kalottenhalterung 2 verbunden sind, in der die eine Läuferwelle 5 aufnehmenden Kalotten 1 gelagert sind. Zur festen Verbindung zwischen den Stirnblechen 14, 15 und der jeweiligen Kalottenhalterung 2 können in einfacher Weise die Stirnbleche 14, 15 in die Spritz- bzw. Gußform der Kalottenhalterung vor dem Gießen eingelegt und miteingespritzt werden.
Konzentrisch zur Läuferwelle 5 ist in deren axialem Mittelteil ein Magnetträger 7 beispielsweise durch Aufkleben auf dem äußeren Umfang der Läuferwelle 5 befestigt. Der Magnetträger 7 wiederum ist an seinem äußeren Umfang mit einem magnetisieren Ringmagneten fest verbunden. Das linke aus der Stirnseite 14 herausragende Ende der Läuferwelle 5 trägt ein Antriebsritzel 16.
Die als Einzelteil-Baugruppen herstellbaren einstückigen Kunststoffteile mit integrierten Depotraum zur Aufnahme der Kalotten bestehen im wesentlichen aus der eigentliehen Kalottenhalterung 2 und der einstückig angeformten Erweiterung 3, mit dem axial vorgelagerten Depotraum 33, 34 und einer Rastnut 31, in die die Anlaufscheibe 4 eindrückbar ist. Zur Verhinderung eines Axialspiels des Läufers ist zwischen der Anlaufscheibe 4 des rechten Kalottenlagers und dem mit der Läuferwelle 5 fest verbundenen Magnetträger 7 eine Axialdruckfeder 10 vorgesehen, die einerseits am Magnetkörper 7 an einer Flachscheibe 17 und andererseits an der rechten Anlaufscheibe über eine topfförmige Scheibe 9 anliegt. Zwisehen der linken Stirnseite des mit der Läuferwelle verbundenen Magnetträgers 7 und der linken Anlaufscheibe ist eine Zwischenlegscheibe 6 auf die Läuferwelle 5 aufgesteckt, die zur Aufnahme des axialen Anlaufs mit ihrer linken Stirnseite an der linken Anlaufscheibe 4 anliegt.
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Der gesamte Depotraum besteht aus einem der einen Stirnseite der jeweiligen Kalotte vorgelagerten, bis zur Läuferwelle 5 reichenden scheibenförmigen Teil 34 mit darin gelagerter Filzscheibe 11 und einem an dessen radialem äußerem Rand angrenzenden Schmiermittelsammel- bzw. Vorratsraum 33. Dieser Vorratsraum 33 ist im wesentlichen axial gerichtet und reicht radial nicht über das Maß des scheibenförmigen Teils 34 des Depotraums hinaus, so daß insgesamt durch den Depotraum kein zusätzlicher radialer Einbaurraum erforderlich ist. Die Filzscheibe 11 stützt sich mit ihrem äußeren Rand an der axialen Erweiterung 3 ab und liegt mit ihrem inneren Rand freischwebend über der Läuferwelle 5.
In vorteilhafter Weise ist die Erweiterung 3 im Bereich der größten radialen Tiefe des Kalotten-Aufnahmeraums außen an die Kalottenhalterung einstückig angeformt und übergreift dann in Abstand radial und axial hülsenförmig den dem Depotraum zugewandten Teil der Kalottenhalterung. Durch das freie Übergreifen der Erweiterung 3 wird in besonders einfacher Weise eine individuelle elastische radiale Aufweitbarkeit einerseits des dem Depotraum zugewandten Teils der Kalottenhalterung und andererseits des die Anlaufscheibe aufnehmenden Endes der Erweiterung erreicht.
Die elastische radiale Aufweitbarkeit des Aufnahmeraums 29 der Kalottenhalterung 2 wird in besonders einfacher Weise dadurch' erreicht, daß der Aufnahmeraum 29 an seiner dem Depotraum 33, 34 bzw. der Anlaufscheibe 4 axial zugewandten Seite mit axialen randoffenen schlitzförmigen Ausnehmungen 25 - 27 versehen ist (Fig. 2, 3), derart daß die eingedrückte Kalotte 1 spannfingerartig (Spannfinger 21 - 24) umgriffen gesichert ist. Die hülsenförmig die Kalottenhalterung 2 übergreifende axiale Erweiterung?
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ist bei nicht unterbrochener, d.h. geschlossener Wandung in sich selbst aufweitbar, so daß die Anlaufscheiben 4 über eine Anlaufschräge 32 in die Rastnut 31 eindrückbar sind und nach dem Eindrücken nicht nur zur Aufnahme des axialen Anlaufs der Läuferwelle sondern auch zum dichtenden Abschluß des Depotraums 33, 34 dienen können.
Bei der Herstellung des Kalottenlagers ist eine stufenweise axial ziehbare, aus einem äußeren Formteil für die ÄuBenkontur der Kalottenhalterung mit Erweiterung, aus einer Hülse für die Innenkontur der hülsenförmigen Erweiterung 3 mit endseitiger Raütuut 31 sowie aus einem Dorri für den Aufnphmeraum 29 der Kalotte bestehende
I1J Spritzform vorgesehen, wobei nach dem Erhärten der Spritzmasse zunächst das Formteil, dann d.i e Hülse und anschließend der Dorn axial entfernt werden. Es ist ersichtlich, daß auf diois-i Art. und Weise die gespritzte Kalotte besonders auiwandsarm herstellbar ist- Mach dem Entfernen des äußeren Formteils kann sich die hülsenförmige Erweiterung 5 bei dew anschließenden axialen Herausziehen der Hülse radial elastisch aufweiten, so daß der Formrand aus der Rastnut austreten kann; nachdem die Hülse entfernt ist, wird auch der radiale Freiraum zwisehen dem der Anlaufscheibe zugewandten elastisch aufweitbaren Teil der Kalottenhalterung und der übergreifenden Erweiterung 3, insbesondere im Bereich des Depotraums 33, frei, so daß schließlich als letzter Entformungsvorgang der Dorn aus dem Aufnahmeraum 29 herausziehbar ist, indem die Spannfinger 21 - 24 radial nach außen gedrückt werden. Wi.e insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich, sind auch die radialen Spannfinger 21 - 24 zweckmäßigerweise mit kleinen Anlaufschrägen versehen.
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Bei dem möglichen einfachen Montagevorgang des vorliegenden Kalottenlagers wird zunächst die Kalotte in die gespritzte Kalottenhalterung eingedrückt, dann der Depotraum 33 mit Fett gefüllt, anschließend die FiIzscheibe 11 axial gegen die Kalotte gelegt und schließlich die Anlaufscheibe 4 zur Axialdruckaufnahme des Läufers und zur gleichzeitigen axialen Sicherung der Filzscheibe 11 und zur Abdichtung des Depotraums in die hinterschnittene Rastnut 31 über die Anlaufschräge 32 der axialen Erweiterung 3 der Kalottenhalterung 2 eingedrückt.
An den äußeren axialen Enden der Kalottenhalterungen ist gleichzeitig bei der Herstellung der Kalottenhalterung in einem Arbeitsgang ein über die Stirnbleche 14, 15 überstehender Bund 28 mit definiertem Durchmesser mitangespritzt bzw. mitangegossen, der ohne weitere Nachbearbeitung zum zentrierten Einbau des gesamten Motors in einer Motoraufnahme, z.B. eines mit dem Ritzel 16 kämmenden nachgeschalteten Antriebs benutzt werden kann.
3 Figuren
7 Patentansprüche
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Leerseite

Claims (6)

  1. - / - VPA 79 P 3 O h 9 BRD
    Patentansprüche
    ■'1. Kalottenlager mit als Spritz- bzw. Gußteil gefertigter einstückiger Kunststoff-Kalottenhalterung mit kugelteilschalenförmigern Kaiotten-Aufnahmeraum und mit integriertem Schmiermittel-Depotraum, dadurch gekennzeichnet , daß in einer mitangespritzten, insbesondere axialen Erweiterung (3) der Kalottenfcalterung (2) ein der Kalotte (1) axial vorgelagerter Depotraum (33, 34) mit axial anschließender, in der Erweiterung (3) gehaltener Anlaufscheibe (4) für den axialen Anlauf des Läufers (5 - 1U) vorgesehen und die axiale Erweiterung (3) bzw. der anschließende Teil des Kalotten - Aufnahmeraums elastisch radial aufweitbar ausgebildet sind, derart daß das beim Spritzen der Kalottenhaiterung den Aufnahmeraum (29) ausfüllende Formteil nach dem Erhärten der Spritzmasse wie die übrigen Spritzformteile nur in axialer Richtung ziehbar und bei der Montage des Kalottenlagers die Kalotte
    (1) in Gegenrichtung in den Aufnahmeraum (29) eindrückbar md nach Art eines Schnappverschlusses in dem Aufnahmeraum (29) haltbar ist.
  2. 2. Kalottenlager nach Anspruch 1, dadurch
    gekennzeichnet, daß der Depotraum (33, 34) aus einem der einen Stirnseite der Kalotte (1) vorgelagerten, bis 2ur Läuferwelle reichenden scheibenförmigen Teil (34) mit darin gelagerter Filzscheibe (11) und einem an dessen radial äußerem Rand angrenzenden Schmiermittelsamrael- bzw. Vorratsraum gebildet ist.
  3. 3. Kalottenlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die elastische radial aufweitbare Erweiterung (3) in ihrem dem Depotraum (33,
    34) axial vorgelagerten Endteil mit einer hinterschnittenen Rastnut (31) versehen ist, aus der das entspre-
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    chende Formteil nach dem Spritzgießen und Erhärten der Spritzmasse axial ziehbar und in die bei der Montage des Kalottenlagers die Anlaufscheibe (4), gleichzeitig den Depotraum (33, 34) abdichtend, einrastbar ist.
  4. 4. Kalottenlager nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die*· Erweiterung (3) im Bereich der größten radialen Tiefe des Aufnahmeraums (29) an die Kalottenhaiterung angeformt ist und anschließend deren dem Depotraum (33, 34) zugewandten Teil in Abstand radial und axial hülsenförmig übergreift.
  5. 5. Kalottenlager nach einem der Ansprüche 1-4,
    insbesondere nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Aufnahmeraum (29) an seiner dem Depotraum (33, 34) bzw. der Anlaufscheibe (4) axial zugewandten Seite mit axialen randoffenen schlitzförmigen Ausnehmungen (25 - 27) versehen ist, derart daß die eingedrückte Kalotte (1) spannfingerartig (Spannfinger 21 - 24) umgriffen gesichert ist.
  6. 6. Verfahren zur Herstellung eines Kalottenlager nach einem der Ansprüche 1-5, insbesondere nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Kalottenhalterung eine stufenweise axial ziehbare, aus einem äußeren Formteil für die Außenkontur der Kalottenhalterung mit Erweiterung, aus einer Hülse für die Innenkontur der hülsenförmigen Erweiterung mit endseitiger Rastnut sowie aus einem Dorn für den Aufnahmeraum der Kalotte bestehende Spritzform verwendet wird, wobei nach dem Erhärten der Spritzmasse zunächst das Formteil, dann die Hülse und anschließend der Dorn axial entfernt werden.
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    7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das äußere Formteil zweiteilig mit einer im Bereich des Übergangs der hülsenförmigen Erweiterung in die eigentliche Kalottenhalterung liegenden Teilungsebene ausgebildet ist und die beiden Teile in zueinander entgegengesetzter Richtung axial entfernt werden.
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DE2912713A 1979-03-30 1979-03-30 Als einstückiges Kunststoff-Spritzgußteil mit integriertem Schmiermittel-Depotraum ausgebildete Halterung für die Kalotte eines Kugelgelenk-Wellenlagers Expired DE2912713C3 (de)

Priority Applications (8)

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DE2912713A DE2912713C3 (de) 1979-03-30 1979-03-30 Als einstückiges Kunststoff-Spritzgußteil mit integriertem Schmiermittel-Depotraum ausgebildete Halterung für die Kalotte eines Kugelgelenk-Wellenlagers
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