DE7932611U1 - Kunststoff-Pendellagergehäuse - Google Patents

Description

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HÖL-ßlR ÄRENTÖFT 5461 Käsbäch^öHienbefä 29, ok-fe. 1979

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Ganenstraßg IB

Tel, Uni 2612, VörWäHI Ο26Ί<4

Anmelde j?, ί Kühbier GmbH & ÖS Qg. _4.3,1 iüh

Runststöff-Pendellagergehäuse

Die Erfindung betrifft ein PendeÜagergehäuse aus Kunststoff* Solähe Pendellagergehäase sind an sich bekannt* Wegen der technischen Schwierigkeitenj ein /' Kunststoffgehäuse einstückig zu spribzen^ hat tnan Lagergehäuse aus Kunststoff bisher zweiteilig er-* stellt und an dem Verwendungsort nach Einsetzen des Kugel- öder Rollenlagers zusammengeschraubt.

Bei leichten bis mittelschweren Lagern geht die Tendenz des Marktes jedoch in Richtung einstückige Lagergehäuse. Ua einteilige Lagergehäuse aus Grauguß etwa zum gleichen Preis erhältlich sind wie Kunststoff -Lager gehäuse, haben die Gußlagergehäuse auf diesem Sektor des Marktes einen klaren Vorsprung, soweit es sich nicht um Gehäuse handelt, die korrosionsfrei oder beidseitig abgedichtet sein oder besonders hohe Umfangsspannungen auffangen müssen.

Die Einbringung eines Kugel- oder Rollenlagers in ein einstückiges Gehäuse ist problemlos, so lange es sich Um Lager mit zylindrischem Außenumfang handelt. Da es technisch nicht möglich ist, eine durch mehrere derartige Lager durchzuführende Welle genau auszurichten, werden in solchen Fällen Pendellager eingesetzt* Die Pendellager gleichen herstellungs- oder montagebedingte Schieflagen aus und schalten überhöhte Klemmwirkungen aus, die Während des Betriebes unliebsame und manchmal sogar gefährliche Überhitzungserscheinungen zu Folge haben könnten.

Bankkonto: S3*3ae siadlspSiüassb liBZ amtmiefri (BLZ 57451410)

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Die KinbifiilfUncf esines Pendel lagers" in öin einätüökiges" PendellägergehaUse erfolgt in der" Weiäe* daß man das Pendellager" r'eöhtwinklig' au der" Kämmeif-vAähsriöhtUng durch zwei Aussparungen am Lagergehäuse in die Lager-¹ kammer einführt Und dort gedreht wird j bis es achöparailei zur" Kammeraöhse ausgerichtet ist. Die beiden · Aussparungen sind etwas breiter als der Lageraüßenring Und sind diagonal an der Gehäuseöffnung angeordnet. Eine Voraussetzung für diese Operation ist, daß das , f Lager einschließlich Lagerhülse nicht langer ist als der Durchmesser der Lagerkammer. Weiterhin ist es erforderlich, daß zwischen der Kugelfläche des Lagers Und der Kugelschale der Lagerkammer eine relativ große Toleranz besteht* Ansonsten ist ein Einsetzen des Lagers in der beschriebenen Weise nicht möglich, weil die beiden Kugelflächen nicht exakt kugelförmig sind, sondern in bezug auf Form- und Fertigungstoleranz vom Herstellungsverfahren her verhältnismäßig erhebliche Ungenauigkeiten aufweisen. Die Erstellung einer nur annähernd genauen Kugelfläche ist für Gebrauchsgegenstände wie Lagerkammerwände und Lagerringe viel zu langwierig und kostspielig.

'■ J Auch die Lagerkammer eines zweiteiligen Pendellagergehäuses weist gegenüber der Kugelfläche des Pendellagers verschiedenartige Ungenauigkeiten auf, die zu Spannungen führen und bedeutende Schäden anrichten können. Ein kräftigeres Anziehen der das Pendellager-^ gehäuse zusammenhaltenden Schrauben ist kein: geeignetes Mittel, Um die Unterschiede der Kugelgestalten gegeneinander auszugleichen, denn dabei entstehen überhöhte Spannungen : das Lager läuft durch die Spannungen heiß,

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das äehmieirfett läuft aus" dem däUeif<p§öhmiei?ten lägei? aus j de'if Lauf wird imitier söhwer'er Und e3rzeUg"t dUröh tefnp"eifätUirbedingte Ma-feeiriäläUsdehnung immer mehr Hitze $ bis der tnnenring über die Kugel an dem Außenring zU fressen beginnt. Die Folgesöhädetl, die aUäh Verletzungen an Mensdhen einsähließen können^ veirUrsaähen meist ei?" hebliähe Kosten.

Dje vorliegende Erfindung hat zum Ziel^ die besdhriebiinen Mängel an den bekannten Pendailagergehäusen zu _f-\ beheben Und ein Kunststoff-Pendellagergehäuse zu söhaf-

^ das zwar aus zwei zusammensetzbaren Teilen besteht * die iedoch nicht miteinander verschraubt j sondern nach Einbringen des Lagers in die Lagerkammer zusammengedrückt und im Zuge dieses Zusammendrückens derart fest aneinander verankert werden, daß das Ganze wie ein einstückiges Lagergehäuse wirkt, Und die Teile nach-^ her sehr schwer voneinander zu trennen sind.

Das Gehäuse soll das Pendellager mit der erforderlichen Umfangsspannung fer.t umfassen und Einrichtungen besitzen, die beim Zusammenfügen der beiden Gehäusehälften um ein Pendellager herum unter einem gewissen Druck einen Lagersitz mit einer Umfangs spannung schaffen, die· einerseits nicht ausreicht, um ein Heißlaufen des Lagers selbst unter ungünstigen Umständen hervorzurufen, und andererseits trotzdem eine Abdichtung der beim Wellenaustritt gegenüberliegenden Seite gewährleistet, so daß dort ggfl. ein Abschlußdeekel angeordnet werden kann, ohne daß dieser z.B. im Züge eines Äb'sprltzens mit Wasser volläuft.

Diese Erfindungsziele werden dadurch erreicht, daß das Lagergehäuse aus zwei schalenförmigen Gehäusehälften

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zusammengefügt ist, indem die erste Gehäusehälfte einen rund um ihren Lagerkammerteil ausgebildeten Rundwulst mit einem etwa an der Mitte dessen Außenseite angeordneten Schnappwulst aufweist, während an der zweiten Gehäusehälfte rund um deren Lagerkammerteil eine dem Rundwulst entsprechende Rundnut mit einer dem Schnappwulst' zugeordneten Schnappnut etwa an der Mitte ihrer äußeren Nutwand eingearbeitet ist.

Die sphärische Lagerkammerwand der ersten Gehäusehälfte erfährt an zwei einander gegenüberliegenden, jede einen Winkel von 90° einschließenden Kreissektoren eine Riffelung durch in Längsachsrichtung der Lagerkammer verlaufenden Rillen, während die beiden anderen Kreissektoren der ersten Gehäusehälfte glatte sphärische Flächen aufweisen, und die sphärisch gestaltete Lagerkammerwand der zweiten Gehäusehälfte ist in gleicher Weise in zwei einander gegenüber liegende 90°-Sektoren mit Riffelung und zwei weitere einander gegenüber liegende 90^C-Sektoren mit glatten sphärischen Wänden aufgeteilt, und zwar derart angeordnet, daß beim Aufeinanderlegen der beiden Gehäusehälften jeweils ein glattwandiger Sektor auf einem geriffelten Sektor aufliegt. Vorzugsweise ist an der zweiten Gehäusehälfte im kurzen Abstand von der Rundnut und konzentrisch mit dieser eine zweite Rundnut angeordnet, wobei zwischen der äußeren und der inneren Rundnut ein ringförmiger elastischer Steg ausgebildet ist*

Die beiden Lagergehäusehälften können hierbei beim Zusammenfügen mittels eines an der Seitenfläche der" ersten Lagergehäusehälfte ausgebildeten halbkugelförmigen Zentriernockens erfolgen, der in eine entsprechende Zentrierbohrung der anliegenden Sei-bsrifläehe der aweiten

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Lagergehäusehälfte eingreift. Weiterhin kann an der Außenseite der ersten Lagergehäusehälfte eine nach außen hin offene Rundstufe eingearbeitet sein, an deren Boden sich eine rundlaufende Rundnut befindet, in welche eine Schutzkappe mit einer entsprechenden Schnappkante einschnappt. Schließlich kann an der Außenseite der zweiten Lagergehäuseschale eine offene Rundstufe angeordnet sein, in welche ein entsprechender Einsatzkragen einer Aufbauplatte eingreift.

Anhand der Zeichnung wird in der Folge ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und erläutert. Es zeigen :

Figur 1 ein Kunststoff-Pendellagergehäuse gemäß der Erfindung, in einer Frontansicht, ohne Schutzkappe,

Figur 2 das Pendellagergehäuse Figur 1 in einer Seitenansicht, jedoch mit aufgesetzter Schutzkappe,

Figur 3 die der Schutzkappe abgewendete Hälfte des Pendellagergehäuses in einer Draufsicht, (die die Schutzkappe aufnehmende Hälfte sieht in der Draufsicht bis auf zwei Unterschiede genau so aus : 1) anstelle der Rundnut einen dieser zugeordneten Rundwulst und 2) anstelle der Zentrierbohrung rechts einen zugeordneten Zentriernocken spiegelverkehrt links), 3) keine zweite Rundnut/

tfigtu? 4 den Schnitt Y-Y durch beida GehäuSehälf-•bän, in einei? VeJ?gJ?ößel?ten leilänsicht,

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Figur 5 den Schnitt X-X der Figur 1, zusammen mit einer Ausgleichsscheibe

und

Figur 6 den Schnitt Figur 5, jedoch mit eingebrachtem Kugel- oder Rollenlager und am Einsteckkragen eingesteckter Aufbauplatte.

Die auf den Figuren aufgeführten Bezugsziffern in- *. ) dizieren :

1,2 Gehäusehälften des Pendellagergehäuses,

3.4 sphärische Lagerkammerwände

5 Lagerkammer

6 Rundstufe an der Kammerhälfte

7 Schutzkappe

8 Schnappkante an der Schutzkappe

9 Rundnut am Boden der Rundstufe 6 _,

10 Rundstufe der Gehäusehälfte

11 Einsatzkragen der Aufbauplatte

12 Aufbauplatte

13,14 gla-b-be Sektoren der Lagerkammerwände

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15,16 geriffelte Sektoren der Lagerkammerwände

17 Rundwulst der Gehäusehälfte 1

18 Schnappwulst an der Rundwulst 17

19 äußere Rundnut der Gehäusehälfte 2

191 äußere Rundnut der Gehäusehälfte 2

192 elastischer Steg zwischen Rundnuten 19,

20 Schnappnut an der Rundnut 19

21 innerer Zentriernocken an der Gehäusehälfte

22 Zentrierbohrung an der Gehäusehälfte 2

23 Pendellager (Kugel- oder Rollenlager)

24 die gelagerte Welle

25 Befestigungsbohru-igen

' Das Kunststoff-Pendellagergehäuse ist in einem Spritzgießverfahren aus einem Dauerthermöplast hergestellt, z.B. aus Polymethylenoxid. Gespritzt werden zwei Gehäusehäiften 1,2, die aneinandergelegt das Lagergehäuse bilden, das eine mit sphärisch gestalteten Wänden 3,4 versehene Lagerkammer J enthält. Die Lagerkammerwand 3 ist an der ersten Gehäusehälfte 1, die Kammerwand 4 an der zweiten Gehäusehälfte ? ausgebildet. An der Frontseite der Gehäusehälfte 1 is^. um die Lagerkammer herum eine nach außen offene Rundstufe 6 eingearbeitet, in welche je naeh Sedarf eine Sehufcgkappe

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eifiäesteökt Werden käfin« Wobei eifte am Rand der kappe 7 befindliöhe Söhnäppkänte 8 in eine äffi Böden deif Rundstufe 6 angeordnete RUndnut 9 einsöhnappt. Die entsprechende Außenseite der zweiten Gehättsehäifte 2 Weist ebenfalls eine Um die Lageirkammer 5 verlaufende Rund^ stufe 10 auf* Weidhe für die Aufnahme des Einsatzkragens 11 einer Aufbauplatte 12 bestimmt ist* Die Aufbauplatte 12 hat den Zweck, das Lagergehäuse nach Bedarf zu verlängern* Jede Kammerwand 3,4 ist in vier Sekto^

( ren aufgeteilt_v die von der Kammermitte (Längsachse des zusammengesetzten Lagergehäuses) aus je einen Winkel von 90° einschließt. Zwei einander gegenüber liegende Sektoren 13,14 weisen glatte sphärische Flächen auf; der Durchmesser der Lagerkammer ist in diesem Bereich gleich dem Lagerdurchmesser öder geringfügig kleiner als dieser. An den beiden anderen Sektoren 15,16 sind Rillen ausgebildet, deren Oberflächen in den gleichen sphärischen Ebenen verlaufen wie die glatten sphärischen Flächen, während die Rillenböden um wenige Zehntelmillimeter tiefer liegen. Diese Rillen weisen etwa den Querschnitt von Pxffelgängen auf und verlaufen aus spritztechnischen Gründen in Längsrichtung der

V- Lagerkammer.

An der ersten Gehäusehälfte 1 ist ein Rundwulst 17 mit quadratischem oder schwach trapezförmigem Querschnitt ausgebildet, der rund um die Lagerkammerhälfte 3 verläuft und an seiner Außenseite einen kleineren Schnappwüist 18 aüfweistj dessen Querschnitt etwa halbkreisförmig ist. Die zweite Gehäüsehäifte-2 besitzt eine Rundnut 19, der in bezug auf Lager, Größe und Querschnitt jedoch um ein Geringes größer ist. In der Außenwand der Rüridnüt 19 ist eine rundlaufende Schnappnut

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einfeälrbei-Be'b, die einen dem SähnäßpWUls-fe 18 enden QUersähnite-fe äUf'weiät. Kön2en-biris*öh mit der hut 19 Verläuft Um diese in geringem Abstand eine,äußere RUndnut 191. Zwischen den beiden RUndnUten 19, 191 ist ein schmaler elastischer Steg 192 ausgebildet* Wenn die beiden Gehäusehälften 1,2 aneinandergelegt Und zusammengedrückt Werden, dringt der RUndwulst 17 in die RündnUt 19 ein, bis der Schnappwülst 18 in die Schnappnut 20 einschnappt, indem der elastische Steg 192 so-

/ , weit ausfedert, daß der Schnappwulst 18 gegen diesen Federwideifstand die Schnappnut 20 erreichen kann. Bei entsprechender Dimensionierung der Wülste und Nuten wird eine Verbindung der beiden Gehäusehälften erzielt, die nur mit Werkzeugen, und selbst dann nur unter Schwierigkeiten, zu lösen ist. Sind die Wülste, die Nuten und der elastische Steg richtig demensioriiert, schließen sich die Gehäusehälften 1,2 derart dicht zusammen, daß die Nahtstelle luft- und feuchtigkeitsdicht ist. Die äußere Rundnut 191 und der elastische Steg 192 sind nicht unbedingt erforderlich, um den Erfindungsgedanken zu verwirklichen. Es ist nämlich eine Präge des verwendeten Materials, ob ein gegen-

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Wichtig für die Lösung der Erfindungsaufgäbe ist es, daß in dem fertig zusammengesteckten Pendellägergehäüse die glatten LagerkammerSektoren 13,14 stets genau gegenüber den geriffelten LagerkammerSektoren 15,16 der jeweils anderen Gehäusehäifte 1,2 liegen. Die Begründung hierfür wird weiter unten gegeben. Um die genau richtige Läge

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deif SehäUäehälf-be Ij2 äiäherzüg-feelleft « die ja, Wie gesägt* näöh erfölg-Bem Züäämineiiä-beäken niii? äähWeli einandeJrzUbiiiiigen sind - ist an der Änlageflädhe der GehäUöehälfte i außerhalb des Bereiches des RUndwul- üteä 17 ein halbkugelfÖrrfiiger Zentriernockert 21 ange-^ ördnetj der in eine entspredhende Zentrierbohrung 22 · der Gehäusehäifte 2 hineinpaßt.

Das Zusammenstecken von Lagergehäusehälften und Kugeiödeir Rollenlager geht wie folgt vor sich : das Lager 23 wird in die Gehäusehälfte 1 eingebracht und die Gehäusehäifte 2 daraufgelegt und gedreht ^ bis der Zentriernocken 21 in die Zentrierbohrung 22 eindringt. Dann werden die beiden Gehäusehälften 1,2 zusammengedrückt, bis der Schnappwulst 18 in die Schnappnut 20 einschnappt. Bei diesem Zusammendrücken geben die schmalen Rillen der geriffelten Sektoren 15,16 der Lagerkammer 5 gegenüber der Lageraußenwand (der äußeren Lagerung) nach; das Lager 2 3 liegt nunmehr fest, aber nicht zu fest in der Lagerkammer, und bei wärmebedingter Ausdehnung des Lagers werden die Rillen noch mehr nachgeben. Dabei bleibt die Lagerkammer 5 an seiner Pendelfläche beiderseits dicht, denn gegenüber jedem geriffelten Sektor 15,16 sind glatte Sektoren 13, 14 angeordnet, die nicht nachgeben; hier sind₇die Rillenöffnungen entweder nach außen hin oder an der Kammermitte überall verschlossen. Gerade in seiner Mitte !ebene liegt das Lager dicht an der Lagerkammerwand an, denn die Mittelebene der Lägerkämmer ist rundherum begrenzt von glattwandigen Sektoren der Lagerkammer. Werden nun zwei oder mehrere fertig zusammengesteckte Pendellagergehäuse 1,2 mit eingeschlossenem Pendellager 23 in einer Maschinenanlage montiert^ und liegen

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- Wie in pr'äktisöh allen Fällen = FIUähtäBWeiöhü"ng"en awisäheri den Lä^ergehäliäeäähäefi vörj säh'Wenkt jedes betroffene Pendellager in seinem öehäuse um die gegebene Fludhtabweichung aus, bis die GeSamtlängsäöhse j und Somit die Welle einwandfrei fluchtet* Wegen der

wedhselweisen Anordnung der glatten und g"ei?iffeiten Kammerwände einander gegenüber bleibt die Lägerkämmer insgesamt dicht. Verdeckt man an dem letzten Lagergehäuse das Wellenende mit einer Schutzkappe 7j wird ) diese nidht mit Wasser vollaufen, Wenn die Anlage abgespritzt wird. Die mit Schutzkappen sonst verbundene Rostgefahr ist mithin unterbunden.

Sowohl für die Hersteller als auch für die Verbraucher von Pendellagergehäusen mit zugehörigen Kugel- oder Rollenlagern ergeben sich zwei Möglichkeiten des Vertriebs bzw. der Beschaffung : entweder der Hersteller liefert das Lagergehäuseteilepaar 1,2 und das Lager 23 einzeln für sich, und der Käufer steckt selbst das komplette Lager zusammen, oder die Zusammensetzung des fertigen Lagers erfolgt beim Hersteller und wird komplett an den Käufer geliefert, itfie vorhin beschrieben, \ ist das Zusammenstecken des Lagers allerdings äußerst einfach und narrensicher; insbesondere größere Betriebe werden in bezug auf die Lagerhaltung vorteilhaft das Zusammenstecken der Lagergehäuseteile und des Lagers selber vornehmen.

Wie aus Figur 6 ersichtlich, kann das Lager 23 und die H gelagerte Welle 24 den vollen Schwenkwinkel ausnutzen.

Ferner kommt es beim Einsetzen des Lagers nicht auf dessen Länge oder auf die Länge von evtl. am Lager angeordneten Hülsen oder Buchsen an, da das Lager ja

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nicht in einer Querlage durch Quernuten eingebracht und daraufhin um seine Hochachse gedreht wird, wie ■bei den bisher bekannten einstückigen Lagergehäuse^. Das Lagergehäuse gemäß der Erfindung wirkt in allen Fällen wie ein einstückiges Gehäuse, jedoch ohne dessen Nachteile, und zwar insbesondere bei der Montage.·

Die an jeder Gehäusehälfte 1,2 angeordneten vier Befestigungsbohrungen 25 dienen ausschließlich der Befestigung des gesamten mit Kugel- oder Rollenlager ( versehenen Lagergehäuses, das nach Einsatz des Lagers als einstückiges Gehäuse wirkt.

Ansprüche

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Claims (4)

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1. Kunststoff-Pende!lagergehäuse,

'dadurch gekennzeichnet, daß das Lagergehäuse aus zwei schalenförmigen Gehäusehälften (1,2) zusani* mengefügt ist, indem die erste Gehäusehälfte (1) einen rund um ihren Lagerkaiomerteil (3) ausgebildeten Rundwulst (17) mit einem etwa an der Mitte dessen Außenseite angeordneten Schnappwulst aufweist, während an der zweiten Gehäusehälfte (2) rund um deren Lagerkammerteil (4) eine dem Rundet wulst (17) entsprechende Rundnut (19) mit einer dem Schnappwulst (18) zugeordneten Schnappnut (20) etwa an der Mitte ihrer äußeren Nutwand eingearbeitet ist,

2. Kunststoff-Pendellagergehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sphärische Lagerkammerwand (3)

(3) der ersten Gehäusehälfte (1) an zwei einander gegenüber liegenden, jede einen Winkel von 90° einschließenden Kreissektoren (15) eine Riffelung durch in Längsachsrichtung der Lagerkammer (5) verlaufenden Rillen erfährt, während die beiden anderen Kreissektoren (13) der ersten Gehäuse- ^ halfte (1) glatte sphärische Flächen aufweisen, und die sphärisch gestaltete Lagerkammerwand (4) der zweiten Gehäusehälfte (2) in gleicher Weise in zwei einander gegenüber liegende 90°-Sektoren (16) mit Riffelung und zwei weitere einander gegenüber liegende 90°-Sektoren (14) mit glatten sphärischen Wänden aufgeteilt ist, derart angeordnet, daß beim Aufeinanderlegen der beiden Gehäusehälften (1,2) jeweils ein glattwändiger Sektor (13,14) auf einem geriffelten Sektor (15,16) aufliegt.

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3. Kunststoff-Pendellagergehäuse nach Anspruch 1, .dadurch gekennzeichnet, daß an der zweiten Ge-

■ häusehälfte (2) in kurzem Abstand von der Rund-_ nut (19) und konzentrisch mit dieser eine zweite Rundnut (191) ist, wobei zwischen der äußeren (191) und der inneren Rundnut (19) ein ringförmiger elastischer Steg (192) ausgebildet ist.

4. Künststoff-Pendeτ lagergehäuse nach Anspruch 1,

) dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierung der beiden Lagergehäusehälften (1,2) beim Zusammenfügen mittels eines an der Seitenfläche der ersten Lagergehäusehälfte (1) ausgebildeten halbkugelförmigen Zentriernockens (21) erfolgt, der in eine entsprechende Zentrierbohrung (22) der anliegenden Seitenfläche der zweiten Lagergehäusehälfte (2) eingreift.

5n, Kunststoff-Pendellagergehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite der ersten Lagergehäusehälfte (1) eine nach ! ~) außen hin offene Rundstufe (6) eingearbeitet, ist, an deren Boden sich eine Rundnut (9) befindet, in welche eine Schutzkappe (7) mit Sij ner entsprechenden Schnappkante (8) einschnappt.

' 6, Kunststoff-Pende!lagergehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite der zweiten Lacjergehäuseschale (2) öine offene

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