DE7421374U

DE7421374U - CALOT BEARING FOR THE ROTOR SHAFT OF A SMALL ELECTRIC MOTOR

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Publication number: DE7421374U
Application number: DE7421374U
Authority: DE
Original assignee: Papst Motoren GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Priority date: 1974-06-22
Filing date: 1974-06-22
Publication date: 1977-09-08

Description

PAPST - Motoren KG. 7742 St. Georgen , Karl-M icr-Str. 1PAPST - Motoren KG. 7742 St. Georgen, Karl-M icr-Str. 1

Kalottenlager für die Rotorwelle eines Elek⁴- : okleinmotorsSpherical bearing for the rotor shaft of an Elek ⁴ -: okleinmotors

Die Erfindung betrifft ein Kalottenlager für die Rotorwelle eines Elektrokleinmotors mit einer als ringförmige die Kontur der Lagerkugel überragende Stahlbrille ausgebildete Kalotte die radial einwärts dem Kugelumfang angeschmiegte Lagerlappen aufweist, auf deren freien Lagerläppenenden die Lagerkugel gleitet.The invention relates to a spherical bearing for the rotor shaft of a small electric motor with an annular contour the steel frame protruding from the bearing ball, the bearing lugs nestled radially inwards to the circumference of the ball has, on the free end of the lap bearing the bearing ball slides.

Bei einem bekannten Kalottenlager dieser Art ist die der Stahlbrille gegenübergelegene Kalotte eine halbkugelförmige Vertiefung in einem Aluminiumschild. Bei Belastung dieser Aluminiumkalotte vermindert sich die Gleitfähigkeit zwischen Lagerkugel und Kalotte, wodurch die Laufeigenschaften der Rotorwelle beIn a known spherical bearing of this type, those of the steel glasses Opposite dome a hemispherical depression in an aluminum shield. When this aluminum dome is loaded the sliding ability between the bearing ball and the spherical cap is reduced, which in turn reduces the running properties of the rotor shaft

einträchtiharmonic

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Solche Beeinträchtigungen entstehen besonderSuch impairments arise in particular

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dann, wenn, wie bei einer Ausführungsform des bekannten Kalottenlagers, die LagerKugel aus Sinterbronze besteht. when, as in an embodiment of the known spherical bearing, the bearing ball is made of sintered bronze.

Aufgabe der Erfindung ist es, mit einfachen, den bei der Elektrokieinmotoren üblichen Massenfertigung zugeänglichen Mitteln die Gleitfähigkeit eines Lagerb der eingangs genannten Art auch unter Belastung zu verbessern.The object of the invention is, with simple, the in the Elektrokieinmotoren means accessible to the usual mass production Slidability of a bearing of the type mentioned also under To improve stress.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daw die Lagerkugel beidseitig auf den freien Lappenenden je einer als Stahlbrille ausgebildeten Kalotte gleitet·The invention is characterized in that the bearing ball On both sides of the free ends of the lobes a spherical cap designed as steel goggles slides

Es hat sich gezeigt, da:.i aie Gleitfähigkeit der Lagerkugel auf den freien Lagerlappen der Stahlbrille ausgezeichnet ist, auch unter Belastung. Liesen Umstand mach + sich die Erfindung zunutze, inderij sie die Lagerkugel beidseitig auf solchen stählernen Lagerlappen lagert. Das bringt, auch den Vorteil mit sich, daß für beide Kalotten das gleiche Fertigungsteil verwendet werden kann, wenn gemäii einer zweckmäßigen Weiterbildung die neiden Kalotten identisch ausgebildet und spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sind .It has been shown that: .i aie the sliding ability of the bearing ball The steel goggles' free bearing lobes are excellent, too under pressure. This circumstance make use of the invention, Inderij they hold the bearing ball on both sides of such steel bearing lugs camps. This also has the advantage that the same manufacturing part can be used for both domes, if, according to an expedient further development, the enveloping calottes designed identically and arranged mirror-symmetrically to one another are .

Aufgabe einer Weiterbildung ist es, das Kalottenlager selbstzentrierend auszugestalten. Diese Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, dais die ankerferne Kalotte an ihrer amterfernen Seite selbstzentrierend auf dem zugehörigen Lagerschild abgestützt ist, indem sie unter kreisrunder Linienberührung auf einer kreisrunden Kante die durch diese Stahlbrille zugekehrte Stirnfläche des Lagerschildes und eine im stumpfen Winkel dazu stehende konische, zur Achse weisende Konusfläche gebildet ist, in axialer Richtung abgestützt ist mit einer sich durch die Aufbiegung der Lappen ergebenden Kreisrunden zur Kante koaxialen konischen äußeren Konusfläche deren Krümmungsradius bezogen auf den in Achsrichtung gelegenen Querschnitt im Bereich der Linienberührung mit der Kante erheblich grower ist als der der Kante. Vorteilhaft bei dieser Weiterbildung ist der geringe Aufwand und die sichere Punktion. The task of further training is to make the spherical bearing self-centering to design. This training is characterized by dais the dome distant from the anchor to its distant one Self-centering side supported on the associated end shield is by touching them with a circular line on a circular one Edge the end face of the bearing shield facing through these steel goggles and a conical, the conical surface facing the axis is formed, is supported in the axial direction with a by the bending of the Rounds resulting from lobes to the edge coaxial conical outer conical surface whose radius of curvature is based on that in the axial direction located cross-section in the area of the line contact with the edge is considerably larger than that of the edge. Beneficial at This training is the low effort and the safe puncture.

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Man kann die Einzelteile des Kalottenlager lose in das Lagerschild einsetzen und erst innerhalb des Lagerschildes zusammenhalten. Diese Lösung zeichnet sich durch sehr geringen Aufwand bei der Herstellung des Kalottenlagers aus.The individual parts of the spherical bearing can be loosely placed in the end shield insert and hold together only inside the end shield. This solution is characterized by very little effort in the manufacture of the spherical bearing.

Man kann das Kalottenlager aber auch von vornherein zu einer Baueinheit zusammenfassen, wodurch die Endmontage erleichtert wird. Eine solche Baueinheit kann man einfach dadurch erzielen, daß man die beiden Kalotten entlang ihres äußeren Umfanges miteinander verbindet. Liese Verbindung erfolgt vorzugsweise dadurch, daß die beiden Kalotten durch eieKtrische Widerstandsschweißung miteinander verbunden sind oder dadurch, daß die beiden Kalotten unter Zwischenlage eines Pilzringes durch einen umbördelten Haltering miteinander verbunden sind.However, the spherical bearing can also be combined from the outset to form a structural unit, which makes final assembly easier will. Such a structural unit can be achieved simply in that the two domes are joined to one another along their outer circumference connects. This connection is preferably made in that the two domes are welded by electrical resistance welding are connected to one another or in that the two domes are beaded with a mushroom ring between them Retaining ring are connected to each other.

Vorzugsweise besteht beim Kalottenlager nach der Erfindung die Lagerkugel aus Sinterbronze, weil es sich dabei um ein außerordentlich abriebfestes Material handelt. Das spröde Sinterbronzematerial schleift sich nach kurze-¹ Einlaufen Gleitflächen in die stählernen Lappenenden, so daß sich auch, wenn die Einzelteile mit den bei der Kleinteilemassenfertigung unvermeidbaren Ungenauigkeiten hergestellt werden, dennoch eine außerordentliche Gleitfähigkeit der Lagerkugel in den stählernen Kalotten erzielen läßt.In the case of the spherical bearing according to the invention, the bearing ball is preferably made of sintered bronze because it is an extremely wear-resistant material. The brittle sintered bronze material grinds after kurze- ¹ entering the sliding surfaces in the steel cloth ends, so that even if the single components are produced with the unavoidable in small parts mass production inaccuracies still be achieved in the steel dome, an extraordinary lubricity of the bearing ball.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.The invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawing.

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PP.

In der Zeichnung zeigt:In the drawing shows:

Figur 1Figure 1

Figur 2Figure 2

im Querschnitt einen Elektrokleinmotcr, dessen Rotorwelle in zwei Kalottenlagern nach der Erfindung gelagert, ist,in cross section a small electric motor, whose The rotor shaft is mounted in two spherical bearings according to the invention,

den durch die strichpunktierte Linie umgebenen Ausschnitt aus Figur 1 in stark vergrößertemthe detail from Figure 1 surrounded by the dash-dotted line in a greatly enlarged

Figur 5Figure 5

im Schnitt entsprechend Figur 2 die Randverbindung der beiden Kalotten eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Kalottenlagers nach der Erfindung, in section corresponding to FIG. 2, the edge connection of the two domes of a second embodiment a spherical bearing according to the invention,

Figur 4Figure 4

eine Kalotte in Draufsicht wie sie bei den in Figur 1 bis 3 gezeigten Kalottenlagern verwendeta top view of a spherical cap as used in the spherical bearings shown in FIGS

J-Ö I/Y-Ö I /

Figur 5 Figur bFigure 5 Figure b

Figur 7 Figur 3Figure 7 Figure 3

den Schnitt V-V aus Figur 4,the section V-V from Figure 4,

im Querschnitt das eine Lagerschild eines dritten Ausführungsbeispiels,in cross section the one end shield of a third embodiment,

die Ansicht gemäß dem Pfeil VII aus Figur 6, undthe view according to the arrow VII from Figure 6, and

im Ausschnitt aus Figur 6 in vergrößertem Maßstab Teile der Lagerbrücke und der ihr zugekehrten Kalotte.in the detail from FIG. 6, on an enlarged scale, parts of the bearing bridge and that facing it Calotte.

Gemäß Figur 1 ist mit 1 der Stator und mit 2 der Rotor eines Elektrokleinmotors bezeichnet. Die Rotorwelle ist in zwei allgemein mit 4 und 5 bezeichneten Kalottenlagern gelagert, in deren Lagerkugeln die Lagerwelle gleitend drehbar gelagert ist. Die beiden Kalottenlager 4 und 5 sind in Lagerschilden 6 und 7 befestigt, die ihrerseits auf dem Stator 1 verschraubt sind und die Form einer Brücke haben.According to FIG. 1, 1 denotes the stator and 2 denotes the rotor of a small electric motor. The rotor shaft is mounted in two spherical bearings, generally designated 4 and 5, in the bearing balls of which the bearing shaft is slidably rotatably mounted. The two spherical bearings 4 and 5 are fastened in end shields 6 and 7, which in turn are screwed onto the stator 1 and have the shape of a bridge.

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Das Kalottenlager 5 weist üi..o La.^eiv.ugel Io -us Sinterbronze auf, die zwischen ζ\·ι~± als Stahlbrillen ausgebildete Kalotten 11 und ii gleitend gelagert ist. Die beiden Kalotten sind identisch zueinander p.usge oilaet und spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet.The spherical bearing 5 has üi..o La. ^ Eiv.ugel Io -US sintered bronze, which formed between ζ \ · ι ~ ± eyeglasses as steel domes 11 is mounted slidably and ii. The two domes are identical to each other and are arranged mirror-symmetrically to each other.

Wie besonders gut aus ?igur 4 und 5 ersichtlich, v/eist die Kalotte 11 - ebenso wie die Kalotte 12 - einen äußeren Ring 13 auf, von dem radial einwärts und dem Lagerkugelumfang angeschmiegte Lagerlappen 14» 15 ausgehen, die gleichförmig auf den ganzen Umfang verteilt sind. Auf den freien Enden 16, 17 dieser Lagerlappen gleitet die Lagerkugel 1ο. Die beiden Kalotten 11 und 12 überragen die Kontur der Lagerkugel 1o und sind entlang ihres äußeren Umfanges miteinander verbunden. Bei dem Kalottenlager 4 und 5 sind zu diesem Zweck die Ringe 13, 1S der beiden Kalotten 11, 12 durch elektrische Widerstandsschweißung miteinander verbunden. Diese Widerstandsschweißung wird durch elektrische Stromimpulse hoher Stromstärke unter gleichzeitigem Aufeinanderpressen derAs can be seen particularly well from Figures 4 and 5, the dome is located 11 - just like the spherical cap 12 - has an outer ring 13, from which it is nestled radially inward and the circumference of the bearing ball Bearing tabs 14 »15 go out, which are uniform over the entire circumference are distributed. The bearing ball slides 1ο on the free ends 16, 17 of these bearing tabs. The two domes 11 and 12 protrude the contour of the bearing ball 1o and are along its outer Connected to each other. In the case of the spherical bearings 4 and 5, the rings 13, 1S of the two spherical caps 11, 12 are used for this purpose connected to one another by electrical resistance welding. This resistance welding is carried out by electrical current pulses high amperage with simultaneous pressing of the

miteinander zu verschweißenden Teile hervorgerufen. Die auf diese V/eise miteinander verbundenen Kalotten 11, 12 fassen die Lagerkugel 1o zwischen sich ein und bilden so ein fertiges Einbauteil, das im dargestellten Ausführungsbeispiel in eine kreisrunde, treppenförmige Ausnehmung 2o des Lagerschildes 7, das aus Aluminium besteht, eingesetzt ist. Durch einen in eine entsprechende ringförmige Ausnehmung 21 anschließend eingepreßten Haltering 22 wird das Kalottenlager 5 festgelegt.caused parts to be welded together. The spheres 11, 12 connected to one another in this way hold the bearing ball 1o between them and thus form a finished built-in part, which in the illustrated embodiment is in a circular, step-shaped recess 2o of the bearing plate 7, which is made of aluminum exists, is used. By means of a retaining ring 22 which is then pressed into a corresponding annular recess 21 the spherical bearing 5 is set.

Die Rotorwelle 3 lauft mit ihrem freien Ende 23 gegen eine Anlaufscheibe 24. Im Gegensatz dazu ist die Rotorwelle 3 im Bereich des anderen Ka^ottenlagers 4 aus dem Lagerschild 6 herausgeführt. Im übrigen ist das Kalottenlager 4 genauso ausgebildet wie des Kalottenlager 5 und auch in entsprechender Weise in dem Lagerschild ό befestigt, wobei die Befestigung lediglich spiegelsymmetrisch zu der des Kalottenlagers 5 ausgebildet ist.The rotor shaft 3 runs with its free end 23 against a thrust washer 24. In contrast, the rotor shaft 3 is in the range of the other cap bearing 4 led out of the bearing plate 6. Otherwise, the spherical bearing 4 is designed in exactly the same way as the spherical bearing 5 and also in a corresponding manner in the end shield ό attached, whereby the attachment is only mirror-symmetrical to that of the spherical bearing 5 is formed.

Statt die Ringe 13 und 1 ■■?· durch Schweißun^; miteinander zu verbinden, kann man sie auch auf andere Weise miteinander verbinden, wie beispielsweise in Figur 3 dargestellt, durch einen umbördelnden Haltering 25 unter Zwischenlage eines Pilzringes 26, derInstead of the rings 13 and 1 ■■? · By welding ^; to connect with each other, can you also connect them to each other in other ways, as shown for example in Figure 3, by a beading Retaining ring 25 with the interposition of a mushroom ring 26, the

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zwischen die beiden Ivinge t_7 und 2S der Kalotten 29 und 3o gelegt ist.between the two ivings t_7 and 2S of the calottes 29 and 3o is laid.

Vorteilhaft ist bei aer Ausgestaltung nach Figur 1 und 2 für die Montage, daa das Kalottenlager, bestehend aus dan Ilalotten 11 und 12 und der Lager^ugel 1o, ein einziges geschlossenes Bauteil ist. Durch die Befestigung der beiden Kalotten 11 und aneinander ist au^erde/n sichergestellt, daß die Kaiosten bei Betrieb sich nicht gegeneinander verschieben können.It is advantageous in the embodiment according to FIGS. 1 and 2 for the assembly, daa the spherical bearing, consisting of the ilalottes 11 and 12 and the bearing ^ ugel 1o, a single closed one Component is. The fastening of the two domes 11 and to one another also ensures that the Kaiosten at Operation cannot shift against each other.

Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausfuhrungsbeispiel nur durch die Ausgestaltung der Kalottenlager, wie dies nun anhand des einen Kalottenlagers im einzelnen beschrieben wird.Das in Figur 6 und 7 dargestellte Lagerschild 4o entspricht dem Lagerschild 6 aus Figur 1. Dieses Lagerschild weist ein zum Anker offenes kreiszylinürisches Sackloch 41 auf, das in seinem Boden einen Durchbruch 42 zum Herausfuhren der Motorachse aufweist. Ein entsprechender Durchbruch ist bei dem nicht dargestellten gegenüberliegenden, dem Lagerschild 7 entsprechenden Lagerschild nicht vorgesehen. In dieses SacKloch 41 ist zuunterst ein Filzring 43, darüber eine Kalotte 44, dann ein Filzring 45, schließlich die Kalotte 46 und darüber unter Zwischenlage einer Metallunterlegscheibe 54 der AbdecKring 47 gelegt. In den Abdeckring 47 ist ein weiterer Filzring 53 eingelegt, der durch eine einwärts gekehrte Umbördelung 55 des freien Randes des Abdeckringes 47 iienaltert wird. Die genannten in das Sacxloch 41 eingepaßten Teile sind innerhalb des Sackloches festgelegt durch punktweise Umbördelungen 49 bis 52 des Randeb 4a. Eer Abcteckring 47 reicht bis zum Rand des Sackloches und stützt sich auf vier, den Umbördelungen 49 bis 52 gegenüberliegenden Schultern ab, von denen die eine Schulter 6o, die aer Umböräelung 49 gegenüberliegt, in Figur 6 sichtbar ist.The third embodiment is different from that first exemplary embodiment only through the design of the spherical bearing, as will now be described in detail with reference to a spherical bearing. The one shown in FIGS. 6 and 7 End plate 4o corresponds to end plate 6 from FIG. 1. This end plate has a circular cylindrical shape that is open to the armature Blind hole 41, which has an opening 42 in its bottom for leading out the motor axis. A corresponding breakthrough is not provided in the opposite end shield, not shown, corresponding to end shield 7. In this SacKloch 41 is at the bottom a felt ring 43, above it one Dome 44, then a felt ring 45, finally the dome 46 and above with a metal washer 54 in between the cover ring 47 is placed. Another felt ring 53 is inserted into the cover ring 47, which is formed by an inwardly turned flanging 55 of the free edge of the cover ring 47 is aged. Said parts fitted into the Sacxloch 41 are inside of the blind hole determined by point-wise flanging 49 to 52 of the margin 4a. Eer Abcteckring 47 extends to the edge of the blind hole and is supported on four, the flanges 49 down to 52 opposite shoulders, one of which Shoulder 6o, which is opposite to the beading 49, in FIG. 6 is visible.

Die Kalotten 44 und 4o sind genauso ausgebildet wie die Kalotten 11 und 12 aus dein ersten Ausführungsbeispiel und nehmen die Lagerkugel 5b, die aus Sintermetall besteht, zwischen ihren auf gebogene ri Lappen auf. Die beiden Kalotten reichen mit ihremThe domes 44 and 4o are designed in exactly the same way as the domes 11 and 12 from your first embodiment and take the Bearing ball 5b, which is made of sintered metal, between their on curved ri lobes. The two calottes are enough with hers

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ρ 31ρ 31

Umfang nicht his an die Lagernrücke 4o und haben Spiel, sich selbst zu zentrieren. L'.'iii, Zweciv aer Zentrierung ist die Kalotte 44 auf einer Kreisrunden zur Achse 61 koaxialen Kante 62 abgestützt, die durch die der Kalotte 44 zugekehrte Stirnfläche 63 und eine im stumpfen Windel ό4 von etwa 12o ° dazu stehende kenische , zur Achse o1 Koaxiale Konusfläche 65 der Lagerbrücke gebildet ist. An dieser Kante t?. liegt die Kalotte 44 mit einer Konusfläche ob an, die durch die Aufbiegung ihrer Lappen 57, 63 entstanden ist. Diese Konusfläche 66 weist im Bereich der Linienberuhrung mit der Kante 62 einen erheblich größeren Krümmungsradius bezogen auf den in Figur 3 dargestellten, durch die Achse 61 gehenden Querschnitt auf, als die Kante 62. Die Kalotte 44 kann sich auf diese Weise auf der Kante 62 zentrieren, indem sich di^ Linienberührung mit der Kante entlang der Konusfläche durch Verschieben einjustiert, was während des ersten Betriebes nach erfolgter Montage geschieht.Circumference not up to the back of the bearing 4o and have play to center themselves. L '.' Iii, for the purpose of centering, the dome 44 is supported on a circular edge 62 coaxial to the axis 61, the end face 63 facing the dome 44 and a keniche in the blunt diaper ό4 of about 12o ° to the axis o1 Coaxial conical surface 65 of the bearing bracket is formed. On this edge t ?. the dome 44 rests with a conical surface ob, which is caused by the bending of its tabs 57, 63. This conical surface 66 has, in the area of line contact with the edge 62, a considerably larger radius of curvature in relation to the cross section shown in FIG by adjusting the line contact with the edge along the conical surface by moving it, which happens during the first operation after assembly.

Die Pilzringe 43, 4-5, 53 werden, ebenso wie die entsprechenden Filzringe der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispieie zweckmäßig mit Öl getränkt.The mushroom rings 43, 4-5, 53 are, as well as the corresponding Felt rings of the exemplary embodiment described above are expediently impregnated with oil.

In Abänderung des dritten Ausführungsbeispiels kann man die beiden Kalotten 44 und 46 entsprechend wie in Figur 3 dargestellt oder auf andere V/eise an ihrem äußeren Rand miteinander verbinden, so daß die Kalotten 44 und 46 mit dem dazwischengelegenen Filzring 45 und der eingesetzten Lagerkugel 56 ein geschlossenes Bauteil bilden, das als solches in das Sacklocli eingesetzt und innerhalb dessen durch die Linionberührung an der Kante 62 zentrierbar ist.In a modification of the third embodiment, you can use the two Connect spheres 44 and 46 to one another at their outer edge in a manner corresponding to that shown in FIG. 3 or in a different way, so that the domes 44 and 46 with the intermediate felt ring 45 and the inserted bearing ball 56 form a closed one Form component, which is inserted as such into the blind spot and can be centered within it by the line contact on the edge 62 is.

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Claims

A N SPR Ü G H Ξ

1. Kalo ¹ tenlagei- for the rotor shaft of a small electric motor with a ring-shaped steel frame protruding over the contour of the bearing ball, which has bearing lugs that are nestled radially inwards to the circumference of the ball, on whose free bearing lap ends the bearing ball slides, characterized in that the bearing ball (1o) slides on both sides of the free flap ends (16, 17) each with a spherical cap (11, 12) designed as steel glasses.

2. spherical bearing according to claim 1, characterized in that the dai3 the two domes (11, 12) are of identical design and are arranged mirror-symmetrically to one another.

3. spherical bearing according to claim 1 or 2, characterized in that the distal dome (44) at its distal anchor Self-centering side is supported on the associated bearing plate (40) by being under circular Line contact on a circular edge (62) the through the end face (63) of the bearing shield (40) facing these steel glasses and one at an obtuse angle (64) associated conical conical surface facing the axis (65) is ge'niloet, supported in the axial direction is mlteiner by the bending of the flap (67, 68) resulting icreio round to the edge (62) coaxial xonic outer conical surface (66) whose curvature

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5 · spherical bearings according to one of the preceding claims, characterized characterized because: i along the two domes (29, 3c) of their external scope are not connected to one another.

6. spherical bearing according to claim 5, characterized in that

the two domes (1 1, 1 2 ) are connected to one another by electrical resistance welding.

7. spherical bearing according to claim 5, characterized in that the the two domes are connected to one another by an umböräelten retaining ring with the interposition of a mushroom ring (26).

8. spherical bearing according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing ball (1 o) made of sintered bronze consists.

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