DE19902177A1 - Multi-row angular ball bearing for precision roller screw drive has radially projecting shoulder separating rows of ball bearings, and held in place by suitable fixture - Google Patents

Multi-row angular ball bearing for precision roller screw drive has radially projecting shoulder separating rows of ball bearings, and held in place by suitable fixture

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DE19902177A1
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Abstract

A multi-row angular ball bearing (13) for a precision roller screw drive has outer (14) and inner (15) rings separated by ball bearings (16). Either the outer or the inner ring has a radially projecting shoulder (17) separating the rows of ball bearings, and held in place by a suitable fixture. The outer ring has a series of slits (20) in the longitudinal direction, and has a tightening bolt (22) limiting the diameter.

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein mehrreihiges Schrägkugellager, insbesondere für die Lagerung von Wälzschraubtrieben in der Feinwerktechnik, mit einem Außen- und einem Innenring sowie dazwischen angeordneten auf zugehörigen Lauf­ bahnen abwälzenden Lagerkugeln, wobei entweder der Außen- oder der In­ nenring eine radial hervorstehende die Kugelreihen voneinander trennende Schulter aufweist und Mittel zur Erzeugung einer Lagervorspannung vorhanden sind.The invention relates to a multi-row angular contact ball bearing, in particular for Storage of roller screw drives in precision engineering, with an external and an inner ring and arranged in between on the associated barrel track rolling bearing balls, with either the outer or the inner nenring a radially protruding separating the rows of balls from each other Has shoulder and means for generating a bearing preload available are.

Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention

Ein derartiges gattungsgemäßes zweireihiges Axial-Schrägkugellager ist aus der Druckschrift ZAE "Lager für Gewindetriebe" vorbekannt. Das auf Seite 30 dieser Vorveröffentlichung gezeigte Schrägkugellager weist einen durch eine Fuge zweigeteilten Innenring und einen Außenring auf, der eine radial hervor­ stehende Schulter besitzt, die die beiden Kugelkränze voneinander trennt. Der Innenring hält das Endstück einer Welle, während der Außenring an einer Planfläche einer Anschlußkonstruktion anliegt. Die Halterung des Schrägku­ gellagers auf dem Wellenzapfen erfolgt durch eine Präzisions-Nutmutter, die mit einem Innengewinde versehen ist und rechtsseitig hinter dem Schrägku­ gellager auf den Wellenzapfen aufgeschraubt ist. Bei Anziehen dieser Präzisi­ ons-Nutmutter wird das Schrägkugellager in axialer Richtung nach links ver­ schoben, bis die geteilten Innenringe aneinanderliegen. Über diese Nutmutter wird nun die Vorspannung der Lagerung eingestellt. Um die Lagervorspannung exakt zu erhalten, ist die Fugenbreite zwischen den beiden Innenringen nur 0,002 bis 0,006 mm. Diese ist durch ein präzises Schleifen der beteiligten La­ gerflächen und maßliche Zusortierung der Lagerringe und Lagerkugeln mög­ lich.Such a generic double row axial angular contact ball bearing is out the publication ZAE "bearings for screw drives" previously known. That on page 30 this prior publication angular contact ball bearing has one through Joint two-part inner ring and an outer ring, one radially protruding has a standing shoulder that separates the two spherical rings. The Inner ring holds the end piece of a shaft, while the outer ring holds one Flat surface of a connecting structure is present. The holder of the inclined battery The bearings on the shaft journal are made by a precision locknut is provided with an internal thread and on the right-hand side behind the oblique ball gel bearing is screwed onto the shaft journal. When tightening this precision ons locknut, the angular contact ball bearing is moved to the left in the axial direction  push until the split inner rings lie against each other. About this locknut the bearing preload is now set. To the bearing preload The joint width between the two inner rings can only be obtained exactly 0.002 to 0.006 mm. This is due to a precise grinding of the La surfaces and dimensional sorting of the bearing rings and bearing balls possible Lich.

Nachteilig dabei ist, daß einerseits diese Präzions-Nutmutter zusätzlich gefer­ tigt werden muß und dieses zusätzliche Bauteil die Lagerung daher erheblich verteuert. Andererseits muß die gewünschte Vorspannung des Lagers durch Anziehen der Nutmutter durch den Kunden selbst erfolgen, was nicht immer unproblematisch ist. Es ist weiter von Nachteil, daß diese zusätzliche Nutmutter den erforderlichen axialen Bauraum des Schrägkugellagers vergrößert.The disadvantage here is that on the one hand this precision locknut also gefer must be taken and this additional component therefore the storage considerably more expensive. On the other hand, the desired preload of the bearing must be followed Tightening the locknut is done by the customer himself, which is not always the case is unproblematic. It is further disadvantage that this additional lock nut increases the required axial space for the angular contact ball bearing.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der bishe­ rigen Nachteile ein mehrreihiges vorspannbares Schrägkugellager zu entwic­ keln, das sich kostengünstig herstellen läßt und einfacher handhaben läßt.The invention is therefore based on the object, avoiding the bishe disadvantages to develop a multi-row preloaded angular contact ball bearing celn that can be produced inexpensively and is easier to handle.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 dadurch gelöst, daß der Außenring in Längsrichtung durchgehend geschlitzt ist und eine auf diesen im Sinne einer Durchmesserreduzierung ein­ wirkende Spannvorrichtung vorhanden ist.According to the invention, this task is performed according to the characterizing part of Claim 1 solved in that the outer ring continuously in the longitudinal direction is slotted and one on this in the sense of a diameter reduction acting clamping device is present.

Durch diese Spannvorrichtung wird im Gegensatz zum bisherigen Stand der Technik das Lager in radialer und nicht in axialer Richtung vorgespannt. Dies hat den Vorteil, daß die den axialen Bauraum unnötig vergrößernde Präzisions- Nutmutter nicht mehr gefertigt zu werden braucht. Aufgrund dieser fehlenden Nutmutter sind die Gesamtkosten erheblich geringer. Außerdem wird die Handhabung für den Lagerkunden wesentlich erleichtert, da die Einstellung der Lagervorspannung durch den Kunden selbst mittels der Nutmutter entfällt. Der Lagerhersteller übernimmt jetzt die Einstellung der Vorspannung, wobei jedes gewünschte Lagerreibmoment über die Spannvorrichtung gezielt eingestellt werden kann. Die Funktionssicherheit der Lagerung und der Service werden dadurch erheblich gesteigert.This tensioning device, in contrast to the previous state of the Technology preloaded the bearing in the radial and not in the axial direction. This has the advantage that the precision Locknut no longer needs to be manufactured. Because of this missing Slotted nut, the total cost is significantly lower. In addition, the Handling for warehouse customers much easier because the setting of the Bearing preload by the customer using the locknut is not required. The Bearing manufacturer now takes over the preload setting, each  desired bearing friction torque is specifically set using the tensioning device can be. The functional reliability of the storage and the service will be thereby significantly increased.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprü­ chen beschrieben.Further advantageous embodiments of the invention are in the dependent claims Chen described.

So ist nach Anspruch 2 vorgesehen, daß die Spannvorrichtung als eine einen Längsschnitt durchsetzende Spannschraube ausgebildet ist, die mit ihrem Kopf an einem im Außenring angeordneten Absatz anliegt und die mit ihrem Schraubenkörper in eine hinter dem Längsschlitz liegende Gewindebohrung eingeschraubt ist.So it is provided according to claim 2 that the clamping device as one Longitudinal penetrating tension screw is formed with her head abuts a paragraph arranged in the outer ring and the with their Screw body in a threaded hole behind the longitudinal slot is screwed in.

Eine solche Spannvorrichtung ist sehr einfach und deshalb besonders kosten­ günstig, da Spannschrauben als Zukaufteile in sämtlichen Größenordnungen vorhanden sind, so daß lediglich im Lageraußenring der Absatz mit Durchtritts­ bohrung und die zugehörige Gewindebohrung zu fertigen ist.Such a clamping device is very simple and therefore particularly expensive inexpensive, because clamping screws as purchased parts in all sizes are present, so that the paragraph with passage only in the bearing outer ring bore and the associated threaded bore is to be produced.

Nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal gemäß Anspruch 3 ist vorgesehen, daß der Kopf der Spannschraube mit einer Aufnahmeöffnung für ein Werkzeug versehen ist. Dies kann beispielsweise ein Sechskant sein, in den ein Imbus­ schlüssel eingeführt werden kann. Auf diese Weise kann sehr wirkungsvoll und präzise durch einfaches Drehen der Spannmutter die gewünschte Lagervor­ spannung eingestellt werden, wobei sich der Längsschnitt durch entsprechen­ des Drehen der Spannschraube in seiner Spaltbreite verringert oder auch ver­ größert.According to a further additional feature according to claim 3, that the head of the clamping screw with a receiving opening for a tool is provided. This can be a hexagon, for example, in which an Allen key key can be inserted. This way it can be very effective and precise the desired bearing by simply turning the clamping nut tension can be set, the longitudinal section corresponding to each other the turning of the clamping screw in its gap width reduced or ver enlarged.

Ein weiteres zusätzliches Merkmal geht aus Anspruch 4 hervor, wonach die Spaltbreite des Längsschlitzes etwa 0,1 mm beträgt. Dadurch ist sichergestellt, daß sich dieser nicht negativ auf die Rotation der Lageranordnung auswirkt.Another additional feature is apparent from claim 4, according to which Gap width of the longitudinal slot is about 0.1 mm. This ensures that this does not have a negative effect on the rotation of the bearing arrangement.

In Weiterbildung der Erfindung ist nach Anspruch 5 vorgesehen, daß der La­ geraußenring eine Füllbohrung und einen Füllstopfen aufweist. In a development of the invention it is provided according to claim 5 that the La outer ring has a filling hole and a filling plug.  

Schließlich ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsvariante in Anspruch 6 be­ schrieben. Danach soll der einteilige Lagerinnenring in seiner Bohrung mit ei­ nem Befestigungsgewinde versehen sein. Auf diese Weise ist eine besonders einfache Verbindung mit einer Anschlußkonstruktion möglich.Finally, a further advantageous embodiment is in claim 6 wrote. Then the one-piece bearing inner ring in its bore with egg be provided with a fastening thread. This way, one is special easy connection with a connecting structure possible.

Die Erfindung wird an nachstehendem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is explained in more detail using the following exemplary embodiment.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Kugelgewindespindel mit beidseitiger Festlagerung nach dem bisherigen Stand der Technik, Fig. 1 is a ball screw with double-sided bearing arrangement according to the prior art,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Schrägkugellagers, teilweise geschnitten und Fig. 2 is a side view of an angular contact ball bearing according to the invention, partially cut and

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Schrägkugellager, teilweise geschnitten. Fig. 3 is a plan view of an angular contact ball bearing according to the invention, partially cut.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

In Fig. 1 ist eine Kugelgewindespindel 1 einer schematisch dargestellten Werkzeugmaschine 2 beidseitig mit je einem dreireihigen Schrägkugellager 3 und 4 gelagert. Die beiden nicht näher bezeichneten Lageraußenringe sind mit je einem Absatz versehen, der von einer mit einer Bodenplatte 5 verbundenen Anschlußkonstruktion 6 aufgenommen ist. Die axiale Fixierung und Vorspan­ nung der beiden Schrägkugellager 3 und 4 erfolgt durch drei Präzisions- Nutmuttern 7, die mit ihren Innengewinden auf der Kugelgewindespindel 1 auf­ geschraubt sind. Nach Erreichen der jeweiligen Endstellung der Präzisions- Nutmuttern 7 werden diese durch Feststellschrauben 8 auf der Kugelgewinde­ spindel 1 fixiert. Die Kugelgewindespindel 1 weist ein Außengewinde 9 auf, auf dem eine Kugelgewindemutter 10 geführt ist, die über eine weitere Anschluß­ konstruktion 11 mit einem Tisch 12 verbunden ist, der bei Rotation der Kugel­ gewindespindel 1 über die Kugelgewindemutter 10 in beiden Richtungen axial verfahrbar ist.In Fig. 1, a ball screw 1 of a machine tool 2 is shown schematically on both sides, each with a three-row angular contact ball bearings 3 and 4 . The two bearing outer rings, not specified, are each provided with a shoulder, which is received by a connection structure 6 connected to a base plate 5 . The axial fixation and preload voltage of the two angular contact ball bearings 3 and 4 is carried out by three precision locknuts 7 , which are screwed onto the ball screw spindle 1 with their internal threads. After reaching the respective end position of the precision locknuts 7 , these are fixed by locking screws 8 on the ball screw spindle 1 . The ball screw 1 has an external thread 9 , on which a ball screw nut 10 is guided, which is connected via a further connection construction 11 to a table 12 which is rotatable axially in both directions when the ball screw shaft 1 rotates via the ball screw nut 10 .

In den Fig. 2 und 3 ist ein erfindungsgemäß ausgestaltetes zweireihiges Axial-Schrägkugellager 13 gezeigt, das die bisherigen Schrägkugellager 3 und 4 in Fig. 1 ersetzen soll. Das Lager 13 weist einen Lageraußenring 14 und einen Lagerinnenring 15 auf, zwischen denen zwei Reihen von Lagerku­ geln 16 abwälzen, wobei dieses Lager nach außen durch Dichtungen 28 abge­ dichtet ist. Der Lageraußenring 14 weist eine radial nach innen vorspringende Schulter 17 auf, die die beiden Kugelreihen 16 voneinander trennt. Zur Fixie­ rung an einer Anschlußkonstruktion ist der Lageraußenring 14 mit einem Flansch 18 versehen, der wiederum mehrere durchgehende Bohrungen 19 besitzt. Außerdem ist der einteilige Lagerinnenring 15 in seiner Bohrung mit einem Befestigungsgewinde 29 versehen, so daß ein schnelles Aufschrauben auf eine Anschlußkonstruktion möglich ist. Das derart beschriebene zweireihi­ ge Schrägkugellager entspricht in seiner Funktion paarweise verwendeten ein­ reihigen Schrägkugellagern in O-Anordnung. Wäre im Gegensatz dazu dieses erfindungsgemäße Axial-Schrägkugellager 13 an seinem Lagerinnenring 15 mit der Schulter 17 versehen, entspräche ein solches Lager in seiner Funktion paarweise verwendeten einreihigen Schrägkugellagern in X-Anordnung.In FIGS. 2 and 3, the invention designed according to the double row angular contact thrust ball bearing 13 is shown, which is to replace the existing angular contact ball bearings 3 and 4 in FIG. 1. The bearing 13 has a bearing outer ring 14 and a bearing inner ring 15 , between which two rows of bearing balls 16 roll, this bearing being sealed to the outside by seals 28 . The bearing outer ring 14 has a radially inwardly projecting shoulder 17 which separates the two rows of balls 16 from one another. For Fixie tion on a connecting structure, the bearing outer ring 14 is provided with a flange 18 which in turn has a plurality of through holes 19 . In addition, the one-piece bearing inner ring 15 is provided in its bore with a fastening thread 29 , so that a quick screwing onto a connecting structure is possible. The thus described two-row angular contact ball bearing corresponds in its function used in pairs a row angular contact ball bearings in an O arrangement. In contrast, if this axial angular contact ball bearing 13 according to the invention were provided with the shoulder 17 on its bearing inner ring 15 , such a bearing would correspond in its function to single row angular contact ball bearings in an X arrangement used in pairs.

Wie aus Fig. 2 weiter ersichtlich, ist das Lager 13 zur Befüllung mit den La­ gerkugeln 16 im Außenring 14 mit einer Füllbohrung 30 und einem diese ver­ schließenden Füllstopfen 31 versehen.As can further be seen from FIG. 2, the bearing 13 for filling with the bearing balls 16 in the outer ring 14 is provided with a filling bore 30 and a filling plug 31 closing this ver.

Wie insbesondere Fig. 3 zeigt, ist der Lageraußenring 14 in Längsrichtung durchgehend geschlitzt, wobei der sich ergebende Längsschlitz 20 parallel zur Lagerachse 21 oder unter einem bestimmten Winkel zu dieser verlaufen kann. Der Längsschnitt 20 wird von einer um 90° zur Lagerachse 21 versetzt verlau­ fenden Spannschraube 22 durchsetzt, die mit ihrem Kopf 23 an einen in Au­ ßenring 14 angeordneten Absatz 24 anliegt. Die Spannschraube 22 ist mit ih­ rem Schraubenkörper 25 in einer Gewindebohrung 26 eingeschraubt, so daß der Längsschlitz 20 überbrückt ist. As shown in FIG. 3 in particular, the bearing outer ring 14 is continuously slotted in the longitudinal direction, the resulting longitudinal slot 20 being able to run parallel to the bearing axis 21 or at a certain angle to the latter. The longitudinal section 20 is interspersed by a clamping screw 22 offset by 90 ° to the bearing axis 21 , which bears with its head 23 against a shoulder 24 arranged in an outer ring 14 . The clamping screw 22 is screwed with ih rem screw body 25 into a threaded bore 26 so that the longitudinal slot 20 is bridged.

Durch Drehen der Spannschraube 22 mit Hilfe eines in deren Aufnahmeöff­ nung 27 eingesetzten Werkzeuges kann der Lageraußenring 14 in seinem Durchmesser eingeengt werden, wobei sich die Spaltbreite des Längsschlit­ zes 20 ebenfalls verkleinert. Auf diese Weise werden die beiden Kugelrei­ hen 16 über die Laufbahnen des gesprengten Außenringes 14 in die Laufbah­ nen des einstückig ausgebildeten Lagerinnenringes 15 hineingepresst, so daß das Lager in gewünschter Weise vorgespannt ist. Die Konstruktion ist so aus­ gelegt, daß sich auch ein relativ dickwandiger Lageraußenring 14 mit geringen Kräften in seinem Durchmesser einengen läßt und damit ein Spielausgleich bzw. eine Vorspannung in eleganter Art und Weise erreichbar ist. Durch die geringe Schlitzbreite ist sichergestellt, daß bei Rotation der Kugelgewindespin­ del 1 sich keine Probleme für die beiden Lagerkugelreihen 16 ergeben. By turning the clamping screw 22 with the aid of a tool inserted in the receiving opening 27 , the bearing outer ring 14 can be narrowed in diameter, the gap width of the longitudinal slot 20 also being reduced. In this way, the two Kugelrei hen 16 are pressed over the raceways of the blasted outer ring 14 into the raceways NEN of the integrally formed bearing inner ring 15 , so that the bearing is preloaded in the desired manner. The design is designed so that a relatively thick-walled bearing outer ring 14 can be narrowed in diameter with low forces and thus a play compensation or a preload can be reached in an elegant manner. The small slot width ensures that there are no problems for the two rows of bearing balls 16 when the ball screw spin del 1 rotates.

BezugszeichenReference numerals

11

Kugelgewindespindel
Ball screw

22nd

Werkzeugmaschine
Machine tool

33rd

Schrägkugellager
Angular contact ball bearings

44th

Schrägkugellager
Angular contact ball bearings

55

Bodenplatte
Base plate

66

Anschlußkonstruktion
Connecting construction

77

Präzisions-Nutmutter
Precision locknut

88th

Feststellschraube
Locking screw

99

Außengewinde
External thread

1010th

Kugelgewindemutter
Ball screw nut

1111

Anschlußkonstruktion
Connecting construction

1212th

Tisch
table

1313

Axial-Schrägkugellager
Axial angular contact ball bearings

1414

Lageraußenring
Bearing outer ring

1515

Lagerinnenring
Bearing inner ring

1616

Lagerkugel
Bearing ball

1717th

Schulter
shoulder

1818th

Flansch
flange

1919th

Bohrung
drilling

2020th

Längsschlitz
Longitudinal slot

2121

Lagerachse
Bearing axis

2222

Spannschraube
Clamping screw

2323

Kopf
head

2424th

Absatz
paragraph

2525th

Schraubenkörper
Screw body

2626

Gewindebohrung
Tapped hole

2727

Aufnahmeöffnung
Receiving opening

2828

Dichtung
poetry

2929

Befestigungsgewinde
Mounting thread

3030th

Füllbohrung
Filling hole

3131

Füllstopfen
Filler plug

Claims (6)

1. Mehrreihiges Schrägkugellager (13), insbesondere für die Lagerung von Wälzschraubtrieben in der Feinwerktechnik, mit einem Außen- (14) und ei­ nem Innenring (15) sowie dazwischen angeordneten auf zugehörigen Lauf­ bahnen abwälzenden Lagerkugeln (16), wobei entweder der Außen- (14) oder der Innenring (15) eine radial hervorstehende die Kugelreihen (16) voneinander trennende Schulter (17) aufweist und Mittel zur Erzeugung ei­ ner Lagervorspannung vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (14) in Längsrichtung durchgehend geschlitzt ist und eine auf diesen im Sinne einer Durchmesserreduzierung einwirkende Spannvor­ richtung vorhanden ist.1.Multi-row angular contact ball bearing ( 13 ), in particular for the mounting of roller screw drives in precision engineering, with an outer ring ( 14 ) and an inner ring ( 15 ) as well as bearings ( 16 ) which roll on associated raceways, with either the outer ( 14 ) or the inner ring ( 15 ) has a radially projecting shoulder ( 17 ) separating the rows of balls ( 16 ) and means for generating a bearing preload are provided, characterized in that the outer ring ( 14 ) is slotted continuously in the longitudinal direction and a on this acting in the sense of a diameter reduction Spannvor direction is available. 2. Mehrreihiges Schrägkugellager (13) nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spannvorrichtung als eine einen Längsschnitt (20) durchsetzende Spannschraube (22) ausgebildet ist, die mit ihrem Kopf (23) an einem im Außenring (14) angeordneten Absatz (24) anliegt und die mit ihrem Schraubenkörper (25) in eine hinter dem Längsschlitz (20) liegende Gewindebohrung (26) eingeschraubt ist.2. Multi-row angular contact ball bearing ( 13 ) according to claim 1, characterized in that the clamping device is designed as a longitudinal section ( 20 ) penetrating clamping screw ( 22 ) which with its head ( 23 ) on a in the outer ring ( 14 ) arranged paragraph ( 24 ) and which is screwed with its screw body ( 25 ) into a threaded bore ( 26 ) located behind the longitudinal slot ( 20 ). 3. Mehrreihiges Schrägkugellager (13) nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kopf (23) der Spannschraube (22) mit einer Aufnahme­ öffnung (27) für ein Werkzeug versehen ist.3. Multi-row angular contact ball bearing ( 13 ) according to claim 2, characterized in that the head ( 23 ) of the clamping screw ( 22 ) is provided with a receiving opening ( 27 ) for a tool. 4. Mehrreihiges Schrägkugellager (13) nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spaltbreite des Längsschlitzes (20) etwa 0,1 mm beträgt. 4. Multi-row angular contact ball bearing ( 13 ) according to claim 1, characterized in that the gap width of the longitudinal slot ( 20 ) is approximately 0.1 mm. 5. Mehrreihiges Schrägkugellager (13) nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Außenring (14) eine Füllbohrung (30) und einen Füll­ stopfen (31) besitzt.5. Multi-row angular contact ball bearing ( 13 ) according to claim 1, characterized in that the outer ring ( 14 ) has a filling bore ( 30 ) and a filling plug ( 31 ). 6. Mehrreihiges Schrägkugellager (13) nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der einteilige Innenring (15) in seiner Bohrung mit einem Befestigungsgewinde (29) versehen ist.6. Multi-row angular contact ball bearing ( 13 ) according to claim 1, characterized in that the one-piece inner ring ( 15 ) is provided in its bore with a fastening thread ( 29 ).
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