DE1574633A1

DE1574633A1 - Film- oder Bandspule

Info

Publication number: DE1574633A1
Application number: DE19681574633
Authority: DE
Inventors: Lyman George F
Original assignee: Morningstar Corp
Current assignee: Morningstar Corp
Priority date: 1967-01-25
Filing date: 1968-01-24
Publication date: 1971-07-08
Also published as: US3389872A

Description

Bremen, den 2j5. Januar I968

Sch/B.

67,185 Follower Reel

Morningstar

Film- oder Bandspule

Die Erfindung bezieht sich auf eine Film- oder Bandspule mit einer Nabe zum Aufsetzen auf die Spindel einer Spulmaschine und mit zwei Spulenflanschen sowie einer Drehklemmverbindung zwischen den Spulentellen·

Bei den bekannten Spulen dieser Art 1st die Verbindung der Spulenteile untereinander so gestaltet, daß eine zuverlässige Verbindung erst nach Durchführung eines besonderen auf die Verbindung gerichteten Herstellungsvorganges erzielt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spule der eingangs gekennzeichneten Art zu schaffen, die auch ohne besonderen Arbeitsgang und ohne besondere Vorrichtungen eine ordnungsgemäße und zuverlässige Verbindung der Spulentelle untereinander gewährleistet«

Diese Aufgabe 1st erfindungegeraäß dadurch gelöst worden, daß die Drehklemmverbindung so ausgebildet ist, daß sie radiale Spannkräfte auf die miteinander verbundenen Spulenteile ausübt. Dabei kann die ordnungsgemäße Axiallagt der Nabe zu den Spulenflansohen durch axle^ JtoaohllUe j>e«tijmt werden··

ORIGINAL INSPECTED

Die Drehklemmverbindung ist zweckmäßig so gestaltet« daß die Spulennabe und der mit der Spulennabe zu verbindende Spulenflansch mit konzentrischen Kränzen von Klemmelementen verbunden sind, die durch gegenseitige Verdrehung von Spulennabe und Spulenflansch in Klemmstellung zu bringen sind.

In der Zeichnung ist die Erfindung an einigen Ausführungsbeispielen veransettulieht.

Fig. 1 zeigt perspektivisch in auseinandergenommenem Zustand eine Spule nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Axialschnitt durch die Spule nach Fig· 1 in zusammengesetztem Zustand,

Fig. 3 einen Grundriß, der die Verbindung zwischen der Nabe und einem Flansch der Spule veranschaulicht,

Fig. 4 einen Axialschnitt durch eine Spule nach der Erfindung in einer zweiten Ausfiihrungsform,

Fig. 5 perspektivische Teilansicht der Spulennabe nach Fig. 4,

Fig. 6 Teilansicht des Spulenvorderflansches der Spule nach Fig. 4 von unten gesehen,

Fig« 7 Teilansicht des hinteren Spulenflansches der Spule nach Fig. 4, von oben gesehen,

_> Fig. 8 Teilaxialachnitt ähnlich Fig. 2 für eine • · dritte Anaführungsform der Spule,

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Fig. 9 Teilschnitt nach der Linie 9-9 der Fig. 8,

Fig. 10 eine weitere Ausführungsform in einem Querschnitt wie in Fig. 2,

Fig. 11 eine Ansicht des vorderen Spulenflansches der Spule nach Fig. 10« von unten gesehen, und

Fig. 12 eine Draifeicht auf den hinteren Spulenflansch der Spule nach Fig. 10.

In der bevorzugten Ausführungsform der Filmspule nach der Erfindung nach Fig. 1 bis 3 besteht die Spule aus drei Teilen, nämlich einer Habe 10» einem Frontflansch 12 und eine» hinteren Flansch 14. Die Habe 10 besteht vorzugsweise aus Aluminium oder anderem Metall ausreichender Stärke« das sich zur Schaffung maßhaltigerer Oberflächen bearbeiten läßt, Die Flansche 12 und 14 bestehen vorzugsweise aus formbarem Kunststoff wie Polystyol. Obwohl diese Materialien bevorzugt werden* ist jedoch dl« Erfindung nicht auf Spulen aus solchen Materialien beschränkt und 1st außerdem anwendbar auf alle möglichen Arten von Spulen, die für verschiedenste Zwecke bestimmt sind.

Die Habe 10 ist ringförmig und hat eine zylindrische Wandung Ιβ • mit ununterbrochen glatter Außenfläche 18, auf welch· der Film oder das Band direkt aufgewickelt werden kann. Im dargestellten Ausführu&gsbelspltl ist dl« Spule zur Aufnahme von Oomputerbändern bestimmt« wobei di· Außenfläche 18 der Ifabenwand 16· die

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metallische Fläche zum Aufwickeln des Bandes bildet.

Eine Vielzahl von axial verlaufenden Rippen 20 ist auf der Innenseite 22 des Ringes 16 angeordnet, die in gleichmäßigem Abstand über den Umfang des Ringes angeordnet sind. Die Rippen sind abgerundet und dienen in weiter unten näher zu beschreibender Weise zur Bildung eines Noekenverschlusses.

Der Vorderflanseh 12 in Fig. 1 und 2 hat eine Außenfläche 24 und eine Innenfläche 26 und einen zylindrischen Hals 28 an der Innenseite 26· Der Hals 28 ist ungefähr halb so dick als der Ring 16 und ist außen mit einer Vielzahl von sägezahnförmigen Nocken 30 versehen, wie insbesondere aus Fig. 1 und 3 zu erkennen ist. Die Zähne 30 haben die gleiche Zahl wie die Rippen 20 des Ringes 16 und wirken mit diesen, wie in Fig. 3 gezeigt ist, zusammen. Die Zähne 30 bilden einen Sperrzahnkranz und ihr äußerster Durchmesser ist etwas größer als der innerste Durchmesser an den Kuppen der Rippen 20 des Nabenringes 10. Der Durchmesser des Ringes 28 an der Wurzel der Zähne 30 ist zweckmäßig kleiner als der Innendurchmesser der Nabe an den Kuppen der Rippen 20. Wenn infdfeedessen die Nabe auf den Hals 28 aufgeschoben und der Spulenflansch 12 relativ zur Nabe 10 verdreht wird, so daß die Kuppen der Rippen 20 auf den Flächen 30 laufen, wie in Fig. 3 dargestellt ist, kann man den Spulenflansch 12 und die Nabe 10 bei Verdrehung des Flansches 12 zur Nabe 10 im Uhrzeigersinn fest zum Eingriff miteinander bringen oder bei Verdrehung entgegen dem Uhrzeiger-

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sinn voneinander lösen. Bei Verdrehung im Uhrzeigersinn werden die Kuppen der Rippen 20 in zunehmendem Maße mit den Zahnflanken 50 verbunden und ergeben so einen wirksamen Klemmverschluß.

Der Vorderflansch 12 trägt einen inneren Hals 32 in einigem Abstand von dem kurzen Hals 28, der zum Zentrieren der Spule auf dem Schaft oder der Spindel der Maschine dient, in welcher die Spule gebraucht wird. Ein dritter Hals bzw. eine Rippe 34 ist auf der Innenseite des vorderen Spulenflansches 12 angebracht, welche die gleiche Höhe hat wie der Hals 28. Diese Rippe 34 trägt zur Versteifung bei, bzw. ermöglicht eine Herabsetzung des Materialaufwandes für den vorderen Spulenflansch bei ausreichender Festigkeit. Die Spalte zwischen der Rippe 34 und den beiden Halsy or Sprüngen 28 und 32 könnten auch durch Kunststoffmaterial ausgefüllt sein, so daß alle drei Vorsprünge einen einzigen Block bilden.

Der hintere Spulenflansch 14 mit seiner Außenseite 36 und Innenseite 38 trägt innen einen Hals ähnlich dem Hals 28 am Vorderflansch 12 und die Stärke dieses Halses 40 ist etwa halb so groß wie die Stärke der Nabe 10. Der Hals 40 trägt* ähnlich wie der Hals 28, am Vorderflansch einen Kranz von Sperrzähnen 42, die jedoch den Sperrzähnen 30 am Vorderflansch entgegengerichtet sind. Der Hals 40 trägt innen einen Ring oder Bund 44, der als Anschlag für die freien Stirnflächen vom Hals 28 und Hals 34 am Vorderflansch und zur Zentrierung an der Außenfläche 46 des inneren Planschhalses 32 dient.

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Dadurch wird eine Ringnut 48 zur Aufnahme eines in der Zeichnung nicht dargestellten Schloßringes gebildet, wie er für Computerspulen üblich ist.

Die Sperrzähne 42 am Hals 40 wirken mit den Rippen 20 der Nabe 10 in genau der gleichen Weise zusammen wie die Sperrzähne 30 am Hals 28 des Vorderflansches 12. So ist der Durchmesser des Halses 40 an den Spitzen der Zahnflächen 42 etwas größer als der Innendurchmesser der Nabe 10 an den Kuppen der Rippen 20, während der Innendurchmesser des Halses 4o an der Wurzel der Sperrzähne 42 etwas kleiner ist als der Durchmesser der Nabe 10. Die Verbindung kann daher in die Verschlußlage gebracht oder gelöst werden, wobei nur eine Verdrehung in der entgegengesetzten Richtung zur Verdrehung des Flansches 12 erforderlich ist.

Die Stirnflächen 50 und 52 der Nabe 10 dienen als Anschlag für die Innenseite der Plansche 12 und 14, um diese in die ordnungsgemäße Lage zur Spulfläche 16 zu bringen. Vorzugsweise werden die Stirnflächen 50 und 52 der Nabe 10 durch bearbeitete Flächen gebildet, um eine genaue Maöhaltung des Wiekelraumes zu gewährleisten. Wenn diese Flächen maßhaltig bearbeitet worden sind, Flansche 12 und 14 keine Verwerfung oder sonstige Formänderung aufweisen, liegen die Flansche 12 und 14 genau senkrecht zur Spulenachse.

Beim Zusammensetzen der Spule ist nur die Nabe 10 so zwischen die Flansche zu bringen, daß der Hals 28 des Flansches 12 und

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der Hals 40 des Flansches 14 von der Nabe 10 umschlossen werden. Nachdem die Stirnflächen 50 und 52 mit den Innenseiten der beiden Flansche 12 und 14 zum Anschlag gebracht worden sind, werden die Flansche 12 und 14 in entgegengesetzter Richtung zur Nabe 10 verdreht, so daß die Rippen 20 mit den Klemmnocken und 42 in Klemmverbindung treten. Diese Verdrehung erfolgt soweit, bis die Klemmverbindung fest angezogen ist. Danach können die Flansche beispielsweise durch Ultraschall miteinander und/ oder mit der Nabe fest verschweißt werden, um die Spule in ihrer festen Verbindung zu sichern· Da die richtige Lage durch die Klemmverbindung gewährleistet wird, ist es nicht nötig, eine besondere Klemmvorrichtung oder Haltevorrichtung vorzusehen, um die Teile in der richtigen Lage zueinander zu halten, bis sie miteinander verschweißt worden sind. Auch beim Verkleben ist während der Abbindezelt kein Sichern der Teile durch eine Klemmvorrichtung nötig. Durch die Klemmverbindung wird ferner eine gute Zentrierung der verschiedenen Spulteile aufeinander sichergestellt und es werden dabei Haßabweichungen der Teile gut ausgeglichen.

Die in Flg. 4 bis 7 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, daß die Rippen , an der Nabe und die Klemmnocken an den Spulenflanschen in ihrer Anordnung vertauscht worden sind. So ist, wie aus Fig. zu erkennen ist, die Nabe 60 außen mit Rippen 62 versehen. Diese Rippen sitzen auf der zylindrischen Außenfläche 64 der Nabe 60. Der vordere Spulenflansch 66 trägt an seiner Innenseite 70 einen kurzen Hals 68, der mit nach innen gerichteten

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Nockenzähnen 72 versehen ist, die mit den Kuppen der Rippen 62 zusammenwirken. Der Durchmesser der Nabe 60 an den Kuppen der Rippen 62 liegt zwischen den Durchmessern des- Halses 68 an der Spitze und am Grunde der Klemmzähne 7J5, Der Vorderflansch 66 trägt innen außerdem einen Hals 76 zum Aufsetzen auf die Spindel oder den Schaft der zugehörigen Spulmaschine.

Der untere Flansch 74 der Spule trägt innen einen Hals 76 ähnlich dem Hals 68 mit nach innen gerichteten Klemmzähnen 78· Die Klemmzähne 78 am unteren Flansch 74 und die Klemmzähne 73 am oberen Flansch 66 sind entgegengesetzt gerichtet· Der Durchmesser der Kuppen der Rippen 62 an der Nabe 60 liegt zwischen dem kleinsten Durchmesser am Grunde und dem größten Durchmesser an der Spitze der Klemmzähne 78· Dei* untere Flansch 74 trägt^ ebenso wie der obere Flansch 66 innen einen Hals 82 mit einer Schulter 84 zur Bildung einer Ringnut 86 für den nicht dargestellten Schließring.

Die Spule nach Fig. 4 wird in der gleichen Welse geschlossen und miteinander verbunden wie in der ersten Ausführungsform.

Die in Fig. 8 und 9 dargestellte Ausführungsform stellt eine Kombination der beiden ersten Ausführungsformen dar. So hat die Nabe 90 eine zylindrische Wand 92 mit nach außen und nach innen gerichteten Rippen 94 und 96 entsprechend den Rippen 20 und 62 der vorbeschriebenen Außführungsform. Der vordere Flansch 98 trägt an seiner Innenseite 102 einen Hals 100 von

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etwa der gleichen Stärke wie die Habe 90 mit nach innen gerichteten, Klensrazähnen 104 mit Kieiaaf liehen 106. Diese Klemmzähne 106 wirken, »it den Kuppen der Rippen 96 zur Verbindung des Vorderf lansehes 98 mit der H&be zusammn in gleicher Meise wie die JClensazäbne 78 in der Ausfulhrungsform nach Fig. 4· Der Vorderflamach 98 trägt innen ferner einen Hals 108 im Abstand ν on den inneren Hippen 94, der zum Aufsetzen auf die Spindel oder das Klemmfutter der benutzten Spulmaschine dient.

Der hintere Flansch 110 trägt innen einen Hals 112 mit Klemmzähnen Il4 mit Klemmflächen II6 entsprechend den Klemmflächen 42 der ersten Ausführungsf orm» Der Hals 112 trägt wie der Hals 40 der ersten AusfÖhrungsform eine Behälter HS zur Bildung der Ringnut 120.

Bei der Ausftüirungsform nach Fig. 8 und 9 wird die Nabe 90 so zwischen die Flansche 98 und 110 gebracht, daß sie zwischen den Hals 100 am vorderen Flansch und den Hals 112 am hinteren Flansch zu liegen kommt, und der Verschluß erfolgt wieder durch Verdrehung der Flansche gegeneinander relativ zur Nabe

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3 wird die Spulfläche durch die Außenfläche der Nabe bestimmt und die Sitzfläche auf der Spindel durch einen Hals an einem der beiden Spulenflansche. In der Aueführungsform nach Fig. 4 bis 7 und. nach Fig. 8 und 9 werden sowohl die WickelflEche für das Band als auch die Sitzfläohe auf der Spindel durch je einen Hals an den Spulenflan-

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sehen gebildet. In der Ausföhrwa^sforsi naen FIg, lö-bis 12 ,, bildet die Nabe sowohl die WickeIflache als auch die Sitz- . . fläche der Spule» Dabei ist jedoch die Habe alt Bippen versehen, dl· als Nockenverbindung zwischen den Planschen und der Nabe dienen* In mancher Hinsicht entspricht die Spule nach Fig. 10 bis 12 in ihrer Konstruktion derjenigen nach der afrikanischen Patentschrift 2 229 928 und der deutschen Patentschrift ...Abweichend von dieser früheren Konstruktion ist nur die Kleaanverbindung entsprechend Fig. 1 bis 3 ausge-, bildet.

Die in Fig· 10 dargestellte Spule enthält eine Nabe 120 alt doppel-T-förmigem Querschnitt isit zylindrischem Außenring 122 und zylindrischem Innenringl24. Die Außenfläche 126 des Hinges 122 stellt die Aufwickelflache der Spule dar, während die Innenfläche 128 des Innenringes 124 die Sitzfläche der Spule auf der Spindel der Wickelmaschine bildet·

Außen- und Innenring 122 und 124 sind durch den Steg lj50 miteinander verbunden und der Außenring 122 trägt innen Hippen und 134, die wie die Rippen 20 in der ersten Ausführungsforni wirken· ~ ; _;

Der vordere Flansch 136 der Spule liegt an der Stirnfläche 138 dee Außenringes 122 der Nabe an und trägt innen einen Hals I4o mit aißen liegenden Klemmzihaen 142 mit Kleoraflachen 1*4* Die Kltmaflachen 144 entsprechen den Kleinmflachen 3ö in-der ersten

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Ausftihrungsforra und Wiriren in der gleichen Weise wie diese mit den Rippen 152 zusammen. Der Innenrand 146 des Flansches 156 grenzt an die Außenfläche 148 des Innenringes 124, wie aus Fig. 10 ersichtlich ist·

Der untere Spulenflansch 150 trägt einen Hals I52 mit nach außen gerichteten Kleramzähnen 154 mit Klemmflachen 156« die mit den Rippen 134 der Nabe zur lösbaren Klemmverbindung des unteren Flansches mit der Habe zusaaaeenwirken in der gleichen Weise wie die Klemmzähne 42 der ersten Ausführungsform mit den Hippen 20 der Habe,

Wie bei der AusfUhrungsform nach der oben genannten amerikanischen Patentschrift trägt der Spulenflansch I50 einen Kranz von im Querschnitt bogenförmigen Zungen 158» die durch erfcsprechende Schlitze I60 im Steg 130 der Nabe hindurchkreisen und die freie Stirnfläche des Halses l4o am Vorderflansch 136 berühren. Die Bogenweite der Schlitze 160 im Steg 130 ist größer als die Bogenweite der Zungen I58, so daß eine gegenseitige Verdrehung von Flansch 150 und Nabe möglich ist.

Der Hals 152 des Spulenflansches 150 trägt auch eine Schulter 162, die am Steg 130 der Nabe anliegt.

Die Spule nach Fig. 10 bis 12 wird in der gleichen Weise wie die Spulen der vorbeschriebenen AusfUhrungsforaen zusammengesetzt, indem die Nabe 120 so, daß die Zungen I58 durch die Schlitze I60 hindurchgehen, zusammengefügt wird uitidie

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Flansche werden dann relativ zueinander verdreht. Dadurch werden die Rippen 1?2 und 1^4 mit den Klemmflächen 144 und 156 in Kontakt gebracht und eine lösbare Klemmverbindung der drei Spulenteile untereinander erzielt, wonaen eine zusätzliche Sicherung der Verbindung durch Schweißen, Kleben oder dgl. Mittel erfolgen kann.

Bei jeder car beschriebenen Ausführungsformen kann es wünschenswert sein* zwischen die Klemmflächen an der Nabe und die KIemini'lachen an den Spulenflanschen ein elastisches Zwischenmedium, insbesondere eine Dichtung aus elastischem Material einzufügen, um relative Schiebungen zwischen Nabe und Flanschen zu ermöglichen, insbesondere wenn diese Teile aus Mauerialen mit verschiedenen Temperaturausdehnungskoeffizenten hergestellt werden und lie Spule stark schwankenden Temperaturen ausgesetzt ist= Durch ein solches Zwischenmedium würden Matsrialspannungen und Verformungen der Spule als Folge von Tempeνaturdehnungen vermieden.

Bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 bis 3, 4 bis 7 und 8 bis 9 besteht die Möglichkeit, die Naben aus großen Längen durch Abschneiden su gewinnen, wonach eine Bearbeitung der Stirnflächen erfolgen kann.

Im Iuih?iien der Erfindung sind auch noch mancherlei Abänderungen und andere -M-sfiüirunr.en möglich. So könnts die Nabe der Spule

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auch mit einem der Flansche aus einem Stück hergestellt werden, so daß nur noch eine Klemmverbindung zwischen dem losen Flansch und der Nabe erforderlich ist.

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Claims

Patentansprüche:

1. Film- oder Bandspule mit einer Nabe zum Aufsetzen auf die Spindel einer Spulmaschine und mit zwei Spulenflanschen sowie einer Drehklemmverbindung zwischen den Spulenteilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehklemmverbindung so ausgebildet ist, daß sie radiale Spannkräfte auf die miteinander verbundenen Spulenteile ausübt (Pig. I bis 12).

2. Spule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ordnungsgemäße Axiallage der Nabe zu den Spulenflanschen durch Axialanschläge bestimmt ist (Fig. 1 bis 12).

J5. Spule nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulennabe und der mit der Spulennabe zu verbindende Spulenflansch mit konzentrischen Kränzen von Klemmelementen verbunden sind, die durch gegenseitige Verdrehung von Spulennabe und Spulenflansch in Klemmstellung zu bringen sind (Fig. 1 bis 12).

4. Spule nach Anspruch J5> dadurch gekennzeichnet, daß ein Kranz von kuppenförmigen Rippen auf der einen Seite mit einem Kranz von in Umfangsrichtung keilförmig ansteigenden Klemmzähnen auf der anderen Seite zusammenwirkt (Flg. 1 bis 12).

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5. Spule nach Anspruch J5 und 4, dadurch ge Itemize lehnet, daß der mit der Spulennabe zu verbindende Spulenflansch mit einem zur Nabe konzentrischen Hals als Träger für- öle Klemmelemente versehen ist (Fig. 1 bis 12).

6. Spule nach Anspruch 1 bis 5* dadurch gekermzalehnet, daß beide Spulenflansche getrennt durch Drehklemmverbindijngen mit der Spulennabe verbunden sind (Pig* I bis 12).

7. Spule nach Anspruch 1 his 5,, dadurch ^e kennzeichnet., daS eine Nabe fest und nur die andere Mao^ durch eine Drehklemmverbindung mit der Ν&οώ verbunden i~t. (Nicht gezeichnet) *

8. Spule nach Anspruch 1 bis ¹J₃ dadurch gekennsi-lea.net,; daß die Wickelfläche durch die Nabenaußenseite bebildet wird und daß die Nabe-ninnenseite ein oder zwei Z.^anze von Klemmrippen trägt, während die zugehörigen Triinae von Klemmzähnen an der Außenseite eines Flansclilialses oder den Außenseiten von gegeneinander gerichteten Hälsen der beiden Spulenflansche angeordnet sind (Fig. 1,2^iO₃! 1 ,,12) »

9. Spule nach Anspruch 1 bis 7* dadurch gekennelohnet, da£ die Wickelfläche durch die Außenseite eines Plansehhals&s oder die Außenseiten zweier gegeneinander gerichteter-Flanschlnüse gebildet wird, die innen einen FleaMsaliii" kranz tragen, während, die vom Klemmzalmkrans iKiSohlosnanu

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Nabe außen einen Klemmrippenkranz trägt (Fig. 5 bis 9).

10. Spule nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe innen und außen Klemmrippenkränze trägt, von denen jeder mit einem Klemmzahnkranz an einem umschließenden und an einem umschlossenen Flanschhals zusammenwirkt. (Fig. 8 und 9).

11. Spule nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitzfläche der Spule durch einen zusätzlichen Flanschhals gebildet wird (Fig. 1 bis 9).

12. Spule nach Anspruch 1 bis 11, ausgenommen Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmzähne der beiden Flansche entgegengesetzte Steigung haben (Fig. 1 bis 12).

13. Spule nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenteile nach Herstellung der Drehklemmverbindung zusätzlich durch Kleben, Schweißen oder auf sonstige Weise fest miteinander verbunden werden (Fig. 1 bis 12).

14. Spule nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe T-förmigen Querschnitt hat (Fig. 10 bis 12).

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