DE2409139A1

DE2409139A1 - Verfahren zum umordnen stabfoermiger gegenstaende und vorrichtung zu seiner durchfuehrung

Info

Publication number: DE2409139A1
Application number: DE2409139A
Authority: DE
Inventors: Norman Walter Jackson
Original assignee: Molins Ltd
Current assignee: Mpac Group PLC
Priority date: 1973-02-26
Filing date: 1974-02-26
Publication date: 1974-08-29
Also published as: US3872779A; GB1454506A; IT1005255B; DE2409139C3; FR2218848A1; FR2218848B1; DE2409139B2; JPS5024498A

Description

Patentanwälte Dr. Ing. H. Negendank

Dipl. Ing. H. H_?i uc: - clr'. Γ ν. -. VV. Schmitz

Dipl. Inc. E. Gra-: ,'-.. - ~,-.;.\. .. ;.". . VVshnert

8 Münci^ü- 2, -ΰ. :.,λ^:^3 25

Telefon 5380586

Molins Limited

2, Evelyn Street 25. Februar 1974

Deptford,London,S.E.8,England Anwaltsakte M-3002

Verfahren zum Umordnen stabförmiger Gegenstände und Vorrichtung zu seiner Durchführung

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umordnen stabförmiger Gegenstände, bei welchem sich diese auf einer konischen Fläche oewegen, sowie eine Vorrichtung zu seiner Durchführung.

In Filterzigaretten werden zunehmend Filter verwendet, die aus mehreren Schichten zusammengesetzt sind. In der britischen Patentschrift Nr. 1 054 545 ist eine Maschine zur Herstellung einer zusammengesetzten Filterstange beschrieben, bei der ein Kegelstumpf dazu benutzt wird, in einem sich in Längsrichtung bewegenden Strom von Filterabschnitten Abstände zu erzeugen. Die Filterabschnitte werden an dem den kleinen Durchmesser aufweisenden Ende des Kegels auf den Kegel gebracht und durch eine"spiralförmige, in einem den Kegel umgebenden Körper angebrachte Rille um

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den' Kegel herumgeführt, so daß die Filterabschnitte sich längs eines Weges, welcher sich um den Kegel herum gegen das Ende mit großem Durchmesser.erstreckt, bewegen, wodurch die Geschwindigkeit der Filterabschnitte erhöht und ein Abstand zwischen ihnen erzeugt wird.

Bei Anwendung der Erfindung kann die herstellung von zusammengesetzten Filtern so erfolgen, daß zunächst ein .fortlaufender Filterstrang erzeugt wird, welcher eine fortlaufende hülle aufweist, die eine Folge von abwechselnden Filterabschnitten aus verschiedenen Materialien umgibt. Der Strang wird dann in regelmäßigen Abständen durchschnitten, zum Beispiel in der Hitte jedes zweiten Abschnitts eines der Filtermaterialien, so daß stabförmige Filter erzeugt werden, welche dann von einer Maschine zum Andringen von Filtern benutzt werden können, welche Abschnitte der stabförmigen Filter an Zigarettenabschnitten anbringt, wobei jedes Filter zwei Hälften aus den verschiedenen Filtermaterialien aufweist.

Die vorgelegte Erfindung schafft ein Verfahren zum Zusammenfügen stabförmiger Gegenstände, bei welchem wenigstens zwei sich in Längsrichtung bewegende Ströme von stabförmigen Gegenständen um eine konische Oberfläche herum getrennte Wege durchlaufen, welche zusammentreffen und spiralförmig gegen das Ende mit kleinerem Durchmesser der konischen Oberfläche weiterlaufen, wobei die Gegenstände in den zwei Ströme so aufeinander* folgen, daß bei

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ihrem Zusammentreffen die Lücken des einen Stroms auf die Gegenstände des anderen Stroms stoßen. Damit werden die zwei Ströme zusammengesetzte Ströme, und sie werden auch verlangsamt, so daß sich die freien Räume zwischen ihnen schließen. Wird diese Methode zur Herstellung einer aus mehreren Bestandteilen bestehenden Filterstange verwendet,-so kann·der fortlaufende Strom abwechselnder Filterabschnitte daraufhin einer Maschine zur Erzepgung einer fortlaufenden Hülle zugeführt werden.

Durch die Erfindung wird weiter eine Vorrichtung zum Zusammenfügen stabförmiger Gegenstände geschaffen mit Vorrichtungen, welche eine konische Oberfläche bilden, mit Vorrichtungen, die auf der konischen Oberfläche wenigstens zwei Wege vorsehen, wobei sich diese Wege treffen und von einem Abschnitt der konischen Oberfläche mit einem größeren Durchmesser spiralförmig in einen Abschnitt der konischen Oberfläche mit kleinerem Durchmesser laufen, und mit Vorrichtungen, durch die die stabförmigen Gegenstände längs der Wege so fortbewegt werden, daß sie derart aufeinander folgen, daß die Gegenstände beim Zusammentreffen der Wege wie die Zähne eines Reißverschlusses aufeinander treffen.

Durch die Erfindung wird ferner eine Vorrichtung zur Herstellung von Zigarettenfiltern geschaffen mit einem umlaufenden Kegel J mit Vorrichtungen, die wenigstens einen Weg um diesen Kegel herum schaffen, wobei wenigstens ein Teil dieses Weges spiralförmig um den Kegel herum in einer van Ende des Kegels mit größerem Durchmesser zum Ende des Kegels mit kleinerem Durchmesser weisenden Richtung verläuft; mit einem Zuführrad, dessen Achse parallel zu

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der Achse des Kegels ist und das bei dem einen größeren Durchmesser aufweisenden Ende des Kegels angeordnet ist, wodurch durch üas Zuführrad ein Strom von Filterabschnitten in tangentialer Richtung dem Weg an dem den größeren Durchmesser aufweisenden Ende des Kegels zugeführt wird; mit auf dem Kegel angebrachten Vorrichtungen, durch die die Filterabschnitte um den Kegel herum auf dem Weg fortbewegt werdenj und mit Vorrichtungen, durch die die Filterabschnitte an dem kleineren Durchmesser aufweisenden Ende des Kegels von dem spiralförmig verlaufenden Weg zu einer Maschine zur Erzeugung einer fortlaufenden Hülle geführt werden, welche aus den Filterabschnitten eine zusammengesetzte Filterstange herstellt.

Unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung wird nun ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Maschine zum Zusammenfügen von stabförmigen Gegenständen beschrieben. Hierbei wird die Herstellung einer Filterstange mit nur zwei verschiedenen Filtermaterialien betrachtet, es versteht sich jedoch, daß die Erfindung im Prinzip auch auf die Herstellung einer Stange mit drei oder mehr verschiedenen Filtermaterialien angewandt werden kann. Unter zusammengesetzter Filterstange ist der fortlaufende Filterstrang zu verstehen. Es zeigen:

fig. 1 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Kegel j

Fig. 2 eine Ansicht der teilweise abgewickelten Mantelfläche des Kegels von Fig. 1, wobei die Vereinigung der Ströme von

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Filterabschnitten gezeigt wird;

Fig. 3 eine schematische Aufsicht auf einen Teil einer Maschine zur Herstellung einer zusammengesetzten Filterstange; und

Fig. 4 eine ähnliche Ansicht eines Teiles einer anderen Maschine zur Herstellung einer zusammengesetzten Filterstange.

Im folgenden soll unter Kegel auch-ein Kegelstumpf verstanden werden.

In den Fig. 1 und 2 führt ein Zuführrad 2 einem Kegel 4- eine Folge von Abständen aufweisenden, sich in Längsrichtung bewegenden Filterabschnitten A zu, wobei die Drehachse des Kegels 4 und des . Zuführrades 2 parallel zueinander verlaufen. In ähnlicher Weise führt ein Zuführrad 6 einen Abstände aufweisenden, sich in Längsrichtung bewegenden Strom von ähnlichen Filterabschnitten B zu. Die Zuführstellen sind aus Gründen der leichteren Darstellung in Fig. 1 gegenüberliegend gezeichnet, die Zuführpunkte können jedoch, wie z.B. in Fig. 3 oder H gezeigt, einen kleineren Winkel als 180° einschließen (Scheitel des Winkels auf der Kegelachse).

Durch Vertiefungen 11 in einem stationären Mantel 8 werden die Wege für die Filterabschnitte A und B und später der Weg durch den vereinigten Strom von Filterabschnitten gebildet.' Durch auf den Kegel 4 angebrachte Rippen 10 und 10 * werden die Filterabschnitte wie Fig. 2 zeigt längs der Vertiefungen 11 bewegt. Unter den Rip-

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pen 10 und ΙΟ¹ befinden sich kurze Rippen 10, die jeden Filterabschnitt bei seinem Ankommen auf dem Kegel aufgreifen, sich jedoch nur über einen Teil des Kegels erstrecken, und längere Rippen 10', die sich über den ganzen Kegel 4 erstrecken. Durch die läpgeren Rippen 10 werden die Filterabschnitte am oberen Ende des Kegels H in Gruppen zu sechs angeliefert, sie können jedoch wahlweise in Gruppen eines beliebigen vielfachen von zwei angeliefert werden.

In Fig. 1 bewegen sich die Filterabschnitte A zunächst längs eines Weges 12 in einer zur Achse des Kegels 4 senkrechten Ebene. Der Weg IU der Filterabschnitte B befindet sich zu Anfang in einer parallelen Ebene, er biegt dann aber nach oben ab, so daß er am Punkt lö mit dem Weg 12 zusammentrifft. Vom Treffpunkt 16 an bewegen sich die Filterabschnitte längs eines Weges 18, der spiralförmig auf das obere Ende des Kegels U zuläuft. Von dem oberen Ende des Kegels 4 werden die Gruppen von sechs Filterabschnitten so angeliefert, daß sie von einem bis zum anderen Ende einander berühren und daß zwischen dem vordersten Filterabschnitt und der die vorangehende Gruppe schiebenden Rippe 10' der kleinstmögliche Abstand besteht. So wird aus dem Kegel in tangentialer Richtung (durch eine nicht gezeigte Vorrichtung) ein im wesentlichen geschlossener Strom von abwechselnden Filterabschnxtten angeliefert und einer Maschine zur Erzeugung einer fortlaufenden Hülle zugeführt, welche die Filterabschnitte umwickelt, so daß ein fortlaufender Strang entsteht.

In den Fig. 3 und 4 ist gezeigt, wie den Kegel 4 Ströme von Abständen aufweisenden Filterabschnxtten zugeführt werden können.

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In den Gefäßen 22 und 32 in Fig. 3 befinden sich eine erste bzw. zweite Art von Filterabschnitten. as den Gefäßen 22 und 32 werden durch Transportmittel Filterabschnitte oder Gruppen von Filterabschnitten angeliefert, so daß ein fortlaufender, geschlossener Strom von Filterabschnitten entsteht, wie bei 20 bzw. 30 gezeigt ist. Der Strom 20 wird in tangentialer Richtung auf das Rad 24 geleitet. Das Rad 24 weist längs seines Umfangs eine Anzahl ebener Flächen auf, von denen alle die· gleiche Länge aufweisen wie ein Filterabschnitt. Damit entsteht zwischen aufeinander folgenden Filterabschnitten auf dem Rad 24 ein V-förmiger Spalt. Ein zweites Rad 26, welches sich um eine zur Achse des Rades 24 parallele Achse und mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit dreht, nimmt durch kleine,in die V-förmige Spalte eingreifende Finger Filterabschnite vom Rade 24 ab. Im wesentlichen kann die Vorrichtung mit der in der britischen Patentschrift Nr. 1 261 448 gezeigten übereinstimmen, nur daß das Rad 26 bevorzugt Finger aufweist, die in die Spalte hineinragen, so daß die Filterabschnitte zwangsweise bewegt werden. Beim Überwechseln zwischen den Rädern 24 und 26 werden die Filterabschnitte bevorzugt nur leicht beschleunigt, so daß z.B. zwischen aufeinander folgenden Abschnitten Zwischenräume von etwa 1/4 der Länge eines Filterabschnitts erzeugt werden. Ein drittes Rad 28 übernimmt die Filterabschnitte vom Rad 26 und beschleunigt dabei die Filterabschnitte weiter. Die Zuführung von Filterabschnitten aus dem Gefäß 32 erfolgt ähnlich zu der eben für das Gefäß 22 beschriebenen, insbesondere arbeiten das Transportmittel 30 und die Räder 34, 36 und 38 in derselben Weise wie die , entsprechenden, zum Gefäß 22 gehörenden Teile. Wo nötig, werden

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die Filterabschnitte durch Unterdruck auf den verschiedenen Rädern festgehalten.

Von den Rädern 28 und 38 werden Ströme von Filterabschnitten einem Kegel 4-2 zugeführt, "der mit dem in Fig. 1 gezeigten identisch sein kann. Damit können die Räder 28 und 3 8 den in Fig. 1 gezeigten Zuführrädern 2 und 6 entsprechen.·. Der Kegel 42 versetzt und vereinigt die Ströme von Filterabschnitten und führt (wie bei 40 gezeigt) einen im wesentlichen geschlossenen Strom von abwechselnden F'ilterabschnitten einem Maschinenbett 44 zu, wo der Strom von Filterabschnitten in eine fortlaufende Hülle eingeschlossen wird, so daß ein fortlaufender Filterstrang entsteht.

Die Umfangsgeschwindigkeit des unteren Endes des Kegels 42 kann größer sein als die Umfangsgeschwindigkeiten der Räder 28 und 38, so daß die Filterabschnitte während des Übertretens von diesen Rädern auf den Kegel 42 beschleunigt werden, wodurch der erforderliche Abstand der FiIterabschnitte erreicht wird, wie Fig.2 zeigt. In diesem Fall werden die Filterabschnitte daher bei jeder Weitergabe etwas beschleunigt.

In Fig. 4 befindet sich in den Gefäßen 52 und 6 2 eine erste bzw. zweite Sorte von Filterabschnitten. Wie vorher werden durch Transportvorrichtungen fortlaufende Ströme von Filterabschnitten 5 0 und 60 aus den Gefäßen 5 2 und 6 2 geliefert. An dem Punkt, an dem der Strom 50 an das Zuführrad 54 weitergegeben wird, werden die Filterabschnitte in axialer Richtung dadurch getrennt, daß ein durch

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Druckluft erzeugter Luftstrom benachbarte Filterabschnitte trennt, so daß der notwendige Abstand zwischen den Filterabschnitten erreicht wird, so daß sie direkt einem Kegel 72 zugeführt werden können. In gleicher Weise wird eine Trennung durch Luft an dem Punkt verwendet, an dem der Strom 60 an das Zuführrad 64 weitergegeben wird. In der britischen Patentschrift Nr. 955 431 ist eine Vorrichtung beschrieben, in der durch Verwendung von Druckluft stabförmige Gegenstände in axialer Richtung getrennt werden. Nachdem durch Ströme von in Abständen aufeinander folgenden Filterabschnitten dem Kegel 72 zugeführt worden sind, werden sie wie vorher gegeneinander versetzt und vereinigt, die Zwischenräume werden wie vorher entfernt, und die Filterabschnitte werden in einem im wesentlichen geschlossenen Strom 70 einem Maschinenbett 74 zugeführt, wo sie in eine fortlaufende Hülle eingeschlossen, werden. Es versteht sich, daß es nicht nötig ist, den Filterabschnitten in den Strömen 50 und 60 den vollen Abstand in axialer Richtung zu geben, welcher am Punkt der Übergabe an die Räder 54 und 6 4 erforderlich ist: ein Teil des Abstandes kann dadurch erhalten werden, daß das untere Ende des Kegels 72 mit größerer Umfangsgeschwindigkeit gedreht wird a'ls die Räder 54 und 64.

In den Fig. 3 und 4 sind die anfänglichen, geschlossenen Ströme von Filterabschnitten so gezeigt, daß sie direkt von Gefäßen geliefert werden. In der Praxis kann jeder Strom auch dadurch erhalten werden, daß zu Beginn längere Filterabschnitte am Umfang verteilten, in axialer Richtung verlaufenden Kehlen auf einer Trommel zugeführt werden, auf die längeren Filterabschnitte aus-

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einandergeschnitten werden, so daß z.B. vier Filterabschnitte der gezeigten Länge entstehen; d.h. die der Trommel zugeführten Stäbe sind viermal so lang wie die Filterabschnitte A und B der Fig. 1 und 2. Jede aus vier Filterabschnitten bestehende Gruppe wird ihrerseits dann aus ihrer Kehle durch eine Transportvorrichtung ausgestoßen, so daß ein fortlaufender, geschlossener Strom von Filterabschnitten entsteht. In der britischen Patentschrift Nr. 876 7 33 ist eine Vorrichtung beschrieben und dargestellt, durch die unter Verwendung einer Transportvorrichtung weitere Abschnitte aus einer mit Kehlen versehenen Trommel zugeführt werden, so daß eine fortlaufende Linie von aneinander anstoßenden Pilterabschnitten entsteht.

Bei einer anderen- den erfindungsgemäßen Kegel verwendenden Vorrichtung werden Ströme von sich in Längsrichtung bewegenden Filterabschnitten auf einem Zwischenrad ineinander geschachtelt, welches dann einen einzigen Strom abwechselnder Filterabschnitte einem Kegel zuführt. Der Kegel wird dann einfach dazu benutzt, die Zwischenräume zwischen den abwechselnden Filterabschnitten zu schließen und die Filterabschnitte in regelmäßigen Zeitabständen einer Einwickelvorrichtung zuzuführen.

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Claims

-11- Patentanwälte Dr. Ing. H. Nerjondank Dipl. !ng. H. Hau=:; - rM ;■. V. Schmitt Dipl. Ine ~ r-r / - . . .-. .. ".Yohnert rtolins Limited 8^,^ ..;j..\ . ...-.:...£-ki Teiefcn 5530586 2, Evelyn Street 25. Februar 19 7 4 Deptford,London,S.E. 8 ,England Anwaltsakte M-3002 Paten ta nsprüche

1. Verfahren zum Umordnen stabförmiger Gegenstände, bei dem sich die stabförmigen Gegenstände auf einer kegelförmigen Oberfläche bewegen, dadurch gekennzeichnet , daß wenig-' stens zwei sich in Längsrichtung bewegende Ströme stabförmiger Gegenstände (A, B) auf der konischen Oberfläche (4) auf zwei getrennten Wegen (12, 14) bewegt werden, die sich treffen und

' spiralförmig auf das den geringeren Durchmesser aufweisende Ende der konischen Oberfläche (4) zulaufen, wobei die stabförmigen Gegenstände (A, B) in den Strömen so aufeinander folgen, daß sie bei ihrem Zusammentreffen ineinander geschachtelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ströme in tangentialer Richtung auf die konische Oberfläche (4) geleitet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die getrennten Wege (12, 14) anfänglich in parallelen Ebenen verlaufen, welche parallel sind und bezug-

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lieh der Achse der koniscnen Oberfläche (4) in axialer Richtung einen Abstand aufweisen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Weg (12, 14) anfänglich in einer Ebene liegt, welche senkrecht auf der Achse der konischen Oberfläche (4) steht.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß durch eine Vorrichtung (8) wenigstens zwei Wege (12, 14) auf der konischen Oberfläche (4) geschaffen werden, daß die Wege (12, 14) sich treffen und spiralförmig von dem den größeren Durchmesser aufweisenden Abschnitt der kegelförmigen Oberfläche (4) auf den den kleineren Durchmesser aufweisenden Abschnitt der kegelförmigen Oberfläche (4) zulaufen und daß Vorrichtungen (10, 10') vorgesehen sind, durch die die stabförmigen Gegenstände (A, B) längs der Wege (12, 14) so aufeinander folgend fortbewegt werden, daß die stabförmigen Gegenstände (A, B) beim Zusammentreffen (bei 16) der Wege (12, 14) ineinander geschachtelt werden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wege (12, 14, 18) durch Vertiefungen (11) in einem den Kegel (4) umgebenden Teil (8) gebildet werden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegel (4) und das Teil (8) gegeneinander drehbar angeordnet sind.

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8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegel (4) hervorstehende Rippen (10, 10') aufweist, die die in den Vertiefungen (11) befindlichen Gegenstände (A, B) berühren und durch die die Gegenstände (A, B) längs der Wege (12, 14·, 18) bewegt werden, wenn der Kegel (4) gegenüber dem Teil (8) in Drehung versetzt wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß einige der Kippen (10) sich vom Ende mit größerem Durchmesser aus"nur über einen-Teil des Kegels (4) erstrecken.

10. Vorricntung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand von benachbarten Rippen (10¹) an dem den kleinen Durchmesser aufweisenden Ende des Kegels (4) im wesentlichen ein ganzzahliges vielfaches des Abstandes benachbarter Rippen (10) _an dem den großen Durchmesser aufweisenden Ende des Kegels (4) beträgt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß erste und zweite Zuführräder (2, S; 28, 38 j 54, 6 4)vorgesehen sind; deren Achsen parallel zu der

. Achsen der konischen Oberfläche (4, 42, 72) verlaufen und die "den jeweiligen Wegen (12, 14) auf der konischen Oberfläche (4) in Abständen aufeinander folgende erste und zw.eite Ströme von stabförmigen Gegenständen in tangentialer Richtung zuführen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Zuführräder (2, 6; 28, 38 j

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54, 64) so angeordnet sind, daß die Zuführpunkte zu der konischen Oberfläche (4) von der Achse der konischen Oberfläche (H, 42, 72) unter einem Winkel.von weniger als 180° gesehen werden.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Zuführräder (2, 6; 28, 38; 54, 6 4) in verschiedenen Ebenen liegen, welche senkrecht auf der Achse der konischen Oberfläche (4, 42, 72) liegen.

14. Vorrichtung zur Herstellung von Zigarettenfiltern mit einem umlaufenden Kegel; mit einer wenigstens einen Weg um diesen Kegel bildenden Vorrichtung; mit einem Zuführrad, dessen Achse parallel zu der Achse des Kegels verläuft; und mit Vorrichtungen zur Weitergabe der Filterabschnitte von dem Weg auf dem Kegel an eine Maschine zur Erzeugung einer fortlaufenden Hülle, durch die die Filterabschnitte zu einer zusammengesetzten Filterstange gemacht werden, dadurch gekenn zeichnet, daß wenigstens ein Teil des Weges (18) spiralförmig um den Kegel (4) herum in einer von dem den größeren Durchmesser aufweisenden Ende des Kegels (4) zu dem kleineren Durchmesser aufweisenden Ende weisenden Richtung verläuft, daß das Zuführrad (2, 6) bei dem den größeren Durchmesser aufweisenden Ende des Kegels (4) angebracht ist, wodurch durch das Zuführrad (2, 6) ein Strom von Filterabschnitten an dem den größeren Durchmesser aufweisenden Ende des Kegels (4) in tangentialer Richtung auf den Weg (12, 14) geleitet wird, und daß auf dem

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Kegel (4) Vorrichtungen (10, 10') vorgesehen sind, durch die die Filterabschnitte in den Wegen (12, 14, 18) um den Kegel (4) herum gegen das den kleineren Durchmesser aufweisende Ende des Kegels (4) fortbewegt werden, wodurch sie einer Maschine zum Herstellen einer fortlaufenden Hülle zugeführt werden.

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