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DE4208862A1 - Pleated filter element esp. for air filter - has adhesive layer on pleat side edges - Google Patents

Pleated filter element esp. for air filter - has adhesive layer on pleat side edges

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DE4208862A1
DE4208862A1 DE19924208862 DE4208862A DE4208862A1 DE 4208862 A1 DE4208862 A1 DE 4208862A1 DE 19924208862 DE19924208862 DE 19924208862 DE 4208862 A DE4208862 A DE 4208862A DE 4208862 A1 DE4208862 A1 DE 4208862A1
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Germany
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adhesive
filter element
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Christian Dipl Ing Boehnke
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Ing Walter Hengst GmbH and Co KG
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Ing Walter Hengst GmbH and Co KG
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Abstract

A filter element consists of a pleated strip of one or more filter material layers, in which the pleats are spaced apart by a preset spacing and are adhesively bonded at their ends, the novelty being that the pleats are bonded at at least their two side ends by an applied layer of adhesive. Pref. the adhesive is a hot melt adhesive, a two-component adhesive or a polyamide or polyurethane adhesive. Processes for prodn. of the filter element are also claimed. The adhesive is pref. applied to the side ends at the edges of the fold apices and bases by means of a slotted nozzle or by a movable transfer device such as a roll or a belt which travels over two or more rollers. Adhesive may be applied to one or both longitudinal ends of the filter element by filling the interior of a strip fold with adhesive, allowing the adhesive to harden and then dividing the strip in the region of the adhesive. USE/ADVANTAGE - The filter element is useful for an i.c. engine air filter, a vehicle interior filter, an industrial dust removal appts. or vacuum cleaner, e.g. in asbestos disposal. It has a sealed joint at the pleat ends and is simple to mfr.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filterelement nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Ver­ fahren zu seiner Herstellung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.The present invention relates to a filter element according to the preamble of claim 1 and a ver drive to its manufacture according to the generic term of Claim 10.

Derartige Filterelemente sind bekannt. Ihre Anwendungs­ gebiete sind beispielsweise Luftfilter für Brennkraftma­ schinen, Innenraumfilter für Fahrzeuge, Industrieentstau­ bungsvorrichtungen oder Staubsauger, z. B. in der Asbest­ entsorgung, wobei der Filter die Form eines Platten- oder Rundfilters haben kann.Such filter elements are known. Your application areas are, for example, air filters for internal combustion engines machines, cabin filters for vehicles, industrial congestion exercise devices or vacuum cleaners, e.g. B. in asbestos disposal, the filter being in the form of a plate or can have round filters.

Üblicherweise werden derartige Filter durch eine auf die zunächst noch langgestreckte Filterstoffbahn an den Längsseiten aufgetragene Klebstoffraupe und anschließen­ des Zusammenfalten hergestellt, wobei nach Aushärten der Klebstoffraupe an den Stirnenden der Filterstoffalten ein dichter Verschluß hergestellt ist. Bei Filterstoffen mit einem mehrschichtigen Aufbau, z. B. aus einer Papier- und einer Vlieslage, führt die beschriebene Art der Ver­ klebung dazu, daß der Kleber zwar die eine Lage des Fil­ terstoffs bindet, jedoch nicht bis zur zweiten Lage durchdringt. Hierdurch kommt es an den Faltenstirnseiten zu einem Ablösen der Filterstofflagen voneinander und damit zur Entstehung von Bypas-Strömungswegen, die uner­ wünscht sind.Such filters are usually replaced by a filter initially still elongated filter fabric web to the Adhesive bead applied on the long sides and connect of folding made, after curing the Adhesive bead on the ends of the filter material a tight seal is made. For filter fabrics with a multilayer structure, e.g. B. from a paper and a non-woven layer, the described type of Ver glue to the fact that the adhesive one layer of the fil terstoffs binds, but not to the second layer penetrates. This leads to the front of the folds to separate the layers of filter material and thus to the formation of bypass flow paths, the un are desired.

Auch läßt sich dieses Herstellungsverfahren unabhängig von der Art des Filterstoffes bei Filtern mit einem großen Faltenabstand nicht mehr anwenden, da die Klebstoff­ raupe nur begrenzte Faltenabstände überbrücken kann.This manufacturing process can also be done independently on the type of filter material for filters with a large Do not use wrinkle spacing anymore because of the adhesive caterpillar can only bridge limited fold distances.

Aus der US-PS 47 98 575 sind ein Verfahren und eine Vor­ richtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung eines Filterelements aus einer gefalteten Filterbahn be­ kannt, bei dem die Faltenstirnseiten durch je einen mit Klebstoff versehenen Papierstreifen miteinander verbun­ den und die Falten in ihrer Lage fixiert werden.From US-PS 47 98 575 are a method and a front  Direction for performing the manufacturing process a filter element from a folded filter web knows, in which the fold end faces with one each Adhesive-bonded paper strips bonded together the and the folds are fixed in their position.

Als nachteilig wird bei dem letztgenannten Filterelement angesehen, daß es an jeder Faltenstirnseite ein zusätz­ liches Bauelement erfordert und daß die Herstellung rela­ tiv kompliziert ist, da die Streifen bei einer kontinu­ ierlichen Fertigung von jeweils einer Rolle abgewickelt, mit Klebstoff beschichtet und auf die Faltenstirnseiten aufgebracht werden.A disadvantage of the latter filter element viewed that there is an additional on each face Lich component required and that the production rela tiv is complicated because the stripes in a continuous in the production of one roll each, coated with adhesive and on the pleat end faces be applied.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gat­ tungsgemäßes Filterelement derart weiterzuentwickeln, daß es an den Stirnseiten der Falten eine dichte Verbin­ dung aufweist und einfach herstellbar ist.It is the object of the present invention to provide a gat to further develop the filter element according to the invention, that there is a tight connection at the front of the folds dung and is easy to manufacture.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einem gattungsgemäßen Filterelement mit den kennzeichnenden Merkmalen des Pa­ tentanspruchs 1, welches nach einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 10 hergestellt wird.The problem is solved with a generic Filter element with the characteristic features of Pa claim 1, which according to a method according to Features of claim 10 is produced.

Die Unteransprüche 2 bis 9 stellen vorteilhafte Ausge­ staltungen des erfinderischen Filterelements dar; die Un­ teransprüche 11 bis 13 sind vorteilhafte Ausgestaltungen des erfinderischen Herstellungsverfahrens.The sub-claims 2 to 9 are advantageous events of the inventive filter element; the Un Claims 11 to 13 are advantageous embodiments of the inventive manufacturing process.

Unteranspruch 14 beschreibt ein Verfahren zur Herstel­ lung der vorteilhaften Ausgestaltung gemäß Unteranspruch 9, wobei Unteranspruch 15 eine bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 14 darstellt.Subclaim 14 describes a method of manufacture development of the advantageous embodiment according to subclaim 9, with subclaim 15 a preferred embodiment of the method according to claim 14.

Das erfinderische Filterelement weist Falten auf, die an mindestens einer ihrer beiden Stirnseiten durch eine stirnseitig aufgebrachte Schicht aus Klebstoff verbunden sind. Dadurch wird eine sichere Verklebung und Fixierung der Falten nach dem Aushärten des Klebers bewirkt, ohne daß dazu ein seitlich angebrachter Streifen benötigt wird.The inventive filter element has folds on it at least one of their two faces by one front layer of adhesive bonded  are. This ensures secure gluing and fixing the folds after curing the adhesive causes without that this requires a strip on the side becomes.

Der Klebstoff ist bevorzugt ein Heißschmelzkleber, kann aber auch ein Zweikomponentenklebstoff oder ein Einkom­ ponentenklebstoff sein; als Materialbeispiele werden Po­ lyamid- oder Polyurethan-Kleber genannt.The adhesive is preferably a hot melt adhesive, can but also a two-component adhesive or an income be component adhesive; as material examples Po called lyamide or polyurethane glue.

Vorteilhaft weist die Filterstoffbahn eine Lage Papier auf, die zur Erhöhung der Festigkeit des Filterelements beiträgt, und eine darauf angeordnete Lage Vlies, die wesentlich zur Filterwirkung beiträgt.The filter material web advantageously has a layer of paper on that to increase the strength of the filter element contributes, and a layer of fleece arranged thereon, which contributes significantly to the filter effect.

Die Filterstoffbahn weist je nach Erfordernis eingepräg­ te Erhebungen auf, die bei Faltung der Bahn zu einer entsprechenden Beabstandung der Falten untereinander füh­ ren.The filter fabric sheet is embossed as required te surveys, which when folding the web into one appropriate distance between the folds ren.

Weiterhin wird die aufgetragene Klebstoffschicht vorteil­ haft an einer oder beiden Längskanten umgelegt, um auf einer oder auf beiden Flachseiten des Filterelements ei­ nen relativ steifen Randstreifen zu bilden, der zur Dich­ tung des Filters bei seiner späteren Anordnung in einem Filtergehäuse genutzt wird.Furthermore, the applied adhesive layer is advantageous clinging to one or both of the long edges in order to one or on both flat sides of the filter element egg to form a relatively stiff edge strip that faces you device of the filter in its later arrangement in one Filter housing is used.

Zweckmäßig hat das Filterelement allgemein Quaderform, wobei das so hergestellte Filterelement noch mit einem herkömmlichen Rahmen versehen werden kann, z. B. durch ein bekanntes Schäumverfahren.The filter element generally has a cuboid shape, the filter element thus produced still with a conventional frame can be provided, e.g. B. by a well-known foaming process.

Das Filterelement ist auch als Rundfilter ausführbar. Bei Rundfiltern, die die Form eines Hohlzylinders haben, wird der Rundfilter gebildet und dann um seine Mittel­ achse gedreht und dabei mit der Klebstoffschicht an sei­ nen beiden Stirnenden versehen. The filter element can also be designed as a round filter. For round filters that have the shape of a hollow cylinder, the round filter is formed and then around its means axis rotated while the adhesive layer is on provided on both ends.  

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß an mindestens einer Querseite des Filterelements eine durchgehende Schicht aus Klebstoff aufgebracht ist. Die­ se Klebstoffschicht versteift zusätzlich das Filterele­ ment und erhöht damit dessen Stabilität.In a preferred embodiment it is provided that on at least one transverse side of the filter element continuous layer of adhesive is applied. The This adhesive layer additionally stiffens the filter element ment and thus increases its stability.

In dem erfinderischen Verfahren wird auf die Faltenstirn­ enden des fertig gefalteten Filterstoffs im wesentlichen vollflächig eine Klebstoffschicht aufgetragen. Der Kleb­ stoffauftrag erfolgt bevorzugt unmittelbar aus einer Schlitzdüse, es kann in weiteren Ausgestaltungen der Klebstoff über ein umlaufendes Band oder eine Walze zu­ nächst von einer Schlitzdüse auf das Band oder die Walze und hiervon auf den Filterstoff übertragen werden.In the inventive method, the wrinkled forehead ends of the folded filter fabric essentially Apply an entire layer of adhesive. The glue fabric is preferably applied directly from a Slot nozzle, it can be in further embodiments of the Adhesive over a circulating belt or a roller too next from a slot nozzle onto the belt or the roller and be transferred to the filter fabric.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens zur Herstellung eines Filterelements mit einer Klebstoffschicht an min­ destens einer Querseite ist bevorzugt vorgesehen, daß man eine Bahn aus mindestens einer Lage Filterstoff fal­ tet, daß man die Falten auf den gewünschten Abstand an­ einanderschiebt, daß man mindestens auf einer Seite der Bahn die aneinander geschobenen Stirnseiten im wesent­ lichen vollflächig mit einer Klebstoffschicht bedeckt und daß man in Querrichtung der Bahn etwa über die gesam­ te Breite in wählbaren Abständen, die jeweils der Länge eines Filterelementes entsprechen, in mindestens einen Faltenzwischenraum Klebstoff einbringt, und daß man den Klebstoff aushärten läßt, daß man im Bereich des ausgehärteten Klebstoffes die Bahn abteilt.In one embodiment of the manufacturing method a filter element with an adhesive layer on min at least one transverse side is preferably provided that a web is made of at least one layer of filter material tet that the folds to the desired distance one another that at least on one side of the Essentially the end faces pushed together covered all over with an adhesive layer and that in the transverse direction of the web about the entire te width in selectable intervals, each of the length correspond to a filter element, in at least one Gap space glue introduces, and that the Adhesive can harden that in the area of cured adhesive divides the web.

Bevorzugt wird dabei vorgesehen, daß man das Band mit ei­ ner wählbaren Vorschubgeschwindigkeit kontinuierlich be­ wegt, wobei man den Klebstoff an der mindestens einen Stirnseite aus einer ortsfesten Einrichtung aufträgt und wobei man den Klebstoff in den Faltenraum aus einer mit der Vorschubgeschwindigkeit bewegten Einrichtung ein­ bringt und wobei man die Bahn mit einer in Vorschubrich­ tung bewegbaren Vorrichtung abteilt.It is preferably provided that the band with egg continuously selectable feed speed moves, with the adhesive on at least one Applies face from a fixed device and taking the glue into the wrinkle space with one the feed rate moving device and brings the web with one in feed direction  device movable device.

Dabei ist zweckmäßig vorgesehen, daß neben dem kontinu­ ierlichen Aufbringen des Klebstoffes auf die von den Fal­ tenstirnenden gebildeten Längsseiten des Filters in wähl­ baren Abständen durch eine mit der Vorschubgeschwindig­ keit des gefalteten Filterstoffes mitfahrende Düse Kleb­ stoff in mehrere Faltenzwischenräume über die Breite des Filterstoffes in die Faltenzwischenräume eingespritzt wird. Hierdurch wird die kontinuierlich erzeugte Falten­ filterbahn in bestimmte Längenabschnitte unterteilt, wo­ bei dann mittels eines geeigneten Trennwerkzeuges, z. B. eines Messers, eines glühenden Drahtes oder eines Hoch­ druckflüssigkeitsstrahls, im Bereich des zuvor in Quer­ richtung eingebrachten Klebers eine Trennung in einzelne Filterelemente erfolgt.It is conveniently provided that in addition to the continuous Application of the adhesive to the case formed in the long ends of the filter distances with a feed rate speed of the folded filter material traveling nozzle adhesive fabric in several interstices across the width of the Filter fabric injected into the spaces between the folds becomes. This will create the continuously created wrinkles filter track divided into certain lengths, where then by means of a suitable separating tool, e.g. B. a knife, glowing wire, or high pressure fluid jet, in the area of the previously in cross direction introduced adhesive separation into individual Filter elements are made.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfinderischen Filter­ elementes wird nun in einer Zeichnung näher erläutert. Sie zeigt in einer einzigen Figur schematisch in Drauf­ sicht und perspektivisch einen Ausschnitt eines Filter­ elementes 10. Das Filterelement 10 weist eine mehrfach gefaltete Lage Filterstoff 10′ mit Scheitelbereichen 11 und Sohlenbereichen 12 auf. Die Stirnseiten 13 der Fal­ ten des Filterstoffes 10′ sind von einer Schicht 14 aus Klebstoff bedeckt, wobei die Schicht 14 um den Rand he­ rum in den Scheitelbereich 11 hineingezogen ist.A preferred embodiment of the inventive filter element will now be explained in more detail in a drawing. It shows a single figure schematically in plan view and perspective a section of a filter element 10 . The filter element 10 has a multiply folded layer of filter material 10 'with apex areas 11 and sole areas 12 . The end faces 13 of the fold th of the filter material 10 'are covered by a layer 14 of adhesive, the layer 14 around the edge he rum pulled into the apex area 11 .

Eine Querseite 15 der Lage Filterstoff 10′ ist mit einer Schicht 16 aus Klebstoff bedeckt, deren Rand ebenfalls in den Scheitelbereich 11 hineingezogen ist.A transverse side 15 of the layer of filter material 10 'is covered with a layer 16 of adhesive, the edge of which is also drawn into the apex region 11 .

Claims (15)

1. Filterelement (10) für ein Fluid, insbesondere Luft, mit einer mehrfach gefalteten Bahn aus mindestens ei­ ner Lage Filterstoff (10′), wobei die Falten der Bahn jeweils im wesentlichen quer zu der Längsrichtung der Bahn durchlaufende Scheitelbereiche (11) und Bohlenbe­ reiche (12) aufweisen und etwa gleiche Abmessungen ha­ ben, wobei das zu filternde Fluid in Richtung auf die Scheitelbereiche einströmt und in Richtung von den Sohlenbereichen abströmt, wobei die Falten in einem vorgebbaren Abstand voneinander angeordnet und im Bereich der Stirnseiten verklebt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Falten an mindestens einer ihrer beiden Stirn­ seiten (13) durch eine stirnseitig aufgebrachte Schicht (14) aus Klebstoff verbunden sind.1. Filter element ( 10 ) for a fluid, in particular air, with a multiply folded web of at least one layer of filter material ( 10 '), the folds of the web each passing through vertex regions ( 11 ) and Bohlenbe essentially transversely to the longitudinal direction of the web have rich ( 12 ) and have approximately the same dimensions, the fluid to be filtered flowing in toward the apex areas and out toward the sole areas, the folds being arranged at a predeterminable distance from one another and glued in the area of the end faces, characterized that the folding pages to at least one of its two ends (13) are connected by an end-applied layer (14) of adhesive. 2. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Klebstoff ein Heißschmelzkleber ist.2. Filter element according to claim 1, characterized net that the adhesive is a hot melt adhesive. 3. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Klebstoff ein Zweikomponentenkleber ist.3. Filter element according to claim 1, characterized net that the adhesive is a two-component adhesive. 4. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Klebstoff ein Polyamid- oder Polyure­ than-Kleber ist.4. Filter element according to claim 1, characterized net that the adhesive is a polyamide or polyure than glue. 5. Filterelement nach einem der vorangegangenen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterstoffbahn eine Lage Papier und eine darauf angeordnete Lage Vlies aufweist.5. Filter element according to one of the preceding claims che, characterized in that the filter material web  a sheet of paper and a sheet placed thereon Has nonwoven. 6. Filterelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Filterstoffbahn eine Vielzahl von rela­ tiv kleinen Erhebungen aufweist, die so angeordnet sind, daß die Falten der Bahn etwa mit der Höhe der Erhebungen beabstandet aufeinander liegen.6. Filter element according to claim 5, characterized net that the filter material web a variety of rela tiv small surveys arranged so are that the folds of the web approximately with the height of the Elevations are spaced apart. 7. Filterelement nach einem der vorangegangenen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (14) den Rand des Scheitelbereiches (11) und den Rand des Soh­ lenbereiches (12) umfaßt.7. Filter element according to one of the preceding claims, characterized in that the layer ( 14 ) comprises the edge of the apex area ( 11 ) and the edge of the sole area ( 12 ). 8. Filterelement nach einem der vorangegangenen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement allgemein quaderförmig ist.8. Filter element according to one of the preceding claims che, characterized in that the filter element is generally cuboid. 9. Filterelement nach einem der vorangegangenen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer Querseite (15) des Filterelementes eine durchgehende Schicht (16) aus Klebstoff aufgebracht ist.9. Filter element according to one of the preceding claims, characterized in that a continuous layer ( 16 ) of adhesive is applied to at least one transverse side ( 15 ) of the filter element. 10. Verfahren zur Herstellung eines Filterelementes nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, in dem man eine Faltenbahn an den Stirnseiten der Falten verklebt, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Bahn aus mindestens einer Lage Filterstoff faltet, daß man die Falten auf den gewünschten Abstand aufeinander­ schiebt, und daß man mindestens auf einer Seite der Bahn die aneinander geschobenen Stirnseiten im we­ sentlichen vollflächig mit einer Klebstoffschicht bedeckt.10. Process for the production of a filter element one or more of claims 1 to 8, in which you have a fold sheet on the front of the folds glued, characterized in that a web from at least one layer of filter fabric folds that one the folds at the desired distance from each other pushes, and that one is at least on one side of the Track the end faces pushed together in the we substantial full surface with an adhesive layer covered. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man den Klebstoff mit einer Schlitzdüse auf­ trägt. 11. The method according to claim 10, characterized in that you put the glue on with a slot nozzle wearing.   12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man den Klebstoff auf eine bewegbare Transferein­ richtung aufträgt, und daß man mit dieser Transfer­ einrichtung den Klebstoff auf die aneinander gescho­ benen Stirnseiten der Falten überträgt.12. The method according to claim 10, characterized in that that you put the glue on a moveable transfer direction, and that with this transfer set up the glue on the juxtaposed transfers the front faces of the folds. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man als bewegbare Transfereinrichtung eine Walze oder ein über mindestens zwei Walzen geführtes umlau­ fendes Band einsetzt.13. The method according to claim 12, characterized in that that a roller as a movable transfer device or umlau guided over at least two rollers fendes tape. 14. Verfahren zur Herstellung eines Filterelementes nach Anspruch 9, in dem man eine Faltenbahn an den Stirn­ seiten der Falten verklebt, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Bahn aus mindestens einer Lage Filter­ stoff faltet, daß man die Falten auf den gewünschten Abstand aneinanderschiebt, daß man mindestens auf einer Seite der Bahn die aneinander geschobenen Stirnseiten im wesentlichen vollflächig mit einer Klebstoffschicht bedeckt, und daß man in Querrich­ tung der Bahn etwa über die gesamte Breite in wähl­ baren Abständen, die jeweils der Länge eines Filter­ elementes entsprechen, in mindestens einen Falten­ zwischenraum Klebstoff einbringt, daß man den Kleb­ stoff aushärten läßt, und daß man im Bereich des ausgehärteten Klebstoffes die Bahn abteilt.14. Process for the production of a filter element Claim 9, in which one has a pleat on the forehead glued on the sides of the folds, characterized, that you can filter a web from at least one layer fabric folds that the folds to the desired Distance that one pushes at least on one side of the track the pushed together End faces essentially all over with a Adhesive layer covered, and that one in Querrich select the web across the entire width distances, each the length of a filter element correspond in at least one fold interspersed with adhesive that the adhesive can harden material and that in the area of cured adhesive divides the web. 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bahn mit einer wählbaren Vorschubge­ schwindigkeit kontinuierlich bewegt, wobei man den Klebstoff an der mindestens einen Stirnseite aus ei­ ner ortsfesten Einrichtung aufträgt und wobei man den Klebstoff in den Faltenraum aus einer mit der Vorschubgeschwindigkeit bewegbaren Einrichtung ein­ bringt und wobei man die Bahn mit einer in Vorschub­ richtung bewegbaren Vorrichtung abteilt.15. The method according to claim 14, characterized in that the path with a selectable feed speed moves continuously, with the Egg on at least one end face ner fixed station and where one the glue into the fold space from one with the Feed speed movable device brings and whereby one feeds the web with one towards moving device.
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