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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum opto-elektrischen Prüfen des gesamten Umfanges der Umhüllung von stabförmigen Artikeln der tabakverarbeitenden Industrie, welche mit einer durch die Umfangsgeschwindigkeit eines Stetigförderers vorgegebenen Geschwindigkeit queraxial auf einer Förderbahn transportiert werden und sich während des Prüfvorganges im Stillstand bezüglich der queraxialen Förderrichtung und in Rotation um ihre eigene Längsachse im Strahlengang einer ortsfesten Optik befinden.
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Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens zum opto- elektrischen Prüfen des gesamten Umfanges der Umhüllung von stabförmigen Artikeln der tabakverarbeitenden Industrie, mit wenigstens einem die Artikel in direktem, kontinuierlichem Förderfluß aufnehmenden und abgebenden Stetigförderer zur queraxialen Förderung der Artikel mit einer durch die Umfangsgeschwindigkeit des Stetigförderers vorgegebenen Geschwindigkeit sowie zumindest einem mit seinem Strahlengang die Artikel während des Prüfvorganges im Stillstand bezüglich der queraxialen Förderrichtung und in Rotation um ihre eigene Längsachse erfassenden ortsfesten optischen Prüfmittel.
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Unter stabförmigen Artikeln der tabakverarbeitenden Industrie werden im erfindungsgemäßen Sinn alle aus Tabak, rauchbaren Tabakersatzstoffen sowie Filtermaterial hergestellten Produkte verstanden, wie Zigaretten, Filterzigaretten u. a.
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Um bei Produkten der genannten Art herstellungsbedingte Fehler, wie zum Beispiel Löcher in der Umhüllung oder schlecht verklebte undichte Nahtstellen, zu ermitteln, werden die Produkte üblicherweise einer pneumatischen Endkontrolle unterworfen. Hierbei wird ein Druckgefälle erzeugt zwischen dem die Füllung aufweisenden, von der Umhüllung umschlossenen Raum des Artikels und einem Raum außerhalb der Umhüllung und ein von der Luftdurchlässigkeit der Umhüllung abhängiges Prüfsignal erzeugt, welches bei Unterschreiten oberer oder unterer Grenzwerte das Aussondern schadhafter Artikel steuert.
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Es hat sich gezeigt, daß oftmals trotz sichtbarer Fehler in der Umhüllung diese bei der pneumatischen Prüfung nicht erkannt werden und auch nicht erkannt werden können. Derartige Fehler sind zum Beispiel Löcher in der Umhüllung, die zufällig durch eine Tabakfaser luftdicht verdeckt, aber optisch durchaus erkennbar sind. Ferner werden äußerlich als verdickte Stellen erkennbare, an den Nahtstellen eingeschlossene Tabakkrümel pneumatisch nicht erfaßt. Des weiteren können sich bei der Konfektionierung von Filterzigaretten, bei denen Tabakstock und Mundstück durch einen beide überlappenden Hüllstreifen miteinander verbunden werden, infolge unvollkommener Verklebung Überstände an den Artikeln in Form von vorstehenden Fahnen am Mundstück ergeben, die ebenfalls durch Messen des Druckabfalls nicht festgestellt werden können.
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Es sind bereits Einrichtungen, beispielsweise gemäß der GB-PS 10 28 372, von denen die vorliegende Erfindung ausgeht, bekanntgeworden, welche sich die optische Erkennbarkeit der beschriebenen Fehler zunutze machen. Gemäß der vorstehenden Patentschrift werden Artikel zum Zwecke der Prüfung zeitweise mittels einer eigens zu diesem Zweck vorgesehenen, recht komplizierten Entnahmevorrichtung aus dem normalen, ursprünglichen Förderstrom entnommen, mittels zweier Stützwalzen gedreht und dabei optisch abgetastet.
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Darüber hinaus ist es gemäß der US-PS 38 54 587 bekannt, einen Tabakstrang durch einen mit optischen Prüfmitteln besetzten, ringförmigen Prüfkopf zu führen. Dieses ist insofern unbefriedigend, als die Tabakstrangstücke, welche weiterverarbeitet, d. h. zu Filterzigaretten konfektioniert werden, zu früh geprüft werden. Im nachfolgenden Herstellungsprozeß auftretende Fehler bleiben unberücksichtigt oder müssen durch eine zusätzliche Prüfvorrichtung ermittelt werden.
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Mit Hilfe einer Einrichtung gemäß der DE-OS 24 09 087 werden Tabakartikel während ihrer ununterbrochenen queraxialen Förderung um ihre eigene Achse gedreht und dabei einer Sichtprüfung unterzogen.
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Nicht rotierende, queraxial geförderte Artikel werden bei einer Einrichtung nach der DE-OS 25 42 082 durch den achsparallelen Strahlengang einer Prüfvorrichtung bewegt. Eine mit Lichtleitfasern arbeitende optische Prüfvorrichtung zeigt die CH-PS 4 48 854.
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Die DE-AS 11 22 891 zeigt eine Einrichtung zum Verbinden von Zigaretten und Mundstückteilen durch Umwickeln mit einem Vereinigungsband, wobei die genannten Komponenten zwischen zwei mit gleicher Geschwindigkeit, in entgegengesetzte Bewegungsrichtung angetriebenen Umfangsflächen von Rotationskörpern gerollt werden.
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Einen Trommelförderer mit dessen Umfangsrollenflächen begrenzenden Stegmulden, in die Halteluftkanäle einmünden, zeigt die DE-AS 11 05 327.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, stabförmige Artikel über ihren gesamten Umfang einer optischen Umhüllungsprüfung zu unterwerfen, ohne sie dabei einzeln aus der herstellungsbedingten Förderbahn entfernen zu müssen.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Rotation der Artikel bei gleichzeitigem Stillstand in Förderrichtung durch Abwälzen der Artikel zwischen der Oberfläche des Stetigförderers und einer Gegenfläche, welche mit gleicher Geschwindigkeit wie der Stetigförderer, jedoch in entgegengesetzter Richtung angetrieben wird, erfolgt.
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Auf diese Weise ist es möglich, Zigaretten ohne umständliche, vorbereitende Maßnahmen auf ihrer vorgegebenen Förderbahn in einer definierten allseitig zugänglichen Prüfstellung zu halten, in der sie von unterschiedliche Fehlerarten feststellenden optischen Prüfmitteln beaufschlagt werden können.
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Um Löcher in der Umhüllung und verdickte Nahtstellen erfassen zu können, wird weiterhin vorgeschlagen, daß die Artikel während ihrer Rotation einem queraxial bzw. radial gerichteten Strahlengang ausgesetzt sind. Abstehende Fahnen des Hüllstreifens können gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung dadurch erfaßt werden, daß die Artikel während ihrer Rotation von einem im wesentlichen achsparallel gerichteten Strahlengang abgetastet werden.
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Die Vorrichtung zur Durchführung des eingangs bezeichneten Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß dem eine Rollfläche aufweisenden Förderer eine die Artikel diametral zum Angriffspunkt der Rollfläche erfassende, mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit, jedoch in entgegengesetzter Richtung angetriebene Gegenrollfläche zugeordnet ist.
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Löcher in der Umhüllung und innerhalb der Naht eingeschlossene Tabakpartikel werden zweckmäßigerweise mit einer konstruktiven Ausgestaltung erfaßt, gemäß der das Prüfmittel in an sich bekannter Weise als den rotierenden Artikel im wesentlichen radial abtastende opto-elektrische Sender-Empfänger-Einheit ausgebildet ist, wobei zweckmäßigerweise das Prüfmittel ein sich über die gesamte Länge eines Artikels erstreckendes Bündel von Lichtleitfasern aufweist.
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Zur gemeinsamen bzw. alternativen Anwendung zum Ermitteln von abstehenden Belagpapierfahnen besteht eine vorteilhafte Weiterbildung darin, daß das Prüfmittel als den rotierenden Artikel im wesentlichen achsparallel abtastende opto-elektrische Sender-Empfänger-Einheit ausgebildet ist.
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Um die Artikel definiert der Prüfzone zuzuführen bzw. definiert aus der Prüfzone abzufördern, wird weiterhin vorgeschlagen, daß der Förderer zum queraxialen Fördern der Artikel als mit Haltemulden zum Positionieren der Artikel vor bzw. nach der Überrollung versehene Rolltrommel ausgebildet ist.
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Eine besonders kleinbauende zweckmäßige Ausgestaltung, welche in jedem Fall einen definierten Beginn bzw. ein definiertes Ende eines Rollvorganges aufeinanderfolgender Artikel ermöglicht, besteht darin, daß dem die Artikel quer zu ihren Längsachsen transportierenden Förderer ein Walzenkörper zugeordnet ist, dessen Gegenrollflächen durch Lücken unterbrochene, erhabene Zylinder-Teilflächen sind, deren Umfangslänge dem Abstand zwischen zwei jeweils eine Rollfläche an entgegengesetzten Seiten begrenzenden Haltemulden des Förderers entspricht.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.. Es zeigt
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Fig. 1 eine Filteransetzmaschine üblicher Bauart,
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Fig. 2 eine Fördertrommel der Maschine gemäß Fig. 1 mit zugeordneten Roll- und Prüfvorrichtungen und
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Fig. 3 eine Ansicht auf die Prüfvorrichtungen nach der Linie III-III gemäß Fig. 2.
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Die Filteransetzmaschine gemäß Fig. 1 weist folgende Einzelheiten auf:
Eine Einlauftrommel 1 übergibt die auf einer Zigarettenherstellmaschine produzierten Zigaretten an zwei Staffeltrommeln 2, welche die gestaffelt zugeführten Zigaretten entstaffeln und in Reihen zu je zwei Stück mit einem Zwischenraum zwischen den Zigaretten an eine Zusammenstelltrommel 3 abgeben. Die Filterstäbe gelangen aus einem Magazin 4 auf eine Schneidtrommel 6, werden von zwei Kreismessern 7 zu Filterstopfen doppelter Gebrauchslänge geschnitten, auf einer Staffeltrommel 8 gestaffelt, von einer Schiebetrommel 9 zu einer Reihe hintereinander liegender Stopfen ausgerichtet und von einer Beschleunigertrommel 11 in die Zwischenräume der Zigarettenreihen auf der Zusammenstelltrommel 3 abgelegt. Die Zigarette-Filter Zigarette-Gruppen werden zusammengeschoben, so daß sie axial dicht an dicht liegen. Anschließend werden sie von einer Übergabetrommel 12 übernommen. Ein Belagpapierstreifen 13 wird von einer Belagpapierbobine 14 mittels einer Abzugswalze 16 abgezogen. Der Belagpapierstreifen 13 wird um einen eine scharfe Kante aufweisenden Vorbrecher 17 herumgelenkt, von einer Beleimvorrichtung 18 beleimt und auf einer Belagwalze 19 von einer Messertrommel 21 geschnitten. Die geschnittenen Belagblättchen werden an die Zigaretten-Filter-Gruppen auf der Übergabetrommel 12 angeheftet und auf einer Rolltrommel 22 mittels einer Rollhand 23 um die Zigaretten-Filter-Gruppen herumgerollt. Die fertigen Gruppen Doppelfilterzigaretten 37 werden über eine weitere, später noch eingehend beschriebene Rolltrommel 24, auf der sie zugleich getrocknet werden, einer Schneidtrommel 26 zugeführt, und auf dieser durch mittiges Schneiden durch die Filterstopfen hindurch zu Einzelfilterzigaretten konfektioniert, wobei gleichzeitig fehlerhafte Filterzigaretten ausgeworfen werden. Eine mit einer Übergabetrommel 27 und einer Sammeltrommel 28 zusammenwirkende Wendeeinrichtung 29 wendet eine Filterzigarettenreihe und überführt sie gleichzeitig in die über die Übergabetrommel 27 und die Sammeltrommel 28 durchlaufende ungewendete Filterzigarettenreihe.
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Über eine Prüftrommel 31 gelangen die Filterzigaretten zu einer Auswerftrommel 32, auf welcher vor dem Auswerfvorgang außerdem die Kopfabtastung der Filterzigaretten erfolgt.
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Eine mit einer Bremstrommel 33 zusammenwirkende Ablegertrommel 34 legt die Filterzigaretten auf ein Ablegerband 36.
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Die erfindungsgemäße Prüfmethode und Prüfvorrichtung werden beispielsweise anhand der Umhüllungsprüfung von Doppelfilterzigaretten 37 auf der Rolltrommel 24 beschrieben.
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Die die Doppelfilterzigaretten 37 direkt von der Rolltrommel 22 auf die Schneidtrommel 26 überführende Rolltrommel (bzw. Stetigförderer) 24 weist zu diesem Zweck Haltemulden 38 A und 38 B auf, zwischen denen sich jeweils eine Rollfläche 39 der Rolltrommel 24 erstreckt und welche zum Halten der Doppelfilterzigaretten 37 Saugluftanschlüsse 41 aufweisen. In der Zeichnung sind nur über einen Teil des Umfangs der Rolltrommel 24 entsprechende Haltemulden 38 A, 38 B und Rollflächen 39 dargestellt. In den Haltemulden 38 A werden die Doppelfilterzigaretten 37 von der Rolltrommel 22 übernommen und aus den Haltemulden 38 B an die Schneidtrommel 26 abgegeben.
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Der Rolltrommel 24 zugeordnet ist im Abstand eines Zigarettendurchmessers, vorzugsweise weniger als ein Zigarettendurchmesser zu den Rollflächen 39, ein mit abwechselnd aufeinanderfolgenden Erhöhungen und Vertiefungen versehener Walzenkörper 42, dessen Erhöhungen Gegenrollflächen 43 zu den sich zwischen zwei Haltemulden 38 A und 38 B erstreckenden Rollflächen 39 der Rolltrommel 24 bilden. Die Länge jeder Gegenrollfläche 43 entspricht dabei dem Abstand zweier Haltemulden 38 A und 38 B auf der Rolltrommel 24 zum Positionieren der Doppelfilterzigaretten 37 vor ihrer Überrollung bzw. nach ihrer Überrollung. Die Rollflächen 39 der Rolltrommel 24 und die Gegenrollflächen 43 des Walzenkörpers 42 greifen diametral an den Doppelfilterzigaretten 37 an, wobei die Gegenrollflächen 43 des Walzenkörpers 42 mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit, jedoch in entgegengesetzter Richtung zu den Rollflächen 39 der Rolltrommel 24 angetrieben werden.
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Im Bereich der durch Zusammenwirkung der Rolltrommel 24 und des Walzenkörpers 42 gebildeten Rollstation für die Doppelfilterzigaretten 37 sind zwei opto-elektrische Prüfmittel 44 und 46 angeordnet, die in Fig. 3 näher dargestellt sind. Das Prüfmittel 44 bildet eine Lichtschranke und besteht aus einem seitlich in unmittelbarer Nähe einer jeweils in der Rollstation befindlichen Doppelfilterzigarette 37 angeordneten lichtaussendenden Sender 47, welcher einen Lichtstrahl parallel zur Längsachse und in unmittelbarer Nähe der Doppelfilterzigarette 37 aussendet, der von einem Empfänger 48 aufgefangen wird.
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Das queraxial bzw. radial gegen die Doppelfilterzigarette 37 ausgerichtete optische Prüfmittel 46 weist eine der Doppelfilterzigarette 37 zugewandte lichtübertragende Oberfläche 49 auf, welche durch die Enden einer Vielzahl von lichtleitenden Glasfasern 51 gebildet wird, von denen der klareren Darstellung wegen nur einige dargestellt sind. Die die lichtübertragende Oberfläche 49 bildenden Enden der Glasfasern 51 sind in einen beispielsweise aus Kunststoff bestehenden, sich über die Länge einer Doppelfilterzigarette 37 erstreckenden Block 52 eingegossen. Die entgegengesetzten Enden der Glasfasern 51 sind gruppenweise in drei Blöcken 53, 54, 56 zusammengefaßt, welche wiederum mit lichtübertragenden Oberflächen 57 bis 59 ausgestattet sind. Die vom Block 58 ausgehenden Glasfasern 51 sind über die gesamte lichtübertragende Oberfläche 49 des Blocks 52 verteilt; die Blöcke 53 und 56 enthalten Glasfasern 51, welche jeweils in entgegengesetzten Hälften des Blocks 52 enden. Den äußeren Blöcken 53 und 56 sind Lichtsender in Form von Lampen 61 bzw. 62 und dem mittleren Block 54 ein Lichtempfänger in Form einer Fotozelle 63 zugeordnet.
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Dadurch, daß die Glasfasern 51 des mittleren Blocks 54 über die ganze Länge des der Doppelfilterzigarette 37 zugewandten Blocks 52 verteilt und die Glasfasern 51 der äußeren Blöcke 53 und 56 nur jeweils einer Hälfte des Blockes 52 zugeteilt sind, liegt jeweils ein Ende einer Glasfaser 51 des mittleren Blocks 54 zwischen zwei Enden von Glasfasern 51 der äußeren Gruppen 53 bzw. 56. Auf diese Weise wird das von den Glasfasern 51 der äußeren Gruppen 53 und 56 ausgesendete und durch die Oberfläche 49 des Blocks 52 gegen den Artikel ausgestrahlte und von diesem reflektierte Licht durch die dem mittleren Block 54 zugeordneten Glasfasern 51 diesem Block zugeleitet und über dessen lichtübertragende Oberfläche 58 auf die Fotozelle 63 geworfen.
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Um die Prüfmittel 44 bzw. 46 immer dann und nur dann zu aktivieren, wenn eine Doppelfilterzigarette 37 die Rollstation erreicht bzw. von dieser abgefördert wird, ist eine Taktscheibe 64 vorgesehen, deren Antrieb vom Hauptantrieb der Filteransetzmaschine abgeleitet ist und welcher ein Näherungsinitiator 66 zugeordnet ist, welcher ausgangsseitig zum Aktivieren des Prüfmittels 44 über eine Leitung 67 mit diesem verbunden ist und zum Aktivieren des Prüfmittels 46 über eine Leitung 68 mit letzterem verbunden ist.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist wie folgt:
Sowie eine Doppelfilterzigarette 37 in ener entsprechenden Mulde 38 A auf dem Förderweg der Rolltrommel 24 die Prüfzone der Prüfmittel 44 und 46 erreicht, wird sie von der jeweils voreilenden Kante einer Gegenrollfläche 43 des entgegengesetzt zur Rolltrommel 24 mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit bewegten Walzenkörpers 42 erfaßt und auf diese Weise genau an der Stelle der auf sie gerichteten Prüfmittel 44 und 46 gehalten und dabei um 360° um ihre eigene Längsachse gedreht. Die synchron zur Drehgeschwindigkeit am Näherungsinitiator 66 vorbeibewegte Taktscheibe 64 aktiviert zu Beginn der Drehung der Doppelfilterzigarette 37 die beiden optischen Prüfmittel 44 und 46.
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In dem Fall, daß der zur Doppelfilterzigarette 37 achsparallele Strahlengang des Prüfmittels 44 von einem abstehenden Hüllstreifenabschnitt der Doppelfilterzigarette 37 unterbrochen wird, ist der dem Sender 47 zugeordnete Empfänger 48 so geschaltet, daß er ein Signal abgibt, welches auf bekannte nicht weiter dargestellte Weise dazu verwendet werden kann, um den defekten Artikel später von der Weiterverarbeitung auszuschließen.
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Für den Fall, daß der von den Glasfasern 51 radial gegen die Doppelfilterzigarette 37 geworfene Strahlengang des Prüfmittels 46 beispielsweise auf ein Loch in der Umhüllung, d. h. auf eine dunkle Stelle der Doppelfilterzigarette trifft, ist der Empfänger 63 des Prüfmittels 46 so geschaltet, daß ebenfalls ein Signal zum Entfernen des defekten Artikels von der Förderbahn gebildet wird.
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Während des Drehens und Prüfens einer Doppelfilterzigarette 37 wird diese aus der sie in den Prüfbereich fördernden Haltemulde 38 A herausbewegt, wobei die Saugluft wenigstens an den äußeren Enden der Haltemulde 38 A kurzzeitig vermindert oder ganz abgebaut wird.
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Am Ende des Rollvorganges der Doppelfilterzigarette 37 zwischen zusammenwirkenden Rollflächen 39 und Gegenrollflächen 43 der Rolltrommel 24 bzw. des Walzenkörpers 42 erreicht eine jeweils nacheilende Haltemulde 38 B die Doppelfilterzigarette 37 und nimmt diese mit Unterstützung durch Saugluft auf. Da in diesem Moment eine Vertiefung zwischen zwei Gegenrollflächen 43 des Walzenkörpers 42 die überrollte Doppelfilterzigarette 37 erreicht, kann diese ungehindert abgefördert werden. Gleichzeitig desaktiviert der Näherungsinitiator 66 infolge des Vorbeilaufens einer Lücke zwischen zwei Takten auf der Taktscheibe 64 die beiden Prüfmittel 44 und 46.
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Die Rollflächen 39 der Rolltrommel 24 können zur Erhöhung ihrer Griffigkeit zusätzlich mit einer Aufrauhung versehen sein.