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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Staubbeutel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1; sie befasst sich insbesondere mit einem Staubbeutel mit einer Saugöffnung mit einem Kragen und einer Verschlussvorrichtung zum Abdichten der Saugöffnung und der Umgebung der Saugöffnung in den Wandungen eines Staubsaugerbeutels mit automatischem Verschluss mittels einer Dichtklappe.
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Derartige Staubsaugerbeutel sind im Stand der Technik aus der
DE 10 2010 060 353 A1 bekannt. In dieser Druckschrift wird ein Staubsaugerfilterbeutel beschrieben, dessen Beutelwände aus einem ein- oder mehrlagigen Filtermaterial bestehen, in dem eine Lufteintrittsöffnung angeordnet ist, um die auf der Innen- und/oder Außenseite ein flächiges Dichtungselement mit einer Aufnahmeöffnung konzentrisch zur Lufteintrittsöffnung aufgebracht ist. Ferner wird das Dichtungselement aus einem elastischen Material hergestellt, das mit mindestens einer Naht mit dem Rand der Beutelwand und an allen ihren äußeren Rändern ebenfalls mit der Beutelwand verbunden ist. Darüber hinaus muss das Material des Dichtungselements zwingend elastisch ausgebildet sein, um seine Funktion als Dichtung zu erfüllen.
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Dieser Stand der Technik mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 weist mindestens eine Naht in unmittelbarer Nähe der Lufteintrittsöffnung auf, die der Fixierung des Dichtungselements auf der Innen- und/oder Außenseite des Staubsaugerbeutels dient. Im Ausführungsbeispiel der 7a und 7b wird mit der zweiten Naht das Dichtungselement auf der der Lufteintrittsöffnung gegenüberliegenden Seite im Bereich an der Beutelwand fixiert, so dass infolge dieser Anordnung eine Verwirbelungskammer gebildet wird, die der verbesserten Verteilung der Staubteilchen innerhalb des Staubbeutels dient.
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Ferner ist ein Staubsaugerbeutel mit einem automatischen Verschluss aus der Druckschrift
EP 2 025 278 B1 im Stand der Technik bekannt geworden. Diese Druckschrift offenbart einen Staubsaugerfilterbeutel mit einer Halteplatte, mit der der Staubsaugerbeutel am Staubsauger befestigt wird. Diese Halteplatte weist eine zentrale Öffnung auf, durch die in vorbestimmter Richtung des Inneren des Staubsaugerbeutels eine Luftströmung zusammen mit den angesaugten Partikeln, wie beispielsweise Staub oder kleine Fäden in das Innere des Staubsaugerbeutels eintritt. In Richtung hinter der Einlassöffnung ist um die Öffnung ein Bereich mit einer staubabweisenden Fläche angeordnet, die die Bildung eines sogenannten Filterkuchens vermeiden soll. Diese Fläche kann mit einer selbstklebenden Schicht beaufschlagt sein, mit der das Flächenmaterial an dem vliesartigen Material des Staubsaugerbeutels befestigt wird.
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Als nachteilig an dieser Erfindung wird es empfunden, dass sich zwar an dieser im Innern des Staubsaugerbeutels angeordneten Fläche keine kleinen und fadenähnliche Partikel absetzen, aber infolge des Aufbringens einer Freifläche wird die luftdurchlässige Fläche des Staubbeutels verkleinert, was sich auf die Saugleistung des Stabsaugers negativ auswirkt und darüber hinaus eine Klumpenbildung in Strömungsrichtung vor der Eintrittsöffnung nicht vollständig vermieden wird, so dass die Schließung der Dichtklappe nicht unbedingt gewährleistet ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Einarbeitung der Eintrittsöffnung durch Stanzung in den Staubbeutel infolge der feinen Fäden des Vliesmaterials und des Klebers Schwierigkeiten bereitet, wodurch selbstverständlich Kosten in der Fertigung entstehen, die nicht unerheblich sind. Außerdem entstehen unnötige Kosten für die Klebefolie selbst.
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Ferner ist der Druckschrift
DE 10 2008 016 596 A1 ein Staubfilterbeutel für Staubsauger zu entnehmen, der eine Halteplatte mit einer Verschlussklappe aufweist. Das Besondere an dieser Druckschrift ist darin zu sehen, dass die Anschlussebenen an den Staubsauger eine spezielle Ausformung aufweisen.
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Weiterhin ist im Stand der Technik die
EP 2 123 206 A1 bekannt geworden, die eine Halteplatte für einen Staubsaugerbeutel mit einer Grundplatte, an der eine Klappe zum Verschließen der Lufteintrittsöffnung angeordnet ist, offenbart, wobei die Lufteintrittsöffnung teilweise von einem senkrecht zur Grundplatte angeordneten Kragen umgeben ist. Die Verschlussklappe wird durch den Luftstrom des Staubsaugers geöffnet und bei Aussetzen des Luftstromes durch eine Blattfeder wieder geschlossen. Als Nachteil wird es gesehen, dass zwar teilweise um die Einströmöffnung herum ein Kragen zum Auffangen und Abhalten von Staubpartikeln angeordnet ist, der aber bereits nach kurzer Gebrauchszeit so stark mit Staub angehäuft ist, dass ein Übergreifen des sog. Staubkuchens in die Lufteintrittsöffnung unvermeidlich ist.
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Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Staubbeutel mit einer Öffnung zur Aufnahme von Partikeln im Innern des Staubbeutels bereitzustellen, der die Bildung von Filterkuchen im Bereich der Öffnung verhindert und die Nachteile im Stand der Technik beseitigt, sowie einfach und kostengünstig in der Herstellung ist.
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Erfindungsgemäß ist dieser Staubbeutel ein Staubbeutel mit einer Beutelöffnung zur Aufnahme von Partikeln im Innern des Staubbeutels, an dessen einen Wandung außen eine Halteplatte mit einer Öffnung koaxial zur Beutelöffnung angeordnet ist, wobei die Wandungen des Staubbeutels aus mindestens zwei Schichten aus einem lockeren Vliesmaterial zusammengesetzt sind, wobei in einem vorbestimmten Abstand (a) vom Rand der Beutelöffnung eine Fläche eines großflächigen dünnen Kragens angeordnet ist, der mit seinem inneren Rand auf der Wandung des Staubbeutels innen befestigt ist, wobei der Kragen die gesamte Beutelöffnung umgibt; und dass in einem vorbestimmten Abstand (b) vom Rand der Beutelöffnung auf der Halteplatte in unmittelbarer Nähe des Innendurchmessers des Kragens unterhalb des Kragens ein ringförmig ausgebildetes Stützelement angeordnet ist, das dafür Sorge trägt, dass beim Zusammenfügen des Kragens, der einen Wandung des Staubbeutels und der Halteplatte die Fläche des Kragens einen vorbestimmten Winkel (α) mit der Wandung des Staubbeutels einnimmt.
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Dabei kann es von Vorteil sein, dass das Stützelement als Stützring oder als mehrere Erhebungen ausgebildet sein kann.
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Vorteilhaft ist es ferner, dass an der Halteplatte in einem vorbestimmten Abstand im Bereich der Ränder der Öffnungen ein Zentrierring auf der Halteplatte angeordnet ist, der die gesamte Öffnung umgibt.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Höhe (h) des Zentrierringes so bemessen ist, dass die Ebene der Verschlussklappe bei einem Öffnungswinkel (β) von etwa 5° mit der oberen Kante des Zentrierringes abschließt.
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Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass der Querschnitt des Zentrierringes im Wesentlichen viereckig, vorzugsweise rechteckig ist.
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Vorteilhaft ist es auch, dass die Dichte der äußeren Schichten größer ist als die Dichte der dazwischen liegenden mindestens einen Schicht.
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Vorteilhaft ist es weiterhin, dass der Winkel (α) zwischen der großen Fläche des dünnen Kragens und der Ebene der Wandung des Vliesmaterials klein ist und vorzugsweise bei ca. 10°–30° liegt.
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Ein weiterer Vorteil wird darin gesehen, dass der innere Durchmesser des Kragens zwischen 45 und 70 mm, vorzugsweise zwischen 50 und 60 mm liegt.
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Vorteilhaft ist es auch, dass die äußeren Begrenzungslinien des vergleichsweise dünnen Kragens beliebig ausgeformt sind, z. B. sternförmig oder mehreckig oder oval oder strahlenförmig, vorzugsweise rund.
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Bei der Herstellung und der Einarbeitung der Öffnung in den Staubbeutel, dessen Wandungen aus mindestens zwei Schichten aus einem lockeren Vliesmaterial zusammengesetzt ist, an dem eine Halteplatte mit einer Verschlussklappe angeordnet wird, ist es vorteilhaft, dass die Befestigung der Halteplatte an dem Staubbeutel zusammen mit dem erfindungsgemäßen Kragen und mindestens einer ersten Naht im unmittelbaren Bereich der zu erstellenden Öffnung in einem Arbeitsgang vorgenommen wird und mindestens eine zweite Naht in einem vorbestimmten Abstand angeordnet wird, und nach erfolgter Herstellung der mindestens einen Naht im Randbereich der Eintrittsöffnung, eine Lochstanzung und/oder Trennschweißung zur Einarbeitung der Öffnung in die Wandung des Staubbeutels vorgenommen wird.
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Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der vorliegenden Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass in einem vorbestimmten Abstand vom Rand der Eintrittsöffnung mindestens eine schmale Naht angeordnet ist, die die einzelnen Schichten zusammenhält.
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Ein weiterer Vorteil wird darin gesehen, dass die Nähte eine linienförmige Ausdehnung aufweisen, wobei die Breite (B) der Linien zwischen 0,5 und 3 mm, vorzugsweise zwischen 1 und 2 mm liegt.
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Dabei ist es ferner vorteilhaft, dass der Abstand vom Rand der Öffnung zwischen 10 und 40 mm, vorzugsweise zwischen 12 und 20 mm liegt.
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Vorteilhaft ist es dabei auch, dass die Linien der mindestens zwei Nähte kreisförmig oder sternförmig oder mehreckig oder oval oder strahlenförmig oder in einer Kombination aus den genannten Formen ausgebildet sind.
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Vorteilhaft ist es ferner, dass das Rohmaterial für den Staubbeutel und die Halteplatte das gleiche ist.
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Vorteilhaft ist es auch, dass die relativ schmalen Nähte durch Verschweißung und/oder Verklebung, und/oder Verschmelzung hergestellt werden, wobei die Verschweißung durch Ultraschallschweißung vorgenommen wird.
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Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung zu entnehmen.
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Im nun Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
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1: eine schematische Seitenansicht des Staubbeutels (1), an dem eine Halteplatte (9) befestigt ist, wobei die Dichtklappe (8) in Luftströmung (A) im Winkel (β) geöffnet ist;
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2: eine schematische Vorderansicht eines Staubbeutels (1) mit einer Saugöffnung (2), die umgeben ist von einem erfindungsgemäßen Kragen (6);
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3: eine schematische Querschnittsdarstellung der unmittelbaren Umgebung der Saugöffnung (2) mit einem Kragen (6), der die Saugöffnung umgibt;
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4: eine schematische Draufsicht auf verschiedene mögliche Muster der Linienführung mindestens einer schmalen Naht (6') im Abstand (a') vom Rand (4) der Saugöffnung (2);
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5: eine schematische Querschnittsdarstellung des Bereichs um die relativ schmale Naht (6') in dem Staubbeutelmaterial;
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Die 1 zeigt eine schematische Seitenansicht des Staubbeutels 1, der im Bereich der Saugöffnung 2 eine Halteplatte 9 mit einer Dichtklappe 8 aufweist, die an dem Staubbeutel 1 befestigt ist. Der Staubbeutel 1 besteht aus einem mehrschichtigen lockeren Vliesmaterial, das an seinen Seiten 19 zusammengefügt ist, wobei das Zusammenfügen auf verschiedene Arte und Weise vorgenommen werden kann, beispielsweise durch Klebung, Schweißung oder Verpressung. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Staubbeutel 1 an geeigneter Stelle eine Saugöffnung 2 auf, die in ihrem Durchmesser variabel ist und sich nach dem Typ des Staubsaugers richtet, in dem der Staubbeutel 1 eingesetzt ist und nach der verwendeten Halteplatte 9. Dabei spielt die Form der Saugöffnung 2 keine Rolle. Die Dichtklappe 8 wird bei Einsetzen der Luftströmung (A) geöffnet. Bei Aussetzen des Luftstroms (A) wird die Dichtklappe 8 automatisch infolge der Federwirkung der Feder 14 geschlossen. Die Funktion der Automatik zur Abdichtung des Saugloches 2 mit einer Dichtklappe ist an anderer Stelle näher beschrieben. Hier ist die Halteplatte 9 an dem Staubsaugerbeutel 1 befestigt und stellt praktisch das Befestigungsmittel zwischen dem Staubsaugergerät und dem Staubsaugerbeutel 1 dar. Die Darstellung zeigt ferner eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der der unmittelbare Bereich um das Saugloch 2 umgeben ist von einer Fläche 17, die mindestens eine schmale Naht 12 aufweist, die weiter unten näher beschrieben wird. Darüber hinaus ist der erfindungsgemäße Kragen 6 sichtbar, der die Sauöffnung 2 vollständig umgibt. Dieser Kragen 6 besteht im Idealfall aus dem gleichen Rohmaterial wie der Staubbeutel 1 und die Halteplatte 9. Dadurch ist eine kostengünstige Verschweißung, z. B. per Ultraschall möglich. Die in das Innere des Beutels ragende Verschlussklappe 8 wird durch diese Maßnahme in ihrer Bewegung beim Verschließen nicht behindert. Im Bereich des Sauggebläses wirkt der Luftstrom A besonders intensiv auf die dortige Beutelfläche. Der sich in diesem Bereich besonders stark aufbauende Filterkuchen würde die Saugverteilung im Beutel beeinträchtigen. Eine Einschränkung der Durchströmung verhindert den übermäßigen Filterkuchenaufbau und verbessert die Staubverteilung und die damit verbundene Luftdurchlässigkeit des gesamten Beutels.
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In einer Ausführungsform des Staubbeutels 1 umgibt der in einem bestimmten spitzen Winkel α aufgestellte Kragen 6 die Saugöffnung 2 und es gibt keine Bereichsfläche 17. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Halteplatte 9 einen Zentrierring 5 und ein Stützelement 18 auf, das als Stützring oder mehrere Erhebungen ausgebildet sein kann und konzentrisch um die Saugöffnung 2 angeordnet ist. Die Halteplatte 9 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einer Ultraschallschweißung an der Wandung 3 des Staubbeutels 1 befestigt.
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Die 2 zeigt eine schematische Vorderansicht eines Staubbeutels 1 mit einer Saugöffnung 2 und einem ringförmigen Kragen 6 im Bereich der Saugöffnung 2 im Staubbeutel 1. Der Kragen 6 kann grundsätzlich verschiedene Umrissformen annehmen, z. B. oval, sternförmig, eckig, rund oder vorzugsweise mehreckig. Der innere Rand des Kragens 6 ist in einem vorbestimmten Abstand (a) vom Rand 4 der Saugöffnung 2 des Staubbeutels 1 (s. 3) auf der Oberfläche der Staubbeutelwandung 3 befestigt, z. B. durch eine Ultraschallschweißung oder Klebung, wobei die Klebung oder Schweißung zwischen 0,5–3 mm liegt (s. hierzu 3). Der Abstand (a) bewegt sich im Bereich weniger mm vom Rand 4 der Saugöffnung 2. Dabei spielt die Form der Saugöffnung 2 keine Rolle.
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Die 3 zeigt in einem vergrößertem Maßstab die unmittelbare Umgebung der Saugöffnung 2 mit einem aufgestellten Kragen 6 in einer schematischen Schnittdarstellung, wobei der spitze Winkel α zwischen der Oberfläche der Wandung 3 und der Fläche 11 des Kragens 6 zwischen 1° und 45° liegt. Der innere Rand des Kragens 6 ist mit einem geeigneten Befestigungsmittel, z. B. Ultraschallschweißung, an der Wandung 3 bzw. der Halteplatte 9 im Abstand (a) vom Rand 4 der Saugöffnung 2 im Saugbeutel 1 befestigt, was in einem Arbeitsgang während der Fertigung ausgeführt wird. Dabei weist die Schweißnaht eine gewisse notwendige Ausdehnung auf, die sich vom Zentrierring 5 bis zum Ende des Abstands (a) erstreckt. In unmittelbarer Nähe, im Abstand (b) vom Rand 4 der Saugöffnung 2, ist unterhalb des Kragens 6 ein Stützring 18 angeordnet, der dafür Sorge trägt, dass beim Zusammenfügen des Kragens, der Wandung 3 des Staubbeutels 1 und der Halteplatte 9 der Kragen den vorbestimmten Winkel (α) einnimmt. Dabei wird infolge des Schweißvorgangs eine Verschmelzung zwischen der Wandung 3, dem Rand des Kragens 6 und der Halteplatte 9 erzeugt. Die Stärke des flachen Materials des Kragens 6 ist verhältnismäßig dünn und liegt im Allgemeinen vorzugsweise zwischen 90 und 100 μm. Das Material kann z. B. aus einem Polypropylenstoff bestehen.
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Die 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Staubbeutels 1' der vorliegenden Erfindung, bei dem um die Saugöffnung 2 in einem vorbestimmten Abstand (a') eine relativ schmale Naht 6' angeordnet ist, deren Linienführung jede beliebige Form annehmen und ausgewählt werden kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Linienführung der Naht 6' kreisförmig und konzentrisch um die Saugöffnung 2 angeordnet, wobei konzentrisch nicht zwingend notwendig ist für die Erfindung. Die Lage der Naht 6' richtet sich u. a. auch nach der äußeren Form der Halteplatte 9. Der Abstand (a') liegt in der Regel zwischen 5 und 30 mm, vorzugsweise zwischen 10 und 20 mm bei kreisförmiger Linienführung der Naht 6'. Die Linienführung kann aber prinzipiell, jede beliebig ausgewählte Form annehmen, z. B. oval, mehreckig, sternförmig, schlangenförmig oder eine Kombination aus den genannten Linienführungen, die alle innerhalb eines vorgegebenen Abstands (a') vom Rand 4 im Bereich der Saugöffnung 2 angeordnet sind. Wichtig ist, dass die Naht 6' relativ schmal ist und die einzelnen Schichten des Beutelmaterials in gewissen Grenzen zusammenhält und sie sich nicht aufblähen lassen, wenn eine Saugströmung (A) auf die Außenflächen des Staubbeutels 1 einwirkt.
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Die 5 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung des Bereichs um die relativ schmale Naht 6' im Staubbeutelmaterial, aus dem der Staubbeutel 1 hergestellt ist. Dieses Staubbeutelmaterial ist in der Regel ein Vliesmaterial, das aus einer Mehrzahl, teilweise sehr lockeren Schichten 3, 3', 3'' zusammengesetzt ist, wobei die beiden äußeren Schichten 3 eine größere Dichte aufweisen können als die zwischen diesen Schichten liegenden weiteren Schichten 3', 3''. Durch den Luft-Saugstrom teilen sich die Lagen, so dass zwischen den einzelnen Schichten und auf der Oberfläche Schmutz gesammelt wird. Für die Gesamtfunktion des Beutels ist das Aufblähen der Schichten 3, 3', 3'' vorteilhaft. Schmutzfasern, die sich allerdings im Bereich der Halteplatte 9, insbesondere im Randbereich des Saugloches 2 anhäufen, können jedoch das Schließen der Verschlußklappe 8 behindern, was beim Herausnehmen des Stabbeutels aus dem Gehäuse des Stabsaugers besonders störend ist. Daher ist es vorteilhaft, das Aufblähen im Bereich der Halteplatte 9 zwar nicht zu vermeiden, aber in vorbestimmten Grenzen zu halten, was z. B. durch die Anzahl und Form der Nähte 6' im Bereich des Sauglochs 2 bewirkt wird. Die einzelnen Nähte 6' können auf verschiedene Art und Weise hergestellt werden, z. B. durch Schweißung, Verschmelzung durch Einwirkung von Wärme oder Verpressung oder durch Verkleben der einzelnen Schichten, um nur einige Möglichkeiten zu nennen. Dabei haben die Nähte in etwa die Querschnittsform, wie sie in 5 gezeigt wird. Am Boden 15 der Naht 6' sind die einzelnen, infolge der unterschiedlichen Wirkungen der angewendeten Nahterzeugungsmittel, Schichten 3, 3', 3'' zusammengefügt. Die Breite (B) der Naht ist frei wählbar und beträgt im hier zu betrachtenden Anwendungsfall zwischen 0,5 und 3 mm, vorzugweise zwischen 1–2 mm. Da die Ränder 16 der Naht 6' in der Praxis nie scharf umrissen sind, ist die Breite (B) als der Teil der Naht definiert, der den Boden 15 der Naht bildet, wobei die Form und Ausdehnung der Ränder 16 der Naht abhängig sind vom jeweiligen verwendeten Material.
