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Die Erfindung betrifft eine Materialbahn-Fixiervorrichtung als Bestandteil einer Filtertaschen-Fertigungsanlage. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Fixieren mindestens zweier Materialbahnen unter Abstand miteinander und eine Filtertaschen-Fertigungsanlage mit einer derartigen Materialbahn-Fixiervorrichtung.
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Eine Materialbahn-Fixiervorrichtung der eingangs genannten Art ist bekannt durch den Produktprospekt „FPS300-High-Speed-Fertigungssystem für Filtertaschen“, zum Zeitpunkt der Anmeldung abrufbar über die Internetseiten der Anmelderin.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Materialbahn-Fixiervorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass hierüber Filtertaschen mit größerer Taschenöffnung, besonders mit größerer Öffnungserstreckung zwischen den Materialbahnen erzeugt werden können.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Materialbahn-Fixiervorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
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Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine zwischen den Materialbahnen angeordnete Mehrfaden-Erzeugungseinheit den Mehrfaden dort erzeugt, wo er zur Abstandsfixierung zwischen den Materialbahnen gebraucht wird. Der Mehrfaden wird also zwischen den Materialbahnen erzeugt und nicht außerhalb der Materialbahnen. Für den so erzeugten Mehrfaden ist es nicht erforderlich, diesen mittels einer weiteren Auszieheinheit zwischen die Materialbahnen zu ziehen. Die Mehrfaden-Erzeugungseinheit kann in unmittelbarer Nachbarschaft zu den Stichbildungswerkzeugen einer Näheinheit angeordnet sein. Die Mahrfaden-Erzeugungseinheit kann im Betrieb von einer Spitze der Nähnadel durchtreten werden. Jeweils eine Mehrfaden-Erzeugungseinheit kann einer der Näheinheiten zugeordnet sein. Mit Hilfe der Mehrfaden-Erzeugungseinheit lassen sich Mehrfadenwege erzeugen, die in einem Abstand zwischen benachbarten Materialbahnen von mehr als 70 mm, z.B. von 80 mm, 90 mm, 100 mm und auch in noch größeren Abständen resultieren. Ein vorgegebener Filterrahmen kann dann mit einer entsprechend geringeren Anzahl von Filtertaschen, die eine größere Öffnungsweite aufweisen, bestückt werden.
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Schrägflächen nach Anspruch 2 haben sich zur betriebssicheren Bildung von Mehrfaden zwischen den Materialbahnen bewehrt. Je nach über die Schrägfläche erzeugter Auslenkung des Fadenweges quer zur Förderrichtung lässt sich der über die Mehrfaden-Erzeugungseinheit erzeugte Mehrfaden hinsichtlich seiner Länge vorgeben.
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Eine Ausgestaltung der Mehrfaden-Erzeugungseinheit als mindestens ein Blech nach Anspruch 3 verringert die Herstellungskosten. Es können mehrere derartige Bleche mit jeweils einer Mehrzahl von Schrägflächen zum Einsatz kommen. Alternativ kann für jede Einheit eine separate Mehrfaden-Erzeugungseinheit vorgesehen sein.
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Eine Schrägflächenorientierung nach Anspruch 4 verringert die Gefahr eines unerwünschten Lateralversatzes zwischen den Materialbahnen im Betrieb der Materialbahn-Fixiervorrichtung. Eine insgesamt resultierende Kraft, die über die Fadenpassage von den Schrägflächen auf die Materialbahnen quer zur Förderrichtung ausgeübt wird, kann 0 sein oder kann nahe 0 sein.
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Eine verstellbare Mehrfaden-Erzeugungseinheit nach Anspruch 5 ermöglicht die Erzeugung von Filtertaschen mit vorgebbaren Öffnungsweiten. Zu dieser Vorgabe verschiedener Fadenweg-Verlängerungsmaße kann die Mehrfaden-Erzeugungseinheit quer zur Materialbahn-Förderrichtung verstellbar sein.
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Eine verlagerbare Mehrfaden-Erzeugungseinheit nach Anspruch 6 ermöglicht es, den hierüber zwischen den Materialbahnen erzeugten Mehrfaden noch zusätzlich zu verlängern. Zu dieser zusätzlichen Verlängerung kann die Mehrfaden-Erzeugungseinheit während des Nahtbildungsprozesses quer zur Materialbahn-Förderrichtung verlagerbar sein.
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Eine Zusatz-Mehrfaden-Erzeugungseinheit nach Anspruch 7 schafft die Möglichkeit, einen Gesamt-Mehrfaden zu produzieren, der länger ist als der über die Mehrfaden-Erzeugungseinheit zwischen den Materialbahnen erzeugte Mehrfaden. Die Faden-Auszieheinheit kann als Mehrzahl von jeweils einer Näheinheit zugeordneter, schräg zur Förderrichtung verlaufender Faden-Ausziehdrähte ausgeführt sein. Diese können im Betrieb zwischen den Materialbahnen so angeordnet sein, dass sie vom Faden während der Nahtbildung aufgrund der Förderung durch die Materialbahn-Fördereinrichtung passiert werden.
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Eine Ausgestaltung der Zusatz-Mehrfaden-Erzeugungseinheit als Fadenfinger nach Anspruch 8 hat sich bewährt.
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Die Vorteile eines Verfahrens nach Anspruch 9 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die Materialbahn-Fixiervorrichtung bereits erläutert wurden. Das Verfahren kann unter Einsatz einer Materialbahn-Fixiervorrichtung nach einem der oben diskutierten Ansprüche durchgeführt werden.
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Die Vorteile einer Filtertaschen-Fertigungsanlage nach Anspruch 10 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die erfindungsgemäße Materialbahn-Fördervorrichtung bereits erläutert wurden. Ein dauerhaftes Fixieren über die Versicherungseinrichtung kann beispielsweise mit Hilfe von Heißleim geschehen. Ein Randverbinden kann durch Nähen und/oder Ultraschallschweißen erfolgen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
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1 perspektivisch und mit Blickrichtung entgegengesetzt zu einer Materialbahn-Förderrichtung einen Ausschnitt einer Materialbahn-Fixiervorrichtung als Bestandteil einer Filtertaschen-Fertigungsanlage;
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2 stärker schematisch Komponenten der Materialbahn-Fixiervorrichtung, ebenfalls gesehen entgegengesetzt zur Materialbahn-Förderrichtung, wobei die dargestellten Komponenten genau einer Näheinheit einer Mehrzahl von Näheinheiten der Materialbahn-Fixiervorrichtung zugeordnet sind und zusätzlich zu Fadenführungskomponeten noch eine Stichplatte und zwei miteinander unter Abstand zu fixierende Materialbahnen teils im Schnitt dargestellt sind;
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3 ebenfalls schematisch Komponenten der Materialbahn-Fixiervorrichtung, gesehen aus Blickrichtung III in 2;
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4 ebenfalls schematisch Komponenten der Materialbahn-Fixiervorrichtung, gesehen aus Blickrichtung IV in den 2 und 3; und
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5 stark schematisch Baugruppen der die Materialbahn-Fixiervorrichtung aufweisenden Filtertaschen-Fertigungsanlage.
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Eine Materialbahn-Fixiervorrichtung 1 ist Bestandteil einer insgesamt sehr stark schematisch in der 5 dargestellten Filtertaschen-Fertigungsanlage 2. Mit der Filtertaschen-Fertigungsanlage 2 werden Filtertaschen gefertigt, deren Taschenwände durch zwei Materialbahnen 3, 4 gebildet werden, die in den 2 und 3 dargestellt sind. Entsprechend ihrer Orientierung während der Bearbeitung in der Materialbahn-Fixiervorrichtung 1 wird die Materialbahn 3 auch als obere und die Materialbahn 4 auch als untere Materalbahn bezeichnet. Eine Mehrzahl gefertigter Filtertaschen kann später in einen gemeinsamen Filterrahmen (nicht dargestellt) eingesetzt werden, wobei Benachbarte der Filtertaschen über ihre langen Taschenöffnungs-Stirnkanten aneinander anliegen. Die kurzen Stirnkanten der Filtertaschenöffnungen haben eine Abmessung, die größer ist als 70 mm und die insbesondere 100 mm beträgt. Bei einem Rahmen mit Kantenlänge von 600 mm × 600 mm kann dieser mit insgesamt sechs Filtertaschen mit so (100 mm × 600 mm bemaßten) und angeordneten Filtertaschenöffnungen komplett ausgefüllt werden.
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Die Materialbahn-Fixiervorrichtung 1 hat eine lediglich schematisch in der 5 dargestellte Materialbahn-Fördereinrichtung 5 zur Förderung der beiden Materialbahnen 3, 4 längs einer Förderrichtung 6. In den 1 und 2 verläuft die Förderrichtung 6 senkrecht zur Zeichenebene aus dieser heraus.
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Die Materialbahn-Fixiervorrichtung 1 hat eine Mehrzahl von Näheinheiten 7. Letztere haben jeweils eine Nähnadel 8 und einen Faden-Greifer 9 als mit einem Nähfaden 10 zusammenwirkende Stichbildungswerkzeuge. 1 zeigt beispielhaft elf nebeneinander quer zur Förderrichtung 6 angeordnete Näheinheiten 7. Tatsächlich liegen bei der Materialbahn-Fixiervorrichtung 1 insgesamt zwölf nebeneinander quer zur Förderrichtung 6 angeordnete Näheinheiten 7 vor.
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Der Fadenlauf einer Näheinheit 7 ist beispielsweise in der 3 dargestellt: Der Faden läuft hierbei von einer konusförmigen Garnrolle 11 über ein Öhr 12 der Nadel 8 zunächst vorbei an einer Zusatz-Mehrfaden-Erzeugungseinheit 13 in Form eines Fadenfingers. Im weiteren Verlauf durchtritt der Faden 10 die obere Materialbahn 3 und läuft an einer zwischen den Materialbahnen 3, 4 angeordneten Mehrfaden-Erzeugungseinheit 14 vorbei, die als Faden-Zieh-Blech gestaltet ist. Anschließend durchtritt der Faden 10 die untere Materialbahn 4 und eine Stichplatte 15 der Materialbahn-Fixiervorrichtung 1. Im weiteren Verlauf umschlingt der Faden 10 während der Stichbildung die Greiferspitze des zugeordneten Greifers 9 der Näheinheit 7.
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Der Greifer 9 ist angetrieben um eine quer zur Förderrichtung 6 verlaufende Greiferwelle 16 drehbar. In der 2 ist der Greifer 9 aus Gründen der Veranschaulichung um 90° gedreht dargestellt. Die Greiferwellen 16 sind in jeweils zugeordneten Wellenböcken 17 der Materialbahn-Fixiervorrichtung 1 gelagert.
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Die Mehrfaden-Erzeugungseinheit 14 dient zur Verlängerung eines Fadenweges bei der Ausbildung einer Fixiernaht 19 zwischen den beiden Materialbahnen 3, 4. Entgegen ihrer Erzeugungsreihenfolge werden die Stiche 18 in der 1 mit einem Index 1, 2 ... indiziert.
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Die Mehrfaden-Erzeugungseinheit 14 hat für jede der Näheinheiten 7 jeweils eine schräg zur Förderrichtung 6 verlaufende Schrägfläche 20. Diese ist im Betrieb der Fixiervorrichtung 1 zwischen den Materialbahnen 3, 4 so angeordnet, dass sie vom Faden 10 während der Nahtbildung aufgrund der Förderung durch die Materialbahn-Fördereinrichtung 5 passiert und damit quer zur Förderrichtung 6 ausgelenkt wird. Hierdurch wird Mehrfaden 21 unmittelbar zwischen den Materialbahnen 3 und 4 erzeugt. Bei der Stichbildung muss der Faden 10 also zwischen den Materialbahnen 3, 4 aufgrund des Faden-Zieh-Blechs 14 und dessen Schrägfläche 20 einen längeren Weg nehmen als dies ohne das Faden-Zieh-Blech 14 der Fall wäre. Wie der 1 unmittelbar zu entnehmen ist, ist jeder der Näheinheiten 7 eine der Schrägflächen 20 zugeordnet.
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Bei der Ausführung nach 1 ist die Mehrfaden-Erzeugungseinheit 14 durch insgesamt zwei Bleche 14a und 14b ausgeführt. Jedes dieser Faden-Zieh-Bleche 14a, 14b hat jeweils sechs Schrägflächen 20, die jeweils einer der Näheinheiten 7 zugeordnet sind. Die sechs Schrägflächen 20 des Blechs 14a sind hinsichtlich ihres Schrägverlaufs gegenläufig zu den sechs Schrägflächen 20 des Blechs 14b orientiert. Resultierende Kräfte, die über die Fadenpassage von diesen Schrägflächen der Bleche 14a und 14b auf die Materialbahnen 3, 4 quer zur Förderrichtung 6 ausgeübt werden, wirken dann in zueinander entgegengesetzten Richtungen. Eine insgesamt resultierende Kraft, die über die Fadenpassage von den Schrägflächen 20 auf die Materialbahnen 3, 4 quer zur Förderrichtung 6 ausgeübt wird, kann dann 0 sein oder nahe 0 sein.
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Die Mehrfaden-Erzeugungseinheit 14 kann zur Vorgabe verschiedener Fadenweg-Verlängerungsmaße, also verschiedener erzeugter Längen des Mehrfadens 21 zwischen verschiedenen Vorgabepositionen quer zur Vorrichtung 6 (vgl. Doppelpfeil 22 in der 2) verstellbar sein. In der 1 sind die beiden Faden-Zieh-Bleche 14a, 14b jeweils in der Vorgabeposition „Maximaler Mehrfaden“ dargestellt. Alternativ oder zusätzlich kann die Mehrfaden-Erzeugungseinheit 14 während des Stichbildungsprozesses quer zur Förderrichtung 6 zur Mehrfaden-Erzeugung verlagerbar, insbesondere angetrieben verlagerbar, sein.
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Die Zusatz-Mehrfaden-Erzeugungseinheit 13 dient zur zusätzlichen Verlängerung des Fadenweges zwischen zwei Stichen 18 i, 18 i+1 um einen Zusatz-Fadenweg 23 (vgl. 3 und 4). Die Zusatz-Mehrfaden-Erzeugungseinheit 13, also der jeweils der Näheinheit 7 zugeordnete Fadenfinger, ist im Betrieb der Fixiervorrichtung 1 in der Nähnadel 8 räumlich zugewandten Fadenlauf jenseits der beiden Materialbahnen 3, 4 angeordnet. Bei der zeichnerisch dargestellten Orientierung der Fixiervorrichtung 1 sind sowohl die Nähnadel 8 als auch der Fadenfinder 13 oberhalb der oberen Materialbahn 3 angeordnet.
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Zudem hat die Fixiervorrichtung 1 eine der jeweiligen Näheinheit 7 zugeordnete Faden-Auszieheinheit 24 zum Ausziehen des zunächst jenseits der beiden Materialbahnen 3, 4 vorliegenden Zusatz-Fadenwegs 23 in den Fadenlauf zwischen den Materialbahnen 3 und 4. Die Faden-Auszieheinheit 24 ist als Mehrzahl von jeweils einer Näheinheit 7 zugeordneter, schräg zur Fadenrichtung 6 verlaufender Faden-Ausziehdrähte ausgeführt. Diese sind im Betrieb der Fixiervorrichtung 1 zwischen den Materialbahnen 3 und 4 angeordnet (vgl. 3). Diese Anordnung ist so, dass der jeweilige Faden-Ausziehdraht 24 während der Nahtbildung aufgrund der Förderung durch die Materialbahn-Fördereinrichtung 5 vom Faden 10 passiert werden. Nach dieser Fadenpassage des jeweiligen Faden-Ausziehdrahts 24 addieren sich der Mehrfaden-Erzeugungseinheit 14 erzeugte Mehrfaden 21 und der von der Zusatz-Mehrfaden-Erzeugungseinheit 13 erzeugte Zusatz-Fadenweg 23 zu einem Gesamt-Mehrfaden 25 zwischen den Materialbahnen 3 und 4.
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Die Zusatz-Mehrfaden-Erzeugungseinheit 13 ist als angetrieben quer zur Förderrichtung 6 (vgl. Doppelpfeil 26 in der 2) verlagerbarer Fadenfinger ausgebildet. Diese Fadenfinger-Verlagerung kann eine mit der Stichbildung synchronisierte, oszillierende Bewegung sein. Alternativ oder zusätzlich können die den Näheinheiten 7 zugeordneten Fadenfinger 13 auch senkrecht zu einer Bahnebene der Materialbahnen 3, 4 (vgl. Doppelpfeil 26a) während des Nahtbildungsprozesses verlagert werden. Hierdurch lässt sich der Zusatz-Fadenweg 23, der während der Nahtbildung erzeugt wird, längs der Fixiernaht 19 variieren.
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Die Fadenfinger 13 sind jeweils räumlich zwischen der Nadel 8 im oberen Umkehrpunkt und den Materialbahnen 3, 4 angeordnet. Der Fadenfinger 13 ist so ausgeführt, dass er den Fadenweg während der Stichbildung zunächst verlängert, wobei der Faden 10 nach erfolgter Fadenwegverlängerung durch den Fadenfinger 13 aufgrund der Förderung durch die Materialbahn-Fördereinrichtung 5 außer Kontakt mit dem nicht mit geförderten Fadenfinger 13 gerät.
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Zusätzlich zur Materialbahn-Fixiervorrichtung 1 gehört zur Filtertaschen-Fertigungsanlage 2 noch eine Versiegelungseinrichtung 27 zum Versiegeln der gebildeten Stiche so, dass die Materialbahnen 3 und 4 über den Faden 10 unter Abstand zueinander dauerhaft fixiert sind. Die Versiegelungseinrichtung 27 ist als jeweils einer Näheinheit 7 zugeordneten Paar von Heißleimdüsen 28, 29 ausgeführt, über die Leim 30 (vgl. 3) auf die Fixiernaht 19 von oben und von unten her auf die Materialbahnen 3 und 4 nach Erzeugung des Gesamt-Mehrfadens 25 aufgetragen wird.
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Weiterhin gehört zur Filtertaschen-Fertigungsanlage 2 eine Materialbahn-Randverbindungseinrichtung 31, zum Schließen von Seitennähten und Bodennaht der die beiden Materialbahnen 3 und 4 aufweisenden Filtertasche. Das Randverbinden kann durch Nähen und/oder Ultraschallverschweißen geschehen.
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Beim Fixieren der beiden Materialbahnen 3, 4 unter Abstand zueinander mit Hilfe der Materialbahn-Fixiervorrichtung 1 und den weiteren Komponenten der Filtertaschen-Fertigungsanlage werden die Materialbahnen 3 und 4 längs der Förderrichtung 6 zwischen den Stichbildungswerkzeugen 8 und 9 der Näheinheiten 7 hindurchgeführt. Mit Hilfe der Nähnadel 8 werden die Stiche 18 i erzeugt, wobei der Faden 10 durch die beiden Materialbahnen 3 und 4 hin zum Greifer 9 gefördert wird. Eine Fadenschlaufe wird dann vom Greifer erfasst und um einen weiteren Fadenabschnitt 10’, der unterhalb der unteren Materialbahn 4 verläuft, herumgeschlungen. Hierdurch bilden sich Verknotungen 32 (vgl. 3) zwischen dem durch die Materialbahn 3 und 4 geförderten Faden 10 und dem Fadenabschnitt 10’.
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Bei der Erzeugung der Fixiernaht 19 wird der Fadenweg einerseits durch die Mehrfaden-Erzeugungseinheit 14 zwischen den Materialbahnen 3 und 4 und andererseits durch die Zusatz-Mehrfaden-Erzeugungseinheit 13 zwischen zwei Stichen 18 i, 18 i+1 verlängert. Der durch die Zusatz-Mehrfaden-Erzeugungseinheit 13 erzeugte Zusatz-Fadenweg 23 wird mittels der Faden-Auszieheinheit 24 ebenfalls zwischen die Materialbahnen 3 und 4 gezogen, so dass dort zwischen der jeweiligen Verknotung 32 und dem zugehörigen Einstich in der oberen Materialbahn 3 bei jedem Stich 18 i, ein Gesamt-Mehrfadenweg 25 vorliegt, der dazu führt, dass die beiden Materialbahnen 3, 4 bei gespanntem Faden 10 einen Abstand von 100 mm zueinander einnehmen können.
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Der Gesamt-Mehrfadenweg 25 kann durch entsprechende Einstellung der Mehrfaden-Erzeugungseinheit 14 und/oder der Zusatz-Mehrfaden-Erzeugungseinheit 13 längs der Fixiernaht 19 variiert werden, so dass beispielsweise eine konisch zu einem Taschenboden hin verlaufende Gestaltung der Filtertasche resultiert. Unmittelbar nach Erzeugung des Gesamt-Mehrfadens 25 wird der Faden 10 zusammen mit dem Fadenabschnitt 10’ unterhalb der oberen Materialbahn 3 und unterhalb der unteren Materialbahn 4 mit Hilfe der beiden Heißleimdüsen 28, 29 der Versiegelungseinrichtung 27 zur dauerhaften Fixierung des Fadens 10, 10’ an den Materialbahnen 3 und 4 versiegelt. Im Anschluss hieran werden Seitennähte und Bodennähte der Filtertasche mit Hilfe der Materialbahn-Randverbindungseinrichtung 31 geschlossen. Die Filtertasche ist nun fertig und kann mit anderen Filtertaschen in den vorgefertigten Filterrahmen eingesetzt werden.
