DE29519030U1

DE29519030U1 - Wegwerfstaubsaugerbeutel und Staubsauger

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Publication number: DE29519030U1
Application number: DE29519030U
Authority: DE
Original assignee: Kirchhoff International M GmbH
Current assignee: Kirchhoff International M GmbH
Priority date: 1995-11-30
Filing date: 1995-11-30
Publication date: 1997-03-27
Anticipated expiration: 2005-12-01

Description

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- 1 Wegwerfstaubsaugerbeutel und Staubsauger

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen WegwerfStaubsaugerbeutel, bestehend wenigstens zum Teil aus flexiblem Beutelwandmaterial und geeignet zum lösbaren Einbau in den Luftdurchströmungsweg eines Staubsaugers, insbesondere Haushaltsstaubsaugers, wobei

&iacgr;&ogr; dieser Staubsaugerbeutel aufgrund des zu seiner Herstellung verwendeten flexiblen Beutelwandmaterials und der angewandten Verarbeitungs- und Anschlußtechnik dazu geeignet ist, den im Staubsaugbetrieb anfallenden Luftstrom durchzulassen und normalen, von dem Luftstrom transportierten Hausstaub einzufangen und zu sammeln.

Eine zunehmende Anzahl von Menschen leidet unter einer sogenannten Hausstauballergie, die von Ausscheidungen der Hausstaubmilbe ausgelöst wird. Die Ausscheidungen der Hausstaubmilbe zerfallen in Allergene enthaltende Kleinteilchen, im folgenden auch Allergene genannt, mit einer Größe von etwa 0,5 - 2 &mgr;&tgr;&eegr;, die dann als Schwebeteilchen in der Atemluft die Hausstauballergie auslösen können.

Um Beschwerden durch die Hausstauballergie so weit wie möglich zu vermeiden, muß versucht werden, den Kontakt mit den Allergenen zu vermeiden und darüber hinaus die Ausscheidungen bzw. Ausscheidungskleinteilchen im jeweiligen Umgebungsbereich zu beseitigen. Viele Allergiker verzichten deshalb beispielsweise auf Teppiche oder Teppichböden, da bei Verwendung von üblichen Staubsaugern und herkömmlichen Staubsaugerbeuteln die Ausscheidungskleinteilchen im Staubsauger nicht oder nur höchst unvollständig zurückgehalten werden und durch die Abluft des Staubsaugers in die Umgebungsluft abgeblasen wer-

Herkömmliche Staubsaugerbeutel, die üblicherweise aus Papier gefertigt sind, sind nämlich für die Ausscheidungskleinteilchen hochgradig durchlässig und können häufig selbst die Hausstaubmilben, die etwa eine Größe von 0,1 - 0,3 mm aufweisen, nicht zurückhalten.

Die Ausscheidungskleinteilchen werden also beim Staubsaugen mit üblichen Staubsaugern und Staubsaugerbeuteln im wesentlichen nur aufgewirbelt, so daß die Beschwerden des Allergikers

&iacgr;&ogr; eher zunehmen. Durch das Staubsaugen wird die Hausstauballergie bei dem Hausstauballergiker unter Umständen sogar wesentlich gefördert, da die Ausscheidungen der Hausstaubmilbe zum Teil erst aufgrund des Staubsaugens zu den Kleinteilchen bzw. den Schwebeteilchen zerfallen. Teppiche bzw. Teppichböden

is ungereinigt zu lassen, kann aber aus hygienischen Gründen nicht befürwortet werden.

Man hat versucht, Staubsauger so auszubilden, daß die Zahl der freiwerdenden allergieerzeugenden Kleinteilchen reduziert wird. Dabei ist man den naheliegenden Weg gegangen, dem Staubsaugerbeutel einen sog. "Mikrofilter" nachzuschalten, welcher die allergieerzeugenden Kleinteilchen zurückhält. Man hat also die Abscheidung des Hausstaubs einerseits und der allergieerzeugenden Kleinteilchen andererseits auf zwei in Reihe liegende Komponenten des Staubsaugers verteilt, aus der zunächst einmal überzeugenden Überlegung heraus, daß man auf diese Art und Weise den empfindlichen Mikrofilter nicht der Gefahr einer vorzeitigen Unwirksamkeit durch die Einwirkung gewöhnlichen Hausstaubs aussetzt. Man ist dabei von der weiteren Überlegung ausgegangen, daß der Benutzer des Staubsaugers in einem von Hausstauballergikern bewohnten Haushalt bereit ist, zwei Filterelemente bereitzustellen und bei Bedarf auszutauschen. Man hat dabei wegen des drängenden Problems der Bekämpfung von Hausstauballergien den technischen Nachteil des Einbaus von zwei Filterkomponenten und die erschwerte Handhabung beim Anwender in Kauf genommen. Man hat angesichts dieser Problematik auch in Kauf genommen, daß

beide Filterelemente den gesamten Luftdurchsatz passieren lassen müssen und daß dadurch notwendigerweise ein vergrößerter Druckabfall eintrat und die Staubsaugerleistung erhöht werden mußte.

Demgegenüber wird erfindungsgemäß die Verwendung eines Wegwerfstaubsaugerbeutels vorgeschlagen, dessen flexibles Beutelwandmaterial und dessen Verarbeitungs- und Anschlußtechnik so gewählt werden, daß durch den Beutel selbst allergieerzeugende Kleinteilchen aus dem Luftstrom ausgefiltert und in dem Beutel gesammelt werden können.

Der Erfindungsgedanke erscheint im Vergleich zu dem bisherigen Lösungsansatz der Hintereinanderschaltung eines haus-.

is staubsammelnden Staubsaugerbeutels und eines diesem nachgeschalteten Mikrofilters auf den ersten Blick deshalb ungewöhnlich und technisch schwierig, weil man das Mikrofiltermaterial der Beaufschlagung durch den sehr viel gröberen Hausstaub aussetzt und deshalb mit verkürzter Lebensdauer bzw. Gebrauchsdauer rechnen mußte.

Es wurde aber von den Erfindern erkannt, daß man durch die Verwendung eines bi-funktionalen, d.h. sowohl einen Hausstaub als auch allergieerzeugende Kleinteilchen zurückhaltenden, Staubsaugerbeutels auch für den Einfang der allergieerzeugenden Kleinteilchen eine große Oberfläche, nämlich unter Umständen die gesamte Oberfläche des Beutels zur Verfügung stellen kann, so daß das befürchtete vorzeitige Unwirksamwerden der Mikrofilterkomponente trotz deren ständiger Beaufschlagung mit Hausstaub vermieden werden kann.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines flexiblen Staubsaugerbeutels tritt der Vorteil ein, daß der nach dem bisherigen Lösungsansatz eintretende vergrößerte Luftdurchflußwiderstand vermieden werden kann, indem man die Luft aber nur noch durch den einen Staubsaugerbeutel hindurchströmen lassen muß.

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Wenn im vorliegenden Zusammenhang von Hausstaub die Rede ist, so ist dabei insbesondere an Staub mit Staubteilchen in der Größenordnung herab bis zu 0,3 mm, unter Umständen herab bis zu 0,1 mm gedacht. Man hat es in der üblichen Staubsaugertechnik bisher als durchaus akzeptabel angesehen, wenn Staub bis herab zu dieser Teilchengröße zuverlässig abgesaugt werden konnte. Damit war nämlich sichergestellt, daß der sichtbare Staub beseitigt werden konnte.

&iacgr;&ogr; Wenn hier von Teilchengröße die Rede ist, so ist damit jeweils die größte lineare Ausdehnung der jeweiligen Teilchen gemeint.

Bei normalen Staubsaugern mit herkömmlichen Staubsaugerbeuteln, welche Teilchen bis herab zu 0,3 mm bzw. 0,1 mm auffangen können, wird natürlich auch schon ein kleiner Anteil der allergieerzeugenden Kleinteilchen aufgefangen, insbesondere dann, wenn sich diese an größeren Staubteilchen niederschlagen. Es war jedoch nicht möglich, mit herkömmlichen Staubsaugerbeuteln eine merkliche Reduktion der allergieerzeugenden Teilchen in der aus dem Staubsauger austretenden Luft zu erreichen. Man mußte sich vielmehr mit der Erscheinung abfinden, daß gerade beim Staubsaugen die Gefahr eines Aufwirbeins dieser Teilchen bestand. Wenn erfindungsgemäß davon die Rede ist, daß ein wesentlicher Teil von allergieerzeugenden Kleinteilchen aus dem Luftstrom durch den Staubsaugerbeutel ausgefiltert und gesammelt werden soll, so ist damit gemeint, daß mindestens 90% der allergieerzeugenden Kleinteilchen zurückgehalten und gesammelt werden, gleichgültig ob diese frei in der Luft schweben oder an größeren Staubteilchen anderer Art anhaften.

Eine merkliche Verminderung der Allergiegefahr wird nach dem Erfindungsvorschlag dann erreicht, wenn die allergieerzeugenden Kleinteilchen bei üblichen Betriebsdruckdifferenzen zwischen dem Innenraum und dem Außenraum des jeweiligen Beutels bis auf einen Rest von weniger als 10%, vorzugsweise weniger

als 5%, am besten weniger als 1%, zurückgehalten und gesammelt werden.

Es hat sich gezeigt, daß diese Zahlenangaben Gültigkeit haben, gleichgültig, in welchem Umfang vorher an Textilien oder auch in der Luft solche allergieerzeugenden Kleinteilchen vorhanden sind. Bei starker Belastung eines Raums mit allergieerzeugenden Kleinteilchen kann eine mehrmalige Staubsaugaktion, gegebenenfalls nach Einschaltung von Absinkperioden, &iacgr;&ogr; in Betracht gezogen werden.

Man kann in Kenntnis der durchschnittlichen Größe der für Allergiker kritischen Kleinteilchen nach einer anderen Betrachtungsweise der Erfindung dies auch dahin formulieren, is daß der Staubsaugerbeutel aufgrund des eingesetzten flexiblen Beutelwandmaterials und der angewandten Verarbeitungstechnik in der Lage ist, Partikel mit

einer Größe von 10 /xm,

insbesondere einer Größe von 5 &mgr;&tgr;&eegr;, noch spezieller einer Größe von 2 &mgr;&tgr;&agr;,

noch spezieller einer Größe von 1 &mgr;&pgr;&igr;,

noch spezieller einer Größe von 0,5 &mgr;&tgr;&eegr; jeweils bis auf einen Rest von

höchstens 10 %,
vorzugsweise höchstens 5 %,

höchstvorzugsweise höchstens 1 %

(die %-Angaben jeweils bezogen auf die Teilchenzahl), zurückzuhalten.

Zu beachten ist dabei, daß jedem der Teilchengrößenwerte jeder der %-Werte der zurückgehaltenen Teilchenzahl zugeordnet werden kann. Optimal ist dabei natürlich, wenn Teilchen bis herab zu einer Größe von 0,5 &mgr;&khgr;&agr; bis auf einen Rest von höchstens 1% zurückgehalten werden können. Aus Preisgründen bei der Gestaltung des Staubsaugers und bei der Herstellung der Beutel wird man sich aber auch mit Kompromissen zufriedengeben, beispielsweise bis herauf zu einem Kompromiß, demzufolge

Kleinteilchen der Größenordnung von 10 &mgr;&pgr;&agr; bis auf einen Rest von 10% zurückgehalten werden.

Wenn hier von Verarbeitungs- und Anschlußtechnik die Rede ist, so soll damit insbesondere gesagt sein, daß auch an etwaigen Nähten des Beutels und an Anschlußstellen, wo der Beutel in den jeweiligen Luftstromweg eingesetzt wird, kein übermäßiger Austritt an allergieerzeugenden Kleinteilchen auftreten darf. Da diese Anschlußstellen und Nahtbereiche &iacgr;&ogr; aber in aller Regel flächenmäßig kaum ins Gewicht fallen gegenüber den beutelseitigen Wandungsbereichen, ist die Nahtbildungs- und Anschlußtechnik in der Regel unkritisch.

Es hat sich gezeigt, daß von der Handhabung und vom Preis her is vertretbare Wegwerfstaubsaugerbeutel verwendet werden können, bei denen zum einen das Beutelwandmaterial einen Luftdurchflußwiderstand besitzt entsprechend einem bei Zimmertemperatur gemessenem Durchflußvolumen von ca. 100 Liter Luft/min, vorzugsweise ca. 200 Liter Luft/min, bei einer Durchflußfläche von ca. 20 cm² und einer Druckdifferenz von ca. 2,0 mbar, und bei denen andererseits das Beutelwandmaterial bei Zimmertemperatur und bei einer Druckdifferenz von 0,5 mbar (5 mm Wassersäule) eine Rückhaltefähigkeit für Kleinteilchen der Größe von ca. 0,1 &mgr;&khgr;&eegr; von mindestens ca. 80% besitzt.

Das Beutelwandmaterial kann ein oder mehrschichtig hergestellt sein. Notwendig ist, daß das Beutelwandmaterial des Staubsaugerbeutels mindestens eine für den Luftdurchflußwiderstand und für die Teilcheneinfangaktivität verantwortliche aktive Schicht besitzt. Ist diese aktive Schicht kräftig genug, um den Beanspruchungen bei der Herstellung und beim Gebrauch standzuhalten, so kann auf weitere Schichten verzichtet werden. Ergibt sich im Hinblick auf die Erreichung der Luftdurchlässigkeit einerseits und im Hinblick auf die geforderten Zurückhaltungseigenschaften für Kleinteilchen andererseits eine aktive Schicht, die während der Herstellung und wähend des Gebrauchs nicht hinreichend stabil ist, so besteht

die Möglichkeit, die aktive Schicht mit einer oder mehreren Trägerschichten zu kombinieren, worauf später noch eingegangen wird.

Es hat sich gezeigt, daß man zur Herstellung der aktiven Schicht insbesondere sog. Mikrofasern verwenden kann, das sind synthetische Fasern, z.B. aus Polypropylen, die sich innerhalb der aktiven Schicht vielfach kreuzen und dadurch Poren einer Kleinheit ergeben, die geeignet ist, allergieerzeugende Kleinteilchen zurückzuhalten. Die Mikrofasern können z.B. mit einem Durchmesser in der Größenordnung von 1 &mgr;&tgr;&agr; ausgefiltert sein. Solche Mikrofasern lassen sich in herkömmlicher Weise durch Extrusion einer Schmelze aus feinsten Düsen und ggf. durch nachträgliches Verstrecken gewinnen.

Grundsätzlich kann man die aktive Schicht sowohl aus openend-Fasern (praktisch endlose Faserlänge) oder auch aus geschnittenen .Stapelfasern herstellen. Besonders bevorzugt für die Herstellung der aktiven Schicht sind Mikrofasern aus Polypropylen. Polypropylen besitzt einen relativ niedrigen Schmelzpunkt und ist deshalb im Hinblick auf die weiter unten zu erörternde Verbindungstechnik vorteilhaft.

Um im Rahmen der statistischen Anordnung der Fasern eine definierte mittlere Porenfeinheit zu erreichen, ist vorgesehen, daß die Mikrofasern zumindest in einem Teil der Kreuzungspunkte miteinander verbunden sein können.

Die Mikrofasern können in ihren Kreuzungspunkten durch Anschmelzen, Klebstoff oder chemisches Anlösen miteinander verbunden sein. Bevorzugt ist die Schmelztechnik, die sich mit Polypropylen-Mikrofasern relativ leicht durchführen läßt.

Die aktive Schicht wird bevorzugt in vorgefertigter Form, beispielsweise von der Rolle, bereitgestellt. Hierzu ist notwendig, daß die aktive Schicht schon bei der Verarbeitung unter Erhaltung ihrer Schichtstruktur handhabbar ist. Um ei-

nerseits eine ausreichende Porosität für den Luftstrom zu erhalten, andererseits aber eine ausreichende Handhabbarkeit der aktiven Schicht zu gewährleisten, wird empfohlen, daß die Mikrofasern in Miniaturberexchen innerhalb der Schichtfläche ausschließlich oder verstärkt miteinander verbunden sind. Es ergibt sich dann ein Feld von stabilisierenden Miniaturflächen; andererseits sind neben diesen Miniaturflächen Flächenbereiche vorhanden, in denen die Fasern nicht oder nur geringfügig angeschmolzen sind, so daß dort eine ungestörte

&iacgr;&ogr; Porosität besteht. Zwischen den stabilisierenden Miniaturflächen bilden die Mikrofasern Brückenbereiche, in denen sie auch in Kreuzungspunkten nicht oder nur wenig aneinanderkleben, dennoch aber durch die benachbarten verschmolzenen Kreuzungspunkte relativ unbeweglich zueinander gehalten sind, so

is daß dort die Porenfeinheit auch unter dem statischen und dynamischen Druck der Luft innerhalb des Beutels erhalten bleibt und keine Durchbrüche entstehen, durch welche größere als die jeweils zugelassenen Kleinteilchen durchtreten können.

Es ist grundsätzlich denkbar, Mikrofasern und stärkere Fasern in einer aktiven Schicht miteinander zu mischen, um einerseits die Stabilität der aktiven Schicht und andererseits die Rückhaltefähigkeit für Kleinteilchen sicherzustellen. Es ist aber auch möglich, zur Verbesserung der Handhabbarkeit und zur Verringerung der Perforationsgefahr die aktive Schicht an einer Trägerschicht anliegen zu lassen.

Bei der Ausgestaltung der Trägerschicht kommt es im Hinblick auf das Vorhandensein der aktiven Schicht nicht auf die Rückhaltefähigkeit für Kleinteilchen an. Deshalb ist es möglich, daß die Trägerschicht einen wesentlich geringeren Luftdurchflußwiderstand und eine wesentlich geringere Zurückhaltefähigkeit für die Kleinteilchen besitzt als die aktive Schicht. Die Trägerschicht ist bevorzugt mit der aktiven Schicht zumindest bereichsweise verbunden, so daß das Mehrschichtenmaterial insgesamt leicht gehandhabt werden kann, insbesondere

bei der Herstellung des Beutels und bei der Handhabung des Beutels.

Auch bei der Verbindung der aktiven Schicht und der Trägerschicht wird man darauf zu achten haben, daß durch die angewandte Verbindungstechnik die im wesentlichen auf der aktiven Schicht beruhende Zurückhaltungseigenschaft nicht beeinflußt wird und andererseits die Luftdurchlässigkeit nicht zu stark eingeschränkt wird. Deshalb wird empfohlen, daß die Trägerschicht mit der aktiven Schicht in linsenförmigen oder punktförmigen Miniaturflächenbereichen ausschließlich oder verstärkt verbunden ist.

Diese Miniaturflächenberexche können beispielsweise durch is Kalandrieren zwischen einer glatten Zylinderwalze und einer Gegenwalze mit kleinen, den Miniaturbereichen entsprechenden Erhebungen hergestellt werden. Diese Herstellungstechnik ist auch bei der Verbindung der Mikrofasern innerhalb der aktiven Schicht anwendbar. Von den beiden Walzen wird dabei mindestens die eine auf eine Temperatur gebracht, die ausreicht, um während des Durchgangs des jeweiligen Materials durch den Walzenspalt eine den Schmelzverbund gewährleistende Erwärmung zu erreichen.

Grundsätzlich gilt auch für den Verbund Trägerschicht und aktive Schicht, daß dieser durch Verschmelzung oder Anlösen oder Kleben hergestellt wird. Im Fall des Anlösens oder KIebens kann man ein Lösemittel bzw. einen Klebstoff in Form von kleinsten aerosolartigen Tröpfchen auf das jeweilige Material aufbringen.

Um einen brauchbaren Kompromiß zwischen mechanischer Stabilität und Perforationssicherheit einerseits, Luftdurchlässigkeit andererseits und Rückhaltevermögen für Kleinteilchen zum Dritten zu erhalten, wird empfohlen, daß die Rasterung der linienförmigen oder punktförmigen Miniaturflächenbereiche zwischen der Trägerschicht und der aktiven Schicht gröber ist

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als eine etwaige Rasterung der Miniaturflächenbereiche innerhalb der aktiven Schicht und/oder innerhalb der Trägerschicht .

Die Trägerschicht kann beispielsweise aus einem open-end-Faservlies (Spunbond) gebildet sein. Dieses Spunbond wird bevorzugt ebenfalls vor der Verbindung mit der aktiven Schicht vorgebildet und von der Rolle herab mit der ebenfalls von der Rolle kommenden aktiven Schicht vereinigt. Man kann die beiden oder ggf. auch mehr als zwei Schichten von der Rolle weg durch einen Kalander führen, der, wie oben schon angedeutet, mit mindestens einer glattzylindrischen Walze und einer Vorsprünge aufweisenden Walze ausgeführt sein kann. Wenn die Rasterungen in der aktiven Schicht oder/und in der Trägerschicht entsprechend bemessen werden, so bedarf es keiner besonderen Rücksicht auf die Registerhaltigkeit zwischen den Schichten, um die Erfordernisse der Stabilität, der Luftdurchlässigkeit und der Rückhaltefähigkeit für Kleinteilchen zu erreichen.

Es empfiehlt sich im Hinblick auf die Verbindungstechnik zwischen Trägerschicht und aktiver Schicht, die beiden Schichten unter Verwendung von Fasern herzustellen, die miteinander unschwer eine Schmelzverbindung eingehen. Aus diesem Grunde wird empfohlen, insbesondere dann, wenn die aktive Schicht aus Mikrofasern auf Polypropylenbasis besteht, auch die Trägerschicht zumindest mit einem Gehalt von Polypropylen-Fasern herzustellen. Dabei können die Polypropylen-Fasern der Trägerschicht ein wesentlich größeres Titer besitzen als die Mikrofasern der aktiven Schicht.

Die Trägerschicht kann ein Flächengewicht von ca. 20g/qm besitzen. Dieses Flächengewicht reicht z.B. bei Verwendung von Polypropylenfasern aus, um eine ausreichende Stabilität zu ergeben. Bei der Konstruktion der Trägerschicht wird man darauf achten, daß statistisch gesehen die Kreuzungspunkte der Trägerschichtfasern nahe genug beieinander liegen, um den

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dazwischenliegenden Mikrofasern eine ausreichende Unterstützung zu geben und deren punktuelle Zerstörung bei Auftreten des Überdrucks im Beutel zu verhindern. Man hat es in der Hand, bei gegebenem Flächengewicht des Trägermaterials durch entsprechende Bemessung des Titers der Trägermaterialfasern den Abstand der Kreuzungspunkte einzustellen.

Bei der Bemessung des Titers der Trägerschichtfasern wird man auch auf die Flexibilität des Beutels im fertigen Zustand zu

&iacgr;&ogr; achten haben. Das Beutelmaterial soll einerseits steif genug sein, um einen formstabilen Flachbeutel verpacken und konsumentenseitig handhaben zu können. Andererseits soll die Weichheit des Beutelmaterials so groß sein, daß dieses sich beim Einbau in das jeweilige Staubsaugergehäuse nicht als zu

is sperrig erweist. Eine Flexibilität entsprechend der Flexibilität eines Tuchmaterials ist akzeptabel. In diesem Zusammenhang ist es von Interesse, daß durch Einbügeln von Falten die Flachform des Beutels für Verpackungs- und Handhabungszwecke sichergestellt werden kann.

Bei der Herstellung des Beutels durch andere als Verschweißtechnik wird man darauf achten, mit möglichst geringer Gesamtnahtlänge auszukommen, um keine unerwünschten Durchtrittsstellen für allergieerzeugende Kleinteilchen im jeweiligen Nahtbereich zu erhalten. Mit geringster Gesamtlänge kommt man aus, wenn der Beutel einen durch eine Längsnaht geschlossenen Mantelteil und mindestens eine durch Faltung gebildete, einstückig an dem Mantelteil anhängende Endwand aufweist.

Grundsätzlich kann der Bodenteil auch angenäht oder angeschweißt sein. Die Falttechnik von Verpackungstüten ist jedoch bevorzugt, weil man bei dieser Falttechnik mit einem Minimum an Zuschnittteilen auskommt, was erwünscht ist. Die Nähte können durch Schweissen, Kleben, Anlösen oder auch Nähen gebildet sein. Es ist auch möglich, den Mantelteil eines

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Beutels an seinem einen Ende einfach durch eine Quernaht oder durch Abnähen eines Umschlags zu verschließen.

An der einen Endwand des Beutels kann man ein Anschlußteil anbringen, beispielsweise in Form eines steifen Papier- oder Pappezuschnitts, der bei entsprechender Bereitstellung von Bügelfalten in dem Beutelmaterial für die Lagerung oder zum Versand flach an den flachelegten Beutel angelegt werden kann. Dieser Zuschnitt, der auch durch einen Ring ersetzt &iacgr;&ogr; sein kann, besitzt ein Loch mit einem Innendurchmesser zum Durchstecken eines Anschlußstutzens, ggf. unter Vermittlung einer Membran.

Die Erfindung betrifft weiter einen Staubsauger, is insbesondere Haushaltsstaubsauger, mit einem ein Gebläse enthaltenden Luftstromweg und einem in dem Luftstromweg liegenden flexiblen Staubsaugerbeutel, welcher Luftdurchtritt gestattet und normalen Haushaltsstaub zurückhält. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Innenraum des Staubsaugerbeutels und die diesem vorangehende unter Überdruck stehende Luftstromstrecke derart ausgebildet sind, daß sie allergieerzeugende Kleinteilchen aus dem Luftstrom ausfiltern und sammeln.

Für die Ausbildung des Beutels gelten dabei alle Angaben, die vorstehend für die Konstruktion des optimalen Beutels gemacht worden sind. Der Beutel ist vorzugsweise austauschbar.

Die beiliegenden Figuren erläutern die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen; es stellen dar:

Fig. 1 das Prinzip eines Haushaltsstaubsaugers in einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 das Prinzip eines Haushaltsstaubsaugers in einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 3 einen flexiblen Staubsaugerbeutel zur Verwendung in einem Staubsauger nach Fig. 1 oder 2 und

Fig. 4 einen Ausschnitt entsprechend A der Fig. 3, darstellend in Explosionsdarstellung die verschiedenen Schichten des Beutelwandmaterials des Staubsaugerbeutels.

In Fig. 1 ist das Gebläse eines Staubsaugers mit 10 bezeichnet. Dieses Gebläse liegt in einem Luftstromweg 12, welcher aus den Abschnitten 12a,12b,12c und 12d besteht. Der Abschnitt 12a schließt über einen Schlauch 13 an ein Staubsaugermundstück 14 an. Der Abschnitt 12b ist als ein Kasten ausgebildet, der einen flexilen Staubsaugerbeutel 16 aufnimmt. Hierzu ist der Kasten 12b mit einem Deckel 18 versehen, der zur Einführung des Staubsaugerbeutels 16 abgenommen werden kann. Der Deckel 18 ist mit einem Anschlußstutzen 20 verbunden, der einerseits an den Schlauch 13 anschließt und andererseits in den Kasten 12b hineinragt. Der Anschlußstutzen durchdringt eine Endwand 22 des Beutels 16, die auf ihn aufgesteckt ist.

Das Gebläse saugt Raumluft über das Mundstück 14 und den Schlauch 13 an. Die angesaugte Luft dringt in den Beutel 16 ein und durchsetzt dessen flexible Beutelwände. Diese Luft wird sodann von dem Kasten 12b aufgenommen und gelangt über das Gebläse 10 zu einem Abluftstutzen 12d, durch welchen die von Staub gereinigte Luft in die umgebende Atmosphäre austreten kann. Der von der Luft in den Staubsaugerbeutel 16 eingetragene Staub wird innerhalb des Beutels 16 gesammelt. Der Beutel 16 wird von Zeit zu Zeit erneuert.

In Fig. 3 ist ein Staubsaugerbeutel 16 schematisch in Form einer Falttüte dargestellt, die beispielsweise die Faltform einer Kaffeetüte hat. Dieser Beutel wird dem Verwender in flachgelegter Form angeliefert. Die dem Flachlegen dienenden Falten sind schematisch bei 24 angedeutet. Der Beutel ist aus einem einstückigen Materialzuschnitt gebildet, der längs einer Mantelnaht 26 zum Schlauch geschlossen ist. Die Endwände 22 (siehe auch Fig. 1) und 30 sind in üblicher Faltschachtel-

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oder Falttütentechnik verschlossen. Auf die Endwand 22 ist ein Anschlußteil 32 aus Pappe oder steifem Papier aufgeschweißt oder aufgeklebt. Das Anschlußteil 32 und die Endwand 22 sind von einem Anschlußloch 34 ggf. mit Dichtmembran durchsetzt, welches auf den Anschlußstutzen 20 dicht aufgestülpt wird.

In Fig. 4 ist der Materialbereich A aus Fig. 3 explosionsartig dargestellt. Dieser Materialbereich besteht aus drei

&iacgr;&ogr; Schichten, nämlich einer aktiven Schicht 36 und zwei Trägerschichten 38, die im unzerlegten Zustand beidseitig an der aktiven Schicht 36 anliegen. Die aktive Schicht 36 ist von Polypropylenfasern 40 gebildet, die open-end-gesponnen und endlos verlegt sein können, die aber auch Stapelfasern sein

is können. Die Endlosfasern 40 sind sog. melt-blown-Mikrofasern aus Polypropylen mit einem Durchmesser in der Größenordnung von 1 &mgr;&tgr;&eegr; und bilden eine Filterschicht. Die Mikrofasern sind zur Schicht 36 durch eine Kalandrierbehandlung verfestigt worden. Dabei wurde das zunächst unbefestigte Faservlies zwisehen zwei Walzen hindurchgeführt, von denen mindestens eine auf die Schmelztemperatur der Polypropylenfasern erhitzt ist. Eine der Walzen ist dabei mit erhabenen Warzen versehen, während die andere der Walzen glatt ist. Durch das Zusammenwirken der glatten und der mit Warzen versehenen Walzen sind diskrete Schmelzzonenbereiche 42 entstanden, in denen die übereinanderliegenden, sich kreuzenden Mikrofasern 40 miteinander verschmolzen sind, so daß zwischen den diskreten Schmelzbereichen 42 die Fasern sich kreuzend aneinander anliegen und in statistischer Verteilung Durchgänge durch die aktive Schicht 36 gebildet sind.

Die Trägerschichten 3 8 sind aus Polypropylen-Endlosfasern 44 gebildet, die aus der Schmelzdüse heraus zu einem Fadenvlies gelegt wurden. Diese Endlosfasern sind zu einem Spunbond-Vlies gelegt. Das Spunbond-Vlies ist durch diskrete Schmelzzonen 46 verfestigt, in denen wiederum die Fasern an ihren Kreuzungsstellen miteinander verschweißt oder verschmolzen

sind. Die drei Schichten 36 und 38 sind miteinander vereinigt. Zur Vereinigung wurden wiederum zwei Walzen verwendet, deren eine glatt und deren andere mit erhabenen Warzen versehen ist. Mindestens eine der Walzen wird auf die .5 Schmelztemperatur der Polypropylenfasern erhitzt. Die Walzen drücken die 3 Schichten 3 6 und 3 8 in den Schmelzbereichen 48 aneinander, so daß die drei Schichten miteinander verschweißt wurden.

&iacgr;&ogr; Von den beiden Trägerschichten 38 ist grundsätzlich nur eine notwendig. Diese ist dann, bezogen auf den Beutel gemäß Fig. 3, vorzugsweise die äußere Schicht. Die Mikrofasern der aktiven Schicht 3 6 und die Fasern der beiden Trägerschichten 38 bestehen zu 100% aus Polypropylen. Die Trägerschichten 38

is haben jeweils ein Gewicht von ca. 20g/qm. Das qm-Gewicht der aktiven Schicht 36 ist wesentlich geringer.

Zur Messung der Luftdurchlässigkeit wurde wie folgt vorgegangen: Die miteinander verbundenen drei Schichten 36,38 werden in einen Spannrahmen eingespannt, der eine Fläche von 20 cm² einschließt und an den sich nach beiden Seiten je ein Luftdurchflußkanal anschließt. Der Absolutwert des Drucks wurde in dem einen Luftdurchflußkanal durch ein geregeltes Gebläse auf einen Referenzdruck von 1013 mbar eingestellt und in dem anderen Luftdurchflußkanal auf einen von dem Referenzdruck abweichenden geringeren Wert. Die Druckdifferenz betrug 20 mbar. An einen der Luftdurchflußkanäle wurde ein Durchflußmeßgerät zur Ermittlung des Gesamtwerts des Luftdurchflusses angeschlossen. Die gemessene Durchflußmenge betrug bei einer Temperatur von 20⁰C ca. 200 Liter/min, wobei über 10 Minuten gemittelt wurde.

Zur Ermittlung der Durchlässigkeit der Verbundschicht für Kleinteilchen kann wie folgt vorgegangen werden: Es wird eine Verbundschicht bestehend aus den Schichten 36 und 38 in einen Durchflußkanal eingebaut. In dem Durchflußkanal ist stromaufwärts und stromabwärts der Verbundschicht je eine Meßstrecke

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definierter Länge und definierten Querschnitts vorgesehen. Die Teststrecken sind untereinander gleich und aus transparentem Werkstoff hergestellt. Die Teststrecken liegen zu beiden Seiten des Verbundmaterials jeweils in einem Bereich beruhigter Luftströmung. In den stromaufwärtigen Strömungskanalabschnitt werden Kleinteilchen mit einer Größe von 0,1 &mgr;&igr;&eegr; (größte lineare Abmessung) so eingebracht, daß sie bei Durchströmen der Teststrecke annähernd gleichmäßig über deren gesamten Querschnitt verteilt werden und die Geschwindigkeit

&iacgr;&ogr; der dort strömenden Luft annehmen. Die stromabwärtige Teststrecke ist so weit von der Verbundschicht beabstandet, daß auch in ihr eine beruhigte Strömung stattfindet und sich auch in ihr die Kleinteilchen wieder annähernd gleichmäßig über den gesamten Querschnitt verteilen und eine der Luftstromgeschwindigkeit entsprechende Geschwindigkeit annehmen. In den beiden Teststrecken werden Streulichtmessungen vorgenommen, um ein Maß für die in der jeweiligen Teststrecke vorhandene Kleinteilchenzahl zu erhalten. Die Streulichtintensitäten werden in optisch identisch ausgebildeten Meßvorrichtungen gemessen und durch Quotientenbildung miteinander verglichen. Dabei ergab sich, daß die Streulichtintensität in der stromabwärtigen Teststrecke weniger als 20% der Streulichtintensität in der stromaufwärtigen Teststrecke betrug. Daraus konnte man schließen, daß die Teilchenzahl stromabwärts der Verbundschicht nur noch weniger als 20% der Teilchenzahl in der stromaufwärtigen Teststrecke betrug, die Ausfilterungswirksamkeit der Verbundschicht war also größer als 80%. Unter analogen Meßbedingungen ergab sich für die Teilchen mit einer Größe von etwa 1,0 &mgr;&igr;&eegr; eine Ausfilterungswirksamkeit in der Größenordnung von 99%.

In Fig. 2 ist dargestellt, daß der Staubsaugerbeutel 116 auch stromabwärts des Gebläses 110 angeordnet sein kann. Die Ausführungsform nach Fig. 1 verdient deshalb den Vorzug, weil der unter Druck stehende Teil des Luftströmungswegs 12 verkürzt ist und deshalb die Gefahr von Teilchen mitreissenden Leckströmen verringert ist.

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Die erfindungsgemäß zum Einsatz kommenden Beutelmaterialien lassen sich grundsätzlich auch für Staubsauger anwenden, bei denen es nicht in erster Linie auf die Zurückhaltung von Allergenen ankommt. Man kann bei entsprechender Einstellung der Teilchenundurchlässigkeit auf beispielsweise üblichen Hausstaub durch die Anwendung des erfindungsgemäß zur bevorzugten Verwendung vorgesehenen Beutelmaterials dann den Vorteil höherer Luftdurchlässigkeit erreichen und damit den Vorteil, mit geringeren installierten Leistungen auszukommen. Auch &iacgr;&ogr; dieser Gedanke soll im Rahmen der Erfindung geschützt werden.

Claims

Ansprüche

1. WegwerfStaubsaugerbeutel, bestehend wenigstens zum Teil aus flexiblem Beutelwandmaterial (A) und geeignet zum lösbaren Einbau in den Luftdurchströmungsweg (12) eines Staubsaugers, insbesondere Haushaltstaubsaugers, wobei dieser Staubsaugerbeutel (16) aufgrund des zu seiner Herstellung verwendeten flexiblen Beutelwandmaterials

&iacgr;&ogr; (A) und der angewandten Verarbeitungs- und Anschlußtechnik dazu geeignet ist, den im Staubsaugbetrieb anfallenden Luftstrom durchzulassen und normalen, von dem Luftstrom transportierten Hausstaub einzufangen und zu sammeln,

is gekennzeichnet durch die Verwendung eines flexiblen Beutelwandmaterials (A) und einer Verarbeitungs- und Anschlußtechnik, die es erlauben, einen wesentlichen Anteil von bei Warmblütern, insbesondere Menschen, allergische Reaktionen hervorrufenden Kleinteilchen im folgenden genannt "allergieerzeugende Kleinteilchen" aus dem Luftstrom auszufiltern und zu sammeln.

2. WegwerfStaubsaugerbeutel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß er geeignet ist, die allergieerzeugenden Kleinteilchen aus dem Luftstrom bei üblichen Betriebsdruckdifferenzen zwischen dem Innenraum und dem Außenraum des Beutels (16) bis auf einen Rest (in Stückzahl-% ausgedrückt) von weniger als 10 %, vorzugsweise weniger als 5 %, höchstvorzugsweise weniger als 1 %, zurückzuhalten und zu sammeln.

3. WegwerfStaubsaugerbeutelj bestehend wenigstens zum Teil aus flexiblem Beutelwandmaterial (A) und geeignet zum lösbaren Einbau in den Luftdurchströmungsweg (12) eines Staubsaugers, insbesondere Haushaltstaubsaugers, welcher Staubsaugerbeutel (16) aufgrund des zu seiner Herstel-

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lung verwendeten flexiblen Beutelwandmaterials (A) und der angewandten Verarbeitungs- und Anschlußtechnik dazu geeignet ist, den im Staubsaugbetrieb auftretenden Luft strom durchzulassen und normalen, von dem Luftstrom transportierten Hausstaub einzufangen und zu sammeln, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

daß er aufgrund des eingesetzten flexiblen Beutelwandmaterials (A) und der angewandten Verarbeitungs- und An-Schlußtechnik in der Lage ist, Partikel mit einer Größe von 10 &mgr;&idiagr;&eegr;,

insbesondere einer Größe von 5 &mgr;&khgr;&agr;, noch spezieller einer Größe von 2 &mgr;&tgr;&eegr;, noch spezieller einer Größe von 1 &mgr;&idiagr;&eegr;,

noch spezieller einer Größe von 0,5 /xm jeweils bis auf einen Rest von

höchstens 10 %,

vorzugsweise höchstens 5 %,

höchstvorzugsweise höchstens 1 %

(die %-Angaben jeweils bezogen auf die Teilchenzahl), zurückzuhalten.

WegwerfStaubsaugerbeutel nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet,

daß das Beutelwandmaterial (A) des Staubsaugerbeutels einen Luftdurchflußwiderstand besitzt entsprechend einem bei Zimmertemperatur gemessenem Durchflußvolumen von ca. 100 Liter Luft/min, vorzugsweise ca. 200 Liter Luft/min, bei einer Durchflußfläche von ca. 20 cm² und einer Druckdifferenz von ca. 2,0 mbar.

5. WegwerfStaubsaugerbeutel nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet,

daß das Beutelwandmaterial (A) des Staubsaugerbeutels (16) bei Zimmertemperatur und bei einer Druckdifferenz von 0,5 mbar (5 mm Wassersäule) eine Rückhaltefähigkeit

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für Kleinteilchen der Größe von ca. 0,1 &mgr;&igr;&agr; von mindestens ca. 80% besitzt.

6. WegwerfStaubsaugerbeutel nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet,

daß das Beutelwandmaterial (A) des Staubsaugerbeutels mindestens eine für den Luftdurchflußwiderstand und für die Teilcheneinfangaktivität verantwortliche aktive Schicht (36) besitzt.

7. WegwerfStaubsaugerbeutel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

daß die aktive Schicht (36) Mikrofasern (40) enthält.

is 8. WegwerfStaubsaugerbeutel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

daß'die aktive Schicht (36) Mikrofasern (40) mit einem Durchmesser in der Größenordnung von 1,0 &mgr;&pgr;&igr; enthält.

9. WegwerfStaubsaugerbeutel nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,

daß die Mikrofasern (49) open-end-Fasern (endlose Fasern) sind.

10. WegwerfStaubsaugerbeutel nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mikrofasern Stapelfasern sind.

11. WegwerfStaubsaugerbeutel nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet,

daß die Mikrofasern (40) Polypropylen-Fasern sind.

12. WegwerfStaubsaugerbeutel nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet,

daß die Mikrofasern (40) zumindest in Kreuzungspunkten miteinander verbunden sind.

13. WegwerfStaubsaugerbeutel nach einem der Ansprüche 7-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrofasern (40) durch Anschmelzen, Verkleben oder chemisches Anlösen miteinander verbunden sind.

14. WegwerfStaubsaugerbeutel nach einem der Ansprüche 7-13, dadurch gekennzeichnet,

daß die Mikrofasern (40) in Miniaturbereichen (42) innerhalb der Schichtfläche ausschließlich oder verstärkt &iacgr;&ogr; miteinander verbunden sind.

15. WegwerfStaubsaugerbeutel nach einem der Ansprüche 6-14, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Schicht (36) ausschließlich aus Mikrofasern besteht.

16. WegwerfStaubsaugerbeutel nach einem der Ansprüche 6-15, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Schicht (3 6) an mindestens einer Trägerschicht (38) anliegt.

17. WegwerfStaubsaugerbeutel nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht (38) einen wesentlich geringeren Luftdurchflußwiderstand und eine wesentlich geringere Zurückhaltefähigkeit für die Kleinteilchen besitzt als die aktive Schicht (36).

18. WegwerfStaubsaugerbeutel nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht (38) mit der aktiven Schicht (3 6) zumindest bereichsweise verbunden ist.

19. WegwerfStaubsaugerbeutel nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,

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daß die Trägerschicht mit der aktiven Schicht in linienförmigen oder punktförmigen Miniaturflächenbereichen (48) ausschließlich oder verstärkt verbunden ist.

20. WegwerfStaubsaugerbeutel nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,

daß die Verbindung zwischen der Trägerschicht (3 8) und der aktiven Schicht (36) durch Anschmelzen, Ankleben oder Anlösen hergestellt ist.

21. WegwerfStaubsaugerbeutel nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet,

daß die Rasterung der linienförmigen oder punktförmigen Miniaturflächenbereiche (48) zwischen der Trägerschicht is (3 8) und der aktiven Schicht (3 6) gröber ist als eine etwaige Rasterung der Miniaturflächenbereiche (42,46) innerhalb der aktiven Schicht (3 6) und/oder innerhalb der Trägerschicht (38).

22. WegwerfStaubsaugerbeutel nach einem der Ansprüche 16-21, dadurch gekennzeichnet,

daß die Trägerschicht (38) aus einem open-end-Faservlies (Spunbond) gebildet ist.

23. WegwerfStaubsaugerbeutel nach einem der Ansprüche 16-22, dadurch gekennzeichnet,

daß die Trägerschicht (3 8) aus Polypropylen-Fasern (44) gebildet ist.

24. WegwerfStaubsaugerbeutel nach einem der Ansprüche 16-23, dadurch gekennzeichnet,

daß die Trägerschicht (3 8) aus Fasern (44) besteht, welche im Vergleich zu Fasern (40) der aktiven Schicht (36) einen wesentlich größeren Durchmesser besitzen.

25. Wegwerfstaubsaugerbeutel nach einem der Ansprüche 16-24, dadurch gekennzeichnet,

daß die Trägerschicht (3 8) ein Flächengewicht on ca. 20g/qm besitzt.

26. WegwerfStaubsaugerbeutel nach einem der Ansprüche 1-25, dadurch gekennzeichnet,

daß das Beutelwandmaterial (A) eine Flexibilität besitzt, welche es erlaubt, die Beutel in Flachform aufzubewahren und ohne Zerreißgefahr in Betriebszustand aufzublasen.

27. WegwerfStaubsaugerbeutel nach einem der Ansprüche 1-26, dadurch gekennzeichnet,

daß er durch Bügelfalten (24) in Flachform haltbar ist.

is 28. WegwerfStaubsaugerbeutel nach einem der Ansprüche 1-27, dadurch gekennzeichnet,

daß das Beutelwandmaterial (A) durch Nähte (26), insbesondere Schweiß- oder Klebenähte, zum Beutel verarbeitet ist.

29. WegwerfStaubsaugerbeutel nach einem der Ansprüche 1-28, dadurch gekennzeichnet,

daß er einen durch eine Längsnaht (26) geschlossenen Mantelteil und mindestens eine durch Faltung gebildete, einstückig an dem Mantelteil anhängende Endwand (22,30) aufweist.

30. WegwerfStaubsaugerbeutel nach einem der Ansprüche 1-29, dadurch gekennzeichnet,

daß er im Bereich einer Endwand (22) mit einem Anschlußteil (32) zum Anschluß an den Luftdurchströmungsweg (12) des Staubsaugers ausgeführt ist.

31. WegwerfStaubsaugerbeutel nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet,

daß der Anschlußteil (32) aus starkem Papier oder Pappe hergestellt ist.

32. Wegwerfstaubsaugerbeutel nach Anspruch 3 0 oder 31, dadurch gekennzeichnet,

daß der Anschlußteil {32) dank Bügelfalten (24) des Beutelmaterials (A) gegen eine Wandfläche des Beutelmaterials anlegbar oder angelegt ist.

33. WegwerfStaubsaugerbeutel nach einem der Ansprüche 1-32, dadurch gekennzeichnet,

daß er in durch Innendruck aufgeblähter Form ein Füllvolumen von mindestens 1 Liter, vorzugsweise mindestens 2 Liter, besitzt.

34. Staubsauger, insbesondere Haushaltsstaubsauger, mit einem ein Gebläse enthaltenden Luftstromweg (12) und einem

is in dem Luftstromweg (12) liegenden flexiblen Staubsaugerbeutel (16), welcher Luftdurchtritt gestattet und normalen Haushaltsstaub zurückhält, insbesondere unter Verwendung eines Wegwerfstaubsaugerbeutels nach einem der Ansprüche 1-33,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Innenraum des Staubsaugerbeutels (16) und die diesem vorangehende unter Überdruck stehende Luftstromstrecke (12a,13) derart ausgebildet sind, daß sie allergieerzeugende Kleinteilchen aus dem Luftstrom ausfiltern und sammeln.

35. WegwerfStaubsaugerbeutel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1,

dadurch gekennzeichnet,
daß das Beutelmaterial eine aktive Schicht mit einem Gehalt von Mikrofasern enthält, ggf. in Verbindung mit Weiterbildungsmaßnahmen nach einem der Ansprüche 8-33.