用于吸入器的组件部件和基础部件以及用于制作其的方法 |
|||||||
| 申请号 | CN201880060579.7 | 申请日 | 2018-09-18 | 公开(公告)号 | CN111065286B | 公开(公告)日 | 2024-04-09 |
| 申请人 | 柯尔柏技术有限责任公司; | 发明人 | G.尼布尔; R.施密特; M.凯斯勒; | ||||
| 摘要 | 用于吸入器（27）、优选用于 电子 香烟制品的组件部件（1），包括：载体（2）、布置在载体（2）上的电 蒸发 器 （3），用于蒸发由 蒸发器 （3）输入的液体；以及用于以 电能 供给蒸发器（3）和/或用于接收针对蒸发器（3）的控制 信号 的电连接装置。电连接装置包括插接连接件（7），其被设置用于与吸入器（27）的 基础 部件（20）的相应插接连接件（22）可逆地相互作用。用于吸入器（27）的基础部件（20）包括电子控制装置（21）和用于发送 控制信号 到组件部件（1）上和/或用于对吸入器（27）的组件部件（1）电供给的电连接装置。该电连接装置包括插接连接件（22），其被设置用于与组件部件（1）的相应插接连接件（7）可逆地相互作用。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于吸入器(27)的组件部件(1)，其包括： |
||||||
| 说明书全文 | 用于吸入器的组件部件和基础部件以及用于制作其的方法技术领域[0001] 本发明涉及用于吸入器、优选用于电子香烟制品的组件部件，其包括：载体；布置在载体上的电蒸发器，用于蒸发由蒸发器输入的液体；以及用于以电能供给蒸发器和/或用于接收针对蒸发器的控制信号的电连接装置。此外，本发明涉及用于吸入器的基础部件，其包括电子控制装置和用于发送控制信号到组件部件上和/或用于对吸入器的组件部件电供给的电连接装置。本发明此外涉及用于制作这种组件部件和/或基础部件的方法。 背景技术[0003] 在US 2014/0060554A1中描述了一次性香烟制品以及具有可重复使用、可更换、可充电或可补充的组件的电子香烟制品的实施方案。 [0004] 可多次使用制品的特征在于，基础组件，例如壳体、电子装置和/或能量存储器可以被重复使用。例如液体存储器和/或蒸发器可以是可更换的。 [0005] 在EP 1 154 815 B1中描述了针对具有可重复使用的基本单元的电子香烟制品的示例，该基本单元具有电池和可替换或可补充的仓盒。 [0006] 在DE 10 2014 207 277 A1中描述了模块式构建的电子香烟制品。电子香烟制品在该示例中被划分成多个节段。每个节段包括至少一个组件，例如电能量源、液体罐和加热元件。 [0007] 通过多个实施方案提出了对电子香烟制品构件的不同要求，以便获得品质、价格和安装友好性之间的平衡。 [0008] 如今还没有可以操控多于一个加热通道的解决方案。单通道接触提供了操控单通道加热装置的可能性。通道之间的参考测量是不可能的，并由此不能做出关于故障的通道或污染的触点的论断。 [0009] 电触点大多布置在蒸发器附近并由此受到污染。 发明内容[0010] 本发明的任务是提供用于吸入器的构件以及给出相应的制作方法，这些构件满足不同提供方的要求并成本低廉且通过简单安装可以集成。 [0011] 本发明来解决该任务。 [0012] 根据本发明提供彼此待连接的插接连接件能够实现组件部件与基础部件的简单、快速且无故障的连接。本发明提供了组件部件与基础部件之间的安装友好且低廉、标准化的电接口或连接装置并允许最为不同的蒸发器和蒸发器方案的系统集成。基于经限定的接口可以在制作时以小耗费并标准化地实现预期的检查。本发明在自动化安装方面的应用是可行的。 [0013] 基于蒸发器被集成到组件部件中取消了蒸发器的麻烦的清洁，因为组件部件可以在用该蒸发器的所设置的使用持续时间之后必要时被清除。 [0014] 有利地，组件部件的和基础部件的插接连接件由一插头和一插座构成。插接连接器是耐用的且能够实现稳定的结构并由此蒸发器的加热元件的最大保护。可以是有利的是，插头布置在组件部件上并且插座布置在基础部件上，因为在该情况下可以将组件部件较容易地推入到基础部件中。但是也不排除反过来的情况，即插座布置在组件部件上且插头布置在基础部件上。通过尤其具有高传导能力的触点的插头可以实现组件部件与基础部件的可靠电连接。 [0015] 优选地，组件部件的和基础部件的插接连接件分别具有至少三个不同地可配置或经配置的金属性触点。这点能够实现多个加热元件或加热通道的操控以及不同的加热元件或加热通道之间的参考测量，以便能够实现关于故障的加热通道或污染的触点的论断。有利地，分别设置至少四个、进一步有利地分别至少五个不同地可配置或经配置的金属性触点，以便以相应数量的线路能够实现蒸发器的差别化的控制和/或测量。与之相应有利的是，组件部件和基础部件之间的电连接装置除了电流供给线路之外包括至少一个数码式数据线路和/或至少一个模拟式信号线路。 [0016] 在一有利的实施方案中，金属性触点布置在插接连接件的上侧面和/或下侧面上。这点允许了紧凑的结构形式以及可靠的信号/能量传递。在一些实施方案中，相应的触点可以在插接连接件的上侧面和下侧面上分别以180°转动对称地布置（也就是说点镜像）并相同地配置。这点具有如下优点，即在连接这些插接连接件时不必关注它们彼此的正确定向。 [0017] 在一有利的实施方案中，插头具有板形的基本部件，其中，有利地将金属性触点布置在基本部件的上侧面和/或基本部件的下侧面上。 [0018] 优选地，组件部件的载体具有经限定的液体接口，其用于载体与液体罐的连接。这点能够视提供方而定实现最为不同的液体罐的简单且标准化的连接。优选地，蒸发器和电子组件布置在板形载体的一侧上并且液体接口布置在板形载体的另一侧上。在该情况下，载体有利地具有至少一个贯通开口，该贯通开口用于将液体从液体接口运输至蒸发器。在贯通开口中可以有利地布置至少一个毛细管元件，以便支持液体运输和从液体接口至蒸发器的液体补给。 [0019] 优选地，组件部件具有用于控制和/或调节蒸发器的电子控制装置。优选地，组件部件具有用于持久存储针对组件部件的标识的电子存储器。基础部件有利地包括数据存储器，在所述数据存储器中持久地存储用于与多个不同蒸发器相应的多个标识的控制数据。由于组件部件与基础部件的连接，也就是说通过相应的插接连接器的连接，基础部件的电子控制装置可以从组件部件的电子存储器中读出标识并执行组件部件的对应的蒸发器的类型准确的个别控制。 [0020] 优选地，组件部件具有用于检测蒸发器运行状态的一个或多个传感器，例如具有用于也直接通过测量加热电阻测量加热温度的温度传感器，和/或具有用于测量流动压力的压力传感器。有利地，于是一方面电子控制装置与另一方面蒸发器和/或传感器之间的电子连接装置除了电流供给线路之外具有至少一个模拟式或数码式信号传递线路，借助于该信号传递线路可以将传感器信号传递至电子控制装置。 [0021] 优选地，基础部件具有用于使电子控制装置与能量存储单元连接的经限定的电池接口。这点能够视提供方而定实现最为不同的能量存储器的简单且标准化的连接。电池接口有利地除了供给线路之外具有至少一个信号或数据线路，以便能够在能量存储单元与基础部件的电子控制装置之间实现发送和接收信号或数据。 [0022] 有利地，基础部件具有用于与用户终端设备无线通讯的无线模块。这点允许使用者从吸入器中读出数据、进行吸入器中的调整等等。 [0023] 优选地，基础部件是可多次使用部件。在有利的实施方案中，组件部件可以是一次性部件。组件部件可以在其他实施方案中是可多次使用部件。例如可以考虑的是，具有液体罐和蒸发器的组件部件在再灌装之后被重新使用。附图说明 [0024] 下面借助优选的实施方案参照附图阐述本发明。在此： [0025] 图1在本发明的一实施方案中示出了具有组件部件和基础部件的吸入器的组件； [0026] 图2示出了安装好的组件部件的和控制单元的立体视图； [0027] 图3示出了来自图2的组件部件的分解视图； [0028] 图4在另一实施方案中示出了组件部件的立体视图； [0029] 图5示出了在蒸发器区域中穿过图4中所示组件部件的截面；以及 [0030] 图6示出了吸入器的示意性电子接线图。 具体实施方式[0031] 图1中所示的棒形吸入器27包括：组件部件1，组件部件可以是一次性部件或可多次使用部件；以及可重复使用的基础部件20，基础部件由此有利地是可多次使用部件。 [0032] 组件部件1包括：载体2，该载体也可以被称为载体板；以及与载体2待连接或经连接的液体罐6。在载体2上布置有数码电子式的控制装置4，例如应用特定集成电路（ASIC）。优选地，电子控制装置4包括：电子组件，以便进行对参考电阻（分流器）的测量；以及另外的集成控制电子装置，例如对于电路的MOSFETs、对于电阻测量的参考电阻（分流器）；以及传感器51。电子控制装置4优选包括乘法器和/或移位寄存器，以便执行对蒸发器3的不同通道进行控制。一般性地，载体2用于接收全部的电子构件，这些电子构件被用于操控蒸发器3和加热元件15，尤其是控制装置4、MOSFETs、分流器等，以及还有电子识别硬件、尤其是电子存储器14。 [0033] 载体2此外具有电插接连接件7，其形式为具有多个电触点10的电插头5。触点10借助于至少部分在载体2上和/或处延伸的电线路与电子构件4、14连接，以便传递传感器信号、控制信号和/或电能。有利地连贯的、形状稳定的载体可以由适当的、有利地不传导的材料制成，例如陶瓷或适当的塑料、尤其是PEEK，或经纤维加强的塑料。在组件部件处可以设置传感器、例如用于测量加热温度的温度传感器和/或用于测量流动压力的压力传感器。 [0034] 在载体2上布置有蒸发器3，该蒸发器用于蒸发从液体罐6出来输入的液体。载体2由此接收蒸发器3包括其接触部。尤其电的蒸发器3具有至少一个、优选多个电阻加热元件15。蒸发器3优选被布置在载体2的上侧面上。加热元件15中的每个可以通过电子控制装置4来操控并通过来自能量储存器46的电流被加热，以便蒸发施加在加热元件15上的液体。 [0035] 每个加热元件15优选独立地可控制或者说可加热。这点优选通过蒸发器3的多通道的、在图2和4中例如五通道的接触部来完成。由此也可以在不同的通道之间参考测量，这允许了关于故障的通道或者说污染的触点的论断。不同的加热通道的操控可以有利地通过乘法器和/或移位寄存器进行。因此例如可以将加热元件15中的每个以一不同的温度、周期持续时间、功率、频率和/或一不同的占空比进行加热，以便获得香料和/或有效物质的优化管理（Verabreichung），从这些有效物质中，一有效物质例如可以是尼古丁。 [0036] 基础部件20包括控制单元29和待与控制单元29连接的能量存储单元40。控制单元包括电子控制装置21和与电子控制装置21电连接的电插座22。电子控制装置21和电插座22有利地布置在一公共电路板26上。基础部件20可以具有例如带两个触点的编程接口25，借助于编程接口可以例如在制造控制单元29时对控制装置21进行编程。 [0037] 电插头5和电插座22彼此相应地设置，使得通过将插头5插入到插座22中建立了组件部件1和基础部件20之间的电连接装置，用于传递信号、数据和/或电功率。尤其地，可通过插头5和插座22建立的电连接装置用于从能量存储器40出来给组件部件1的电组件和电子组件进行电供给，并用于在组件部件1和基础部件20之间传递信号。在组件部件1中，供给电流和信号从插头5被继续传导到蒸发器3上和/或传感器上。有利地，插头5和插座22分别具有相同数量的电触点10。 [0038] 优选地，插头5具有带上侧面8和下侧面9的板形基本部件28，其中，在上侧面8和/或下侧面9上设置条带形金属性电触点10。基本部件28由适当的材料制成并例如可以与载体2一件式或一体式构成，就像最好由图3可看到那样。优选地，插头5在两侧上，即不仅在上侧面8而且在下侧面9上具有电触点10。在此，插头5的上侧面8和下侧面9上的触点可以是不同配置的，使得可以以小的结构空间提供大量电触点10。在另外的有利实施方案中，上侧面8上的触点10和下侧面9上的相应数量的触点以180°转动对称布置并配置相同。这点具有如下优点，即，在连接插接连接件7、22时不必关注正确的定向，而是插头5可以在两个定向上被引入到插座22中并且在两种情况下建立所设置的电连接装置。在一优选实施方案中，插头5具有五个不同配置的触点10。 [0039] 为了使组件部件1与基础部件20连接，组件部件1平行于基础部件20的纵轴线被推入到该基础部件中，由此将插头5推入到插座22中并建立了电连接装置。 [0040] 组件部件1的电子控制装置4优选包括电子存储器14。在电子存储器14中有利地持久地存储组件部件1的标识或ID（识别信息）。因为由于插头5推入到插座22中而使组件部件1与基础部件20连接，电子控制装置21可以从存储器14中读出标识并在组件部件1上执行对应的蒸发器3的类型正确的个别控制。在电子存储器14中也可以存储控制参数、调节参数和/或测量参数，它们可以被传送到基础部件上并借助于基础部件20控制或者说加热蒸发器3。 [0041] 电子控制装置4和蒸发器3的控制器优选特定地针对任何处在液体存储器6中的流体被编程，以便获得优化的给香料和/或有效物质。将控制装置4安置在组件部件1中使得电子构件的和电连接装置的规划变得容易。 [0042] 基础部件20的电子控制装置21有利地包括数据存储器23。在数据存储器中，优选地存储针对与多个不同的蒸发器或蒸发器类型相应的多个标识的控制数据，例如以数据库的形式。当电子控制装置21从组件部件1的存储器14中读出一标识时，它可以从数据存储器23中调出配属给该标识的控制数据并类型符合地执行蒸发器3的控制。相应地，有利地将关于蒸发器3、蒸发器类型、处在液体存储器6中的流体的残余量、流体成份和/或蒸发器3特性的信息与数据存储器23中的组件部件1的ID相结合。 [0043] 能量存储单元40包括：能量存储器46；用于使控制单元29与能量存储单元40连接的电池接口41；以及装载接口42。控制单元29通过电池接口41用电流供给。此外，通过电池接口41可以在能量存储单元40和控制单元29之间传递信号。因此，电池接口41有利地包括至少三个电触点37，即两个电触点37用于电流供给线路36（见图6）和至少一个电触点37用于至少一个模拟式或数码式的信号传递线路31。 [0044] 在一有利的实施方案中，该至少一个信号传递线路31包括数码式数据库、例如单线（英文：“One Wire”）总线。在另外的实施方案中可以设置多线总线31。通过基础部件20和能量存储单元40之间的电连接装置可以例如传送关于能量存储器装载状态的信息或诊断数据。通过该至少一个信号传递线路31例如可以在控制单元29和能量存储单元40之间传送关于能量存储器46装载状态的信息或诊断数据。 [0045] 能量存储器46可以是一次性电池或可重复充电的蓄电池，例如锂离子蓄电池。在该所示的实施例中，能量存储器46是可重复充电的蓄电池，其可以通过装载接口42、例如USB接口被装载。优选地，电子控制装置43被集成到能量存储单元40中，该电子控制装置可以包括安防电子装置44和/或装载电子装置45。安防电子装置44用于监控能量存储器46的功能并例如避免过热。装载电子装置45控制能量存储器46通过装载接口42的充电。为了对能量存储器46进行充电，使用者可以将装载接口42与电流源、例如电网连接。装载接口42也可以用于信号传递，例如用于在使用者的例如移动的终端设备与电子控制装置21之间的数据交换，以便对其进行调整，用于编程，和/或用于检测和/或给出数据、例如用户数据和/或测量值。 [0046] 能量存储单元46和包括装载电子装置45的能量存储器40有利地提供方特定地构造。能量存储单元46和控制单元29之间的电池接口41可以相应有利地具有提供方特定的设计。 [0047] 基础部件20在安装好的状态下总体上是棒形和/或柱体形并由此具有两个顶端侧面。基础部件20的插接连接器22有利地布置在基础部件20的顶端侧面中的一个上，如由图1可看到的那样。这点使得组件部件1插入到基础部件20中变得容易并由此使得吸入器的处理变得容易。装载接口42有利地布置在基础部件20的与插接连接器22相反的顶端侧面上，如同样由图1可看到的那样。这点使得外部装载插头插入到装载接口42中变得容易并由此同样使得吸入器的处理变得容易。 [0048] 组件部件1具有用于将液体罐6连接到载体2上的液体接口47。基于标准化的液体接口47可以使用多个不同的液体罐6，也就是说液体罐6可以提供方特定地被实施。有利地，液体接口47被布置在载体的下侧面处，或布置在载体的与蒸发器3相反的（上）侧面上，在那里相应地提供了来自贮存器6的流体。液体存储器6例如可以沿着一引导部48可推套到载体2上；另外的连接装置是可行的。该连接装置可以是可逆的，以便使用者能够实现液体存储器6的更换。液体存储器6可以是可重复填充的，其中，组件部件1在该情况下是可多次使用部件。 [0049] 载体2具有一个或多个贯通开口38，以便液体从液体罐6的开口65向蒸发器3运输并在那里蒸发。这点在根据图5的横截面中可以识别出。在蒸发器3和液体存储器6之间有利地设置毛细管元件12，该毛细管元件例如可以插入到开口65中并支持从液体罐6至蒸发器3的毛细管流体传送。毛细管元件12例如可以是敞开多孔的起泡元件或海绵元件。 [0050] 在蒸发器3和液体存储器6之间此外可以设置毛细管元件13，液体借助于毛细管作用，例如借助微通道从液体存储器6向蒸发器3传送。毛细管元件13可以是叠片结构。在载体2的与液体接口47相对置的侧面上，通过空气流引出被蒸发的流体，以便由消费者吸入。 [0051] 载体2和液体罐之间的衔接处可以有利地通过围住开口65或贯通开口38的密封装置16被密封。 [0052] 图4中所示的实施方案中，组件部件1具有保护包容件18。保护包容件18将电子装置构件4、14气密地围入，用于保护其，其尤其是电子控制装置4、电子存储器14和必要时蒸发器3和电子控制装置4之间的接触导体19。保护包容件18例如可以通过浇铸绝缘质量体来制造。通过对电子装置的围入或者说浇铸可以将各种电子组件与材料无关地集成到组件部件1中，例如MOSFETs、RFIDs、分流电阻、填充状态传感器、另外的传感器等。通过浇铸也可以将不希望的材料气密围入。能够实现液体部分相对于电阻加热元件15的分开。 [0053] 在被浇铸的插头5中，插头5的插接触点10有利地从流体部分分开，以便减少或避免触点10和接触部19、34的污染。具有载体2的结构是特别稳定的并由此提供了加热元件3或加热器结构的最大保护。 [0054] 触点19、34至少部分在载体2上和/或中的在图4中所示的引导部导致小的过渡电阻并能够实现具有低应力（Spannungen）的控制，因为电触点在载体2上或中不被分开或可分开。电子装置的该转移（Auslagerung）和封装以及相对于蒸发器3的直接或经防护的连接针对调节和/或控制是有利的，尤其是因为连接路径很短。由于蒸发器3和控制装置4之间的短路径，蒸发器3可以在1Hz至20kHz之间的频率范围内被操控。 [0055] 通过将蒸发器连接到组件部件1上，可以灵活地连入不同的蒸发器3和加热器结构或者说加热元件15。组件部件1具有连续载体2的构型针对实施为微电子机械系统（MEMS）的蒸发器3是优化的。在这里，例如具有线路通道或微通道的蒸发器3是可行的，就像DE 10 2016 120 803.5中描述的那样，其公开内容就此而言被接收到本申请中。仿生加热结构、例如仿生网络也针对蒸发器3是可行的。具有如DE 10 2017 111 119.0中描述的加热结构的蒸发器3也是可行的，其公开内容就此而言被接收到本申请中。 [0056] 加热元件15可以通过电子控制装置4以希望的频率被操控或者说加热。例如，在电子存储器14中存储识别信息，关于其在基础部件20的电子控制装置21或数据存储器23中存储用于控制和/或调节蒸发器3的加热模式或者说参数组，其与分别使用的蒸发器3对应。附加或替代识别信息将控制参数从组件部件1传送到基础部件20上也可以被考虑。 [0057] 接下来，根据图6阐释吸入器27的有利的电布线。组件部件1包括蒸发器3，该蒸发器例如被实施为硅（Si）加热器，具有带电子存储器14的电子控制装置4。加热元件15的加热电阻50可以由控制装置4测量，由此例如可以确定蒸发温度。优选地可以设置一个或多个传感器51，用于测量运行状态，例如液体罐6的填充状态或加热温度。液体罐6的填充状态例如可以电容式测量。此外，组件部件1例如可以具有用于测量空气流中的空气压力的传感器。 [0058] 测量数据从一个或多个所述加热电阻50和/或传感器51向控制装置4的传送优选模拟式进行。相应地，在蒸发器3或者说传感器50、51和控制装置4之间有利地设置至少一个模拟式信号线路34，附加于用于向蒸发器3电流供给的供给线路19。 [0059] 组件部件1的电流供给由基础部件20通过电流供给线路35进行。 [0060] 组件部件1与基础部件20有利地通过一至少单线的数码式数据总线30连接。数据总线30优选是串行数据总线，例如集成电路间总线（I2C总线）。电子控制装置21优选地包括微控制器或微处理器，和/或无线模块49，优选蓝牙和/或WLAN模块，用于与用户的移动终端设备进行通讯。 [0061] 附加地可以在组件部件1和基础部件20之间设置一个或多个模拟式测量或信号线路54。在图1至3的实施例中，例如设置两个供给线路35、用于数据总线30的两个数码式数据线路和一模拟式信号线路54，相应地总共五个线路和五个与之相应配置的触点10。其他数量的线路30、35、54显然也是可行的。 [0062] 可选地，可以联接一个或多个扩展装置55到电子控制装置21上，例如通过数码式数据总线、如串行外设接口总线（SPI总线）。扩展装置55例如可以包括显示器56，例如电子纸显示器（英文：E‑Paper）57和/或OLED显示器58。同样可考虑其他的扩展装置55用于输出信息，例如状态灯或声学输出装置。 [0063] 基础部件20可以具有一个或多个模拟式传感器52A、尤其是蒸发量传感器或富美士（Fumex）传感器，和/或一个或多个模拟式控制/调节装置53、尤其是蒸发量调节器。模拟式传感器52A和/或模拟式控制/调节装置53适宜地借助于一个或多个模拟式信号线路54与控制装置21连接。 [0064] 通过输入/输出（I/O）接口33可以将基础部件20的功能和/或操作装置与电子控制装置21连接，例如可选地蒸发量传感器52（富美士测量），可选地用于找出处在附近的电子香烟制品的无线查找装置59（巡烟器，英文：Zig‑Finder），尤其用于通过消费者操作基础部件20的一个或多个按键61和/或一个或多个开关62，可选地电压转换器63、尤其是直流电压转换器、例如升压转换器（英文：Step‑Up‑Konverter），用于将由直流电压源46提供的直流电压转换成用于电阻加热元件15的希望的加热电压，和/或用于与用户终端设备通讯的无线模块49。 [0065] I/O接口33也可以具有一个或多个可编程的通道（引脚）60。 [0066] 基础部件20的数码式数据存储器23可以可选地例如借助于可插入到吸入器27中的外部存储卡具有存储扩展装置。在数据存储器23中，控制参数、控制软件和/或用户数据可以被存储或是可存储的。数据存储器23例如通过数据总线30与电子控制装置21连接。数据存储器23可以通过编程接口25、装载接口42和/或通过无线模块49进行定址。 [0067] 吸入器27具有组件部件1和分开的基础部件20的结构提供了高的安装友好性并可以应用在自动化安装中。在此，可在净化室中制作，以便以最高的品质制造蒸发器3和/或经封装的电子组件。连接装置的高标准化和电子装置的个别化可能性允许实施所有市场上的蒸发器。 [0068] 电插头5、电插座22、电性的电池接口41、装载接口42、液体接口47和/或蒸发器3相对于空气流的接口提供了清楚限定的、标准化的接口。尤其地，组件部件1具有相对于基础部件20、流体贮存器6和空气流的清楚限定并标准化的接口。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈