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Die Erfindung betrifft ein Speicherelement zum Bereitstellen und Abgeben einer Flüssigkeit in einer mobilen Vorrichtung, wobei das Speicherelement in die mobile Vorrichtung einsetzbar ist und einen flüssigkeitsdichten Behälter mit einer durchstoßbaren Wandung oder Membran zur Entnahme von Flüssigkeit aus dem Behälter umfasst. Das bevorzugte Anwendungsgebiet ist die Verwendung als Speicherelement für elektrische Zigaretten, in welchem eine darin zu verdampfende Flüssigkeit bereitgestellt wird.
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Elektrische Zigaretten, die mitunter auch elektronische Zigaretten oder kurz E-Zigaretten genannt werden, werden als Alternative zu Tabakzigaretten und Tabakpfeifen verwendet, um dem Anwender zu ermöglichen, pharmazeutisch wirksame Wirkstoffe, insbesondere Nikotin, wie beim Rauchen von Tabak zu inhalieren, ohne die Umgebung durch Rauch zu beeinträchtigen. Dementsprechend weisen elektrische Zigaretten normalerweise eine Form auf, die herkömmlichen Tabakzigaretten im weitesten Sinne ähnelt, d. h. es handelt sich um ein stabförmiges Gebilde, an dessen einen Ende ein Mundstück angebracht ist, an dem der Anwender saugen kann, um die Wirkstoffe zu inhalieren.
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Elektrische Zigaretten umfassen in der Regel eine elektrische Spannungsquelle, einen Verdampfer für Flüssigkeiten, ein Speicherelement für die zu verdampfenden Flüssigkeiten und ein Mundstück. Die elektrische Spannungsquelle besteht normalerweise aus einer Batterie bzw. einem wiederaufladbaren Akkumulator und versorgt den Verdampfer mit elektrischer Energie. Der Verdampfer erwärmt die zu verdampfende Flüssigkeit auf Temperaturen von typischerweise zwischen 65°C und 120°C und ist meist luftdurchlässig ausgestaltet, so dass Luft durch ihn hindurch in das Mundstück und aus diesem heraus gesogen werden kann, um die verdampfte Flüssigkeit gasförmig oder in Form eines fein verteilten Tröpfchennebels zu inhalieren. Um bei einer elektrischen Zigarette zu gewährleisten, dass nur dann Flüssigkeit verdampft wird, wenn der Anwender am Mundstück saugt, wird die elektrische Energieversorgung für den Verdampfer mittels eines manuellen Schalters an der elektrischen Zigarette oder getriggert durch den Saugvorgang ein- und ausgeschaltet. Um für den Verdampfer einen Bereich in der elektrischen Zigarette zu schaffen, der beim Saugen am Mundstück von Luft durchströmt wird, befinden sich üblicherweise stromaufwärts des Verdampfers Luftzutrittsöffnungen im Gehäuse der elektrischen Zigarette.
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Das Speicherelement einer elektrischen Zigarette sitzt in der Nähe des Verdampfers, da es diesen mit der zu verdampfenden Flüssigkeit versorgt. Es besteht meist aus einem nachfüllbaren Flüssigkeitstank oder einer auswechselbaren Kartusche, also einem Flüssigkeitsgefäß, dessen Öffnung mit beispielsweise einer leicht durchstoßbaren Folie verschlossen ist; diese wird beim Einsetzen der Kartusche in das Inhalationsgerät von einer entsprechend stabil ausgestalteten Leitung zum Verdampfer durchstoßen und somit geöffnet. Daneben werden bei elektrischen Zigaretten auch Schwämmchen als Speicherelemente verwendet, d. h. diese Speicherelemente bestehen aus einem Material, das mit Flüssigkeit getränkt werden kann. Solche Schwämmchen sind fest mit dem Mundstück der elektrischen Zigarette verbunden und werden mit diesem ausgewechselt, wenn das Speicherelement keine Flüssigkeit mehr abgeben kann; es handelt sich also um Verbrauchsmaterial.
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Die zu verdampfenden Flüssigkeiten für elektrische Zigaretten enthalten in der Regel Nikotin als pharmazeutisch wirksamen Stoff in unterschiedlichen Konzentrationen. Daneben sind die verschiedensten Aromastoffe verwendbar, die dem Anwender einen sehr individuellen Genuss ermöglichen, bis hin zu einem nikotinfreien Inhalieren. Übliche Flüssigkeiten bestehen im Wesentlichen aus Propylenglycol- und Glyzerinlösungen, die als Vernebelungsmittel und Trägersubstanzen für die weiteren Inhaltsstoffe wie Aromen und Nikotin dienen. Die Nikotinkonzentrationen von am Markt erhältlichen Flüssigkeiten liegen in der Regel zwischen 0 bis 18 mg/ml, in Einzelfällen auch darüber. Als Aromen und Geschmacksstoffe werden beispielsweise Vanilleextrakt, Menthol, Apfelsäure, Ethylacetat und Linalool sowie auch Aromen verwendet, die für herkömmliche Tabakerzeugnisse charakteristisch sind.
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Das Wiederbefüllen von Tanks in entsprechend ausgestatteten elektrischen Zigaretten ist insbesondere dann nicht unproblematisch, wenn – was die Regel ist – Nikotin enthaltende Flüssigkeiten verwendet werden. Denn Nikotin wird auch über die Haut in den menschlichen Organismus aufgenommen, was bei den vorliegenden Konzentrationen schon bei einem Kontakt mit wenigen Millilitern Flüssigkeit aufgrund der toxischen Wirkung des Nikotins bedenklich sein kann.
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Elektrische Zigaretten, deren Mundstücke mit einem getränkten Schwämmchen als Speicherelement versehen sind, vermeiden zwar das Problem einer Kontaminierung der Finger mit Flüssigkeit beim Beladen der elektrischen Zigarette, jedoch wird das Mundstück hierdurch zum Wegwerfartikel, da es nach Gebrauch entsorgt werden muss. Hier ist der Materialverbrauch besonders hoch, da das Mundstück aus hochwertigem und widerstandsfähigem Kunststoff spritzgegossen wird, um dem Anwender eine hochwertige Anmutung und ein angenehmes Gefühl bei der Anwendung zu vermitteln.
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Ein Speicherelement der vorliegenden Art, das im Wesentlichen aus einem flüssigkeitsdichten Behälter mit einer durchstoßbaren Wandung oder Membran besteht, verringert die Gefahr eines Hautkontakts mit den darin befindlichen Flüssigkeiten beim Wiederbelade der elektrischen Zigarette. Denn die Flüssigkeit kann naturgemäß erst dann aus dem Behälter austreten, wenn die Wandung oder Membran von der Leitung zum Verdampfer durchstoßen wird, wobei das Speicherelement in der elektrischen Zigarette bereits an Ort und Stelle sitzt.
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Elektrische Zigaretten mit einsetzbaren Speicherelementen der vorliegenden Art, die in Form von Kartuschen oder Patronen vertrieben werden, stellen hinsichtlich der Befüllung der elektrischen Zigarette also eine komfortable und praktikable Alternative dar. Die mit der zu verdampfenden Flüssigkeit befüllten Behälter der Speicherelemente werden durch einfaches Einsetzen aktiviert.
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Dadurch wird eine Kontaminierung der Finger mit der zu verdampfenden Flüssigkeit vermieden. Die Füllmenge des Behälters kann auf die üblichen Rauchergewohnheiten und gegebenenfalls auf gesetzliche Vorgaben über nikotinhaltige Präparate abgestimmt werden. Aufgrund der hier möglichen kleinen Portionsmengen ist darüber hinaus ein schneller Wechsel zu anderen Geschmacksrichtungen und/oder Nikotingehalten möglich.
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Sowohl bei elektrischen Zigaretten als auch bei sonstigen mobilen Vorrichtungen, bei denen ein Speicherelement der vorliegenden Art zum Bereitstellen und Abgeben der Flüssigkeit vorgesehen ist, kann der Einfluss der Schwerkraft problematisch sein. Denn die Flüssigkeit, die im Behälter des Speicherelements bevorratet ist, wird nur dann aufgrund der Schwerkraft zur durchstoßenen Wandung oder Membran, und damit zur Entnahmestelle gelangen, wenn diese Entnahmestelle in einem Bereich des Behälters angeordnet ist, der momentan unten liegt. Dementsprechend müsste die mobile Vorrichtung, insbesondere die elektrische Zigarette immer dann in einer entsprechenden räumlichen Orientierung gehalten werden, in der der Behälter „kopfüber” angeordnet ist, um ein kontinuierliches Abgeben der Flüssigkeit aus dem Behälter und in den Verdampfer sicherzustellen. In anderen räumlichen Orientierungen der mobilen Vorrichtung verhindert die Schwerkraft, dass die im Behälter befindliche Flüssigkeit durch die durchstoßene Wandung oder Membran abgegeben wird.
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Zur Vermeidung dieser Problematik sind Kartuschen zum Einsetzen in elektrische Zigaretten bekannt, in die ein herkömmlicher Docht aus miteinander verflochtenen Textilfasern integriert ist. Dieser Docht ist mit der Flüssigkeit getränkt und transportiert diese wie in einer Öllampe zur Entnahmestelle bzw. aus dem Behälter hinaus, unabhängig von der räumlichen Orientierung des Behälters und der gesamten mobilen Vorrichtung.
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Ein Behälter für ein Speicherelement der vorliegenden Art, insbesondere zur Verwendung in elektrischen Zigaretten, wird in der Regel als Spritzgussteil aus Kunststoff hergestellt und mit einer Folie als durchstoßbarer Membran verschlossen. Um Leckagen beim Durchstoßen der Folie zu verhindern, ist ein solcher Behälter mit einer relativ kleinen, durch die Folie verschlossenen Entnahmeöffnung versehen, die dem zu durchstoßenden Bauteil der mobilen Vorrichtung angepasst ist. Entsprechend schwierig ist es, einen Docht in einen solchen Behälter einzubringen, da ein Docht zum einen nur sehr wenig Eigenstabilität besitzt und zum anderen zum Splissen der Endbereiche neigt, was eine Automatisierung der Herstellung eines entsprechenden Speicherelements sehr erschwert.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Speicherelement der eingangs genannten Art mit einem flüssigkeitsdichten Behälter und einer durchstoßbaren Wandung oder Membran bereitzustellen, das automatisiert herstellbar ist und die Abgabe der bereitgestellten Flüssigkeit in einer mobilen Vorrichtung unabhängig von deren momentanen räumlichen Orientierung sicherstellt.
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Gelöst ist diese Aufgabe durch ein Speicherelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Speicherelements sind in den Ansprüchen 2 bis 12 niedergelegt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, ähnlich wie bei der bekannten Ausführung eines Speicherelements mit Docht, der Kapillareffekt genutzt, um die im Behälter bereitgestellte Flüssigkeit innerhalb des Behälters, gegebenenfalls auch gegen die Schwerkraft, zur durchstoßbaren Wandung oder Membran hin zu transportieren. Allerdings geschieht dies erfindungsgemäß mit Filamenten, deren Anzahl und Anordnung solcherart an die im Behälter bereitgestellte Flüssigkeit angepasst sind, dass sich zwischen den Filamenten und/oder, je nach Art der Filamente, innerhalb der Filamente Kapillareffekte für die Flüssigkeit ergeben. Hierzu wird ein an eine maximale Länge eines Innenraums des Behälters angepasstes Bündel aus einer Mehrzahl von Filamenten, oder aber eine ungeordnete bis amorphe Kumulation von Filamenten im Innenraum des Behälters angeordnet. Filamente im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Kunstfasern, wie sie zur Textilherstellung verwendet werden, oder Kohlefasern, Glasfasern und dergleichen. Diese Filamente zeichnen sich dadurch aus, dass sie eine gewisse Eigenstabilität aufweisen, die es erleichtert, die Filamente automatisiert in einen Behälter des erfindungsgemäßen Speicherelements einzubringen.
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Nach einer ersten bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist im Innenraum des Behälters ein lose eingelegtes, an mindestens einer Fixierstelle zusammengehaltenes Bündel aus Filamenten angeordnet, wobei die Filamente im Wesentlichen zur durchstoßbaren Wandung der Membran ausgerichtet sind, um die im Behälter befindliche Flüssigkeit dorthin transportieren zu können. An der Fixierstelle sind die Filamente des Bündels vorzugsweise stoffschlüssig verbunden, insbesondere verklebt oder verschweißt. Alternativ, oder als zusätzliche Maßnahme, können die Filamente des Bündels an der Fixerstelle von einem Fixierelement umgeben sein, das insbesondere als Fixerring ausgebildet sein kann.
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Ein Bündel aus Filamenten, das auf diese Weise in sich stabilisiert ist, kann leicht gehandhabt und insofern leicht automatisiert in den Behälter des erfindungsgemäßen Speicherelements eingesetzt werden.
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Nach einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist im Innenraum des Behälters ein Bündel aus im Wesentlichen zur durchstoßbaren Wandung oder Membran ausgerichteten Filamenten angeordnet, die an einer Innenseite des Behälters fixiert sind. Dies kann so ausgestaltet sein, dass das Bündel aus Filamenten in eine an der Innenseite des Behälters vorgesehene Aufnahme eingesteckt ist, welche beispielsweise in Form einer Nut oder einer sonstigen Vertiefung ausgebildet sein kann. Alternativ oder als zusätzliche Maßnahme kann das Bündel aus Filamenten auch stoffschlüssig an der Innenseite des Behälters fixiert sein, insbesondere durch Verkleben mittels eines Adhäsivstoffs.
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Die Fixierung an der Innenseite des Behälters kann auch gleich bei der Herstellung des Behälters erfolgen, und zwar dann, wenn der Behälter im Spritzgießverfahren hergestellt wird. Es kann vorteilhaft sein, das erfindungsgemäß vorgesehene Bündel aus Filamenten direkt in der Spritzgießform in den Behälter einzubringen, wobei das den Behälter herstellende, in die Spritzgießform eingespritzte, flüssige Kunststoffmaterial an die Filamente angespritzt wird, so dass diese nach dem Erstarren der Kunststoffschmelze stoffschlüssig mit dieser verbunden sind. Als weitere Alternative können die Filamente gleichzeitig und einstückig mit dem Behälter im Spritzgießverfahren hergestellt werden.
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Nach einer dritten bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die Filamente lose im Behälter angeordnet und im Wesentlichen zur durchstoßbaren Wandung oder Membran des Behälters hin ausgerichtet. Dies hat den Vorteil, dass die Filamente beispielsweise einzeln durch eine Entnahmeöffnung des Behälters, die beispielsweise durch eine Folie abgedeckt werden soll, in den Behälter eingebracht werden können, was sich für Filamente mit relativ hoher Eigenstabilität eignet. Beispielsweise können dies Filamente sein, die einen Hohlraum aufweisen, in welchem die gewünschte Kapillarwirkung für die Flüssigkeit gegeben ist. Filamente mit geringerer Eigenstabilität werden vorzugsweise als Bündel in den Behälter eingebracht. Sie können hierzu, wie auch andere lose eingebrachte Filamente, zumindest bereichsweise von einer Umhüllung umgeben sein, die zweckmäßigerweise flüssigkeitsdurchlässig ist, und die ein automatisiertes Einbringen der Filamente in den Behälter des erfindungsgemäßen Speicherelements erleichtert.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die Filamente lose und im Wesentlichen ungeordnet im Behälter verteilt. Dementsprechend müssen die Filamente in entsprechend hoher Anzahl in den Behälter eingebracht worden sein, um die erwünschte Kapillarwirkung für den Flüssigkeitstransport innerhalb des Behälters sicherstellen zu können.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist im Innenraum des Behälters eine Mehrzahl von Filamenten zu einem Formkörper zusammengefasst, insbesondere verpresst oder komprimiert. Ein solcher Formkörper hat den Vorteil, dass die Anzahl und Ausrichtung der Filamente, die den Formkörper bilden, reproduzierbar festgelegt werden kann, um den gewünschten Kapillareffekt für den Flüssigkeitstransport innerhalb des Behälters sicher zu gewährleisten. Er kann dementsprechend nach Art eines Tampons aus Watte verwendet werden.
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Um die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Speicherelements mit eingelegten Filamenten zu erleichtern, ist es vorteilhaft, wenn der Behälter des Speicherelements eine langgestreckte, insbesondere zylindrische Form aufweist. Dies prädestiniert ihn dann auch für die Verwendung in einer elektrischen Zigarette.
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Mehrere Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäß ausgestaltete Speicherelemente werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Speicherelement, in einer seitlichen Schnittdarstellung;
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2 bis 5 verschiedene Schritte beim Herstellen des ersten Ausführungsbeispiels, mit Varianten;
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6 das Ausführungsbeispiel gemäß 1 bei der Anwendung;
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7 bis 12 weitere Ausführungsbeispiele für ein erfindungsgemäßes Speicherelement, jeweils in seitlicher Schnittdarstellung.
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1 zeigt in einer schematischen seitlichen Schnittdarstellung ein erstes Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Speicherelement. Dieses besteht aus einem flüssigkeitsdichten Behälter 1 mit darin enthaltener Flüssigkeit 2 und einem Bündel 3 aus einer Mehrzahl von Filamenten 4, die an einer Fixierstelle 5 untereinander verbunden sind. Der Behälter 1 besteht aus einer nach oben offenen Hülse 6, die aus einem spritzgegossenen Kunststoff gefertigt ist und mit einer durchstoßbaren Membran 7, die vorzugsweise aus einer Aluminiumfolie oder Kunststofffolie oder deren Verbundmaterialien besteht, verschlossen ist.
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Bei diesem ersten Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein Speicherelement zum Bereitstellen und Abgeben einer nikotinhaltigen Flüssigkeit in einer elektrischen Zigarette. Es ist als Kartusche ausgestaltet, die in die elektrische Zigarette eingesetzt werden kann. Beim Einsetzen wird die Membran 7 durchstoßen und die Kartusche damit geöffnet, so dass die Flüssigkeit 2 an den Verdampfer der elektrischen Zigarette abgegeben werden kann. Die Menge der im Behälter 1 enthaltenen Flüssigkeit 2 entspricht je nach Größe des Behälters und des Füllvolumens der Menge, die ein normaler Nutzer bei einer mehrmaligen Nutzung mit dieser Flüssigkeit der elektrischen Zigarette verbraucht. Durch Einsetzen einer neuen Kartusche kann der Nutzer die elektrische Zigarette erneut nutzen und bei Bedarf ein anderes Aroma oder einen anderem Nikotingehalt wählen. Durch die flüssigkeitsdichte Ausbildung des Behälters 1 können mehrere verschiedene Speicherelemente mitgeführt werden, um sie nach und nach zu verbrauchen.
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Die 2 bis 5 zeigen einzelne Schritte beim Herstellen des in 1 dargestellten Speicherelements mit möglichen Varianten. In 2 ist in einer schematischen perspektivischen Ansicht die Hülse 6 dargestellt, die im Spritzgussverfahren als nach oben offene, zylindrische Kunststoffhülse gefertigt ist. Diese Hülse 6 kann in ihrer Form, Farbe und Struktur beliebig gestaltet sein; vorliegend ist sie auf die Anwendung als Kartusche für eine elektrische Zigarette angepasst. Der Innenraum der Hülse 6 dient zur Bevorratung und zum Bereitstellen der in der elektrischen Zigarette zu verdampfenden Flüssigkeit.
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Wie bereits in 1 dargestellt, wird ein Bündel 3 aus Filamenten 4 in einen Innenraum 8 der Hülse 6 eingebracht. 3 zeigt drei alternative Ausführungsformen für ein solches Bündel 3. 3a zeigt das bereits in 1 dargestellte Bündel 3 aus Filamenten 4, die an einer endseitig angeordneten Fixierstelle 5 miteinander verbunden sind. Bei diesen Filamenten 4 handelt es sich um vergleichsweise eigenstabile Kunstfasern, die in einer Länge, die dem Innenraum der Hülse 6 angepasst ist, nebeneinandergelegt und an einem Ende untereinander verschweißt oder verklebt wurden, um die Fixierstelle 5 zu bilden, die das Bündel 3 zusammenhält.
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Alternative Ausführungsformen für das Bündel 3 aus Filamenten 4 sind in den 3b und 3c dargestellt. In 3b sind die Filamente an der Fixierstelle 5 von einem Fixierelement 9 umwickelt, um sie zu einem Bündel 3 zusammenzufassen. 3c zeigt ebenfalls ein Bündel 3 aus Filamenten 4, die an der Fixierstelle 5 mit einem Fixierelement 9 umwickelt sind; allerdings sind hier die Filamente 4 doppelt so lang ausgebildet, wie in den 3a und 3b, und sie sind an der Fixierstelle 5 abgeknickt, so dass sich insgesamt ein Bündel 3 ergibt, das wiederum auf die Abmessungen des Innenraums 8 der Hülse 6 abgestimmt ist. Diese Alternative eines Bündels 3 aus Filamenten 4 ist besonders leicht maschinell in die Hülse 6 einzubringen.
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Diesen Verfahrensschritt zeigt 4. Hier wird das Bündel 3 aus Filamenten 4, das auf unterschiedlichste Weise zusammengefasst sein kann, wobei die Bündelung auch nur zum Zweck des Einbringens der Filamente 4 in die Hülse 6, beispielsweise kraft- oder formschlüssig erfolgen kann, in die Hülse 6 eingebracht. Im vorliegend dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein Bündel 3, bei dem eine Fixierstelle 5 am unteren Ende der einzelnen Filamente 4 vorgesehen ist, was das Einbringen der Filamente 4 in die Hülse 6 auch dann sehr einfach macht, wenn die Filamente 4 eine eher geringe Eigenstabilität aufweisen. Denn aufgrund der Fixierstelle 5, die beispielsweise eine Verklebung oder eine Verschweißung sein kann, kann das Bündel 3 wie ein starrer Formkörper in die Hülse 6 eingeführt werden.
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Wie in 4 ebenfalls dargestellt ist, wird vor, gleichzeitig oder nach dem Einbringen des Bündels 3 in die Hülse 6 die bereitzustellende Flüssigkeit 2 in die Hülse 6 eingefüllt. Die Filamente 4 erstrecken sich entlang der maximalen Länge des Innenraums 8 der Hülse 6 und sind an diese angepasst, so dass jederzeit gewährleistet ist, dass die Flüssigkeit 2 aufgrund von Kapillareffekten am oberen Ende des Bündels 3 entnehmbar ist bzw. abgegeben wird, auch wenn der Pegel der Flüssigkeit 2 absinkt. Die Filamente 4 sind zu diesem Zweck zur oberen Öffnung der Hülse 6 ausgerichtet, die im fertigen Speicherelement mit einer durchstoßbaren Membran 7 versehen ist.
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5 stellt den letzten Arbeitsschritt zum Herstellen des ersten Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Speicherelement dar, wobei 5b eine Variante zeigt. In 5a wurde die Hülse 6 mit eingesetztem Bündel 3 aus Filamenten 4 und eingefüllter Flüssigkeit 2 (4) mit vorzugsweise einer Aluminiumfolie oder Kunststofffolie oder deren Verbundmaterialien als durchstoßbare Membran 7 zu einem Behälter 1 verschlossen. Die flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen der Hülse 6 und der Membran 7 kann je nach Material und Herstellungsprozess auf verschiedene Weise erfolgen, zum Beispiel durch thermisches Siegeln oder Ultraschall-Schweißen.
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In der in 5b gezeigten Variante ist die Hülse 6 zum Herstellen eines flüssigkeitsdichten Behälters 1 mit einem Deckel verschlossen worden, der auf die Hülse 6 aufgeschweißt wurde. Dieser Deckel 10 kann zweiteilig ausgebildet sein und besteht aus einem äußeren Ring 11, der eine zentrische Öffnung umgibt, sowie einer Innenabdeckung 12, die mittels Durchstoßen vom Ring 11 gelöst und in die Hülse 6 hineingedrückt werden kann, um den Behälter 1 zu öffnen. Der Deckel kann auch aus einem Teil mit dünner Durchstoßmembran z. B. im Spritzgussverfahren hergestellt sein.
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6 zeigt die Verwendung des in den 1 bis 5a dargestellten ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Speicherelements. In 6a ist dieses nochmals in gebrauchsfertiger Form dargestellt: Ein flüssigkeitsdichter Behälter 1, bestehend aus einer Hülse 6, die mit einer durchstoßbare Membran 7 verschlossen ist, beinhaltet die in einer elektrischen Zigarette zu verdampfende Flüssigkeit 2 sowie ein Bündel 3 aus Filamenten 4 für den Flüssigkeitstransport innerhalb des Behälters 1.
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Beim Einsetzen des Behälters 1 in die elektrische Zigarette ergibt sich die in 6b dargestellte Situation. Ein Verdampfer 13 einer ansonsten nicht weiter dargestellten elektrischen Zigarette durchstößt beim Einsetzen des Behälters 1 die aus einer Aluminiumfolie bestehende Membran 7 und erhält Kontakt mit dem Bündel 3 aus Filamenten 4, das eine hierfür angepasste Länge aufweist. Unabhängig von der räumlichen Orientierung der elektrischen Zigarette, wie in den 6b und 6c dargestellt, und unabhängig vom Füllstand der Flüssigkeit 2 innerhalb des Behälters 1 wird aufgrund des Kapillareffekts über das Bündel 3 aus Filamenten 4 kontinuierlich Flüssigkeit 2 an den Verdampfer 13 der elektrischen Zigarette abgegeben.
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Die 7 bis 12 zeigen weitere Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäß ausgestaltete Speicherelemente. Allen gemeinsam ist der flüssigkeitsdichte Behälter 1 mit einer durchstoßbaren Membran 7, die hier vorzugsweise aus einer Aluminiumfolie oder Kunststofffolie oder deren Verbundmaterialien ausgebildet ist, und einer Hülse 6, die von der Membran 7 flüssigkeitsdicht verschlossen ist und aus spritzgegossenem Kunststoff besteht. Weiterhin ist allen Ausführungsbeispielen gemeinsam, dass der Innenraum 8 der Hülse 6 mit einer Flüssigkeit 2 befüllt ist, die zum Inhalieren in einer elektrischen Zigarette vorgesehen ist.
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Die Hülse 6 des Ausführungsbeispiels gemäß 7 ist an der Innenfläche ihres Bodens mit einer Aufnahme 14 für das Bündel 3 aus Filamenten 4 versehen. In diese Aufnahme 14 ist das Bündel 3 eingesteckt und gegebenenfalls zusätzlich verklebt.
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Bei dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Hülse 6 solcherart stoffschlüssig mit dem Bündel 3 aus Filamenten 4 verbunden, dass die Hülse 6 an die Filamente 4 angespritzt worden ist. Das Bündel 3 aus Filamenten 4 ist also bereits beim Spritzgießen der Hülse 6 in diese integriert worden. Bei diesem Ausführungsbeispiel können auch die Filamente 4 direkt beim Spritzgießen gemeinsam mit der Hülse 6 ausgebildet worden sein; das Bündel 3 aus Filamenten 4 und die Hülse 6 bilden dann eine einstückig ausgebildeten Einheit.
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Bei dem in 9 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Filamente 4 ungeordnet, also nicht im Wesentlichen zur Membran 7 hin orientiert im Behälter 1 verteilt. Um sie in die Hülse 6 einbringen zu können, sind die Filamente 4 von einer zusätzlichen Umhüllung 15 umgeben. Um den Flüssigkeitstransport innerhalb der Filamente 4 nicht zu behindern, besitzt diese Umhüllung 15 freie Stirnseiten.
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10 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Speicherelements, bei dem wiederum eine ungeordnete Kumulation von Filamenten 4 für den Flüssigkeitstransport innerhalb des Behälters 1 sorgt, jedoch keine zusätzliche Umhüllung 15 vorhanden ist, die das Einbringen der Filamente in die Hülse 6 erleichtert. Statt dessen sind die Filamente 4 zur Stabilisierung vorkomprimiert, und zwar vorliegend in Form eines Tampons. Durch die Komprimierung ergibt sich ein Formkörper 16, in dem vorzugsweise trotz der ungeordneten Kumulierung der Filamente 4 definierte Verhältnisse hinsichtlich des im Formkörper 16 vorhandenen Kapillareffekts herrschen.
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Wie 11 verdeutlicht, ermöglicht die in diesem und in den anderen Ausführungsbeispielen gewählte zylindrische Form der Hülse 6, die Filamente 4 – bei entsprechender Eigenstabilität – als loses Bündel ohne Fixierstelle einzulegen. Gegebenenfalls können die Filamente 4 zum Zweck des Einbringens in die Hülse 6 kraft- oder formschlüssig zusammengehalten werden. Die Filamente 4 können hierbei als Hohlfasern ausgebildet sein, in denen eine Kapillarwirkung vorhanden ist, oder aber es wird eine solch hohe Anzahl von Filamenten 4 in den Behälter 1 eingebracht, dass ein Kapillareffekt zwischen den Filamenten entsteht. Selbstverständlich können auch beide Kapillareffekte kombiniert werden.
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12 zeigt schließlich ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Speicherelements, bei dem die Filamente 4 lose und ungeordnet in die Hülse 6 eingebracht worden sind. Je nach Ausbildung der einzelnen Filamente 4 kann hier auch von einer amorphen Kumulation der Filamente gesprochen werden. Um den Flüssigkeitstransport innerhalb des Behälters 1 aufgrund eines Kapillareffekts zu gewährleisten, sind ausreichend viele Filamente 4 in die Hülse 6 einzubringen, so dass geringe Abstände zwischen den einzelnen Filamenten 4 für den Kapillareffekt sorgen.
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Allen Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, dass der bei den vorliegenden Speicherelementen notwendige Flüssigkeitstransport innerhalb des Behälters 1, unabhängig von der räumlichen Orientierung desselben, durch Kapillarwirkung sichergestellt ist. Hierfür wird ein aus Filamenten 4 gebildetes Bauteil in den Behälter 1 eingebracht, das kostengünstig herzustellen und in seiner Stabilität so ausgestaltet ist, dass es sich maschinell in den Behälter 1 einbringen lässt, und zwar vor, während oder nach der Befüllung des Behälters 1 mit Flüssigkeit 2.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele oder die darin gewählte Form der Behälter und Filamente beschränkt. Der Einsatz des erfindungsgemäßen Speicherelements als auswechselbare Kartusche für elektrische Zigaretten ist zwar bevorzugt; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Einsatzgebiet beschränkt. Die erfindungsgemäßen Speicherelemente können vielmehr überall dort zum Einsatz kommen, wo das Bereitstellen und Abgeben einer Flüssigkeit in ähnlicher Weise erfolgen und unabhängig von der räumlichen Orientierung funktionieren soll.
