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CN107108063A - 用于电子烟装置的自动化生产的施加标签的系统和方法 - Google Patents

用于电子烟装置的自动化生产的施加标签的系统和方法 Download PDF

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CN107108063A
CN107108063A CN201580069381.1A CN201580069381A CN107108063A CN 107108063 A CN107108063 A CN 107108063A CN 201580069381 A CN201580069381 A CN 201580069381A CN 107108063 A CN107108063 A CN 107108063A
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drum
pressure roller
housing
forward position
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CN201580069381.1A
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马丁·盖思阿夫纳
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Altria Client Services LLC
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Abstract

一种用于制造蒸汽发生物品的系统可以包括旋转式鼓，该旋转式鼓构造成保持多个蒸汽发生物品。该系统还可以包括贴签鼓，该贴签鼓构造成将相应的标签贴到各蒸汽发生物品的壳体。该系统还可以包括压辊，该压辊构造成在贴标签之后将标签的前沿压靠壳体。该系统还可以包括滚动鼓，该滚动鼓构造成在按压之后将标签卷在壳体周围。

Description

用于电子烟装置的自动化生产的施加标签的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年12月19日提交的美国临时申请No.62/094,743的优选权，其全部内容通过引用结合在本文中。
技术领域
本发明大体上涉及用于制造蒸汽发生物品(vapor-generating articles)的系统和方法，更具体地，涉及用于制造电子烟(electronic vaping)物品的系统和方法。
背景技术
电子蒸汽发生物品可以经由多个手工操作而制造。然而，这种操作不仅是劳动密集型的和耗费时间的，而且更加容易不一致。
发明内容
本文描述的一些示例实施例涉及对电子蒸汽发生物品(例如电子烟装置)的自动化制造，无论其尺寸和形状。各方面涉及用于在制造电子烟装置中使用的贴标签机系统。贴标签机系统的结构被确定和布置成将标签贴到(即最初粘附到)电子烟装置的刚性壳体，在贴标签之后将标签的前沿压靠壳体，并随后将标签卷在壳体周围。以这种方式，贴标签机系统作为用于制造电子烟装置的自动化系统是有用的。
根据本文公开的方面，存在一种用于制造蒸汽发生物品的系统。该系统包括旋转式鼓，该旋转式鼓的结构被确定和布置成保持至少一个蒸汽发生物品(例如多个蒸汽发生物品)。该系统还包括贴签鼓，该贴签鼓的结构被确定和布置成将相应的标签贴到各蒸汽发生物品的壳体。该系统还包括压辊，该压辊的结构被确定和布置成在贴标签之后将标签的前沿压靠壳体。该系统另外包括滚动鼓，该滚动鼓的结构被确定和布置成在按压之后将标签卷在壳体周围。
根据本文公开的其它方面，存在一种用于将标签施加到蒸汽发生物品的方法。该方法包括将蒸汽发生物品布置在旋转鼓的外表面上的一个或多个支座中。该方法还包括将相应的标签贴到各蒸汽发生物品的壳体。该方法另外包括在贴标签之后将标签的前沿压靠壳体。该方法还包括在按压之后将标签卷在壳体周围。
根据本文公开的其它方面，存在一种用于将标签施加到蒸汽发生物品的压辊。该压辊包括辊体，该辊体布置成与携带蒸汽发生物品的旋转式鼓相邻接，标签在中间位置处贴附到该蒸汽发生物品。压辊还包括在辊体的外表面中的多个凹槽。辊体构造成相对于旋转鼓被驱动，从而使得多个凹槽中的一个接触标签的前沿，并且将标签的前沿压靠壳体。
附图说明
借助于实施例的非限制性示例，参考关注的多个附图，在以下详细说明中进一步描述各方面，其中，在附图的全部多个视图中，相似的附图标记代表相似的部件。
图1a、1b、1c和1d示出了根据各示例实施例的电子烟装置；
图2a是根据一个示例实施例的用于自动化装配电子烟装置的过程的框图；
图2b-2d示出了根据一个示例实施例的用于使用旋转鼓来自动化制造电子烟装置的系统和方法的方面；
图3示出了根据一个示例实施例的用于将标签施加到电子烟装置的自动化系统的方面；
图4和5a示出了根据一个示例实施例的用于将标签施加到电子烟装置的方面；
图5b示出了根据一个示例实施例的鼓的方面。
图6a-6e示出了根据一个示例实施例的将标签施加到电子烟装置的方面；
图7和8示出了根据一个示例实施例的卷起帖好的标签的边缘的方面。
具体实施方式
现在将参考出于图示的目的而选择的特定形式来描述各方面。将意识到的是，本文公开的设备、系统和方法的精神和范围不限于所选择的形式。另外，应当注意的是，本文提供的附图不按照任何特别的比例或缩放来绘制，并且可以对图示的形式产生多个变型。现在参考附图，其中，相似的附图标记始终用于表示相似的元件。
正如本文所使用的，以单数语法形式书写的下列各术语：“一”、“一个”和“所述”也可以指的是并包含多个所述实体或物体，除非在本文中以其它方式特别定义或阐明，或除非上下文以其它方式明确地规定。例如，正如本文所使用的，短语“一个装置”、“一个组件”、“一个机构”、“一个部件”和“一个元件”也可以分别指的是并包含多个装置、多个组件、多个机构、多个部件和多个元件。
正如本文所使用的，下列各术语：“包括”、“包括有”、“具有”、“带有”、“包含”和“包含有”及其语言或语法变体、派生词和/或同根词意味着“包括，但不限于”。
在整个图示说明中，可以以数值范围的格式来阐明或描述示例、所附的权利要求、参数的数值、特征、目的或尺寸。应当完全理解的是，阐明的数值范围的格式被提供成用于图示对本文所公开的形式的实现，而将不被理解或解释成固定不变地限制本文所公开的形式的范围。
另外，为了阐明或描述数值范围，短语“在介于约第一数值和约第二数值之间的范围内”被理解成等同于短语“在从约第一数值到约第二数值的范围内”并且与其含义相同，因此，这两个含义等同的短语可以可互换地使用。
应当理解的是，除本文以其它方式特别阐明之外，本文所公开的各形式在它们的应用中不限于在下文的图示说明、附图和示例中所提出的：方法的形式的操作或实施的步骤或程序及子步骤或子程序的顺序或序列和数量的细节，或者系统的形式的系统、系统子单元、装置、组件、子组件、机构、结构、部件、元件和配置及外围设备、设施、配件和材料的类型、成分、结构、布置、顺序和数量的细节。本文公开的设备、系统和方法可以根据各种其它替代形式和以各种其它替代方式来实践或实现。
还应当理解的是，在本发明全文中，本文使用的全部技术和科学词汇、术语和/或短语具有与该领域的普通技术人员一般理解的相同或相似的含义，除非本文以其它方式特别定义或阐明。在本发明全文中，本文使用的语法、术语和符号是出于说明的目的，不应当被认为是限制性。
本文描述的一些示例实施例涉及用于在制造电子蒸汽物品(尽管本发明不限于电子烟装置)中使用的贴标签机系统。参考电子烟装置描述各实施例，但是应当理解的是，本文描述的方面可以用于任何类型的电子蒸汽物品。本文描述的贴标签机系统可以包括：旋转式鼓/旋转鼓，旋转鼓其构造成携带一个或多个部分或完全装配好的电子蒸汽物品；贴签鼓，其构造成将各标签贴到(即最初粘附到)各电子蒸汽物品的壳体；压辊，其构造成在贴标签之后将标签的前沿压靠壳体；以及滚动鼓，滚动鼓其构造成在贴标签和按压之后将标签卷在壳体周围。以这种方式，示例实施例可用于在自动化制造操作期间将标签施加到电子烟装置。
电子烟装置设计
参考图1a和1b，提供一种电子烟装置(物品)60，其包括可替换的筒体(也称作第一部分或筒体单元)70和可重复使用的固定装置(也称作第二部分或电池部分)72，在一个示例实施例中该第一部分70和第二部分72在螺纹接头205处或通过诸如滑动配合、棘爪、夹具和/或扣钩联接在一起。
一般地，第二部分72可以包括喷雾传感器、电池和控制电路，该喷雾传感器响应于经由进气口45吸入第二部分72中的空气，该进气口45邻接于电子烟装置60的自由端或尖端。一次性的第一部分70包括供应区域和加热器，该加热器使通过芯子从供应区域吸入的蒸发前配方蒸发。蒸发前配方是可以转化成蒸汽的一种材料或材料的组合。例如，蒸发前配方可以是液体、固体和/或凝胶制剂，其包括但不限于水、珠子、溶剂、活性成分、乙醇、植物提取物、天然或人工香料和/或诸如甘油和丙二醇的蒸汽形成物。在一个非限制性实施例中，供应区域可以是包含电子烟油的液体供应区域。
根据一个示例的第一部分70是筒体部分，并且包括外壳6，该外壳6安置液体供应区域、加热器和芯子。在使螺纹接头205完整时，第二部分72的电池根据喷雾传感器的致动而与第一部分70的电子加热器连接。在对第一部分70的嘴端的吸气作用期间，首先通过一个或多个进气口44将空气吸入第一部分70中。吸气作用与第二部分72中的喷雾传感器连通，该喷雾传感器导致由电池供电的加热器使一些来自于液体供应区域的液体蒸发。蒸发的液体夹带在通过一个或多个进气口44吸入的空气中，并且经由第一部分70的嘴端处的一个或多个端口输送。如图1d所示，一个或多个进气口44'可以定位在与螺纹接头205相关联的结构处，该结构包括但不限于第一部分70和第二部分72之间的连接环。
在一个示例实施例中，当筒体的液体耗尽时，仅替换第一部分70。图1c示出的替代布置包括一种实现，其中，第一部分70和第二部分72一体连接，使得一旦液体供应耗尽时要处理掉整个电子烟装置60。在这种情况下，电池类型和其它特征可以为了简单和成本效益而设计，但是大体上体现了与一个实施例中相同的概念，其中，第二部分被再使用和/或再充电。
在一个示例实施例中，电子烟装置60可以约80mm至约110mm长(例如约80mm至约100mm长)，直径为约7mm至10mm或更大。例如，在一个实施例中，电子烟装置约84mm长，并且具有约7.8mm的直径。实现不限于这些尺寸，并且本文描述的方面可以适合于用于任何尺寸的电子蒸汽物品。
至少一个背胶标签可以施加于第一部分70的外壳6。标签可以与电子烟装置60完全外切，并且可以有颜色和/或有纹理。标签在其中可包括孔，该孔的尺寸和位置可确定，以防止堵塞进气口44。
外壳6可以由任何适当的材料或材料的组合构成。适当的材料的示例包括金属、合金、塑料、纸、玻璃纤维(包括玻璃纤维织布)或包含一种或多种那些材料的复合材料或者适合于食品或药学应用的热塑性塑料，例如，聚丙烯、聚醚醚酮(PEEK、陶瓷和聚乙烯。材料可以轻且不易碎。在一个示例中，外壳6由诸如不锈钢、铝或铝合金的金属构成。
使用旋转鼓的自动化制造
图2a-2d和图3示出了用于使用根据本文的旋转鼓自动化制造蒸汽发生物品(例如，借助于示例的电子烟装置)的系统和方法的方面。就与电子烟装置60的第一部分70(本文也称作筒体单元70)相关联的自动化制造过程来描述图2a-2d和图3的方面。然而，本文描述的系统和方法不限于用于第一部分70，而可以用于与第二部分72(例如，电池部分)和/或包括相连接的第一部分70和第二部分72的组合物品相关联的自动化制造过程。
图2a是根据一个示例实施例的用于自动化装配电子烟装置的过程的框图。在实施例中，该过程包括装配和传送端部开放的、已部分装配的筒体单元70(步骤10)；建立一队列端部开放的、已部分装配的筒体单元70(步骤11)；向筒体单元70的液体供应区域添加液体(步骤12)；将相应的下游垫圈插入各筒体单元70中(步骤13)；将相应的嘴端插入件插入各筒体单元70中(步骤14)；将相应的标签施加到各筒体单元70的外壳(步骤15)；并且将各电池部分(即第二部分72)连接到各筒体单元70(步骤16)。
在方面中，在步骤10-16中执行的过程是自动化的，例如使用计算机控制的制造机械。在附加的方面中，在步骤10-16期间及其之间以自动化的方式(例如，使用如本文所述的旋转鼓)操作和输送筒体单元70。在更进一步的方面中，在步骤10-16中的每个之后执行一个或多个检查过程，例如以检测不合格的筒体单元70。该方法不限于具体的步骤10-16；相反，可以使用更多或更少的步骤和/或不同的步骤和/或不同顺序的步骤。
图2b-2d描述了根据本文的可以被用于电子烟装置的自动化装配的方面的鼓-鼓转移系统和方法。图2b-2d所示的方面可以用于在例如关于图2a描述的步骤10-16期间及其之间操作和输送筒体单元70。如图2b所示，多个旋转鼓20-24可以将一队列多个筒体单元70(单独地表示成实心圆)携带到工作站26、27，在该工作站26、27中，在筒体单元70上执行制造/装配过程。在方面中，工作站26、27可以对应于步骤10-16中的任一个。但在一个示例中，工作站26可以包括构造成将相应的下游垫圈插入各筒体单元70中的机械，而工作站27可以包括构造成将相应的嘴端插入件插入各筒体单元70中的机械。尽管为了简单而仅示出两个工作站26、27，应当理解的是，在电子烟装置的自动化制造期间，与鼓20-24相似的旋转鼓可以用于将筒体单元70携带到其它工作站。
在示例实施例中，各鼓20-24可以包括圆柱形主体，该主体具有在其滚动面上以定距离隔开的多个槽(也称作凹槽)。各凹槽可以构造和布置成保持和携带电子烟装置的部分，例如筒体单元70。正如关于图2c和2d更加详细描述的，各凹槽可以包括弹性(例如可缩性)材料，当筒体单元70保持在凹槽中并且由旋转鼓携带时，该弹性材料直接接触筒体单元70。
仍然参考图2b，各鼓20-24可以包括真空系统，该真空系统以可选择的方式对凹槽施加真空力，以有助于在鼓旋转期间将筒体单元70保持在凹槽中。例如，该系统可适合于使得：在鼓20-24旋转期间，定位在阴影区30中的凹槽被提供真空力，而定位在非阴影区31中的凹槽不被提供真空力。具体地，逆时针旋转的鼓20上的特定的凹槽在该凹槽移动通过阴影区30时被提供真空力，而在该凹槽移动通过非阴影区31时不被提供真空力。可以单独地向各鼓上的各凹槽以可选择的方式施加真空力，例如经由各凹槽中的真空口和鼓内部的真空源，该真空源基于特定的凹槽沿着鼓的滚动面的旋转路径的角度位置来以可选择的方式向该特定的凹槽中的真空口施加真空力。
轨道32也可以设置为邻近一个或多个鼓20-24，以帮助将筒体单元70保持在凹槽中。另外，清洁的空气可以在诸如由区域33表示的角度位置那样的角度位置处被传递到各凹槽的端口。可以单独地向各凹槽以可选择的方式应用清洁的空气。
在各方面中，当将筒体单元70从第一鼓的给予凹槽转移到第二鼓的接收凹槽时，例如从鼓20到鼓21，当给予凹槽处于第一鼓和第二鼓之间的夹缝35之前的位置时，在给予凹槽处的真空力失效。同样，当接收凹槽处于第一鼓和第二鼓之间的夹缝35之前的位置时，在接收凹槽处的真空力激活。在给予凹槽和接收凹槽处施加相应真空力的时间的协调通过图2b中的阴影区30和非阴影区31来描述，并且有助于使筒体单元70从给予凹槽移出并移动到接收凹槽中。
继续参考图2b，该系统可以包括控制器“C”，该控制器“C”以可操作的方式连接到一个或多个元件。如本文所述，控制器“C”可以是基于计算机的控制器，该控制器采用硬件和软件来执行自动化控制过程。例如，控制器“C”可以以可操作的方式连接到一个或多个检测器40，以在自动化制造期间检查和/或跟踪筒体单元70。检测器40可以包括摄像机或其它光学检测机构，该检测机构检测筒体单元70的光学特征和/或信息，并且将所检测到的光学特征和/或信息传送到控制器“C”。
为了检查的目的，通过将检测到的光学特征与预先确定的光学标准进行比较，控制器“C”可以确定筒体单元70是否不合格，例如未正确装配、损坏等。基于检测被确定为不合格的任何筒体单元70可以从一个旋转鼓中排出，例如通过以可选择的方式禁用携带不合格的筒体单元的凹槽的真空和/或向凹槽(例如，如位置41所示)施加一股空气射流，以从凹槽排出筒体单元70。可设想的是，一个检查站可以定位在排出站41下游，以确认排出站41的正确操作。控制器“C”可以编程为跟踪任何由排出导致的空凹槽位置，并且通过系统(例如，整个系统或到下一个下游的工作站)跟踪该空凹槽位置。
替代地或附加地，为了跟踪的目的，各筒体单元70可以编码有信息，例如：制造日期、唯一的跟踪标识、认证、批号、设备信息和型号。更具体地，单独的筒体单元70可以印刷有提供这种信息的标记。检测器40可以包括诸如摄像机或条形码扫描器的装置，当鼓20-24移动筒体单元时，该装置读取各筒体单元上的编码信息。控制器“C”可以编程为基于由检测器40检测到的编码信息来在系统中跟踪各筒体单元70的位置。
如图2b所述，控制器“C”也可以以可操作的方式连接到鼓20-24，例如以控制各鼓的转速。控制器“C”也可以以可操作的方式连接到工作站26、27，例如以控制在该站内执行的自动化过程的方面。
图2c和2d示出了如本文所述的凹槽和鼓的方面。在实施例中，接收和携带筒体单元70的凹槽50具体实施成在旋转式鼓/旋转鼓(例如鼓20-24)的外表面(例如滚动面)处的槽或通道。如图2c所示，在本文的方面中，当筒体单元70位于凹槽50中时，筒体单元70的纵轴线横向于鼓的旋转方向。各凹槽50可以包括与鼓的真空/压力源连通的至少一个端口52。根据凹槽50沿着鼓的旋转路径的角度位置，鼓的真空/压力源可以以可选择的方式在端口52处施加真空、空气射流或未施加力，例如，如关于图2b的区域30、31和33所述。
如图2c的放大部分53所示，在实施例中，在鼓之间的夹缝35处、在相应的鼓(例如鼓20和21)的滚动面之间存在间隙54。例如，尽管可以使用任何适当的间隙尺寸，但是，当筒体单元70具有约7.8mm的外径时，间隙54可以是约0.5mm至约1mm。
如图2d所示，各凹槽50的表面可以涂有或覆盖有弹性(例如可缩性)材料55。弹性材料55中的开口56与端口52对齐，使得可以经由端口52和开口56向凹槽施加真空或空气射流。弹性材料55可以应用于凹槽50之外的鼓的表面，例如鼓的整个滚动面上。在另一实施例中，整个鼓(例如鼓20-24)可以由弹性材料55构成。在另一实施例中，弹性材料55设置得小于整个凹槽50；例如可以在凹槽的子部分中设置弹性材料支座。基于系统要求，这种弹性材料55可以用于任何类型的鼓，包括但不限于包装鼓、MR鼓、滚动式把手等。
根据本文的方面，弹性材料55包括比筒体单元70的外壳6的材料更软(即具有更低的硬度)的材料。例如，在一个实施例中，外壳6可以由金属或金属合金构成，而弹性材料55可以由塑料或橡胶材料构成。在一个实施例中，外壳6可由不锈钢或铝合金构成，而弹性材料55由聚甲醛(POM、Delrin等)构成，尽管示例实施例不限于这些材料，并且可以使用任何适当的材料。
在如本文所述的电子烟装置60的自动化制造期间，弹性材料55有助于在与旋转鼓相关的速度期间操作筒体单元70。特别地，弹性材料55的可缩性促进筒体单元70在凹槽中的真空口处的更加完全的密封，这增强了向凹槽中的筒体单元70施加的真空保持力。即使在更高的生产速度下和/或具有更重、更大的物品，这种布置也保证了将物品保持在凹槽上。
贴标签机系统
图3示出了根据一个示例实施例的用于将标签自动施加到电子烟装置的贴标签机系统200的方面。系统200例如可以是在诸如电子烟装置60的电子烟装置的制造中使用的贴签机的一部分。如本文所述，标签或包装纸可以施加到第一部分(即筒体单元)70的壳体6的外表面，以向电子烟装置60提供希望的美学外观和/或质感。系统200可以是如于2014年4月14日提交的美国申请No.61/979,326所公开的自动化装配路径的一部分，其全部内容特别地通过引用结合在本文中。另外，该系统可以包括于2014年4月14日提交的美国申请No.61/979,330和/或美国专利No.5,024,242中描述的机械装置的方面，其全部内容特别地通过引用结合在本文中。
在示例实施例中，系统200可以用于执行关于图2a所述的步骤15。在这种实现中，系统200可以包括累积器202，在筒体单元70已经经历关于图2a所述的步骤12-14的加工之后，该累积器202接收和保持多个所述筒体单元70。累积器202用作介于执行步骤14的机械装置和执行步骤15的机械装置之间的缓冲器。累积器202可以包括例如曲折的或S形路径，筒体单元70通过该路径在累积器入口和累积器出口203之间行进。累积器入口可以在竖直上比累积器出口203更高，从而使得筒体单元70经由重力行进通过累积器。累积器202的尺寸可以确定成在累积器入口处以比在累积器出口203处释放筒体单元70更快的速率接收筒体单元70。以这种方式，累积器202提供了补偿队列中的空槽(例如，基于检查步骤而从队列中排出的筒体单元或者由于不一致装载导致的在队列中缺失的筒体单元)的缓冲器。
诸如光电眼或类似的传感器204可以布置在累积器202处，以确定累积器202中的筒体单元70的数量是否超过阈值。传感器204可以以可操作的方式连接到系统200的控制器。当传感器204向控制器传达累积器202中的筒体单元70的水平降到阈值以下时，控制器可以暂时停止累积器202下游的鼓，即暂停贴标签操作。该暂停允许筒体单元70在累积器202中累积，因为上游的设备会继续处理和将筒体单元70输送到累积器202。传感器204检测何时在累积器202中何时已经累积了足够数量的筒体单元70(即超过阈值)，此时，基于来自于传感器204的信号，控制器自动地再启动系统200的鼓，以恢复贴标签操作。
在示例实施例中，围绕其外部周边具有凹槽50的转移鼓206从累积器出口203接收筒体单元70。转移鼓206可以与关于图2b所述的鼓20-24相似。例如，转移鼓206的各凹槽50的尺寸被确定成接收单个筒体单元70。各凹槽还可以设置有用于接触筒体单元70的弹性材料55。各凹槽50还可以具有至少一个孔(例如端口52和开口56)，该孔构造成将真空力以可选择的方式传递到就位在凹槽50中的筒体单元，即用于使筒体单元70保持就位在凹槽50中。
在示例实施例中，该系统布置成使得鼓206的旋转使空凹槽50从下方经过累积器出口203。重力将累积器出口203处的筒体单元70拉到空凹槽50中。除了或替代重力，由轮子或皮带施加的气压和/或正向力可以用于将累积器出口203处的筒体单元70移动到空凹槽50中。真空也可以以可选择的方式施加于凹槽50，以有助于将筒体单元70从累积器出口203拉到空凹槽50中。随着鼓206继续旋转，凹槽50的后壁将筒体单元70从累积器出口203剥离。真空可以以可选择的方式施加于凹槽50，以将筒体单元70保持在凹槽50中，直到鼓206的旋转将筒体单元带到下一个旋转鼓100。
在位置210处，筒体单元70从转移鼓206被转移到鼓100，该鼓100沿着与鼓206的旋转相反的方向旋转。各筒体单元70保持在鼓100上的相应的支座115中，如本文关于图4、5a和5b更加详细所述。贴签鼓215邻接于鼓100就位，并且沿着顺时针方向旋转。在示例实施例中，贴签鼓215携带多个标签220，并且在位置225处将相应的标签220贴到相应的筒体单元70。
在位置230处，具有其相关联的标签220的各筒体单元70从鼓100转移到滚动鼓235，该滚动鼓235沿着顺时针方向旋转。滚动鼓235将各筒体单元70及其相关联的标签220输送到与皮带240接触。皮带240沿着与滚动鼓235的表面的邻接部分相同的方向而以比滚动鼓235的旋转略慢的速度移动，皮带240和滚动鼓235之间的速度差导致筒体单元70沿着一个导致标签将其自身围绕筒体单元70的外表面包裹的方向旋转。在包裹操作之后，已贴标签的筒体单元70从滚动鼓235转移到下游的转移鼓245，以转移到另一工作站以进一步处理，例如将筒体单元70连接到第二部分72(例如如图2a的步骤16所述)。
在示例实施例中，可以在将标签贴到筒体单元70之后且在将筒体单元70转移到滚动鼓235之前的位置处将附加压辊246设置为邻接于鼓100。压辊246的结构可以确定和布置成：在筒体单元70到达滚动鼓235之前，将标签220的未固定的前沿305(图5a所示)压到筒体单元70的外表面，正如本文关于图7和图8更加详细所述。
可以使用关于图2b-d所述的鼓-鼓转移技术来实现筒体单元70在系统200中从一个鼓到另一鼓的转移。系统200中的一个或多个鼓的凹槽可以设置有弹性材料55(例如关于图2c-d所述)，以有助于在鼓的高速旋转期间安全和一致地操作筒体单元70。
如本文所述，贴签鼓215和切割机255可以是贴签系统的一部分，该贴签系统的结构被确定和布置成将标签220粘附到保持在支座115中的筒体单元70。如本文所述，滚动鼓235和皮带240可以是包装系统的一部分，该包装系统的结构被确定和布置成将标签220包裹在筒体单元70周围。
仍参考图3，在本文描述的方面中，标签220可以是从连续卷筒纸250切下的单片纸或类似物。例如，旋转切割机255或类似物可以将连续卷筒纸250切成独立的标签220，该标签220通过真空保持到贴签鼓215的表面。可以使用诸如热风鼓风机、加热板、辐射元件等的加热器256加热卷筒纸250，以在贴标签之前增加粘合剂的粘着性。
在示例实施例中，连续卷筒纸250的第一侧260在其上具有压敏胶，而连续卷筒纸250的第二侧265没有粘合剂。在一个实施例中，压敏胶预先施加到连续卷筒纸250，并且被背纸270覆盖。例如，可以通过卷轴275提供连续卷筒纸250，该卷轴275在其上已经具有粘合剂和背纸270。系统200的结构可以确定和布置成将连续卷筒纸250从卷轴275展开，然后将背纸270从连续卷筒纸250剥离，以在连续卷筒纸250接触贴签鼓215之前暴露预先施加的粘合剂。可以使用鼓风机或类似物将分离的背纸270从连续卷筒纸250移走。在实施例中，卷轴275固定到电动轴，可以控制(例如以可选择的方式改变)该电动轴的每分钟转数，以经由眼睛使标签上的印制商标与筒体单元70上的一个位置对齐(例如对准)。
在标签220上使用预先施加的压敏胶(例如即剥即贴粘合剂)为贴签机提供了向贴签纸施加粘合剂或溶剂的优点。特别地，在贴签机启动时，向贴签纸施加粘合剂或溶剂需要一个过渡时间，在该过渡时间期间，一些标签不可用。这造成了浪费。然而，在本文描述的方面中使用的预先施加的压敏胶在启动期间不需要这种过渡时间，由此减少了浪费。如本文所述的实现可以在包装物品的过程中暂停，并且在不损失产品的情况下再启动；程序停止(例如，由于上游设备)将充分利用标签。
图4和图5a示出了根据本文将标签220施加到筒体单元70的壳体6的方面。如图4和图5a所示，鼓100包括圆柱形主体，该主体具有在其辊面110上隔开的多个凹槽105(例如凹处、槽等)。鼓100包括辊面110和凹槽105的内表面，该鼓100可以由适当的材料构成，包括但不限于金属或金属合金，例如钢。在实施例中，支座115定位在各凹槽105的凹处117中，各支座115包括支座槽120，该支座槽120的尺寸和形状被确定成保持筒体单元70。
如图4和图5a所示，当贴签鼓215使标签220的第一侧260(例如粘合剂侧)接触筒体单元70的外表面(例如在图3的位置225处)时，筒体单元70保持在鼓100中的支座115中。在实施例中，贴签鼓215和鼓100的旋转被控制成使得标签220的中间位置300接触筒体单元70。更具体地，在一个实施例中，中间位置300介于标签220的前沿305和标签220的后沿310之间，并且与后沿310相比更靠近前沿305。
如图5a所示，在中间位置300处的接触位置与前沿305相距长度“d”。在一个实施例中，长度“d”是约1-2mm，尽管其它长度可能是合适的。与在具有较软的外表面的结构(该外表面例如由纸、过滤材料或类似物构成)(在贴标签过程期间，该外表面在应用轨迹处屈服)上的贴标签操作相比，使接触点在中间位置300而不是前沿305使得标签220在筒体单元70的较硬且不易弯曲的外表面(该外表面例如由不锈钢或铝合金构成)上产生改进的贴附和滚动。
继续参考图5a，支座115可以包括或连接到具有内部通道405的支柱400。通道405的第一端和孔130连通，以用于在支座处提供真空力。通道405的与第一端相对的第二端与另一通道410连通，该通道410在鼓100中构成，并且和与鼓100相关联的真空源415连通。以这种方式，与鼓100相关联的真空源415可以用于经由通道405和孔130以可选择的方式在支座处施加真空力。在一个非限制性实现中，支柱400和通道405被实现为空心圆柱形管，尽管可以使用任何适当的形状。
在示例实施例中，支柱400构造成如箭头416所示可以在通道410中轴向移动。在方面中，支柱400的尺寸相对于通道410被确定成使得支柱400的下端在支座115的整个运动范围内保持通道410。以这种方式，当支座115相对于弹簧125轴向移动时，支座115处可以保持真空。
在方面中，支柱400可以定位在弹簧125内部。例如，弹簧125可以具有螺旋形弹簧的形状，并且支柱400可以居中地定位在弹簧中，且基本上与弹簧的纵轴线同轴。各支座155可以使用多于一个支座400和弹簧125。
图5b示出了图3的鼓100的实现的横截面。如图5b所示，鼓100包括支座115，该支座115具有支座槽120，该支座槽120的尺寸被确定成保持筒体单元70。如本文所述，旋转斜板150和推进器140可以布置成：在贴签过程期间，以可选择的方式将筒体单元70推靠止动件135。在实施例中，螺杆145旋拧到推进器140的端部中，螺杆145延伸穿过旋转斜板150中的孔，而不螺纹接合到旋转斜板150。在方面中，弹簧900包围螺杆145，并且接触推进器140和旋转斜板150。在操作中，凸轮从动件或类似的机构向内推进旋转斜板150的一部分，该旋转斜板150向弹簧900和推进器140施加轴向力，转而，推进器140在支座115中的筒体单元70上施加轴向力。该系统的元件的结构可以确定和布置成使得：以这种方式对筒体单元70施加的轴向力足以使筒体单元70保持靠着止动件135，并且在将标签施加到筒体单元70时，防止筒体单元70在支座115中旋转。弹簧900有利地在该推进操作期间防止粘合，从而使得推进器140在推进期间将不损坏筒体单元70。在实施例中，一个或多个周向弹簧905可以布置在推进器140周围，以防止推进器140从鼓的各凹槽枢转出。
继续参考图5b，限位止动结构133可以包括肩部螺丝或类似物。通过提高或降低切割鼓组件，支座115相对于鼓100的主体的行程137的范围可以被设置成任何期望值(例如直到1.5mm或类似值)，可以认为该切割鼓组件包括贴签鼓215和切割机255(见图3)。
如本文所述，支座115可以包括真空孔130，该真空孔130与鼓100的主体中的真空源连通。如图5b所示，真空孔130可以相对于弹簧125偏移(例如不重合)。真空孔130可以与鼓100的主体中的真空孔410'连通，由此用于在支座槽120处以可选择的方式施加真空力，以将筒体单元70保持在支座槽120中。
图6a-6e示出了根据本文将标签施加到电子烟装置的方面。在实施例中，鼓100和贴签鼓215的尺寸被确定成和相对于彼此定位成使得：当贴签鼓215和/或贴签鼓215上的标签220接触支座115中携带的筒体单元70时，贴签鼓215导致支座115沿着鼓100的径向方向移动。如图6a所示，筒体单元70在夹持位置210处被接纳在鼓100上的支座115中，并且在鼓100旋转时，沿着圆形路径600向贴签鼓215移动。在图6a所示的位置，筒体单元70在其外表面上还没有贴上标签220。如图6b所示，在鼓100继续旋转期间，筒体单元70接触贴签鼓215上的标签，该贴签鼓215使筒体单元70和支座115相对于鼓100径向向内移动(推进)，如箭头605所示。弹簧125允许支座115及其上面的筒体单元70径向向内移动。
如图6c所示，在鼓100继续旋转期间，贴签鼓215使筒体单元70和支座115继续径向向内移动，直到筒体单元70达到底部死点位置。如图6d所示，在鼓100继续旋转期间，在经过底部死点位置之后，弹簧125相对于鼓100径向向外推进支座115(以及由此筒体单元70)，如箭头610所示。如图6e所示，在鼓100继续旋转期间，弹簧125继续径向向外推进支座115和筒体单元70，直到筒体单元70再次位于圆形路径600上，并且贴签鼓215不再对筒体单元70起作用。在图6e所示的位置，筒体单元70具有以图5a所示的方式贴在(即最初粘附在)其外表面上的标签220。从图6e所示的位置开始，鼓100使支座115和筒体单元70旋转经过压辊246，然后到夹持位置230，贴有标签的筒体单元70在该夹持位置230处被转移到滚动鼓235。
如关于图6a-6e所述，鼓100和贴签鼓215的尺寸和空间的确定以及支座115和筒体单元70的移动有助于将标签220贴到筒体单元70的外表面的一致性和可重复性。具体地，支座115沿着鼓100的径向方向的移动导致贴签鼓215使标签220在鼓100的旋转夹角α中与筒体单元70保持接触，而不损坏筒体单元70的较硬的壳体。无论贴签鼓215上的标签220相对于鼓100上的筒体单元70的可能的轻微错位，以这种方式使标签220在旋转夹角中与筒体单元70保持接触都增加了标签220被成功地贴到筒体单元70的可能性。夹角α可以是约4度，尽管可以使用其它角度。
旋转式标签打卷机
图7和图8示出了根据本文卷起已经贴好的标签的前沿的方面。如关于图5a所述，以及如图7所示，当标签70首先在贴签鼓215处贴到筒体单元70时，标签220的前沿305不粘附到(不接触)筒体单元70。具体地，标签220最初仅在标签220的介于标签前沿305和标签后沿310之间的中间位置300接触和贴附到筒体单元70。筒体单元70的壳体是较刚性的材料，与较软并且在贴标签操作期间略微变型以构成标签的大的平面接触区域的结构不同，当标签最初被粘附到(即贴到)筒体单元70时，该材料仅允许标签220的非常小的区域接触筒体单元70。由于筒体单元70的较刚性的壳体仅允许标签200的小接触面积，因此在贴标签期间较难将标签220的前沿305粘附到筒体单元70，例如，由于在贴标签期间，甚至标签220相对于筒体单元70的轻微错位都可能导致前沿305不能接触筒体单元70。因此，在示例实施例中，标签220在介于前沿305和后沿310之间的中间位置300处贴到(最初粘附到)筒体单元70，以增加标签220成功贴到筒体单元70的可能性。
由于在中间位置300处将标签220贴到筒体单元70，因此当筒体单元70在鼓100上向滚动鼓235运送时，标签220的前沿305未粘附到筒体单元70。未粘附的前沿305可能会导致无标签的或被错误地贴标签的筒体单元70。例如，在高机器速度(例如，鼓100的高旋转速度)下，作用于未粘附的前沿305底面的空气可能将标签220从筒体单元70剥离(例如分离)。这不利地导致一定不合格的无标签产品。在另一示例中，图5a所示的距离“d”可能超过理想数量，这可能导致未粘附的前沿305被与滚动鼓235相关联的皮带240向后折叠在其自身上。这不利地导致一定不合格的被错误地贴标签的产品。因此，本文描述的实现在筒体单元70从鼓100转移到滚动鼓235之前，将标签220的前沿305按压接触筒体单元70的壳体。这种按压在滚动鼓235处的滚动操作之前使前沿305粘附到筒体单元70，并且提高了贴标签过程的可重复性和产量。
具体地，如图7所示，压辊246(也称作旋转式打卷机)的结构被确定和布置成：当筒体单元70在鼓100上介于位置225(即将标签贴到筒体单元70处)和位置230(即贴有标签的筒体单元70转移到滚动鼓235处)之间移动时，迫使标签220的前沿305接触筒体单元70。在实施例中，压辊246包括辊体，该辊体具有外表面720，该外表面720具有在其上构成的凹槽725。凹槽725是凹形的，并且具有对应于筒体单元70的壳体的外直径的形状。在实现中，压辊246沿着与鼓100的旋转方向相反的方向旋转。压辊246的旋转速度和压辊上的凹槽725之间的距离构造成相对于鼓100的旋转速度和鼓100上的支座115之间的距离，从而使得当鼓100的旋转使贴有标签的筒体单元70移动经过压辊246时，凹槽725接触筒体单元70上的标签220。以这种方式，压辊246的凹槽725接触标签220的前沿305，并且将前沿305压靠在筒体单元70的外表面，导致标签220的底面上的粘合剂将前沿305粘附到筒体单元70的外表面。
在示例实施例中，压辊246被限制沿着一个方向旋转，例如通过靠着驱动毂部表面上的止动销行进。在图8所示的示例中，压辊246附装到旋转轴800，该旋转轴800具有固定式附装到其上的齿轮805。齿轮805接合齿轮810，该齿轮810固定式附装到使鼓100旋转的驱动轴。以这种方式，压辊246由鼓100驱动，并且沿着与鼓100的方向相反的方向旋转。在实施例中，齿轮805和810构造成具有齿数比，以使压辊246相对于鼓100以一定速度旋转，使得压辊246的相应的凹槽725接触鼓100上携带的各贴有标签的筒体单元70。例如，可以使用3:1的齿数比，使得压辊246比鼓100旋转快3倍。可以使用其它齿数比。替代地，压辊246可以独立于鼓100被驱动，例如通过专用电机、电动轴等。
根据本文的方面，压辊246可以相对于轴800被弹簧加载。以这种方式，尽管轴800仅沿着一个方向被驱动，但是压辊246可以沿着与轴800的旋转相反的方向相对于轴800旋转小的角度。当压辊246的凹槽725接触筒体单元70上的标签220时，压辊246在轴800上的弹簧加载在标签220的前沿305上提供了对筒体单元70的附加压力。由弹簧加载提供的附加压力有助于保证前沿305被正确地粘附到筒体单元70。可以通过任何适当的机构来提供弹簧加载，例如连接在压辊和轴800之间的扭转弹簧。
根据本文的方面，压辊246在空间上可以布置成相对于鼓100，使得压辊246(例如以与关于图6a-6e所述类似的方式)相对于鼓100径向向内按压保持有筒体单元70的支座115。具体地，凹槽725的齿根直径和压辊246相对于鼓100的位置可以构造成导致凹槽725在鼓100的旋转夹角中与标签220和筒体单元70保持接触。以这种方式使凹槽725在旋转夹角中与标签220保持接触增加了在滚动鼓235处开始滚动过程之前标签220的前沿305成功粘附到筒体单元70的可能性。该夹角可以是约4度，尽管可以使用其它角度。
压辊246可以由任何适当的材料构成。例如，压辊246可以由诸如聚甲醛的聚合物构成。在另一示例中，压辊246包括金属主体，该金属主体至少在凹槽725处涂有聚合物。实现不限于这些材料，可以使用任何适当的材料。
如本文所述，压辊246有助于在基于贴标签机的单轨鼓和双轨鼓上高速贴标签。例如，本文描述的系统能够在以大于1000转每分的速度驱动鼓100的同时，使得标签220能够被正确地贴到和包裹在筒体单元70周围。
尽管关于为筒体单元70贴标签已经描述了贴标签机系统200，应当理解的是，贴标签机系统200还可以用于将标签施加到电池部分72。
本文所示的细节是通过示例和仅为了图示说明的目的，并且是为了提供被认为是对原则和概念方面的最有用和容易理解的描述而呈现。就此而言，没有尝试比基本理解所需更加详细地示出结构细节，附图随附的描述使得本文公开的多个形式在实际中可以如何具体实施对于该领域的技术人员是显而易见的。
应当注意的是，上述示例已经仅出于说明的目的而被提供，并且决不应解释成限制性的。尽管已经参考示例实施例描述了各方面，但是应当理解的是，本文已经使用的词汇是说明和图示词汇，而不是限制词汇。在不背离本发明在其各方面的范围和精神的情况下，可以在当前阐明的和修订的随附权利要求的范围内进行改变。尽管本文已经参考具体装置、材料和/或实施例描述了各方面，但是本发明不意在限制于本文公开的细节；相反，其延伸到例如随附权利要求的范围内的在功能上等同的全部结构、方法和用途。

Claims (20)

1.一种用于将标签施加到蒸汽发生物品的系统，包括：
旋转式鼓，其构造成保持蒸汽发生物品；
贴签鼓，其构造成将标签贴到蒸汽发生物品的壳体；
压辊，其布置在贴签鼓下游，该压辊构造成将标签的前沿压靠壳体；以及
滚动鼓，其布置在压辊下游，该滚动鼓构造成将标签卷在壳体周围。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，旋转式鼓包括鼓体、鼓体的外表面上的多个槽和多个槽之中的每一个中的支座，该支座包括支座槽，该支座槽构造成接纳和保持壳体。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，蒸汽发生物品是电子烟装置，支座由塑料构成，而壳体由金属或金属合金构成。
4.根据权利要求2所述的系统，其中，支座沿着鼓体的径向方向相对于鼓体是可移动的，旋转式鼓还包括弹性件，该弹性件构造成使支座沿着径向方向向外偏移。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，压辊构造成在标签的前沿压靠壳体时沿着鼓体的径向方向推进支座。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，贴签鼓构造成在标签被贴到壳体时沿着鼓体的径向方向推进支座。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，贴签鼓构造成在旋转式鼓的旋转夹角中接合壳体。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，贴签鼓构造成在标签的中间位置处将标签粘附到壳体，该中间位置介于标签的前沿和标签的后沿之间。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，中间位置与标签的后沿相比更靠近标签的前沿。
10.根据权利要求8所述的系统，其中，中间位置与标签的前沿相距1-2mm。
11.根据权利要求8所述的系统，其中，贴签鼓构造成粘附标签从而使得标签的前沿不接触壳体。
12.根据权利要求1所述的系统，其中，压辊包括辊体和在辊体的外表面中的多个凹槽。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，压辊构造成相对于旋转式鼓被驱动，从而使得多个凹槽中的一个接触贴到壳体的标签的前沿，并且将标签的前沿压靠壳体。
14.根据权利要求12所述的系统，其中，压辊构造成沿着第一方向旋转，而旋转式鼓构造成沿着与第一方向相反的第二方向旋转。
15.根据权利要求12所述的系统，其中，压辊构造成以第一速度旋转，而旋转式鼓构造成以与第一速度不同的第二速度旋转。
16.根据权利要求12所述的系统，其中，压辊以旋转方式被弹簧加载。
17.一种用于将标签施加到蒸汽发生物品的方法，包括：
将蒸汽发生物品布置在旋转鼓的外表面上的支座中；
将标签贴到蒸汽发生物品的壳体；
在贴标签之后将标签的前沿压靠壳体；并且
在按压之后将标签卷在壳体周围。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，蒸汽发生物品是电子烟装置，执行所述贴标签，从而使得标签的前沿不接触壳体，使用压辊来执行所述按压，压辊包括辊体和在辊体的外表面中的多个凹槽，并且相对于旋转鼓而驱动压辊，从而使得多个凹槽中的一个接触贴到壳体的标签的前沿，并且将标签的前沿压靠壳体。
19.一种用于将标签施加到蒸汽发生物品的压辊，包括：
辊体，其布置成与携带蒸汽发生物品的旋转式鼓相邻接，标签在中间位置处贴附到蒸汽发生物品；以及
在辊体的外表面中的多个凹槽。辊体构造成相对于旋转式鼓被驱动，从而使得多个凹槽中的一个接触标签的前沿，并且将标签的前沿压靠壳体。
20.根据权利要求19所述的压辊，其中，蒸汽发生物品是电子烟装置，辊体构造成沿着第一方向旋转，旋转式鼓构造成沿着与第一方向相反的第二方向旋转，并且辊体以旋转方式被弹簧加载。
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