DE102021113754A1

DE102021113754A1 - Dichtheitsprüfung von Vakuumverpackungen

Info

Publication number: DE102021113754A1
Application number: DE102021113754.3A
Authority: DE
Inventors: Peter Borkus; Martin Bergmann
Original assignee: Mb Bergmann GmbH
Current assignee: Albert Handtmann Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Priority date: 2021-05-27
Filing date: 2021-05-27
Publication date: 2022-12-01
Also published as: US20240255375A1; CN117441098A; JP2024521753A; WO2022248213A1; EP4348228A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Prüfstation zum Überprüfen der Dichtheit einer oder mehrerer Vakuumverpackungen, wobei jede der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen bei einem Referenzdruck eine initiale räumliche Bemessung aufweist, umfassend eine Unterdruckerzeugungsvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, die eine oder die mehreren Vakuumverpackungen von außen einem gegenüber dem Referenzdruck reduzierten Prüfdruck auszusetzen, und eine Sensorik, die dazu eingerichtet ist, basierend auf einer Änderung der räumlichen Bemessung mindestens einer der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen während der Prüfdruckbeaufschlagung relativ zur jeweiligen initialen räumlichen Bemessung der einen oder der mehreren Vakuumverpackung zu bestimmen, ob mindestens eine der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen undicht ist.

Description

TECHNISCHES FELD
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und Verfahren zur Dichtheitsprüfung von Vakuumverpackungen, insbesondere eine „in-line“-Dichtigkeitsprüfung von Vakuumverpackungen. Vakuumverpackungen werden beispielsweise in der Lebensmittelindustrie eingesetzt.
TECHNOLOGISCHER HINTERGRUND
Im Stand der Technik existieren bislang keine ausreichend zuverlässigen und effizient umsetzbaren Verfahren bzw. Anlagen, die die Dichtheit der produzierten Vakuumverpackungen im laufenden Produktionsprozess („in-line“) überprüfen. Insbesondere in der Lebensmittelindustrie haben nicht erkannte Leckagen in den Vakuumverpackungen katastrophale Folgen für die Produktqualität, da beispielsweise die verpackten Lebensmittel verderben können. Die Dichtheit der Vakuumverpackung dient auch als Garantie der Produktqualität, zum Beispiel der Garantie der Unversehrtheit oder Keimfreiheit des eingeschweißten Inhalts.
Ferner kann die Dichtheit der Vakuumverpackung auch in anderen Bereichen als der Lebensmittelindustrie von Bedeutung sein. Außerhalb der Lebensmittelindustrie werden Vakuumverpackungen beispielsweise zum Schutz vor Oxidation, Korrosion, mechanischer Beschädigung (z.B. Verkratzten), elektrostatischer Entladung (Verwendung von ESD-Folie), Feuchtigkeitsaufnahme, Kontamination (z.B. bei sterilen Produkten), etc. der verpackten Produkte eingesetzt. Auch zur Fixierung von Bauteilen in losen Baugruppen (z.B. trennbare Wälzlager) werden Vakuumverpackungen verwendet.
In der Lebensmittelindustrie erfolgt die Kontrolle der Vakuumverpackungen in aller Regel manuell durch händische Überprüfung, insbesondere Abtasten, jeder einzelnen Vakuumverpackung und durch eine Sichtkontrolle der Schweißnaht der Vakuumverpackungen durch die Mitarbeiter. Die Kontrolle findet oftmals im sogenannten „Schwarzbereich“ des Produktionsablaufs statt. Dies bedeutet, dass Produkte mit undichter Verpackung werden als Konfiskat eingestuft und entsorgt werden müssen - im Gegensatz zum „Weißbereich“, in dem Produkte mit undichter Verpackung erneut der Verpackungsanlage zugeführt werden können.
Einerseits kann auf diese Weise nicht zuverlässig genug sichergestellt werden, dass Leckagen aufweisende Vakuumverpackungen aussortiert werden. Ein weiterer gravierender Nachteil besteht darin, dass das manuelle Überprüfungsverfahren zeitintensiv und personalintensiv ist. Die Vakuumverpackungsherstellung und -überprüfung ist häufig in eine große Fertigungslinie integriert, bei der die manuelle Überprüfung der Vakuumverpackung nicht mit dem Herstellungstakt Schritt halten kann.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden. Es ist insbesondere Aufgabe der Erfindung, eine Prüfstation und ein Prüfverfahren zur Prüfung der Dichtheit von Vakuumverpackungen bereitzustellen, die eine manuelle Überprüfung der Dichtheit der Vakuumverpackungen durch Mitarbeiter nicht mehr erfordert. Eine weitere Aufgabe ist es, eine Prüfstation und ein Prüfverfahren zur Prüfung der Dichtheit von Vakuumverpackungen bereitzustellen, die die Dichtheit der Vakuumverpackungen in einem laufenden Produktionsprozess („in-line“) ermöglicht, und vorzugsweise an den Produktionstakt angepasst ist oder werden kann.
Die Erfindung ist insbesondere für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie geeignet, beispielsweise für die Überprüfung der Dichtheit einer Vakuumverpackung von Wurst- oder Fleischwaren. Die Erfindung kann dabei sowohl im Weißbereich als auch im Schwarzbereich der Produktion eingesetzt werden. Grundsätzlich kann die Erfindung aber zur Überprüfung der Dichtheit von Vakuumverpackungen in anderen Bereichen als der Lebensmittelindustrie eingesetzt werden, d.h. die vakuumverpackten Produkte sind nicht auf Lebensmittel eingeschränkt.
Der Grundsatzgedanke der vorliegenden Erfindung besteht im Einsatz von Sensorik, insbesondere in der Substitution der manuellen, händischen Überprüfung durch eine intelligente, sensorunterstützte und/oder automatisierte Überprüfung der Dichtheit der Vakuumverpackungen.
Die Erfindung macht sich das physikalische Prinzip zu Nutze, dass beim Aussetzen einer Vakuumverpackung mit einem gegenüber einem Referenzdruck, z.B. dem Atmosphärendruck, reduzierten Prüfdruck sich die räumliche Bemessung der Vakuumverpackung ändert. Ist die Vakuumverpackung undicht, bläht sie sich auf, während sich bei einer dichten und/oder unbeschädigten Verpackung die räumliche Bemessung der Verpackung (im Wesentlichen) nicht ändert. Diese Änderung der räumlichen Bemessung der Verpackung kann auf einfache Art und Weise mittels einer Sensorik erfasst und ausgewertet werden. Aus den so gewonnen Sensordaten kann auf die Dichtheit der Vakuumverpackung geschlossen werden. Das Ergebnis der Dichtheitsprüfung kann beispielsweise dazu verwendet werden, weitere Maßnahmen einzuleiten, wie beispielsweise die geprüfte Vakuumverpackung und für undicht befundene Verpackung als Ausschuss zu deklarieren und/oder aus der Fertigungsstraße auszuschleusen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Prüfstation zum Überprüfen der Dichtheit einer oder mehrerer Vakuumverpackungen bereitgestellt. Die Prüfstation kann dazu eingerichtet sein, mehrere Vakuumverpackungen simultan bzw. gleichzeitig, d. h. in einem Prüfvorgang bzw. Prüfzyklus, zu überprüfen. Die eine oder der mehreren zu prüfenden Vakuumverpackungen weisen bei einem Referenzdruck eine initiale räumliche Bemessung auf. Als Referenzdruck ist grundsätzlich ein Druck zu verstehen, der höher ist als der Prüfdruck ist. Beispielsweise handelt es sich bei dem Referenzdruck um Atmosphärendruck, der am Ort der Prüfstation herrscht.
Die initiale räumliche Bemessung der einen oder mehreren Vakuumverpackungen kann beispielsweise durch Messung ermittelt. Alternativ ist es auch möglich, die initiale räumliche Bemessung der Vakuumverpackung(en) aus einer Datenbank auszulesen oder durch eine Bedienperson mittels einer Benutzerschnittstelle zu hinterlegen. Der Prüfdruck wird vorzugsweise so gewählt, dass eine detektierbare Ausdehnung der Vakuumverpackung bei Prüfdruck erfolgen kann.
Die Prüfstation umfasst eine Unterdruckerzeugungsvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, die eine oder die mehreren Vakuumverpackungen von außen einem gegenüber dem Referenzdruck reduzierten Prüfdruck auszusetzen, indem sie den Druck im Prüfraum vom Referenzdruck auf den Prüfdruck absenkt. Der Prüfdruck im Prüfraum kann beispielsweise im Bereich von 0,03 MPa bis 0,08 MPa gegenüber dem Referenzdruck reduziert sein. Die Evakuierungszeit des Prüfraums kann dabei dem Produktionszyklus der Fertigungsstraße angepasst sein. Beispielsweise kann der Prüfraum in weniger 5s, beispielsweise innerhalb von 0,5 s bis 1,0 s evakuiert werden, um den Prüfdruck einzustellen.
Die Prüfstation umfasst ferner eine Sensorik, die dazu eingerichtet ist, basierend auf einer Änderung der räumlichen Bemessung mindestens einer der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen während der Prüfdruckbeaufschlagung relativ zur jeweiligen initialen räumlichen Bemessung der einen oder der mehreren Vakuumverpackung zu bestimmen, ob mindestens eine der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen undicht ist. Die Sensorik kann dazu in der Lage sein, eine Änderung der räumlichen Bemessung entweder in einer Raumachse, in zwei Raumachsen oder in allen drei Raumachsen zu detektieren. Eine Änderung der räumlichen Bemessung in einer der Raumachsen kann auf eine undichte Vakuumverpackung hindeuten.
In einer beispielhaften Ausführung umfasst die Prüfstation ein Gehäuse, das einen Prüfraum begrenzt, in dem die eine oder die mehreren Vakuumverpackungen mit dem Prüfdruck beaufschlagt werden. Die Unterdruckerzeugungsvorrichtung kann eingerichtet sein, den Prüfdruck im Prüfraum zu erzeugen. Dabei senkt die Unterdruckerzeugungsvorrichtung den Referenzdruck auf den Prüfdruck ab. Das Gehäuse kann Teil der Unterdruckerzeugungsvorrichtung sein. Alternativ kann das Gehäuse separat zur Unterdruckerzeugungsvorrichtung hergestellt sein, wobei die Unterdruckerzeugungsvorrichtung dem Gehäuse so zugeordnet ist, dass sie den Prüfdruck im Prüfraum anlegen kann.
Der Prüfraum kann in struktureller Hinsicht ein insbesondere gasdicht und/oder fluiddicht geschlossener und/oder von der Umgebung abgetrennter Raum sein, der zumindest abschnittsweise, insbesondere größtenteils, von dem Gehäuse begrenzt ist. Der Prüfraum kann auch als Evakuierungskammer bezeichnet werden, die bei der Unterdruckbeaufschlagung evakuiert wird. Die Ausführung und Form der Evakuierungskammer kann abhängig von der Beschaffenheit, Größe und Menge der zu prüfenden Vakuumverpackungen sein. Grundsätzlich kann das Volumen der Evakuierungskammer so gering wie möglich gewählt werden, um möglichst wenig Totraum um die die zu prüfenden Vakuumverpackung(en) zu belassen. Dadurch kann die Evakuierungszeit der Evakuierungskammer reduziert werden. Ein weiterer Ansatz besteht darin, eine großvolumige Universalkammer vorzusehen, um unabhängig von der Beschaffenheit und/oder Größe der zu überprüfenden Vakuumverpackung(en) einsetzbar zu sein. Dabei können in die Universalkammer eine oder mehrere, an die zu überprüfende Vakuumverpackung angepassten Füllstücke zur Totraumbegrenzung eingesetzt werden. Die Füllstücke können bei Produktwechsel in Form von Wechselteilen ausgetauscht werden.
Das Gehäuse der Evakuierungskammer ist so leicht wie möglich und so stabil wie nötig zu gestalten. Als Werkstoffe für das Gehäuse der Evakuierungskammer kommen insbesondere die Materialien PC, Acryl, GFK und/oder Carbon, gegebenenfalls mit einer geeigneten Beschichtung insbesondere bei Lebensmittelverarbeitung, infrage. Für eine ausreichende Steifigkeit sind Wölbungen, Kanten- und Eckradien sowie Rippenstrukturen an Stelle einer Verstärkung von Wandstärken vorzuziehen. Stützelemente in Form von Säulen, Leisten etc. können bei Evakuierungskammern mit großer Grundfläche erforderlich sein.
In einer weiteren beispielhaften Ausführung weist die Unterdruckerzeugungsvorrichtung einen ersten Arbeitszustand, im Folgenden auch mit Prüfvorgang bezeichnet, in dem sie im Prüfraum den Prüfdruck anlegt. Dabei kann der Druck im Prüfraum vom Referenzdruck auf den Prüfdruck abgesenkt werden. Die Unterdruckerzeugungsvorrichtung weist ferner einen zweiten Arbeitszustand, im Folgenden Initialisierungszustand genannt, auf, in dem sie im Prüfraum den Referenzdruck anlegt. Die Unterdruckerzeugungsvorrichtung muss nicht notwendigerweise unmittelbar selbst den Referenzdruck erzeugen bzw. anlegen. Die Unterdruckerzeugungsvorrichtung kann auch im Initialisierungszustand sicherstellen, dass der Referenzdruck in dem Prüfraum sich aufbaut bzw. angelegt wird. Beispielsweise kann die Unterdruckerzeugungsvorrichtung sicherstellen, dass sich in dem Prüfraum im Initialisierungszustand der Umgebungsdruck bzw. Atmosphärendruck einstellt.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung umfasst die Prüfstation eine mit dem Gehäuse zum fluiddichten, insbesondere gasdichten, Begrenzen des Prüfraums zusammenwirkende Auflage für die eine oder die mehreren Vakuumverpackungen. Die Vakuumverpackungen können auf der Auflage bereitgestellt sein. Die Auflage kann flexibel sein. Ferner kann die Auflage aus einem für die Sensorik transparenten, d.h. durchdringbaren, Material gebildet werden. Beispielsweise können die mehreren Vakuumverpackungen in einer insbesondere vorbestimmten Anordnung zueinander auf der Auflage positioniert sein. Beispielsweise können je zwei benachbarte Vakuumverpackungen in einer Fördereinrichtung der Vakuumverpackungen durch die Prüfstation und/oder quer zur Fördereinrichtung versetzt zueinander angeordnet sein.
Die Auflage kann durch eine Förderanlage gebildet sein. Förderanlagen, auch Fördermittel genannt, sind im Allgemeinen Maschinen und Anlagen, die zum Fördern von Fördergütern, hier den zu überprüfenden Vakuumverpackungen, verwendet werden. Die Förderanlage kann die zu überprüfenden Vakuumverpackungen zyklisch, entsprechend einer insbesondere vorgegebenen Taktung, die beispielsweise an eine Herstellungstaktung zum Herstellen von Vakuumverpackungen angepasst ist, oder kontinuierlich, d. h. insbesondere unterbrechungsfreie und/oder mit einer konstanten Fördergeschwindigkeit, fördern. Der Prüfzyklus der Prüfstation insgesamt, als auch die Evakuierungszeit der Prüfkammer kann basierend auf dem vorgegebenen Herstellungstakt der gewählt werden, um eine mit dem Herstellungstakt Schritt haltende („inline“-)Prüfung der Vakuumverpackungen zu ermöglichen.
Die Förderanlage kann der Unterdruckerzeugungsvorrichtung so zugeordnet sein, dass sie die einzelnen Vakuumverpackungen an die Unterdruckerzeugungsvorrichtung übergibt oder aber Teil der Unterdruckerzeugungsvorrichtung ist. Beispielsweise weist die Förderanlage ein Transportband, einen Rundschalttisch, einen Schiebetisch oder dergleichen auf. Die Oberfläche und Struktur der Auflage, insbesondere des Transportbands, kann abhängig von der Beschaffenheit des Förderguts gewählt sein. Das Transportband ist ausreichend steif und gasdicht bzw. fluiddicht auszubilden. Die Beschaffenheit der Transportbandoberfläche soll glatt oder feinstrukturiert und reflexionsarm sein. In einer beispielhaften Weiterbildung kann die Unterdruckerzeugung von unterhalb des Transportbands erfolgen. Dabei kann ein perforierter Fördergurt mit entsprechender Unterkonstruktion eingesetzt werden.
Ferner kann die Förderanlage die zu überprüfende Vakuumverpackung entlang einer Förderrichtung kontinuierlich oder zyklisch fördern und die Unterdruckerzeugungsvorrichtung kann derart bewegbar gelagert sein, dass die Unterdruckerzeugungsvorrichtung sich entsprechend der Vakuumverpackungsförderung mit bewegen kann. Die Förderung über die Förderanlage und das Überprüfen der Vakuumverpackungen auf Dichtheit kann erfolgen, ohne dass die Förderanlage die Förderung der zu überprüfenden Vakuumverpackungen einstellt bzw. anhält. Alternativ ist es möglich, dass die Unterdruckerzeugungsvorrichtung ortsfest bzw. stationär angeordnet ist und die Förderanlage getaktet ist und/oder abgestimmt ist auf eine Dauer der Überprüfung einer einzelnen Vakuumverpackung und während jedes Überprüfungsvorgangs anhält.
In einer beispielhaften Weiterbildung umfasst die erfindungsgemäße Prüfstation einen Portalroboter, der dazu eingerichtet ist, die Unterdruckerzeugungsvorrichtung entsprechend der Vakuumverpackungsförderung zu verfahren. Beispielsweise kann es sich bei dem Portalroboter um ein Linien- /Linearportal insbesondere mit zwei Achsen handeln. Dadurch ist es nicht wortwendig, die Förderung über die Förderanlage zu unterbrechen. Mit anderen Worten fährt die Unterdruckerzeugungsvorrichtung mit der Förderanlage und insbesondere den darauf angeordneten und zu überprüfenden Vakuumverpackungen mit. Die Prüfung der Dichtigkeit der Vakuumverpackung(en) kann somit „in-line“ im laufenden Produktionsprozess erfolgen. Beispielsweise fährt der Portalroboter einen insbesondere vorbestimmten Bewegungszyklus ab, der einen Überprüfungsvorgang (Prüfzyklus) der wenigstens einen Vakuumverpackung abbildet. Nach einem erfolgten Überprüfungsvorgang startet der Bewegungszyklus von vorne und es wird wenigstens eine weitere Vakuumverpackung überprüft.
Beispielsweise kann das Gehäuse eine der Auflage zugeordnete Dichtung zum gasdichten und/oder fluiddichten Abschließen des Prüfraums während des Prüfvorgangs aufweist. Bei der Dichtung kann es sich beispielsweise um eine Profillippendichtung handeln. Die Dichtung kann aus einem elastischen und/oder elastomeren Material hergestellt sein. Der Härtegrad der Dichtung kann abhängig von der Oberflächenbeschaffenheit der Kontaktflächen (Auflage, Gehäuse) sein. Weitere Möglichkeiten der Abdichtung sind Rundschnurdichtungen (O-Ring) beispielsweise in einer Gehäusenut, gespritzte Silikondichtungen oder Flachdichtungen, welche mit dem Gehäuse verklebt sind.
Ferner kann das Gehäuse zumindest teilweise transparent oder mikrowellendurchlässig sein. Beispielsweise sind in der Lebensmittelindustrie transparente Vakuumverpackungen üblich, damit deren Inhalt ersichtlich ist. Die Transparenz des Gehäuses kann daher größer als die Transparenz der Vakuumverpackung sein. Das Gehäuse kann aber auch aus einem nicht transparenten Material hergestellt sein. Wenn das Gehäuse beispielsweise nicht (vollständig) aus einem Material besteht, dass von der Sensorik von außerhalb durchdrungen werden kann, kann das Gehäuse auch einen oder mehrere transparente Abschnitte aufweisen, die für die Sensorik durchdringbar ist/sind, um eine oder mehrere im Innenraum befindliche Vakuumverpackungen zu erfassen. So kann das Gehäuse beispielsweise für einen optischen Sensor transparente Fenster aufweisen, so dass beispielsweise ein außerhalb des Gehäuses angeordneter optischer Sensoren durch das bzw. die Fenster die Vakuumverpackungen im Inneren des Gehäuses (zumindest teilweise) erfassen kann. In diesem Fall kann die Sensorik (oder zumindest Teile davon) außerhalb des Gehäuses vorgesehen sein. Die separate Anordnung der Sensorik vom Gehäuse kann beispielsweise sinnvoll sein, um die Prüfstation besser reinigen zu können. Es kann so möglich sein, die Sensorik (bzw. die empfindlichen Teile davon) mit einfachen Mitteln bei der Reinigung abzudecken und so eine Beschädigung der Sensorik zu verhindern. Ferner kann die separate Anordnung der Sensorik außerhalb des Gehäuses ermöglichen, die Verschmutzung der Sensorik im Betrieb zu reduzieren.
Für den Fall, dass die Sensorik mittels Mikrowellen und/oder auf Basis des Doppler-Effekts arbeitet, kann eine Transparenz des Gehäuses (bzw. von Teilen davon) nicht erforderlich sein. In diesem Fall ist jedoch sicherzustellen, dass das Gehäuse aus einem mikrowellendurchlässigen Material hergestellt ist, wobei der Grad der Mikrowellendurchlässigkeit jedenfalls so zu wählen ist, dass die Sensorik eine Änderung einer Abmessung der zu überprüfenden Vakuumverpackung detektieren kann. Die Formänderung der Folie kann mittels einer optoelektronischen Sensorik, beispielsweise einem Lichtvorhang oder dergleichen, oder mittels einer elektronischen Bildverarbeitung detektiert werden. Bei der Verwendung einer auf dem Sender-Empfänger-Prinzip basierenden Sensorik, wie zum Beispiel einem Lichtvorhang, kann die Sensorik quer zur Förderrichtung der Vakuumverpackungen angeordnet sein. Dazu können Sender und Empfänger auf den beiden Seiten der Förderanlage vorgesehen werden. Dabei kann die Sensorik eine Änderung der vertikalen Bemessung, d.h. hier Höhe, der zu prüfenden Vakuumverpackung(en) erkennen. Es ist aber auch möglich, alternativ dazu oder zusätzlich die horizontale Bemessung, d.h. hier Breite, der zu prüfenden Vakuumverpackung(en) zu ermitteln und auszuwerten.
Eine (zumindest in Teilen) mechanische Sensorik, beispielsweise mittels Abtastung der Vakuumverpackung(en), kann ebenfalls verwendet werden. Eine Abtastung, ausgestattet mit einer einfacher Sensoreinheit, wie einem Näherungsschalter, ist ebenfalls realisierbar. Eine Abtastung der Vakuumverpackung könnte beispielswiese mit geführten Taststößeln mit Schaltfahne zur Kontaktierung von Näherungsschaltern (Schaltausgang: digital oder analog) realisiert werden.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Prüfstation umfasst diese eine Steuerungseinheit, die dazu eingerichtet ist, gemäß dem jeweiligen Arbeitszustand den Betrieb der Unterdruckerzeugungsvorrichtung zu steuern. Der Betrieb der Prüfstation kann automatisch, insbesondere voll automatisiert, ablaufen.
Die Steuerungseinheit kann der Unterdruckerzeugungsvorrichtung derart zugeordnet sein, dass die Steuerungseinheit zum Einnehmen ersten Arbeitszustands einen Verdichter oder eine Pumpe zum Anlegen des Prüfdrucks in dem Gehäuse aktiviert. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuerungseinheit der Unterdruckerzeugungsvorrichtung derart zugeordnet sein, dass zum Einnehmen des Initialisierungszustands die Steuerungseinheit die Unterdruckerzeugungsvorrichtung den Verdichter oder die Pumpe zum Anlegen von Referenzdruck in dem Gehäuse deaktiviert. Beispielsweise kann zwischen Verdichter oder Pumpe ein Vakuumanschluss in Form einer Schlauchtülle mit Flanschbefestigung vorgesehen sein. Die Positionierung des Vakuumanschlusses an dem Gehäuse kann beliebig erfolgen. Der Schlauchtüllendurchmesser kann an das Evakuierungskammervolumen angepasst sein. Die Unterdruckerzeugungsvorrichtung, insbesondere deren Pumpe, kann beispielsweise eine Förderleistung von mehr als 500 m³/h, insbesondere von mehr als 550 m³/h, 600 m³/h, 650 m³/h oder von mehr als 700 m³/h aufweisen.
Die Unterdruckerzeugungsvorrichtung kann einen pneumatischen und/oder elektromechanischen Antrieb zum Einstellen des Prüf- und des Initialisierungszustands aufweisen. Beispielsweise kann der Antrieb an die Steuereinheit gekoppelt sein. Die Steuereinheit kann, beispielsweise den Betrieb des Antriebs steuern, insbesondere regeln.
Das Gehäuse kann relativ zu der Vakuumverpackung beweglich gelagert sein, wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, zum Einnehmen des Prüfvorgangs das Gehäuse so zu der Vakuumverpackung hin zu bewegen, dass es die eine oder die mehreren Vakuumverpackungen umgibt, und zum Einnehmen eines dritten Arbeitszustands, im Folgenden Passivzustand, von der Vakuumverpackung weg zu bewegen.
Das Gehäuse kann relativ zu der Vakuumverpackung auch unbeweglich sein, beispielsweise, wenn die Prüfstation in eine Vakuumverpackungsanlage integriert wird, deren Evakuierungskammer sowohl für das Vakuumverpacken der Produkte und für den Prüfprozess auf die Dichtheit der Verpackung verwendet werden kann.
Ferner kann die Sensorik eine Sensoreinheit und eine Auswerteeinheit umfassen. Die Sensoreinheit erfasst Sensordaten der zu prüfenden Vakuumverpackung(en), die von der Auswerteeinheit anschließend ausgewertet werden können, um auf die Dichtheit der Vakuumverpackung(en) zu schließen. Die Sensoreinheit und/oder die Auswerteeinheit kann außerhalb des Prüfraums, insbesondere außerhalb des Gehäuses angeordnet sein. Alternativ kann die Sensoreinheit und/oder die Auswerteeinheit auch innerhalb des Prüfraums, insbesondere innerhalb des Gehäuses, angeordnet sein.
Die Sensoreinheit kann dazu eingerichtet sein, im Initialisierungszustand erste Sensordaten, die die initiale(n) räumliche(n) Bemessung(en) der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen im Initialisierungszustand repräsentieren zu erfassen. Die Sensoreinheit kann ferner dazu eingerichtet sein, während des Prüfvorgangs mindestens einmal zweite Sensordaten, die die räumliche(n) Bemessung(en) der der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen während des Prüfvorgangs repräsentieren, zu erfassen. Des Weiteren kann die Auswerteeinheit dazu eingerichtet sein, basierend auf einem Vergleich der ersten Sensordaten und zweiten Sensordaten eine Undichtheit mindestens einer der einen oder mehreren Vakuumverpackungen zu erkennen. Beispielsweise kann in der Auswerteeinheit ein Grenzwert oder Schwellenwert für eine zulässige Änderung der räumlichen Bemessung hinterlegt sein und die Auswerteinheit kann dazu eingerichtet sein, in Abhängigkeit eines Vergleichs der Änderung der räumlichen Bemessung mit dem Grenzwert zu bestimmen, ob eine Undichtheit vorliegt.
Die Auswerteeinheit kann außerdem dazu eingerichtet sein, bei Erkennen einer Undichtheit von mindestens einer der einen oder mehreren Vakuumverpackungen, ein Steuersignal auszugeben, das das Erkennen einer Undichtheit mindestens einer der der einen oder mehreren Vakuumverpackungen anzeigt. Je nachdem, wie die Sensorik ausgebildet wird, kann die Sensorik erkennen, welche der Vakuumverpackungen undicht ist/sind. Alternativ kann die Sensorik aber auch nur in der Lage sein, zu erkennen, dass eine oder mehrere der gleichzeitig geprüften Vakuumverpackungen undicht ist/sind, ohne jedoch unterscheiden zu können, um welche der Vakuumverpackungen es sich handelt. Des Weiteren kann die Auswerteeinheit dazu eingerichtet sein, bei Erkennen einer Undichtheit von mindestens einer der einen oder mehreren Vakuumverpackungen, ein Steuersignal auszugeben, das eine, insbesondere jede, undichte Verpackung unter den mehreren Vakuumverpackungen identifiziert.
Das Steuersignal kann dazu verwendet werden, Korrektivmaßnahmen einzuleiten, wenn mindestens eine undichte Vakuumverpackung erkannt wurde. Als Korrektivmaßnahme kommt beispielsweise das Ausschleusen der undichten Vakuumverpackung von den mehreren Vakuumverpackungen in Betracht. Das Steuersignal kann in diesem Fall dazu verwendet werden, eine Weiche der Produktionsanlage zu steuern, so dass die geprüfte(n) Vakuumverpackung(en) allesamt oder einzelne undichte davon ausgeschleust werden. Das Steuersignal kann aber auch ein Alarmsignal sein, insbesondere eine optische Anzeige oder ein akustisches Signal, welches eine undichte Verpackung anzeigt. In diesem Fall könnten Mitarbeiter die in Reaktion auf das Alarmsignal die Korrektivmaßnahmen manuell einleiten.
Die mehreren Vakuumverpackungen können jeweils mit einer Prüfposition oder einem Prüfbereich im Erfassungsfeld der Sensorik assoziiert sein und das Steuersignal kann für jede undichte Verpackung die entsprechende Prüfposition bzw. den entsprechenden Prüfbereich der undichten Verpackung identifizieren.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung und wie bereits erwähnt, umfasst die Sensoreinheit der Sensorik einen oder mehrere optische(n) Sensor(en), einen oder mehrere optoelektronische(n) Sensor(en), eine oder mehrere elektronische Bilderfassungseinheit(en), einen oder mehrere mechanische Sensor(en), und/oder einen oder mehrere nach dem Doppler-Prinzip arbeitende(n) Sensor(en), der bzw. die eingerichtet ist/sind, die ersten und zweiten Sensordaten zu erfassen. Die Sensoreinheit kann auch aus einer Kombination der genannten unterschiedlichen Sensorarten bestehen. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Sensorik eine oder mehrere Bilderfassungseinheiten umfassen, wobei die Sensorik weiter eine oder mehrere Projektionsvorrichtungen aufweist, die ein optisches Muster, insbesondere ein Gitter, auf die eine oder mehreren zu prüfenden Vakuumverpackungen projiziert.
In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Sensorik einen oder mehrere optische(n) Sensor(en). Jeder optische Sensor kann beispielsweise mehrere in einer Zeile angeordnete Lichtstrahlen (Strahlenzeile) aussenden und den Lichtstrahlen entspreche Detektoren können das Vorhandensein bzw. die Unterbrechung der einzelnen Lichtstrahlen erkennen. Der optische Sensor bildet so einen Lichtvorhang aus mehreren parallelen Lichtstrahlen, die auf einen jeweiligen Detektor ausgerichtet sind und entspricht funktional mehreren parallel angeordneten Lichtschranken, die gemeinsam ausgewertet werden. Die einen oder mehrere optische(n) Sensor(en) können quer zur Förderrichtung der Vakuumverpackungen und parallel zur Normalen der Ebene der Auflage, auf der sich die Vakuumverpackungen befinden. Dazu können die Bestandteile des einen oder der mehreren optischen Sensoren auf beiden Seiten der Förderanlage vorgesehen werden, um eine Änderung der vertikalen Bemessung, d.h. hier Höhe, der zu prüfenden Vakuumverpackung(en) und/oder der horizontalen Bemessung, d.h. hier Breite, der zu prüfenden Vakuumverpackung(en) zu ermitteln.
Die einzelnen, Lichtstrahlen aussendenden Elemente des Sensors können dabei eine (eindimensionale) Stahlenzeile mit mehreren in einem vorbestimmten Abstand angeordneten Lichtstrahlen erzeugen mit denen die eine oder die mehreren Vakuumverpackungen beaufschlagt werden. Den einzelnen Lichtstrahlen zugeordnete Lichtdetektor können eine Unterbrechung der einzelnen Lichtstrahlen erkennen. Durch die Änderung der Anzahl der unterbrochenen Lichtstrahlen zwischen Initialisierungszustand und währende des Prüfvorgangs kann die Sensorik eine Änderung der Bemessung der Vakuumverpackung(en) erkennen. Wenn beispielsweise Vakuumverpackungen einzeln auf Dichtigkeit geprüft werden sollen oder mehrere in Strahlrichtung parallel angeordnete Vakuumverpackungen gleichzeitig, so kann die Prüfstation beispielsweise einen Sensor mit Lichtvorhang und Detektoren umfassen, der die einzelnen oder die mehreren Vakuumverpackungen im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs erfassen. Ist die Strahlenzeile des Sensors vertikal zur Ebene angeordnet, auf der die Vakuumverpackungen liegen angeordnet, kann der Sensor somit eine Änderung der Höhe der Vakuumverpackung(en) (bei Anlegen des Prüfdrucks im Vergleich zum Referenzdruck) erfassen.
Sollen mehrere Vakuumverpackungen gleichzeitig einzeln oder in Untergruppen auf Dichtigkeit geprüft werden, so können mehrere optische Sensoren vorgesehen werden, die die einzelnen Vakuumverpackungen bzw. die Untergruppen individuell erfassen und eine Änderung der Bemessung der Vakuumverpackung bzw. Untergruppen erkennen.
Die Sensorik kann wenigstens eine Bilderfassungseinheit umfassen. Die Bilderfassungseinheit kann im Grunde fast beliebig relativ zu den zu erfassenden Vakuumverpackungen ausgerichtet werden, solange Änderungen der räumlichen Bemessung der zu prüfenden Vakuumverpackungen zuverlässig erkannt werden können. Beispielsweise kann eine Bilderfassungseinheit quer zur Förderrichtung der Vakuumverpackungen ausgerichtet werden, so dass die Normale der Bildebene quer zur Normalen der Auflageebene (z.B. gebildet durch das Förderband) ausgerichtet ist. Es ist ebenfalls möglich, dass die Normale der Bildebene parallel zur Normalen der Auflageebene ausgerichtet ist. Werden mehrere Bilderfassungseinheiten verwendet, können die Vakuumverpackungen aus unterschiedlichen Richtungen erfasst werden. Jede Bilderfassungseinheit kann dazu eingerichtet sein, mindestens ein Bild der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen im Initialisierungszustand und mindestens ein Bild der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen während des Prüfvorgangs zu erfassen und der Auswerteeinheit zuzuführen. Ferner kann die Auswerteeinheit dazu eingerichtet sein, basierend auf einem Vergleich der im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs erfassten Bilder eine Undichtheit mindestens einer der einen oder mehreren Vakuumverpackungen zu erkennen.
Es ist möglich, dass die Sensorik einen oder mehrere optische Projektoren umfasst, die zusammen ein Lichtmuster, z.B. ein Lichtgitter, oder jeweils ein Lichtmuster, z.B. Lichtgitter, erzeugen. Dabei kann jeder der Projektoren dazu eingerichtet sein, ein Lichtmuster oder Lichtgitter mit einem vorbestimmten Raster zu erzeugen und mindestens eine von mehreren Vakuumverpackungen mit dem Lichtmuster bzw. dem Lichtgitter zu beaufschlagen. Jeder optische Sensor kann dabei mit einer Prüfposition oder einem Prüfbereich assoziiert sein.
In einer beispielhaften Weiterbildung erfasst die eine oder die mehreren Bilderfassungseinheiten ein auf die einen oder mehreren Vakuumverpackungen beaufschlagtes Lichtmuster bzw. Lichtgitter mit einem vorbestimmten Raster. Die Auswerteeinheit kann anhand einer Änderung des Musters bzw. des Rasters des Lichtgitters in den Bildern im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs auf die Dichtheit der einen oder mehreren Vakuumverpackungen schließen. Die Prüfung auf Dichtheit in einem Prüfbereich kann auf einem Vergleich der Bilddaten der Bilder im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs in dem Prüfbereich basieren. Die Unterschiede in den Bilddaten können beispielsweise anhand eines Differenzbilds zwischen einander entsprechender Bilddaten im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs ermittelt werden. In einer beispielhaften Implementierung kann die Auswerteeinheit schließen, dass zumindest eine Vakuumverpackung undicht ist, wenn die Entropie der Bilddaten im Differenzbild größer als ein entsprechender Schwellenwert ist, der eine auf eine undichte Vakuumverpackung hindeutet.
In einer beispielhaften Ausführung ist die Auswerteeinheit dazu eingerichtet, die Bilddaten der Bilder im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs einer Filterung und/oder Bildverarbeitung zu unterziehen, die Unterschiede der im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs erfassten Bilder verstärkt. Dies kann auch die Bildung von Differenzbildern aus miteinander korrespondierender Bilddaten im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs beinhalten.
Die Auswerteeinheit kann die erfassten Bilder der Kamera in Prüfbereiche unterteilen, wobei jeder Prüfbereich jeweils einer Verpackung oder einer Gruppe von Verpackungen zugeordnet ist. Ferner kann die Auswerteeinheit dazu eigerichtet sein, für jeden Prüfbereich die mindestens eine Verpackung im Prüfbereich auf Dichtheit zu prüfen. Dazu können beispielsweise Differenzbilder für die einzelnen Prüfbereiche aus den aus miteinander korrespondierender Bilddaten im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs für die jeweiligen Prüfberichte gebildet werden.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Weiterbildung ist die Auswerteeinheit dazu eingerichtet, die Vakuumverpackungen in mindestens einem der Bilder im Initialisierungszustand und/oder während des Prüfvorgangs zu identifizieren und anhand der identifizierten Vakuumverpackungen die Prüfbereiche zu definieren.
Die Prüfstation kann dazu eingerichtet sein, mehrere Vakuumverpackungen gleichzeitig zu überprüfen. Dies bedeutet, dass die Prüfstation dazu eingerichtet ist, mehrere Vakuumverpackungen in einem Prüfvorgang dem Prüfdruck auszusetzen. Dabei kann vorgesehen sein, dass die mehreren Vakuumverpackungen gleichzeitig innerhalb des die Evakuierungskammer begrenzenden Gehäuses angeordnet werden, die Evakuierungskammer evakuiert wird und mittels der Sensorik sämtliche der mehreren Vakuumverpackungen zur Bestimmung einer Änderung der jeweiligen räumlichen Bemessungen detektiert werden.
Die Sensorik der Prüfstation kann ferner dazu in der Lage sein, unterschiedliche Prüfpositionen oder Prüfbereiche, die jeweils mindestens einer der Vakuumverpackungen zugeordnet sind, individual zu erfassen. Ferner kann die Auswerteeinheit dazu eingerichtet sein, die Dichtheit der mindestens einen Vakuumverpackung an jeder Prüfposition bzw. in jedem Prüfbereich basierend auf den Sensordaten der Sensorik individuell zu prüfen. Insofern können in einem einzigen Prüfvorgang mehrere Vakuumverpackungen gleichzeitig auf Undichtheit überprüft werden und es ist möglich, wenn vorhanden, diejenige Vakuumverpackung oder diejenigen Vakuumverpackungen der mehreren überprüften Vakuumverpackungen zu erkennen, die undicht sind. Daher ist es nicht notwendig, sämtliche der mehreren Vakuumverpackungen, welche in dem einen Überprüfungsvorgang überprüft worden, als Ausschussware zu deklarieren, sondern es kann gezielt die eine bzw. die mehreren undichten Vakuumverpackungen gezielt von den anderen unterschieden werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein Verfahren zum Überprüfen der Dichtheit von einer oder mehreren Vakuumverpackungen, die jeweils bei einem Referenzdruck eine initiale räumliche Bemessung aufweisen, bereitgestellt. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die folgenden Verfahrensschritte: Aussetzen der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen mit einem gegenüber einem Referenzdruck reduzierten Prüfdruck; Erfassen einer Änderung der räumlichen Bemessung von mindestens einer der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen während der Prüfdruckbeaufschlagung relativ zur jeweiligen initialen räumlichen Bemessung der einen oder der mehreren Vakuumverpackung; und Bestimmen, ob mindestens eine der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen undicht ist basierend auf der erfassten Änderung der räumlichen Bemessung. Eine Änderung der räumlichen Bemessung kann in entweder in einer Raumachse, in zwei Raumachsen oder in allen drei Raumachsen detektiert werden, wobei eine Änderung der räumlichen Bemessung in einer der drei Raumachsen auf eine undichte Vakuumverpackung hindeuten kann.
Bei einer beispielhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Erfassen einer Änderung der räumlichen Bemessung von mindestens einer der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen während der Prüfdruckbeaufschlagung relativ zur jeweiligen initialen räumlichen Bemessung der einen oder der mehreren Vakuumverpackung die folgenden Verfahrensschritte: Erfassen von ersten Sensordaten einer Sensorik die die initiale räumliche Bemessung der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen in einem Initialisierungszustand bei Anliegen des Referenzdrucks; Erfassen von zweiten Sensordaten einer Sensorik, die die räumliche Bemessung der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen in einem dem Initialisierungszustand zeitlich folgenden Prüfvorgang repräsentieren, wobei während des Prüfvorgangs der Referenzdruck auf den Prüfdruck abgesenkt wird; und Erfassen einer Änderung der räumlichen Bemessung mindestens eines der einen oder mehreren Vakuumverpackungen durch Vergleichen der erfassten ersten Sensordaten und zweiten Sensordaten. Optional können zweite Sensordaten während des Prüfvorgangs mehrfach (z.B. in Zeitintervallen) oder kontinuierlich erfasst und jeweils mit den ersten Sensordaten verglichen werden, um eine Änderung der räumlichen Bemessung mindestens eines der einen oder mehreren Vakuumverpackungen zu erkennen.
Bei einer weiteren beispielhaften Ausführung wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren bestimmt, ob mindestens eine der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen undicht ist, wenn der Vergleich der Sensordaten anzeigt, dass der Betrag der Änderung der räumlichen Ausdehnung einen Grenzwert oder Schwellenwert überschreitet. Der Grenzwert oder Schwellenwert kann beispielsweise vorab festgelegt sein, aus einer Datenbank mit Erfahrungswerten zu vakuumverpackungsspezifischen Grenzwerten bzw. Schwellenwerten abgefragt oder abgeleitet und/oder über eine Nutzereingabe vorgegeben werden.
In einer beispielhaften Weiterbildung umfasst das erfindungsgemäße Verfahren ferner, dass bei Erkennen einer Undichtheit von mindestens einer der einen oder mehreren Vakuumverpackungen ein Steuersignal ausgegeben wird, das das Erkennen einer Undichtheit mindestens einer der der einen oder mehreren Vakuumverpackungen anzeigt.
In einer weiteren beispielhaften Weiterbildung umfasst das erfindungsgemäße Verfahren ferner, dass bei Erkennen einer Undichtheit von mindestens einer der einen oder mehreren Vakuumverpackungen, ein Steuersignal ausgegeben wird, das jede undichte Verpackung unter den mehreren Vakuumverpackungen identifiziert.
Bei dem Verfahren können mehreren Vakuumverpackungen jeweils mit einer Prüfposition oder einem Prüfbereich im Erfassungsfeld der Sensorik assoziiert werden und das Steuersignal kann für jede undichte Verpackung die entsprechende Prüfposition bzw. den entsprechenden Prüfbereich der undichten Verpackung identifizieren.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte: Beaufschlagung der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen mit einem Lichtvorhang aus mehreren in einem vorbestimmten Abstand angeordneten Lichtstrahlen erzeugen mit einem vorbestimmten Raster in einem Initialisierungszustand bei Anliegen des Referenzdrucks; und Beaufschlagung der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen mit dem Lichtvorhang während des Prüfvorgangs bei Anliegen des Prüfdrucks; und Erkennen einer Änderung der Bemessung mindestens einer der einen oder mehreren Vakuumverpackungen basierend auf einer die Änderung der Anzahl der unterbrochenen Lichtstrahlen im Initialisierungszustand und während es Prüfvorgangs.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte: Erfassen mindestens eines Bilds der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs, und Erkennen einer Undichtheit mindestens einer der einen oder mehreren Vakuumverpackungen basierend auf einem Vergleich der im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs erfassten Bilder.
In einer beispielhaften Weiterbildung umfasst das erfindungsgemäße Verfahren ferner, dass die eine oder die mehreren Vakuumverpackungen mit einem Lichtmuster oder mit einem Lichtgitter mit einem vorbestimmten Raster in einem Initialisierungszustand bei Anliegen des Referenzdrucks und während des Prüfvorgangs bei Anliegen des Prüfdrucks beaufschlagt wird/werden.
Des Weiteren können die erfassten Bilder ein auf die einen oder mehreren Vakuumverpackungen beaufschlagtes Lichtgitter mit einem vorbestimmten Raster erfassen und anhand einer Änderung des Rasters des Lichtgitters in den Bildern im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs auf die Dichtheit der einen oder mehreren Vakuumverpackungen schließen.
Des Weiteren können gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren Bilddaten der Bilder im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs einer Filterung und/oder Bildverarbeitung unterzogen werden, um die Unterschiede der im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs erfassten Bilder zu verstärken (z.B. durch einen Kantenfilter oder durch die Bildung von Differenzbildern).
Ferner können die mittels einer Kamera oder einer anderen Bilderfassungseinheit erfassten Bilder in Prüfbereiche unterteilt werden, wobei jeder Prüfbereich jeweils mindestens einer Verpackung zugeordnet werden kann, und für jeden Prüfbereich die mindestens eine Verpackung im Prüfbereich auf Dichtheit geprüft werden kann. Dabei kann die Prüfung auf Dichtheit in einem Prüfbereich auf einem Vergleich der Bilddaten der Bilder im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs in dem Prüfbereich basieren.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte: Identifizieren der Vakuumverpackungen in mindestens einem der Bilder im Initialisierungszustand und/oder während des Prüfvorgangs; und Definieren von Prüfbereichen oder Prüfpositionen anhand der identifizierten Vakuumverpackungen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein Computer-lesbares Medium bereitgestellt, das Befehle speichert, die, wenn sie von einer Verarbeitungseinheit (z.B. einer Prozessoreinheit) ausgeführt werden, die Verarbeitungseinheit dazu veranlasst, ein Verfahren nach einem der zuvor beschriebenen Aspekte bzw. beispielhaften Ausführungen des erfindungsgemäßen Prüfverfahrens durchzuführen. Sofern ein Verfahrensschritt eine Einheit bzw. eine Komponente außerhalb der Verarbeitungseinheit erfordert, dann ist die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet, diese Einheit oder Komponente zu veranlassen, den entsprechenden Verfahrensschritt durchzuführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist eine Prüfstation bereitgestellt, die Mittel umfasst, die eingerichtet sind, das Verfahren nach einem der zuvor beschriebenen Aspekte bzw. beispielhaften Ausführungen des erfindungsgemäßen Prüfverfahrens durchzuführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist eine Vakuumverpackungsstation bereitgestellt, die eine Prüfstation nach einem der der zuvor beschriebenen Aspekte bzw. beispielhaften Ausführungen umfasst.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung umfasst die erfindungsgemäße Vakuumverpackungsstation ferner Mittel zum Herstellen der einen oder mehreren Vakuumverpackungen, insbesondere derjenigen Vakuumverpackungen, die im Anschluss mittels einer erfindungsgemäßen Prüfstation und/oder mittels eines erfindungsgemäßen Prüfverfahrens auf und Dichtheit überprüft werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemäße Verfahren so definiert werden kann, dass es die Prüfstation gemäß den beschriebenen Aspekten der Erfindung realisiert, und umgekehrt.
Figurenliste
Im Folgenden werden weitere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung mittels Beschreibung bevorzugter Ausführungen der Erfindung anhand der beiliegenden beispielhaften Zeichnungen deutlich, in denen zeigen:

1 eine schematische Prinzipskizze einer Prüfstation gemäß einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung;
2 eine schematische Prinzipskizze eines Ausschnitts einer Fertigungslinie zur Herstellung einer Vakuumverpackung mit integrierter Dichtheitsprüfung gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 eine Vorderansicht einer beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Prüfstation;
4 eine Seitenansicht der Prüfstation aus 3;
5eine Draufsicht der Prüfstation aus 3 und 4;
6 - 11 schematische Prinzipskizzen zum Ablauf einer Dichtheitsprüfung mittels der Prüfstation gemäß der 3 bis 5 gemäß einer ersten beispielhaften Ausführung;
12 - 21 schematische Prinzipskizzen zum Ablauf einer Dichtheitsprüfung mittels einer weiteren beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Prüfstation gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung;
22 eine Fließdiagramm einer beispielhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Prüfverfahrens; und
23 ein Detailausschnitt des Fließdiagramms aus 22 gemäß einer beispielhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Prüfverfahrens.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In 1 ist eine schematische Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Prüfstation, die im Allgemeinen mit der Bezugsziffer 1 versehen ist, zum Überprüfen der Dichtheit einer oder mehrerer Vakuumverpackungen, die mit dem Bezugszeichen 3 versehen sind, abgebildet. Der Einfachheit halber wird in der folgenden Beschreibung der beispielhaften Ausführungen anhand der beiliegenden Figuren in der Regel von einer Vakuumverpackung 3 gesprochen, wobei in analoger Weise mehrere Vakuumverpackungen 3 mittels der erfindungsgemäßen Prüfstation 1 bzw. des erfindungsgemäßen Prüfverfahrens überprüft werden können.
Die Prüfstation 1 aus 1 umfasst die folgenden Hauptkomponenten: eine Unterdruckerzeugungsvorrichtung 5, die dazu eingerichtet ist, die zu überprüfende, der Prüfstation 1 zuzuführende (Pfeil mit Bezugszeichen 10) Vakuumverpackung 3 (oder mehrere davon) von außen einem gegenüber einem Referenzdruck, der bspw. Atmosphärendruck sein kann, reduziertem Prüfdruck auszusetzen; und eine Sensorik 7, die dazu eingerichtet ist, Sensordaten in Bezug auf die Vakuumverpackung(en) 3 zu ermitteln und basierend auf den Sensordaten zu bestimmen, ob die überprüfte(n) Vakuumverpackung(en) 3 undicht ist/sind.
Vakuumverpackungen 3 sind im Allgemeinen gasdichte und/oder fluiddichte Vakuumverpackungen für Gegenstände, die innerhalb der Vakuumverpackungen eng anliegend von dieser umhüllt sind. Vakuumverpackung können beispielsweise Kunststoff- und Aluminiumverbundfolien in Form einer Tiefziehfolie, Schlauchbeutel, Flachbeutel, Siegelrandbeutel oder Hartschalen mit Deckfolie sein. Bei derartigen Vakuumverpackungen liegt im Allgemeinen ein Innendruck vor, der kleiner als der Atmosphärendruck bei Normalbedingungen ist. In der Lebensmittelindustrie liegt beispielsweise ein Grobvakuum mit einer Druckdifferenz von Innendruck zu Atmosphärendruck von nicht unter 0,06 MPa vor. Es sei klar, dass abhängig von dem zu verpackenden Gegenstand auch eine andere Vakuumqualität, wie beispielsweise ein Feinvakuum, eingestellt werden kann.
Die zu überprüfenden Vakuumverpackungen 3 weisen bei einem Referenzdruck (z.B. Atmosphärendruck), eine initiale räumliche Bemessung auf. Die räumliche Bemessung ist als Größe bzw. Volumen der Vakuumverpackung 3 in Bezug auf zwei der drei Raumachsen oder alternativ in Bezug auf alle drei Raumachsen zu verstehen. Die initiale räumliche Bemessung ist die räumliche Bemessung bei Referenzdruck (z.B. Atmosphärendruck). Die Erfassung der räumlichen Bemessung erfolgt beispielsweise mittels der Sensorik 7. Die initiale räumliche Bemessung wird durch die Sensorik 7 bei Anliegen des Referenzdrucks (z.B. Atmosphärendrucks) ermittelt.
Alternativ kann die initiale räumliche Bemessung einer Datenbank mit Erfahrungswerten zu spezifischen Vakuumverpackungen 3 entnommen werden oder auch über eine Benutzereingabe 100 an die Prüfstation 1 übergeben werden. Sofern die räumliche Bemessung der Vakuumverpackungen der Produkte (im Wesentlichen) gleichbleibend ist, kann ein entsprechender Initialisierungswert auch in einem Speicher der Prüfstation 1 abgelegt sein und ausgelesen werden. Es ist auch möglich, dass die Prüfstation die initiale räumliche Bemessung mittels maschinellem Lernen basierend auf den Sensordaten der geprüften Vakuumverpackungen kontinuierlich oder periodisch anpasst. In diesen alternativen Beispielen kann die Erfassung der initialen räumlichen Bemessung der einen oder der mehreren zu prüfenden Vakuumverpackungen 3 bei Anliegen des Referenzdrucks entfallen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Sensorik 7 dazu eingerichtet, basierend auf einer Änderung der räumlichen Bemessung der Vakuumverpackung(en) 3 während der Prüfdruckbeaufschlagung relativ zur initialen räumlichen Bemessung der Vakuumverpackung 3(en) zu bestimmen, ob eine überprüfte Vakuumverpackung 3 undicht ist. Die Erfindung macht sich dabei zunutze, dass beim Aussetzen einer undichten Vakuumverpackung 3 von außen mit einem gegenüber einem Referenzdruck reduzierten Prüfdruck sich die räumliche Bemessung der undichten Vakuumverpackung 3 ändert. Bei einer Undichtigkeit in der Vakuumverpackung 3 bläht sich diese in kurzer Zeit stark auf. Das Aufblähen der Vakuumverpackung 3 kann mittels der Sensorik 7 detektiert werden und für die Bestimmung, ob die Vakuumverpackung 3 undicht ist, verwendet werden.
Grundsätzlich können auch mehrere Vakuumverpackungen 3 in einem Prüfprozess gleichzeitig geprüft werden. Je nach Ausgestaltung der Sensorik kann sich in einem solchen Fall die initiale räumliche Bemessung auf alle gleichzeitig zu prüfenden Vakuumverpackungen 3, auf einzelne initiale räumliche Bemessungen der zu prüfenden Vakuumverpackungen 3 (z.B. an unterschiedlichen Prüfpositionen bzw. in unterschiedlichen Prüfbereichen) oder auf einzelne initiale räumliche Bemessungen von Untergruppen der zu prüfenden Vakuumverpackungen 3 (z.B. an unterschiedlichen Prüfpositionen bzw. in unterschiedlichen Prüfbereichen) beziehen. Sofern nachstehend von der Prüfung einer Vakuumverpackung 3 im Singular gesprochen wird, ist damit selbstverständlich auch die Prüfung mehrerer Vakuumverpackungen 3 gleichzeitig bzw. in Untergruppen gemeint.
Die Überprüfung der Vakuumverpackung 3 kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die Sensorik 7 in einem sogenannten Initialisierungszustand erste Sensordaten erfasst, welche die initiale räumliche Bemessung der Vakuumverpackung 3 (oder mehrerer Vakuumverpackungen 3) im Initialisierungszustand repräsentieren. Dieser Schritt kann aber auch entfallen, sofern die initiale räumliche Bemessung der Vakuumverpackung 3 (oder mehrerer Vakuumverpackungen 3) anderweitig zur Verfügung steht, wie bereits ausgeführt wurde. In einem sogenannten Prüfvorgang, in welchem der Druck, dem die Vakuumverpackung 3 ausgesetzt ist, mittels der Unterdruckerzeugungsvorrichtung 5 vom im Initialzustand herrschenden Referenzdruck auf den Prüfdruck abgesenkt wird, werden zweite Sensordaten mittels der Sensorik 7 erfasst, welche die räumliche Bemessung der Vakuumverpackung 3 (oder mehrerer Vakuumverpackungen 3) während des Prüfvorgangs repräsentieren. Die erfassten zweiten Sensordaten können dabei mehrfach (z.B. in vorgegeben Zeitabständen) oder kontinuierlich von der Sensorik 7 während des Prüfvorgangs, d.h. während der Referenzdruck auf den Prüfdruck abgesenkt wird, erfasst werden.
Infolge der Prüfdruckbeaufschlagung, d.h. der Absenkung des Drucks vom Referenzdruck auf den Prüfdruck, ändert eine überprüfte Vakuumverpackung 3 ihre räumliche Bemessung dann, wenn sie undicht ist. Die Änderung der räumlichen Bemessung äußert sich insbesondere derart, dass sich die geprüfte Vakuumverpackung 3 während der Absenkung des Drucks vom Referenzdruck auf den Prüfdruck aufbläht. Das Aufblähen der Vakuumverpackung 3 kann über die Sensorik 7 erfasst werden. Über eine Auswerteeinheit 9 kann basierend auf einem Vergleich der ersten im Initialisierungszustand erfassen Sensordaten und (einer der mehreren) im Prüfvorgang erfassten zweiten Sensordaten eine Undichtigkeit der Vakuumverpackung 3 erkannt werden.
Alternativ wäre es auch denkbar, zu unterschiedlichen Zeiten im Prüfvorgang erfasste zweite Sensordaten miteinander zu vergleichen. Die Auswerteeinheit 9 könnte in diesem Fall basierend auf einem Vergleich der im Prüfvorgang erfassten (mehreren) zweiten Sensordaten Aufblähen der Vakuumverpackung 3 und somit eine Undichtigkeit der Vakuumverpackung 3 erkennen.
Um eine von der Sensorik 7 erfassbare Änderung der räumlichen Bemessung der Vakuumverpackung 3 erkennen zu können, ist ein in Bezug auf das Volumen des Prüfraums ausreichend hoher Volumenstrom bei der Evakuierung des Prüfraums, im Vergleich zum möglichen Volumenstrom aus dem Inneren der undichten Vakuumverpackung während des Prüfvorgangs entscheiden. Dieser Evakuierungs-Volumenstrom des Prüfraums sollte ausreichend höher sein, als der Volumenstrom aus dem Inneren der defekten Vakuumverpackung, damit sich während des Absenkens des Referenzdrucks _PR auf den Prüfdruck p_P die undichte Vakuumverpackung aufbläht. Entsprechend sollte das Absenken des Referenzdrucks p_R auf den Prüfdruckp_p (d.h. die Evakuierung des Prüfraums) vorteilhafterweise relativ schnell erfolgen, beispielsweise in wenigen oder weniger als einer Sekunde, beispielsweise innerhalb von 0,5 s bis 1,0 s, um eine entsprechende Differenz der Volumenströme sicherzustellen. Dies bedeutet auch, dass der im Prüfraum zu erzeugende Unterdruck Δp = p_R - p_P in aller Regel nicht besonders hoch sein muss (beispielsweise im Bereich des (leichten) Grobvakuums), was wiederum vorteilhaft ist, da so eine Beschädigung von dichten Vakuumverpackungen durch Anlegen eines zu hohen Unterdrucks bezüglich des Innendrucks der Vakuumverpackungen vermieden werden kann. Wie erwähnt liegt dieser in der Lebensmittelindustrie im Bereich 0,06 MPa.
In einer beispielhaften Ausführungsform wird im Prüfraum im Prüfungszustand innerhalb einer vorgegeben Evakuierungszeit der Prüfkammer ein Grobvakuum erzeugt. Unter Grobvakuum wird hier ein absoluter Druck im Bereich zwischen dem Referenzdruck p_R (z.B. Normatmosphäre oder Atmosphärendruck auf Meereshöhe (p_R = 0,101325 MPa)) und einem gegenüber dem Referenzdruck bis zu 0,09 MPa reduzierter Prüfdruck p_P verstanden (d.h. p_R - 0,09MPa ≤ p_P < p_R). Der Referenzdruck kann beispielsweise dem Atmosphärendruck p_R auf der jeweiligen Meereshöhe des Einsatzorts der Prüfstation 1 entsprechen. Es ist grundsätzlich aber auch möglich bzw. denkbar einen noch größeren, in das Feinvakuum (p_P ≤ p_R - 0,09 MPa, z.B. p_P ≤ 0,011325 MPa bei p_R = 0,101325 MPa) reichenden Unterdruck im Prüfraum im Prüfvorgang zu erzeugen.
In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann die Differenz Δp zwischen Referenzdruck p_R und Prüfdruck im Bereich 0,03 MPa bis 0,08 MPa (d.h. Δp = p_R - p_P ∈[0,03 MPa; 0,08 MPa]) liegen.Weitere beispielhafte Bereiche für die Differenz Δp zwischen Referenzdruck p_R und Prüfdruck sind:

- 0,03 MPa bis 0,12 MPa (d.h. Δp ∈[0,03 MPa; 0,12 MPa]),
- 0,03 MPa bis 0,1 MPa (d.h. Δp ∈[0,03 MPa; 0,10 MPa]),
- 0,03 MPa bis 0,08 MPa (d.h. Δp ∈[0,03 MPa; 0,08 MPa]),
- 0,03 MPa bis 0,06 MPa (d.h. Δp ∈[0,03 MPa; 0,06 MPa]),
- 0,01 MPa bis 0,08 MPa (d.h. Δp ∈[0,01 MPa; 0,08 MPa]),
- 0,01 MPa bis 0,06 MPa (d.h. Δp ∈[0,01 MPa; 0,06 MPa]),
- 0,01 MPa bis 0,04 MPa (d.h. Δp ∈[0,01 MPa; 0,04 MPa]).

Wie erwähnt, sollte die die einzustellende Druckdifferenz Δp gerade so hoch gewählt werden, dass sich die räumliche Bemessung einer undichten Vakuumverpackung 3 für die Sensorik 7 in einem Prüfvorgang (d.h. innerhalb der Evakuierungszeit) erkennbar ändert. Die Druckdifferenz Δp kann auch vom Material der Verpackung (z.B. Folie) abhängen, so dass die einzustellende Druckdifferenz Δp basierend auf dem Material der Vakuumverpackung gewählt werden kann. Verpackungen mit stärkeren Folien können beispielsweise ein höherer Prüfdruck erfordern, als dünnere Folien oder wiederverschließbare Vakuumverpackungen. Ferner kann zu berücksichtigen sein, dass die Druckdifferenz Δp nicht so groß ist (also im Bereich des Grobvakuums bzw. im unteren Bereich des Feinvakuums liegt), dass eine dichte Vakuumverpackung 3 durch das Anlegen des Prüfdrucks beschädigt und damit undicht wird (z.B. auch bei wiederverschließbaren Vakuumverpackungen). Ferner kann zu beachten sein, wie der Prüfraum in der jeweiligen Realisierung der Prüfstation ₁ gebildet wird. Beispielsweise kann der Prüfraum teilweise von einer flexiblen Auflagefläche (z.B. ein Förderband) begrenzt sein, so dass beispielsweise die einzustellende Druckdifferenz Δp nicht so hoch sein sollte, dass sie die Auflagefläche nicht derart verformt, dass dadurch die eine die Messung der Sensorik 7 beeinflusst wird und falsche Ergebnisse bei der Dichtigkeitsprüfung erhalten werden.
Um einen ausreichenden Volumenstrom zur Evakuierung der Prüfkammer innerhalb der Evakuierungszeit zu gewährleisten, kann die Unterdruckerzeugungsvorrichtung 5 beispielsweise eine Förderleistung von mehr als 500 m³/h, insbesondere von mehr als 550 m³/h, 600 m³/h, 650 m³/h oder von mehr als 700 m³/h aufweisen. In einer Ausführungsform der Erfindung ermöglich die Unterdruckerzeugungsvorrichtung 5 einen Volumenstrom von 720 m³/h (= 0,2 m³/s). Grundsätzlich kann der notwendige Volumenstrom der Unterdruckerzeugungsvorrichtung 5 basierend auf dem gewünschten Unterdruck Δp, dem Volumen der Prüfkammer und der gewünschten Evakuierungszeit ermittelt werden.
Die Auswerteeinheit 9 kann beispielsweise eine Rechnereinheit sein, die insbesondere als ein Prozessor oder als System-on-Chip (SoC) ausgeführt sein kann. Die Auswerteeinheit 9 kann auch als Verarbeitungseinheit bezeichnet werden. Die Auswerteeinheit 9 kann ferner auch einen flüchtigen (z.B. DRAM) und/oder einen nicht-flüchtigen Speicher (z.B. Flash-Speicher, SSD, etc.) umfassen, in dem die erfassten Messdaten der Sensoreinheit der Sensorik 7 zur Auswertung zwischengespeichert werden und/oder die initiale räumliche Bemessung der zu prüfenden Vakuumverpackungen 3 abgelegt sein kann. Die Recheneinheit kann eine gewöhnliche CPU sein, aber auch als digitaler Signalprozessors (DSP), als Programmable Logic Device (DSP), Field Programmable Gate Array (FPGA) oder Applicaiton Specific Integrated Circuit (ASIC) implementiert werden. Die Auswerteeinheit 9 kann Befehle ausführen, um die Prüfstation 1 zu veranlassen, die hierin beschrieben verschiedenen Ausführungsformen eines Prüfverfahrens auf Dichtigkeit auszuführen. Die Befehle können dabei in einem Speicher der Auswerteeinheit 9 oder einem anderen Speicher (z.B. nicht-flüchtigen Speicher (z.B. Flash-Speicher, SSD, etc.) gespeichert sein, auf den die Auswerteeinheit 9 zugreifen kann.
Die Auswerteeinheit 9 kann ferner ein Steuersignal erzeugen, dass anzeigt, wenn eine undichte Vakuumverpackung 3 erkannt wurde. Das Steuersignal kann alternativ oder zusätzlich ein akustisches oder optisches Alarmsignal sein, dass ausgegeben wird, um beispielsweise eine manuelle Aussortierung der undichten Vakuumverpackung 3 zu veranlassen.
Die Prüfstation 1 kann ferner Steuerungseinheit 11 aufweisen, die dazu eingerichtet ist, gemäß dem jeweiligen Arbeitszustand, d.h. dem Initialisierungszustand oder dem Prüfvorgang, den Betrieb der Unterdruckerzeugungsvorrichtung 5 und/oder der Sensorik 7 zu steuern. Über eine gestrichelte Linie mit dem Bezugszeichen 13 in 1 ist repräsentativ eine Elektronikkomponente 13 darstellt, die insbesondere die vollständige Elektronik der Prüfstation 1 strukturell und/oder örtlich zusammenfasst.
2 zeigt eine beispielhafte Ausführung einer Fertigungs- oder Förderlinie 15, in die eine erfindungsgemäße Prüfstation 1 integriert ist. In Förderrichtung F ist eingangs eine Vakuumverpackungserzeugungsvorrichtung 17, wie eine Tiefzieheinrichtung, angeordnet, die die fertiggestellten Vakuumverpackungen 3 an eine Fördereinrichtung 19, wie ein Transportband, übergibt. In diesem Ausführungsbeispiel wird angenommen, dass die Prüfstation 1 eine eigene Station in der Fertigungslinie 15 bildet. Es ist grundsätzlich jedoch auch möglich, die Prüfstation 1 in die Vakuumverpackungserzeugungsvorrichtung 17 zu integrieren. In diesem Fall kann der Prüfraum der Prüfstation 1 mit dem Raum identisch sein, in dem die Produkte in der Vakuumverpackungserzeugungsvorrichtung vakuumverpackt werden.
An die Vakuumverpackungserzeugungsvorrichtung 17 kann eine optionale Vorbereitungsstation 21 anschließen. In der Vorbereitungsstation 21 können die zu überprüfenden Vakuumverpackungen 3 für einen effizienten und effektiven Betrieb der Prüfstation 1, die in Förderrichtung F anschließt, vorbereitet werden. Beispielsweise kann über die Vorbereitungsstation 21 eine gewünschte, vorbestimmte Position der ankommenden und zu überprüfenden Vakuumverpackungen 3 eingestellt werden.
In der darauffolgenden Prüfstation 1 läuft das erfindungsgemäße Prüfverfahren zum Überprüfen der Dichtheit der Vakuumverpackungen 3 ab. In Bezug auf die Funktionsweise der Prüfstation 1 und den Ablauf des erfindungsgemäßen Prüfverfahrens sei auf die vorhergehenden und nachfolgenden Beschreibungen verwiesen.
Im Anschluss an die Prüfstation 1 sind die überprüften Vakuumverpackungen 3 in Förderrichtung F und quer dazu jeweils versetzt zueinander angeordnet. Das Fördern der überprüften Vakuumverpackungen 3 kann wiederum über eine Förderanlage, wie bspw. ein Transportband 23, erfolgen. Im Anschluss an die Prüfstation 1 kann eine Schleuse 25 angeordnet sein, die dazu eingerichtet ist, die als undicht erkannten Vakuumverpackungen 3 aus der Fertigungslinie 15 in Reaktion auf ein von der Sensorik 7 bzw. von der Prüfstation 1 erzeugtes Steuersignal auszuschleusen. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass lediglich die als dicht erkannten Vakuumverpackungen 3 in die nachgelagerte Bearbeitungsstation 27 übergeben werden. Das zielgerichtete und zentrierte Übergeben der überprüften Vakuumverpackungen 3 in die Bearbeitungsstation 27 erfolgt bspw. über sich trichterartig verjüngende Umlenkbleche, die mittels des Bezugszeichens 29 angedeutet sind.
In den 3-5 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Prüfstation 1 in Vorderansicht (3) Seitenansicht (4) und Draufsicht (5) abgebildet. Auch in diesem Ausführungsbeispiel wird lediglich beispielhaft angenommen, dass die Prüfstation 1 eine eigene Station in der Fertigungslinie 15 bildet. Entsprechend der Fertigungslinie 15 aus 2 werden die zu überprüfenden Vakuumverpackungen 3 in Förderrichtung F mittels eines Transportbands 23 in die Prüfstation 1, durch diese hindurch und von ihr weg gefördert. Die Unterdruckerzeugungsvorrichtung 5 ist gemäß der beispielhaften Ausführung der 3-5 durch ein wenigstens abschnittsweise transparentes, beispielsweise mit einem Sichtfenster versehenes, Gehäuse 31 gebildet, welches in seinem Inneren eine Evakuierungskammer 35 begrenzt, welche den Prüfraum bildet. Die Prüfstation 1 kann einen pneumatischen und/oder elektromechanischen Antrieb aufweisen, um das Gehäuse 31 anzuheben und abzusenken. Beispielsweise kann der Antrieb an die Steuereinheit 11 gekoppelt sein. Die Steuereinheit 11 kann, beispielsweise den Betrieb des Antriebs steuern, insbesondere regeln. Grundsätzlich könnte das Gehäuse 31 relativ zur Vakuumverpackung 3 aber auch unbeweglich sein, beispielsweise, wenn die Prüfstation 1 in eine Vakuumverpackungsanlage integriert wird, deren Evakuierungskammer 35 sowohl für das Vakuumverpacken der Produkte und für den Prüfprozess auf die Dichtheit der Verpackung verwendet werden kann.
Das Gehäuse 31 ist vorzugsweise so leicht wie möglich und so stabil wie nötig zu gestalten. Als Werkstoffe bieten sich beispielsweise PC, Acryl, GFK, Carbon oder dergleichen an. Das Gehäuse 31 weist eine hauben- oder glockenartige Struktur auf. Das Gehäuse 31kann im Querschnitt im Wesentlichen rechteckförmig gebildet sein. Bodenseitig wird der Prüfraum und damit die Evakuierungskammer 35 durch das die Auflage für die Vakuumverpackung 3 bildende Transportband 23 gebildet.
In den 3-5 befindet sich die Prüfstation 1 während des Prüfvorgangs. Das bedeutet, dass das Gehäuse 31 in einem gasdichten und/oder fluiddichten Kontakt mit dem Förderband 23 steht. Zur Verstärkung der Abdichtung zwischen Gehäuseunterseite 31 und Transportband 23 kann das Gehäuse an einer dem Transportband 23 zugewandten Ringauflagefläche 37 eine Dichtung aufweisen, die beispielsweise eine Profillippendichtung, eine Rundschnurdichtung, wie ein O-Ring, eine Silikondichtung oder eine Flachdichtung sein kann.
Wie in 4 durch den Doppelpfeil mit dem Bezugszeichen 39 angedeutet, kann das Gehäuse 31 zum Einnehmen der verschiedenen Arbeitszustände der Unterdruckerzeugungsvorrichtung 5 gemäß den 3-5 senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Transportbands 23, insbesondere vertikal auf und ab, bewegt werden.
An einer Oberseite 41 des Gehäuses 31 ist ein Anschluss 43 für eine nicht dargestellte Unterdruckquelle vorgesehen. Der Anschluss 43 kann beispielsweise ein Vakuumanschluss in Form einer Schlauchtülle sein. Es sei klar, dass der Anschluss 43 beliebig an dem Gehäuse 31 positionierbar ist, solange der Betrieb der Unterdruckerzeugungsvorrichtung 5 und ein ausreichend hoher Volumenstrom durch den Anschluss 43 sichergestellt werden kann. Über den Anschluss 43 kann mittels der Unterdruckquelle und zugehörigen Komponenten in dem Prüfraum abhängig vom Arbeitszustand der Unterdruckerzeugungsvorrichtung 5 der Prüfdruck, ein Referenzdruck oder ein Initialisierungsdruck, wie ein Atmosphärendruck, eingestellt werden. Die Unterdruckerzeugungsvorrichtung 5 kann beispielsweise einen Verdichter oder eine Pumpe (in 3-5 nicht gezeigt) umfassen, der/die an den Anschluss 43 angeschlossen ist, um den Prüfdruck im inneren des Gehäuses 31 anzulegen. Die Pumpe bzw. der Verdichter kann beispielsweise eine Förderleistung von mehr als 500 m³/h, insbesondere von mehr als 550 m³/h, 600 m³/h, 650 m³/h oder von mehr als 700 m³/h aufweisen, um den Referenzdruck auf den Prüfdruck während des Prüfvorgangs abzusenken. Die Unterdruckerzeugungsvorrichtung 5 kann auch ein oder mehrere Ventile (in 3-5 nicht gezeigt) aufweisen, um den Referenzdruck im Inneren der Evakuierungskammer 35 herzustellen. Verdichter/Pumpe bzw. das Ventil können von einer Steuerungseinheit 11 gesteuert werden.
Die Sensorik 7 zum Erfassen von Sensordaten der Vakuumverpackung 3, mittels denen bestimmt werden kann, ob die überprüfte Vakuumverpackung 3 undicht ist, ist in dem gezeigten Beispiel etwa mittig in Bezug auf eine Längserstreckung des Gehäuses 31 angeordnet. In der beispielhaften Ausführung der 3-5 umfasst die Sensorik einen optischen Sensoreinheit 45, die dazu eingerichtet ist, ein Lichtvorhang 47 zu erzeugen. Wie es schematisch in 3 zu sehen ist, weist der Lichtvorhang 47 mehrere parallele Lichtstrahlen auf und erstreckt sich quer zur Förderrichtung F insbesondere über die gesamte Breite des Transportbands 23. Der Lichtvorhang 47 der Sensoreinheit 45 wird durch entsprechende Lichtquellen der Sensoreinheit 45 auf einer Seite des Förderbands 23 gebildet, die quer zur Förderrichtung F ausgestrahlt werden und auf Lichtdetektoren der Sensoreinheit 45 der anderen Seite des Förderbands 23 gerichtet sind. Die Lichtstrahlen können dabei (in Förderrichtung F betrachtet) in einem vorgegebenen Abstand parallel zueinander ausgerichtet sein. Die Lichtquellen der Sensoreinheit 45 können dabei auf einer Linie oder im Wesentlichen in einer Linie (z.B. zueinander leicht versetzt) angeordnet sein. Beispielsweise kann der Abstand der Lichtstrahlen (bzw. der Abstand der Lichtquellen) 1 mm bis 10 mm, bevorzugt 3 bis 8 mm, und besonderes bevorzugt 5 mm betragen. Grundsätzlich sind jedoch auch größere oder kleiner Abstände denkbar.
Die Lichtdetektoren der Sensoreinheit 45 erkennen, ob der zugeordnete Lichtstrahl auf den jeweiligen Lichtdetektor trifft oder durch ein Objekt unterbrochen wird. Die Lichtdetektoren der Sensoreinheit 45 geben dabei im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs jeweils ein entsprechendes Detektionssignal an die Auswerteeinheit 9 aus.
Die zu überprüfende Vakuumverpackung 3 wird mit dem Lichtvorhang 47 beaufschlagt, um mittels der Lichtdetektoren der Sensoreinheit 45 im Initialzustand und während des Prüfvorgangs jeweils Sensordaten zu generieren, die der Auswerteeinheit 9 zugeführt werden und dazu verwendet werden, zu überprüfen, ob die überprüfte Vakuumverpackung 3 undicht ist. Die der Auswerteeinheit 9 zugeführten Sensordaten repräsentieren die initiale räumliche Bemessung der zu überprüfenden Vakuumverpackung 3 im Initialisierungszustand (erste Sensordaten) und die (eventuell veränderte) räumliche Bemessung der zu überprüfenden Vakuumverpackung 3 während des Prüfvorgangs (zweite Sensordaten). Zeigen die ersten und zweiten Sensordaten eine veränderte räumliche Bemessung der zu überprüfenden Vakuumverpackung 3 an, so ist die Vakuumverpackung 3 undicht. Die Sensordaten können in der gezeigten Ausführungsform die Anzahl der unterbrochenen bzw. nicht unterbrochenen Lichtstrahlen im Initialzustand (N_initial) und während des Prüfvorgangs (N_prüfung) anzeigen. Sofern die Differenz dieser Zahlen (bzw. deren Betrag) einen Schwellenwert S > 0 überschreitet (|N_initial - N_prüfung | ≥ S oder | N_initial - N_prüfung | > S)), erkennt die Auswerteeinheit 9 eine undichte Vakuumverpackung 3 und gibt ein entsprechendes Steuersignal aus. In einem Ausführungsbeispiel ist der Schwellenwert S ∈ [1, 2, 3, 4, ...]. Das Steuersignal kann beispielweise die nachfolgende Schleuse 25 steuern, so dass die als undicht erkannte Vakuumverpackung 3 aus der Fertigungslinie 15 ausgeschleust wird. Lichtquellen der Sensoreinheit 45 können dabei auf einer Linie oder im Wesentlichen in einer Linie (z.B. zueinander leicht versetzt) angeordnet sein. Beträgt der Abstand Lichtstrahlen (bzw. der Abstand der Lichtquellen) der Sensoreinheit 45 beispielsweise 5 mm, so würde eine Schwellenwert von S=2 und die Bedingung |N_initial - N_prüfung | > S) bedeuten, dass sich die räumliche Bemessung um mindestens 10 mm ändern müsste, damit die Auswerteeinheit 9 eine Vakuumverpackung 3 als undicht erkennt. Über die Wahl des Schwellenwerts S kann die „Empfindlichkeit“ der Auswerteeinheit 9 bei der Erkennung von undichten Vakuumverpackungen 3 gesteuert werden, um beispielsweise fehlerhaftes Erkennen von Vakuumverpackungen zu vermeiden. Beispielsweise könnte sich aufgrund des Unterdrucks im Prüfungsvorgang bei einer dichten Vakuumverpackung von Fleisch, Fleischsaft an einer Stelle der Vakuumverpackung sammeln und lokal zu einer Änderung der räumlichen Bemessung der Vakuumverpackung führen, die dann von der der Auswerteeinheit 9 falsch als Undichtheit erkannt werden könnte. Da solche potentiell auftretenden Änderungen der räumlichen Bemessung bei dichten Vakuumverpackungen im Vergleich zu Änderungen der räumlichen Bemessung von tatsächlich undichten Vakuumverpackungen in der Praxis kleiner ausfallen, kann der Schwellenwert S daher zur Vermeidung von „False Positives“ dienen.
Es ist auch möglich, dass die Sensoreinheit 45 nur ein Lichtdetektor umfasst, auf den alle Lichtstrahlen treffen (sofern sie nicht unterbrochen werden). In diesem Fall misst der Lichtdetektor die Lichtintensität (die mit der Anzahl der auftreffenden Lichtstrahlen korreliert) und die von der Sensoreinheit 45 ausgegebenen Sensorsignale repräsentieren die gemessene Lichtintensität im Initialzustand und während des Prüfvorgangs. Eine Änderung der äußeren Bemessung der Vakuumverpackung 3 kann in diesem Falle von der Auswerteeinheit 9 anhand einer Änderung (insbesondere, Verringerung) der gemessenen Lichtintensität zwischen Initialzustand und einer Messung während des Prüfvorgangs erkannt werden.
Der optischen Sensoreinheit 45 ist eine nachgelagerte Lichtschranke 49 oder ein ähnliches optoelektronisches System zugeordnet. Die Positionierung der zu prüfenden Vakuumverpackungen 3 relativ zur Sensoreinheit 45 erfolgt in diesem Beispiel mittels der Lichtschranke 49 oder dem ähnlichen optoelektronischen System. Der Abstand der Lichtschranke 49 und der Sensoreinheit 45 ist beispielsweise basierend auf der Größe der Vakuumverpackung 3 in Förderrichtung F so gewählt, dass der Lichtvorhang 47 der Sensoreinheit 45 (in etwa) die Mitte (insbesondere den Flächenschwerpunkt) der Vakuumverpackung 3 erfasst, wenn das Ende der Vakuumverpackung 3 in Förderrichtung F die Lichtschranke 49 unterbricht. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die die Sensorik 7 (Sensoreinheit 45) beim eine geeignete Position relativ zu der zu überprüfenden Vakuumverpackung 3 aufweist, um die Dichtheit der Vakuumverpackung 3 zu prüfen.
Die Lichtschranke 49 oder ein ähnliches optoelektronisches System ist mit der Steuerungseinheit 11 verbunden, so dass die Steuerungseinheit 11 einen Prüfungsvorgang in Abhängigkeit eines Ausgangssignals der Lichtschranke 49 oder einem ähnlichen optoelektronischen System initiieren kann. Wenn die Lichtschranke 49 von einer Vakuumverpackung 3 auf dem Förderband 23 unterbrochen wird, kann die Steuerungseinheit 11 das Förderband 23 stoppen und der Prüfzyklusbeginnt.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst der Prüfzyklus, das Absenken des Gehäuses 31 (Herstellen des Initialisierungszustands bei Referenzdruck), die Bestimmung der initialen räumlichen Bemessung der zu prüfenden Vakuumverpackung 3 (Erfassung der ersten Sensordaten im Initialisierungszustands), das Absenken des Referenzdrucks auf den Prüfdruck in der Evakuierungskammer 35 (Prüfvorgang), die einmalige, mehrmalige oder kontinuierliche Bestimmung der räumlichen Bemessung der zu prüfenden Vakuumverpackung 3 während des Prüfvorgangs (einmalige, mehrmalige oder kontinuierliche Erfassung der zweiten Sensordaten während des Prüfvorgangs), eine Auswertung der ersten und zweiten Sensordaten und Ausgabe eines Steuersignals durch die Auswerteeinheit 9, sowie das Herstellen des Referenzdrucks in der Evakuierungskammer 35 vor den oder mittels Anheben des Gehäuses 31. Nach einem solchen Prüfzyklus, beispielsweise in Reaktion auf ein Steuersignal der Auswerteeinheit 9, kann die Steuerungseinheit 11 das Förderband 23 wieder starten und mittels der Lichtschranke 49 die nächste Vakuumverpackung 3 für den nächsten Prüfzyklus positionieren, wie nachstehend noch näher erläutert wird. Die Dauer eines Prüfzyklus der Prüfstation kann dabei an den Takt der vorgeschalteten Vakuumverpackungserzeugungsvorrichtung 17 angepasst sein.
Anhand der 6-11 beziehungsweise 12-21 werden zwei weitere Ausführungsbeispiele zur Dichtheitsprüfung von Vakuumverpackungen 3 erläutert. Die zu überprüfenden Vakuumverpackungen 3 werden zunächst mittels des Transportbands 23 in Prüfposition gebracht. Die Positionierung erfolgt durch die Lichtschranke 49, wie bereits in Bezug auf 3-5 ausgeführt wurde. Während der Positionierungsphase der zu überprüfenden Vakuumverpackung 3 befindet sich die Unterdruckerzeugungsvorrichtung 5 in einem von dem Transportband 3 entfernten Passivzustand (6 und 7) und der spätere Prüfraum ist zu diesem Zeitpunkt mit dem Referenzdruck beaufschlagt, der beispielsweise Atmosphärendruck sein kann. Das Verfahren bzw. Bewegen des Gehäuses 31 der Unterdruckerzeugungsvorrichtung 5 kann mittels einer geeigneten Mechanik und/oder Elektronik erfolgen.
Sobald die zu überprüfende Vakuumverpackung 3 in der richtigen Position ist, was mittels der Lichtschranke 49 erkannt wird, kann die Unterdruckerzeugungsvorrichtung 5 aktiviert werden und das Gehäuse 31 in einen Dichtkontakt mit dem Transportband 23 gebracht werden, um den Prüfraum fluiddicht abzuschließen und eine geschlossene Evakuierungskammer 35 zu bilden. Gleichzeitig wird das Transportband 23 angehalten (8 und 9). In dem Prüfraum wird weiterhin der Referenzdruck angelegt und es wird mittels der Sensorik 7, im Beispiel der 6-11 mittels der optoelektronischen Sensoreinheit 45, die einen Lichtvorhang 47 erzeugen kann, die initiale räumliche Bemessung der zu überprüfenden Vakuumverpackung ermittelt (Initialisierungszustand), um erste Sensordaten zu generieren.
Nach dem die ersten Sensordaten generiert wurden, senkt die Unterdruckerzeugungsvorrichtung 5 während des Prüfvorgangs innerhalb einer gegebenen Evakuierungszeit den Druck auf den Prüfdruck ab, in dem über den Anschluss 43 der von dem Gehäuse 31 begrenzte Prüfraum mit einem gegenüber dem Referenzdruck reduzierten Prüfdruck beaufschlagt wird. Der Prüfraum ist mittels der Abdichtung an der dem Transportband 23 zugewandten Ringdichtfläche 37 fluiddicht abgeschlossen. Während der Absenkung des Drucks im Prüfraum erfasst die Sensorik 7 (z.B. Sensoreinheit 45) mindestens einmal zweite Sensordaten, die die räumliche Bemessung der zu überprüfenden Vakuumverpackung 3 während des Absenkens des Referenzdrucks auf den Prüfdruck repräsentieren.
Bei einer undichten Vakuumverpackung 4, wie sie schematisch in 11 abgebildet ist, geht eine Änderung der räumlichen Bemessung der Vakuumverpackung 4 einher, die durch die zweiten Sensordaten repräsentiert werden. In 11 ist schematisch zu sehen, dass sich die Vakuumverpackung 4 gegenüber der Initial-Vakuumverpackung 3 aufgebläht hat, sodass sich dessen Volumen und damit dessen räumliche Bemessung ändert, was durch die erfassten zweiten Sensordaten erkannt werden kann. Durch einen Vergleich der initialen, ersten Sensordaten mit den zweiten, bei Unterdruckbeaufschlagung gewonnenen Sensordaten kann auf einfache Weise und unter Nutzung kostengünstiger Elektronik 13, insbesondere Sensorik 7 (z.B. Sensoreinheit 45 und Auswerteinheit 9), auf eine Undichtigkeit der überprüften Vakuumverpackung 3 bzw. 4 geschlossen werden.
12-21 zeigen eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Prüfstation 1. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird im Wesentlichen auf die in Bezug auf die vorhergehenden Ausführungsformen sich ergebenden Unterschiede sicher eingegangen. Der wesentliche Unterschied der Prüfstation 1 der 12-21 gegenüber der Prüfstation 1 der 6-11 besteht darin, dass das Transportband 3 und damit die Förderung von weiteren, zu überprüfenden Vakuumverpackungen 3 während eines Prüfvorgangs (Prüfzyklus) nicht angehalten werden muss. Die Förderung mittels des Transportbands 23 kann kontinuierlich erfolgen.
Die Unterdruckerzeugungsvorrichtung 5 ist dazu eingerichtet und derart ausgebildet, dass sie, um einen Prüfvorgang durchzuführen, sich mit dem fahrenden Transportband 23 mitbewegt (siehe insbesondere der Vergleich der 16 und 18). Zum Verfahren der Unterdruckerzeugungsvorrichtung 5 ist ein Portalroboter 51 vorgesehen, der dazu eingerichtet ist, die Unterdruckerzeugungsvorrichtung 5, insbesondere dessen Gehäuse 31, entsprechend der Vakuumverpackungsförderung zu verfahren.
Der Portalroboter 51, der beispielsweise ein 2-Achsen-Linienportal sein kann, ist anhand des in 15 abgebildeten Bewegungsschemas verdeutlicht. Zu Beginn eines Überprüfungsvorgangs befindet sich das Gehäuse 31 der Unterdruckerzeugungsvorrichtung 5 in der Startposition a (12 und 13). Sobald eine zu überprüfende Vakuumverpackung 3 sich in der richtigen Position befindet, was beispielsweise mittels der Lichtschranke 49 oder eines ähnliches optoelektronischen Systems erkannt und bestätigt wird, wird das Gehäuse 3 entsprechend eines insbesondere vertikalen Verfahrwegs e abgesenkt und in eine Dichtkontaktposition mit dem sich kontinuierlich bewegenden Transportbands verbracht.
Sobald der Dichtkontakt mit dem Transportband 23 mittels des Gehäuses 31 hergestellt ist, kann in dem vom Gehäuse 31 und dem Transortband 23 begrenzten Prüfraum, in dem der Referenzdruck herrscht, ersten Sensordaten mittels der Sensorik 7 (z.B. Sensoreinheit 45) generiert werden, welche die initiale räumliche Vermessung der zu überprüfenden Vakuumverpackung 3 repräsentieren. Währenddessen fördert das Transportband 23 kontinuierlich weiter und der Portalroboter 51 bewegt das Gehäuse 31 entsprechend der Fördergeschwindigkeit des Transportbands 23 in Förderrichtung F mit.
Nachdem die ersten Sensordaten erfasst wurden, kann mittels der Unterdruckerzeugungsvorrichtung 5 der Druck im Prüfraum auf den Prüfdruck abgesenkt werden. Mittels der Sensorik 7 (z.B. Sensoreinheit 45) werden während der Absenkung des Drucks mindestens einmal die zweiten Sensordaten erfasst werden. Jede solchen zweiten Sensordaten repräsentieren die räumliche Bemessung der Vakuumverpackung zum Zeitpunkt der Messung im Prüfvorgang. Sobald die (jeweiligen) zweiten Sensordaten erfasst wurden können diese von der Auswerteeinheit 9 ausgewertet werden. Während des Prüfvorgangs hat das Gehäuse 31 die insbesondere horizontale Prüfstrecke d zurückgelegt (vergleiche 15 und 20).
Das Gehäuse 31 kann anschließend wieder angehoben werden mittels des Portalroboters 51 zum Einnehmen eines Passivzustands bzw. eines Positionierungszustands (vgl. 20 und 21) und es kann ein neuer Prüfzyklus beginnen. Das Gehäuse 31 wird zurück in die Startposition a (12) verbracht. Die Dauer eines Prüfzyklus, die Bewegungsgeschwindigkeit des Portalroboters und die Taktung der zu überprüfenden Vakuumverpackungen können derart aufeinander abgestimmt sein, dass, sobald das Gehäuse 31 sich nach einem Prüfvorgang aus dessen Endpunkt c wieder zurück zum Startpunkt a bewegt hat, bereits eine weitere, zu überprüfende Vakuumverpackung 3 mittels des Transportbands 23 zugefördert wurde, sodass unmittelbar ein neuer Prüfzyklus gestartet werden kann, in dem das Gehäuse 31 mittels des Portalroboters 51 auf das sich kontinuierlich bewegende Transportband 23 abgesenkt wird. Dazu können die Steuerungseinheit 11 und die Sensorik 7 (insbesondere Auswerteeinheit 9) aufeinander abgestimmt sein und miteinander kommunizieren.
In den Ausführungsbeispielen der 2 bis 21 umfasst die Sensorik 7 eine optische Sensoreinheit 45, die die Änderung der räumlichen Bemessung der zu prüfenden Vakuumverpackung 3 mittels eines Lichtvorhangs 47 erkennen kann. Die Sensorik 7 grundsätzlich jedoch auch mittels eines oder mehrerer optoelektronischer Sensoren, mittels einer oder mehrerer elektronischer Bilderfassungseinheit(en) und/oder mittels einer oder mehrerer nach dem Doppler-Prinzip arbeitenden/e Sensor(en) realisiert werden. Die Sensorik 7 kann auch eine Kombination der genannten unterschiedlichen Sensorarten enthalten.
Als Bilderfassungseinheit kommt grundsätzlich 2-dimensionale als auch 3-dimensionale Bilderfassungseinheiten infrage. Ein Beispiel für eine zweidimensionale Bilderfassung ist ein Charge Coupled Device (CCD)-Bildsensor, wie sie auch in herkömmlichen digitalen Kameras eingesetzt werden. Eine 3-dimensionale Bilderfassung könnte beispielsweise mittels einer Tiefenkamera realisiert werden, die Distanzen relativ zur Bildebene messen kann. Hierbei kommt beispielsweise eine sogenannte TOF (Time of Flight) Kamera infrage, die mittels eines Laufzeitverfahrens Distanzen messen kann. Die Bildsensoren müssen nicht besonders hochauflösend sein, es reicht aus, wenn die gewonnenen Bilddaten Änderungen in der Bemessung der zu prüfenden Vakuumverpackungen 3 erkennbar machen. Die Bildsensoren können im optischen Bereich aber auch im Infrarotbereich arbeiten. Ferner kann auch bei der Verwendung von Bildsensoren durch geeignete Wahl von Schwellenwerten sichergestellt werden, dass dichte Vakuumverpackungen nicht falsch als undichte Verpackungen erkannt werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst die Sensorik 7 mindestens eine Bilderfassungseinheit. Jede Bilderfassungseinheit erfasst dabei ein Bild der einen oder der mehreren prüfenden Vakuumverpackungen 3 im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs. Die so gewonnenen Bilder werden der Auswerteeinheit 9 zugeführt, die basierend auf einem Vergleich der im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs erfassten Bilder eine Undichtheit mindestens einer der einen oder mehreren Vakuumverpackungen erkennt. Die Bilddaten der Bilder im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs können in der Auswerteeinheit9 optional einer Filterung und/oder Bildverarbeitung unterzogen werden, die Unterschiede der im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs erfassten Bilder verstärkt. Die Filterung kann beispielsweise ein Kantenfilter sein, der die Konturen der Vakuumverpackung 3 in den Bildern besser erkennbar macht. Eine Bildverarbeitung kann beispielsweise die Bildung von Differenzbildern aus miteinander korrespondierender Bilddaten im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs beinhalten. Die Bilderfassungseinheit kann dabei eine 2-dimensionale oder 3-dimensionale Bilderfassung realisieren. Die Bildebene kann dabei beispielsweise von oben und im Wesentlichen senkrecht zur Ebene des Förderband 23 eingestellt werden. Jedoch ist auch denkbar, wie auch in den Ausführungsbeispielen der 2-21, die Bildebene quer zur Förderrichtung F einzurichten, sowie es bei der Sensoreinheit 45 der Fall ist. Auch können mehrere Bildsensoren die zu prüfende eine oder mehreren Vakuumverpackungen 3 in unterschiedlichen Blickwinkeln erfassen. Wird beispielsweise eine TOF-Kamera verwendet, können die ermittelten Distanzen in den Bildern im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs miteinander verglichen werden und die Auswerteeinheit9 kann eine undichte Vakuumverpackung 3 erkennen, wenn die Abweichungen der Distanzen in den Bildern im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs einen vorgegebenen Schwellenwert überschreiten.
Optional kann die Sensorik 7 ferner eine Projektionseinheit umfassen, die ein Lichtgitter mit einem vorbestimmten Raster erzeugt, mit dem die eine oder die mehreren Vakuumverpackungen 3 beaufschlagt werden. In einer beispielhaften Weiterbildung erfasst die Bilderfassungseinheit dieses Lichtgitter. Die Auswerteeinheit 9 kann anhand einer Änderung des Rasters des Lichtgitters in den Bildern im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs auf die Dichtheit der einen oder mehreren Vakuumverpackungen schließen. Die Prüfung auf Dichtheit in einem Prüfbereich kann auf einem Vergleich der Bilddaten der Bilder im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs in dem Prüfbereich basieren. Die Unterschiede in den Bilddaten können beispielsweise anhand eines Differenzbilds zwischen einander entsprechender Bilddaten im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs ermittelt werden. In einer beispielhaften Implementierung kann die Auswerteeinheit 9 schließen, dass zumindest eine Vakuumverpackung undicht ist, wenn die Entropie der Bilddaten im Differenzbild größer als ein entsprechender Schwellenwert ist, der eine auf eine undichte Vakuumverpackung hindeutet.
In den Ausführungsbeispielen der 2 bis 21 ist die Sensorik 7, insbesondere die Sensoreinheit 45, außerhalb des Gehäuses 31 angeordnet. Entsprechend ist das Gehäuse transparent, bzw. in Teilen transparent ausgestaltet, so dass die Vakuumverpackung 3 im Inneren des Prüfraums mit dem Lichtvorhang 47 beaufschlagt werden kann. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, dass Teile der Sensorik 7, insbesondere die Sensoreinheit mit einem oder mehreren Sensoren im Inneren des Gehäuses 31 angebracht ist und die zu prüfende mindestens eine Vakuumverpackung 3 erfasst. In diesem Fall muss das Gehäuse 31 auch nicht zumindest in Teilen transparent ausgeführt werden. Insbesondere ist diese Ausgestaltung auch für Implementierungen relevant, in denen der Prüfraum nicht durch ein gesondertes Gehäuse 31 umschlossen werden muss, beispielsweise, wenn die Prüfstation 1 in einer Vakuumverpackungsanlage (z.B. Tiefzieheinrichtung) integriert ist. In einem solchen Fall ist sicherzustellen, dass die Sensoreinheit der Sensorik 7 auch bei Anlegen des Prüfdrucks zuverlässig arbeitet. Eine weitere Alternative ist, dass der Sensortyp der Sensoreinheit so gewählt und auf das Material des Gehäuses 31 abgestimmt ist, dass die Sensoreinheit die Vakuumverpackung 3 auch im Inneren des Gehäuses 31 erfassen kann, selbst wenn die Sensoreinheit außerhalb des Gehäuses 31 angeordnet ist. Dabei kann beispielsweise die Sensoreinheit einen oder mehrere nach dem Doppler-Prinzip arbeitende Sensoren, wie zum Beispiel Mikrowellen-Sensoren, umfassen.
Wie bereits angedeutet, muss die Sensoreinheit der Sensorik 7 nicht zwingend quer zur Förderleistung 23 der Vakuumverpackungen 3 ausgerichtet werden. Im Grunde ist lediglich sicherzustellen, dass die Sensoreinheit die Vakuumverpackungen 3 im Initialisierung und während des Prüfvorgangs zu erfassen kann, dass anhand der erfassten Sensordaten eine Änderung der räumlichen Bemessung der Vakuumverpackungen 3 erkennbar ist. Die Sensoreinheit könnte beispielsweise auch senkrecht zur Ebene der Fördereinrichtung 23 ausgerichtet sein, bzw. könnten mehrere Sensoren der Sensoreinheit aus unterschiedlichen Blickwinkeln die Vakuumverpackungen 3 im Prüfraum erfassen.
Die Prüfstation 1 kann, wie mehrfach erwähnt, auch eingerichtet sein, mehrere Vakuumverpackungen 3 gleichzeitig in einem Prüfzyklus auf Dichtheit zu überprüfen. Die mehreren Vakuumverpackungen 3 werden in einem solchen Fall gleichzeitig innerhalb des die Evakuierungskammer 35 begrenzenden Gehäuses 31 angeordnet, die Evakuierungskammer 35 evakuiert und mittels der Sensorik 7 werden sämtliche der mehreren Vakuumverpackungen 3 gleichzeitig geprüft. Im Ausführungsbeispiel der 2-21 könnten beispielsweise mehrere Vakuumverpackungen 3 gleichzeitig mittels der Sensoreinheit 45 geprüft werden, wenn diese beispielsweise quer zur Förderrichtung F auf dem Förderband 23 positioniert wären. In einem solchen Fall könnte die Sensoreinheit 45 jedoch nur erkennen, ob eine der mehreren Vakuumverpackungen 3 undicht ist, ohne jedoch unterscheiden zu können, welche der Verpackungen 3 nicht dicht ist. Grundsätzlich könnten zur Erhöhung der Anzahl der gleichzeitig geprüften Vakuumverpackungen 3 auch mehrere Sensoreinheiten 45 in der Prüfstation 1 eingesetzt werden, die entgegen der Förderrichtung F in vorbestimmten Abständen angeordnet werden könnten. Die Vakuumverpackungen 3 müssten entsprechend dieser Abstände auf dem Förderband 23 positioniert werden, dass jede der Sensoreinheit 45 eine einzelne Vakuumverpackungen 3 erfassen kann. In diesem Fall könnte die Sensorik 7 unterscheiden, welche der Vakuumverpackungen 3 undicht ist und so gezielt das Ausschleusen einzelner undichter Vakuumverpackungen 3 mittels entsprechender Steuersignale veranlassen. Alternativ dazu könnten auch in diesem Ausführungsbeispiel mehrere Vakuumverpackungen 3 quer zur Förderrichtung F und - in Förderrichtung F - in mehreren Reihen angeordnet werden, wobei jede Reihe mittels einer Sensoreinheit 45 überprüft werden könnte. Die Sensorik 7 der Prüfstation 1 kann so in die Lage versetzt werden, unterschiedliche Prüfpositionen oder Prüfbereiche, die jeweils mindestens einer der Vakuumverpackungen 3 zugeordnet sind, individual zu erfassen.
Bei der Verwendung einer Bilderfassungseinheit als Sensoreinheit der Sensorik 7 könnten unterschiedliche Prüfpositionen bzw. Prüfbereiche unterschiedlichen Bereichen in den Bilddaten zugeordnet werden. Die Auswerteeinheit 9 könnte in einem solchen Fall die korrespondierenden Bereiche in den Bilddaten im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs miteinander vergleichen, um pro Bildbereich und somit pro Prüfposition bzw. Prüfbereich zu ermitteln, ob in dem jeweiligen Bereich eine undichte Vakuumverpackung 3 existiert. Sofern jede Prüfposition bzw. jeder Prüfbereich einer einzelnen Vakuumverpackung 3 entspricht, kann mir Sensorik 7 bestimmen, welche der gleichzeitig geprüften Vakuumverpackungen 3 undicht ist oder sind und mittels der Steuersignale entsprechende Maßnahmen, wie das Ausschleusen der undichten Vakuumverpackungen 3, veranlassen.
In den 22 und 23 sind schematische Flussdiagramme zur Darstellung beispielhafter Ausführungen erfindungsgemäßer Überprüfungsverfahren 100 abgebildet. Die einzelnen Schritte der Flussdiagramme können beispielsweise als Programcode realisiert werden, der aus Befehlen besteht. Die die einzelnen Verfahrensschritte realisierenden Befehle können beispielsweise auf einem nicht-flüchtigen Speichermedium (z.B. ein Read-only Memory (ROM), ein Flash-Speichermodul, ein Solid-State Drive (SSD) oder dergleichen) gespeichert sein. Die Ausführung der Befehle durch eine Recheneinheit bzw. eine Prozessoreinheit führt dazu, dass die einzelnen Schritte des Verfahrens von den entsprechenden Einheiten der Prüfstation 1 ausgeführt werden. Die Auswerteeinheit 9 kann eine solche Recheneinheit bilden.
Im Schritt 101 wird die zu überprüfende Vakuumverpackung 3, die eine initiale räumliche Bemessung bei einem Referenzdruck aufweist, mit einem gegenüber dem Referenzdruck reduzierten Prüfdruck ausgesetzt. Anschließend wird im Schritt 103 eine Änderung der räumlichen Bemessung der Vakuumverpackung 3 während der Absenkung des Drucks vom Referenzdruck auf den Prüfdruck relativ zur initialen räumlichen Bemessung der Vakuumverpackung 3 erfasst. Schritte 101 und 103 können beinhalten, dass eine Sensorik 7 in der Prüfstation 1 die räumliche Bemessung von einer oder mehrerer Vakuumverpackungen 3 in einem Prüfraum bei Referenzdruck und während der Absenkung des Drucks auf den Prüfdruck erfasst, wie zuvor ausführlich beschrieben wurde.
Anschließend wird in Schritt 105 bestimmt, ob die überprüfte Vakuumverpackung 3 undicht ist. Dieses Bestimmen im Schritt 105 basiert auf der erfassten Änderung der räumlichen Bemessung der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen 3, die geprüft werden. Die Änderung der räumlichen Bemessung kann dabei auf unterschiedliche Arten und Weisen und mit unterschiedlicher Sensorik 7 erkannt werden.
Beispielsweise kann das Erkennen der Änderung der räumlichen Bemessung der einen oder mehreren gleichzeitig zu prüfenden Vakuumverpackungen 3 die folgenden Schritte umfassen: Zunächst werden erste Sensordaten mittels einer Sensorik 7 erfasst. Diese ersten Sensordaten repräsentieren die initiale räumliche Bemessung der zu überprüfenden Vakuumverpackung(en) 3 in einem Initialisierungszustand bei Anliegen eines Referenzdrucks erfasst (Schritt 107). Schritt 102 kann auch entfallen, wenn die initiale räumliche Bemessung der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen 3 bekannt ist, beispielsweise, aus einem Speicher ausgelesen werden kann oder vom Bedienpersonal vorgegeben wird. Anschließend werden zweite Sensordaten mittels der Sensorik 7 erfasst, die die räumliche Bemessung der zu prüfenden Vakuumverpackung(en) 3 während eines (dem Initialisierungszustand zeitlich folgenden) Prüfvorgangs repräsentieren, in dem der Druck im Prüfraum auf den Prüfdruck abgesenkt wird (Schritt 109). Schließlich werden (Schritt 111) die erfassten ersten Sensordaten (bzw. die entsprechenden bekannten Daten, die die initiale räumliche Bemessung repräsentieren) und die während der Absenkung des Drucks vom Referenzdruck auf den Prüfdruck erfassten zweiten Sensordaten miteinander verglichen, um eine Änderung der räumlichen Bemessung der Vakuumverpackung 3 zu erfassen.
Die Schritte 109 und 111 können auch mehrfach innerhalb der Zeitspanne widerholt werden, in der der Referenzdruck auf den Prüfdruck reduziert wird. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Schritte 109 und 111 in vorgegeben Intervallen oder kontinuierlich ausgeführt werden, während der Referenzdruck auf den Prüfdruck reduziert wird. Wird in einer Iteration der Schritte 109 und 111 eine auf eine undichte Vakuumverpackung hinweisende Veränderung der räumlichen Bemessung der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen 3 erkannt, so kann ein Steuersignal ausgegeben werden, dass das Vorhandensein einer undichten Verpackung anzeigt. Alternativ kann das Steuersignal erst dann ausgegeben werden, wenn eine einen Schwellenwert größer null übersteigende Anzahl von (unmittelbar aufeinander folgenden oder auch nicht unmittelbar aufeinander folgenden) Vergleichen der Daten in den Iterationen des Schritts 111 jeweils eine auf eine undichte Vakuumverpackung hinweisende Veränderung der räumlichen Bemessung der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen 3 hinweist. Optional kann ein Prüfzyklus beendet bzw. abgebrochen werden, wenn eine undichte Verpackung erkannt und das Steuersignal ausgegeben wurde. Ferner kann im Schritt 105 ein Steuersignal ausgegeben werden, das anzeigt, dass keine Undichtheit einer Vakuumverpackung erkannt wurde, wenn keine undichte Vakuumverpackung im Schritt 103, bzw. den Schritten 109 und 111 erkannt wurde.
Wie bereits ausgeführt, kann dieser Vergleich der Sensordaten das Bilden von Differenzdaten aus den ersten und zweiten Sensordaten umfassen, wobei die Differenzdaten von einer Auswerteeinheit 9 ausgewertet werden, um eine undichte Vakuumverpackung 3 zu erkennen. Dabei kann die Auswerteeinheit 9 die Differenzdaten mit einem Schwellenwert vergleichen oder auf Abweichungen gegenüber Referenzdaten prüfen, die auf eine Undichtheit einer geprüften Vakuumverpackung 3 hinweisen. Wenn eine undichte Vakuumverpackung 3 von der Auswerteeinheit 9 erkannt worden ist, so kann dies durch Ausgabe eines Alarmsignals und/oder Steuersignals durch die Auswerteeinheit 9 angezeigt bzw. ausgegeben werden, um so weitere (automatisch erfolgende oder manuell vorzunehmende) Maßnahmen zu ergreifen.
Bezugszeichenliste

1: Prüfstation
3: Vakuumverpackung
4: undichte Vakuumverpackung
5: Unterdruckerzeugungsvorrichtung
7: Sensorik
9: Auswerteeinheit
10: Pfeil
11: Steuereinheit
13: Elektronik
15: Förderlinie
17: Vakuumverpackungserzeugungsvorrichtung
19: Förderanlage
21: Vorbereitungsstation
23: Transportband
25: Schleuse
27: Bearbeitungsstation
29: Umlenkblech
31: Gehäuse
35: Evakuierungskammer
37: Ringdichtfläche
39: Doppelpfeil
41: Oberseite
43: Anschluss
45: Sensor
47: Lichtvorhang
49: Lichtschranke
51: Portalroboter
F: Förderrichtung
100: Überprüfungsverfahren für Vakuumverpackungen
101 -111: Verfahrensschritte

Claims

Prüfstation (1) zum Überprüfen der Dichtheit einer oder mehrerer Vakuumverpackungen (3), wobei jede der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen (3) bei einem Referenzdruck eine initiale räumliche Bemessung aufweist, umfassend: eine Unterdruckerzeugungsvorrichtung (5), die dazu eingerichtet ist, die eine oder die mehreren Vakuumverpackungen (3) von außen einem gegenüber dem Referenzdruck reduzierten Prüfdruck auszusetzen, und eine Sensorik (7), die dazu eingerichtet ist, basierend auf einer Änderung der räumlichen Bemessung mindestens einer der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen (3) während der Prüfdruckbeaufschlagung relativ zur jeweiligen initialen räumlichen Bemessung der einen oder der mehreren Vakuumverpackung zu bestimmen, ob mindestens eine der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen (3) undicht ist.
Prüfstation (1) nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Gehäuse, das einen Prüfraum begrenzt, in dem die eine oder die mehreren Vakuumverpackungen (3) mit dem Prüfdruck beaufschlagt werden, wobei die Unterdruckerzeugungsvorrichtung (5) eingerichtet ist, den Referenzdruck auf den Prüfdruck im Prüfraum abzusenken.
Prüfstation (1) nach Anspruch 2, wobei die Unterdruckerzeugungsvorrichtung (5) eingerichtet ist, den Prüfraum zur Absenkung des Referenzdrucks auf den Prüfdruck mit einem Volumenstrom von mehr als 500 m³/h, insbesondere von mehr als 700 m³/h zu evakuieren.
Prüfstation (1) nach Anspruch 3, wobei die Unterdruckerzeugungsvorrichtung (5) eingerichtet ist, den Prüfraum in weniger als 1 Sekunde vom Referenzdruck auf den Prüfdruck abzusenken.
Prüfstation (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Unterdruckerzeugungsvorrichtung (5) einen ersten Arbeitszustand, im Folgenden Prüfvorgang, in dem sie im Prüfraum den Referenzdruck auf den Prüfdruck absenkt, und einen zweiten Arbeitszustand, im Folgenden Initialisierungszustand, aufweist, in dem sie im Prüfraum den Referenzdruck anlegt.
Prüfstation (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, ferner umfassend eine mit dem Gehäuse (31) zum fluiddichten Begrenzen des Prüfraums zusammenwirkende Auflage für die eine oder die mehreren Vakuumverpackungen.
Prüfstation (1) nach Anspruch 6, wobei die Auflage durch eine Förderanlage gebildet ist, wobei die Förderanlage die zu überprüfende Vakuumverpackung entlang einer Förderrichtung (F) kontinuierlich oder zyklisch fördert und die Unterdruckerzeugungsvorrichtung (5) derart bewegbar gelagert ist, dass die Unterdruckerzeugungsvorrichtung (5) sich entsprechend der Vakuumverpackungsförderung mit bewegen kann.
Prüfstation (1) nach Anspruch 7, ferner umfassend einen Portalroboter, der dazu eingerichtet ist, die Unterdruckerzeugungsvorrichtung (5) entsprechend der Vakuumverpackungsförderung zu verfahren.
Prüfstation (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das Gehäuse (31) eine der Auflage zugeordnete Dichtung zum fluiddichten Abschließen des Prüfraums während des Prüfvorgangs aufweist.
Prüfstation (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei das Gehäuse (31) zumindest teilweise transparent oder mikrowellendurchlässig ist.
Prüfstation (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 10, ferner umfassend eine Steuerungseinheit, die dazu eingerichtet ist, gemäß dem jeweiligen Arbeitszustand den Betrieb der Unterdruckerzeugungsvorrichtung (5) zu steuern.
Prüfstation (1) nach Anspruch 11, wobei die Steuerungseinheit (11) der Unterdruckerzeugungsvorrichtung (5) derart zugeordnet ist, dass die Steuerungseinheit (11) zum Einnehmen des ersten Arbeitszustands einen Verdichter oder eine Pumpe zum Anlegen des Prüfdrucks in dem Gehäuse (31) aktiviert, und/oder dass zum Einnehmen des Initialisierungszustands die Steuerungseinheit (11) die Unterdruckerzeugungsvorrichtung (5) den Verdichter oder die Pumpe zum Anlegen von Referenzdruck in dem Gehäuse (31) deaktiviert.
Prüfstation (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 12, wobei die Unterdruckerzeugungsvorrichtung (5) einen pneumatischen und/oder elektromechanischen Antrieb zum Einstellen des Prüf- und des Initialisierungszustands aufweist.
Prüfstation (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 13, wobei das Gehäuse (31) relativ zu der Vakuumverpackung beweglich gelagert ist, wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, zum Einnehmen des ersten Arbeitszustands das Gehäuse (31) so zu der Vakuumverpackung hin zu bewegen, dass es die eine oder die mehreren Vakuumverpackungen (3) umgibt, und zum Einnehmen eines dritten Arbeitszustands, im Folgenden Passivzustand, von der Vakuumverpackung weg zu bewegen.
Prüfstation (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Sensorik (7) eine Sensoreinheit und eine Auswerteeinheit (9) umfasst, wobei die Sensoreinheit eingerichtet ist, im Initialisierungszustand erste Sensordaten, die die initiale(n) räumliche(n) Bemessung(en) der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen (3) im Initialisierungszustand repräsentieren und während des Prüfvorgangs zweite Sensordaten, die die räumliche(n) Bemessung(en) der der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen (3) während der Absenkung des Referenzdrucks auf den Prüfdruck repräsentieren, zu erfassen, wobei die Auswerteeinheit (9) eingerichtet ist, basierend auf einem Vergleich der ersten und zweiten Sensordaten eine Undichtheit mindestens einer der einen oder mehreren Vakuumverpackungen (3) zu erkennen.
Prüfstation (1) nach Anspruch 15, wobei die Auswerteeinheit (9) eingerichtet ist, bei Erkennen einer Undichtheit von mindestens einer der einen oder mehreren Vakuumverpackungen (3) (3), ein Steuersignal auszugeben, das das Erkennen einer Undichtheit mindestens einer der der einen oder mehreren Vakuumverpackungen (3) anzeigt.
Prüfstation (1) nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Auswerteeinheit (9) eingerichtet ist, bei Erkennen einer Undichtheit von mindestens einer der einen oder mehreren Vakuumverpackungen (3), ein Steuersignal auszugeben, das eine undichte Verpackung unter den mehreren Vakuumverpackungen (3) identifiziert.
Prüfstation (1) nach Anspruch 17, wobei die mehreren Vakuumverpackungen (3) jeweils mit einer Prüfposition oder einem Prüfbereich im Erfassungsfeld der Sensorik (7) assoziiert sind und das Steuersignal für jede undichte Verpackung die entsprechende Prüfposition bzw. den entsprechenden Prüfbereich der undichten Verpackung identifiziert.
Prüfstation (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Sensoreinheit der Sensorik (7) mindestens einen optischen Sensor, einen optoelektronischen Sensor, eine elektronische Bilderfassungseinheit und/oder einen nach dem Doppler-Prinzip arbeitenden Sensor umfasst, die eingerichtet sind, die ersten und zweiten Sensordaten zu erfassen.
Prüfstation (1) nach Anspruch 18, wobei die Sensorik (7) einen oder mehrere optischen Sensoren umfasst, wobei jeder optische Sensor mehrere eindimensional angeordnete Elemente, die einen Lichtvorhang (47) aus mehreren in einem vorbestimmten Abstand angeordneten Lichtstrahlen erzeugen und die eine oder die mehreren Vakuumverpackungen mit dem Lichtvorhang (47) beaufschlagen, sowie den einzelnen Lichtstrahlen zugeordnete Lichtdetektoren, die eine Unterbrechung der einzelnen Lichtstrahlen erkennen, umfasst, wobei die Sensorik (7) eingerichtet ist, basierend auf einer die Änderung der Anzahl der unterbrochenen Lichtstrahlen im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs die Änderung der Bemessung mindestens einer der einen oder mehreren Vakuumverpackungen zu erkennen.
Prüfstation (1) nach Anspruch 20, wobei die Sensorik (7) mehrere optischen Sensoren umfasst, wobei jeder der optischen Sensoren dazu eingerichtet ist, einen Lichtvorhang (47) zu erzeugen und mindestens eine von mehreren Vakuumverpackungen (3) mit dem Lichtvorhang (47) zu beaufschlagen.
Prüfstation (1) nach Anspruch 21, wobei jeder optische Sensor mit einer Prüfposition oder einem Prüfbereich assoziiert ist.
Prüfstation (1) nach Anspruch 19, wobei die Sensorik (7) wenigstens eine Bilderfassungseinheit umfasst, wobei jede Bilderfassungseinheit dazu eingerichtet ist, mindestens ein Bild der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen (3) im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs zu erfassen und der Auswerteeinheit (9) zuzuführen, und wobei die die Auswerteeinheit (9) eingerichtet ist, basierend auf einem Vergleich der im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangserfassten Bilder eine Undichtheit mindestens einer der einen oder mehreren Vakuumverpackungen (3) zu erkennen.
Prüfstation (1) nach Anspruch 23, wobei die Sensorik (7) ferner mehrere optische Sensoren umfasst, die ein Lichtgitter mit einem vorbestimmten Raster erzeugen und die mindestens eine der einen oder mehreren Vakuumverpackungen mit dem Lichtgitter beaufschlagen.
Prüfstation (1) nach Anspruch 23 oder 24, wobei die erfassten Bilder der Bilderfassungseinheit ein auf die einen oder mehreren Vakuumverpackungen (3) beaufschlagtes Lichtgitter mit einem vorbestimmten Raster erfassen, und die Auswerteeinheit (9) anhand einer Änderung des Rasters des Lichtgitters in den Bildern im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs auf die Dichtheit der einen oder mehreren Vakuumverpackungen (3) schließt.
Prüfstation (1) nach einem der Ansprüche 23 bis 25, wobei die Auswerteeinheit (9) eingerichtet ist, die Bilddaten der Bilder im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs einer Filterung und/oder Bildverarbeitung zu unterziehen, die Unterschiede der im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs erfassten Bilder verstärkt.
Prüfstation (1) nach einem der Ansprüche 23 bis 26, wobei die Auswerteeinheit (9) die erfassten Bilder der Kamera in Prüfbereiche unterteilt, wobei jeder Prüfbereich jeweils mindestens einer Verpackung zugeordnet ist, und die Auswerteeinheit (9) eigerichtet ist, für jeden Prüfbereich die mindestens eine Verpackung im Prüfbereich auf Dichtheit zu prüfen, wobei die Prüfung auf Dichtheit in einem Prüfbereich auf einem Vergleich der Bilddaten der Bilder im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs in dem Prüfbereich basiert.
Prüfstation (1) nach Anspruch 27, wobei die Auswerteeinheit (9) eingerichtet ist, die Vakuumverpackungen (3) in mindestens einem der Bilder im Initialisierungszustand und/oder während des Prüfvorgangs zu identifizieren und anhand der identifizierten Vakuumverpackungen (3) die Prüfbereiche zu definieren.
Prüfstation (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, die dazu eingerichtet ist, mehrere Vakuumverpackungen (3) gleichzeitig zu überprüfen.
Prüfstation (1) nach Anspruch 29, wobei die Sensorik (7) dazu eingerichtet ist, unterschiedliche Prüfpositionen oder Prüfbereiche, die jeweils mindestens einer der Vakuumverpackungen (3) zugeordnet sind, individual zu erfassen, und eine Auswerteeinheit (9) umfasst, die dazu eingerichtet ist, die Dichtheit der mindestens einen Vakuumverpackung an jeder Prüfposition bzw. in jedem Prüfbereich basierend auf den Sensordaten der Sensorik (7) individuell zu prüfen.
Verfahren zum Überprüfen der Dichtheit von einer oder mehreren Vakuumverpackungen (3), wobei jede der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen (3) bei einem Referenzdruck eine initiale räumliche Bemessung aufweist, umfassend: Absenken eines Drucks, dem die eine oder die mehreren Vakuumverpackungen (3) ausgesetzt sind, von einem Referenzdruck auf einen relativ zum Referenzdruck reduzierten Prüfdruck; Erfassen einer Änderung der räumlichen Bemessung von mindestens einer der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen (3) während der Absenkung des Drucks relativ zur jeweiligen initialen räumlichen Bemessung der einen oder der mehreren Vakuumverpackung; und Bestimmen, ob mindestens eine der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen (3) undicht ist basierend auf der erfassten Änderung der räumlichen Bemessung.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei das Erfassen einer Änderung der räumlichen Bemessung von mindestens einer der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen (3) während der Absenkung des Drucks relativ zur jeweiligen initialen räumlichen Bemessung der einen oder der mehreren Vakuumverpackung umfasst: Erfassen von ersten Sensordaten einer Sensorik (7), die die initiale räumliche Bemessung der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen (3) in einem Initialisierungszustand bei Anliegen des Referenzdrucks repräsentieren; Erfassen von zweiten Sensordaten einer Sensorik (7), die die räumliche Bemessung der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen (3) in einem dem Initialisierungszustand zeitlich folgenden Prüfvorgang repräsentieren, wobei im Prüfvorgang der Referenzdruck auf den Prüfdruck abgesenkt wird; und Erfassen einer Änderung der räumlichen Bemessung mindestens eines der einen oder mehreren Vakuumverpackungen (3) durch Vergleichen der erfassten ersten und zweiten Sensordaten.
Verfahren nach Anspruch 32, wobei mehrfach oder kontinuierlich zweite Sensordaten während des Absenkens des Referenzdrucks auf den Prüfdruck erfasst werden und die Änderung der der räumlichen Bemessung für mindestens einen Teil der so erfassten zweiten Sensordaten erfasst werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 33, wobei bestimmt wird, ob mindestens eine der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen (3) undicht ist, wenn der Vergleich der Sensordaten anzeigt, dass der Betrag der Änderung der räumlichen Ausdehnung einen Schwellenwert überschreitet.
Verfahren nach einem der vorstehenden Verfahrensansprüche, ferner umfassend: bei Erkennen einer Undichtheit von mindestens einer der einen oder mehreren Vakuumverpackungen (3), Ausgeben eines Steuersignals, das das Erkennen einer Undichtheit mindestens einer der der einen oder mehreren Vakuumverpackungen (3) anzeigt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Verfahrensansprüche, ferner umfassend: bei Erkennen einer Undichtheit von mindestens einer der einen oder mehreren Vakuumverpackungen (3), ein Steuersignal auszugeben, das jede undichte Verpackung unter den mehreren Vakuumverpackungen (3) identifiziert.
Verfahren nach Anspruch 36, wobei die mehreren Vakuumverpackungen (3) jeweils mit einer Prüfposition oder einem Prüfbereich im Erfassungsfeld der Sensorik (7) assoziiert sind und das Steuersignal für jede undichte Verpackung die entsprechende Prüfposition bzw. den entsprechenden Prüfbereich der undichten Verpackung identifiziert.
Verfahren nach einem der vorstehenden Verfahrensansprüche, ferner umfassend: Beaufschlagung der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen (3) mit einem Lichtvorhang (47) aus mehreren in einem vorbestimmten Abstand angeordneten Lichtstrahlen in einem Initialisierungszustand bei Anliegen des Referenzdrucks; Beaufschlagung der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen (3) mit dem Lichtvorhang (47) während des Prüfvorgangs; und Erkennen einer Änderung der Bemessung mindestens einer der einen oder mehreren Vakuumverpackungen basierend auf einer die Änderung der Anzahl der unterbrochenen Lichtstrahlen im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs.
Verfahren nach einem der vorstehenden Verfahrensansprüche, ferner umfassend: Erfassen mindestens eines Bilds der einen oder der mehreren Vakuumverpackungen (3) im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs, und Erkennen einer Undichtheit mindestens einer der einen oder mehreren Vakuumverpackungen (3) basierend auf einem Vergleich der im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs erfassten Bilder.
Verfahren nach Anspruch 39, wobei die erfassten Bilder ein auf die einen oder mehreren Vakuumverpackungen (3) beaufschlagtes Lichtgitter mit einem vorbestimmten Raster erfassen, und anhand einer Änderung des Rasters des Lichtgitters in den Bildern im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs auf die Dichtheit der einen oder mehreren Vakuumverpackungen (3) geschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 39 oder 40, wobei die Bilddaten der Bilder im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs einer Filterung und/oder Bildverarbeitung unterzogen werden, die Unterschiede der im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs erfassten Bilder verstärkt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 39 bis 41, wobei die erfassten Bilder der Kamera in Prüfbereiche unterteilt werden, wobei jeder Prüfbereich jeweils mindestens einer Verpackung zugeordnet ist, und für jeden Prüfbereich die mindestens eine Verpackung im Prüfbereich auf Dichtheit geprüft wird, wobei die Prüfung auf Dichtheit in einem Prüfbereich auf einem Vergleich der Bilddaten der Bilder im Initialisierungszustand und während des Prüfvorgangs in dem Prüfbereich basiert.
Verfahren nach Anspruch 42, ferner umfassend: Identifizieren der Vakuumverpackungen (3) in mindestens einem der Bilder im Initialisierungszustand und/oder während des Prüfvorgangs Definieren von Prüfbereichen oder Prüfpositionen anhand der identifizierten Vakuumverpackungen.
Computer-lesbares Medium, das Befehle speichert, die, wenn sie von einer Verarbeitungseinheit ausgeführt werden, die Verarbeitungseinheit veranlassen, das Verfahren nach einem der Patentansprüche 31 bis 43 durchzuführen.
Prüfstation (1), die Mittel umfasst, die eingerichtet sind, das Verfahren nach einem der Patentansprüche 31 bis 43 durchzuführen.
Verpackungsstation, die eine Prüfstation (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 30 oder 45 umfasst.
Verpackungsstation nach Anspruch 44, die ferner Mittel zum Herstellen der einen oder mehreren Vakuumverpackungen (3) umfasst.