DE102023122434A1

DE102023122434A1 - Detektionsvorrichtung zur Detektion von Leckagen eines beutelförmigen gefüllten Prüflings

Info

Publication number: DE102023122434A1
Application number: DE102023122434.4A
Authority: DE
Inventors: Sven-David Plate; Frank Lübeck
Original assignee: Pluemat Plate & Luebeck & Co GmbH
Current assignee: Pluemat Plate & Luebeck & Co GmbH
Priority date: 2022-08-22
Filing date: 2023-08-22
Publication date: 2024-02-22
Also published as: LU502688B1

Abstract

Eine Detektionsvorrichtung zur Detektion von Leckagen eines beutelförmigen gefüllten Prüflings, ein Beuteleingriffskörper und ein Verfahren zur Detektion von Leckagen eines beutelförmigen gefüllten Prüflings. Die Detektionsvorrichtung umfasst ein erstes Element und ein bezüglich dem ersten Element verstellbares zweites Element. Eine Druckveränderungsvorrichtung dient einerseits zum Erzeugen eines ersten Vergleichsdruckes in einem geschlossenen Referenzvolumen und andererseits zum Erzeugen während einer vorgegebenen Zeitspanne eines ersten Drucks. Der erste Druck bewirkt einerseits eine Beaufschlagungskraft in einem Druckzylinder, welcher auf zumindest eines der Elemente in Annäherung zueinander wirkt. Andererseits bewirkt der erste Druck einen zu einer Verdampfung einer Beutelfüllung des Prüflings ausreichenden Unterdruck in einem von den Elementen begrenzten abgeschlossenen Volumens beziehungsweise einer Prüfkammer. Die Detektionsvorrichtung umfasst ferner eine Differenzdruckerfassungseinrichtung zur Ermittlung der Entstehung eines Differenzdruckes einerseits zwischen dem Druck im Referenzvolumen und dem Druckzylinder und andererseits dem Druck im Referenzvolumen und dem Druck in dem von den Elementen begrenzten abgeschlossenen Volumen. Die Detektionsvorrichtung umfasst ferner ein bezüglich zumindest einem Element wechselbaren, beutelspezifischen Beuteleingriffskörper.

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der Luxemburg Patentanmeldung Nr. LU502688, eingereicht am 22. August 2022. Die gesamte Offenbarung der Luxemburg Patentanmeldung LU502688 wird hiermit durch Bezugnahme hierauf hierin aufgenommen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf die Untersuchung der Dichtheit von Strukturen und speziell auf eine Detektionsvorrichtung zur Detektion von Leckagen eines beutelförmigen gefüllten Prüflings.
Stand der Technik
Viele Produkte werden aus Gründen des Umweltschutzes, der Gesundheit, der Frische, der Handhabung und aus anderen Gründen versiegelt und luftdicht verpackt. Beispielsweise werden viele medizinische Produkte in versiegelten, luftdichten Verpackungen vertrieben und gelagert, um ihre Frische und Sterilität zu bewahren und/oder Schäden an der Umgebung zu vermeiden. Um dem Bedarf an versiegelten, luftdichten Verpackungen gerecht zu werden, wurden Prüfgeräte entwickelt, mit denen bestimmte Arten von Verpackungen auf Dichtheit geprüft werden können.
Ein bekanntes Prinzip für die Dichtheitsprüfung ist die Massenextraktion. Hierbei wird ein mit Fluid gefüllter Prüfling in eine Prüfkammer gegeben, die durch eine Vakuumpumpe evakuiert wird. Zeitgleich hierzu wird ein hermetisch abgeschlossener Referenztank ohne Prüfling evakuiert. Beide Tanks werden nach Erreichen eines vordefinierten Restdrucks miteinander verbunden, um einen Ausgleich auf einen möglichst exakt gleichen Restdruck zu gewährleisten. Der Restdruck wird so definiert, dass das Fluid, welches sich im Prüfkörper befindet (beispielsweise Lösungen auf Basis von Alkohol, Wasser, Öl) in die Gasphase übertritt. Besteht im Prüfling eine Leckage detektierbarer Größe, so tritt aus dem Prüfling heraus ein Massenstrom verdampften Fluids in die Prüfkammer hinein. Dies bedingt einen Anstieg des Drucks in der Prüfkammer, der als Differenzdruck zum Referenztank gemessen werden kann.
Beispielsweise offenbart das taiwanesische Dokument TW M538596 U ein Leckerkennungssystem für Vakuumverpackungen nach dem Prinzip der Massenextraktion. Das Leckerkennungssystem umfasst einen ersten Hohlraum, eine Luftabsaugvorrichtung, eine Gaszufuhrvorrichtung, einen zweiten Hohlraum und eine Detektionsvorrichtung für Gas. Die Luftabsaugvorrichtung erzeugt im ersten Hohlraum ein Vakuum, und eine Gaszufuhrvorrichtung sendet ein Leckdetektionsgas in den ersten Hohlraum, nachdem der erste Hohlraum evakuiert wurde. Der zweite Hohlraum nimmt eine Vakuumpackung auf, die aus dem ersten Hohlraum übertragen wird, und die Gasdetektionsvorrichtung evakuiert den zweiten Hohlraum, um den Druck des zweiten Hohlraums auf einen Arbeitsdruckbereich der Gasdetektionsvorrichtung zu reduzieren, und die Detektionsvorrichtung detektiert, ob die zweite Kammer ein Leckdetektionsgas aufweist, das aus der Vakuumpackung freigesetzt wird.
Die internationale Patentanmeldung WO 01/44774 A1 offenbart beispielsweise ebenfalls ein Leckagenerkennungssystem zum Prüfen eines abgedichteten Produkts auf Leckagen nach dem Prinzip der Massenextraktion. Das Leckagenerkennungssystem beinhaltet eine Prüfkammer, ein Drucksystem, das so betrieben werden kann, dass es während einer Zeitdauer der Prüfung einen Referenzdruck aufrechterhält, und einen Leckagensensor, der über eine erste Leitung mit der Prüfkammer und über eine zweite Leitung mit dem Drucksystem verbunden ist. Die Prüfkammer des Leckagenerkennungssystems beinhaltet einen Behälter, der so dimensioniert ist, dass er das versiegelte Produkt empfängt. Die Prüfkammer beinhaltet darüber hinaus eine Abdeckung, die so dimensioniert ist, dass sie das Gefäß bei einem anfänglichen Innendruck wirksam abdichtet, wenn sie mit dem Gefäß in Position gebracht wird. Der Leckagensensor des Leckerkennungssystems wirkt so, dass er einen Wert bezieht, der für den Gesamtgasstrom zwischen der abgedichteten Prüfkammer und dem Drucksystem während der Zeitdauer der Prüfung darstellt. Das Leckerkennungssystem wirkt so, dass es auf der Grundlage des für den Gesamtgasstrom bezogenen Wertes bestimmt, ob das abgedichtete Produkt während der Zeitdauer der Prüfung eine inakzeptable Menge entweichen ließ.
Ferner offenbart auch das chinesische Gebrauchsmuster CN 204461684 U eine Unterdruck-Leckagenerkennungsvorrichtung für einen flexiblen Verpackungsbeutel nach dem Prinzip der Massenextraktion. Die Vorrichtung umfasst einen Detektionshohlraum und eine Luftabzugsvorrichtung zum Absaugen von Luft aus dem Detektionshohlraum, damit der Detektionshohlraum einen Unterdruck bilden kann. Die Luftabsaugvorrichtung ist mit dem Detektionshohlraum verbunden. Der Erfassungshohlraum ist im Inneren mit einer Vielzahl an Rillen zur Aufnahme von flexiblen Verpackungsbeuteln bereitgestellt. An den Seitenwänden der Rillen ist eine Vielzahl an Entlüftungsöffnungen bereitgestellt, die mit dem Innenraum des Erfassungshohlraums kommunizieren. An jeder Rille ist ein Abdeckungskörper angeordnet. Die Abdeckungskörper können beweglich geöffnet oder versperrt werden. Wenn die Abdeckungskörper versperrt sind, werden die Öffnungen der Rillen verschlossen.
In der Praxis konnte beobachtet werden, dass vor allem versiegelte, luftdichte Verpackungen von medizinischen Produkten beziehungsweise Prüflinge aufgrund ihrer flexiblen Außenhülle im Vakuum nicht volumenstabil sind und so der Innendruck der Prüflinge durch ihre Ausdehnung während der Prüfung abnimmt. Hierdurch wird der massenstromtreibende Differenzdruck zwischen dem Innenraum des Prüflings und der Prüfkammer reduziert, wodurch der Austritt eines Massenstroms aus dem Prüfling heraus deutlich gehemmt wird. Ferner kommt es im Fall von detektierten Leckagen zu Verunreinigungen beziehungsweise Kontaminationen im Prüfraum. Neben einer Beeinträchtigung der Detektionsdauer und Detektierbarkeit von Leckagen kommt es so zu Messungenauigkeiten und zu ungewünschten Unterbrechungen der Prüfung aufgrund von Reinigungsarbeiten.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Detektionsvorrichtung zur Detektion von Leckagen eines beutelförmigen gefüllten Prüflings bereitzustellen, bei welchem die Detektierbarkeit sowie Detektionsgenauigkeit von Leckagen im Prüfling erhöht und die Prüfdauer verkürzt wird. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Vorrichtung derart zu gestalten, dass eine Reinigung der Vorrichtung nach einer detektierten Leckage des Prüflings schnell durchgeführt werden kann, um Standzeiten zu verhindern beziehungsweise zu verkürzen.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Die oben genannten Aufgaben werden durch eine Detektionsvorrichtung zur Detektion von Leckagen eines beutelförmigen gefüllten Prüflings gelöst. Die Detektionsvorrichtung umfasst zu diesem Zweck ein erstes Element und ein bezüglich dem ersten Element verstellbares zweites Element. Eine Druckveränderungsvorrichtung dient einerseits zum Erzeugen eines ersten Vergleichsdruckes in einem geschlossenen Referenzvolumen und andererseits zum Erzeugen während einer vorgegebenen Zeitspanne eines ersten Drucks. Der erste Druck bewirkt einerseits eine Beaufschlagungskraft in einem Druckzylinder, welcher auf zumindest eines der Elemente in Annäherung zueinander wirkt. Andererseits bewirkt der erste Druck einen zu einer Verdampfung einer Beutelfüllung des Prüflings ausreichenden Unterdruck in einem von den Elementen begrenzten abgeschlossenen Volumens beziehungsweise einer Prüfkammer. Die Detektionsvorrichtung umfasst ferner eine Differenzdruckerfassungseinrichtung zur Ermittlung der Entstehung eines Differenzdruckes einerseits zwischen dem Druck im Referenzvolumen und dem Druckzylinder und andererseits dem Druck im Referenzvolumen und dem Druck in dem von den Elementen begrenzten abgeschlossenen Volumen. Die Detektionsvorrichtung umfasst ferner ein bezüglich zumindest einem Element wechselbaren, beutelspezifischen Beuteleingriffskörper.
Nach einem Aspekt ist eines von dem ersten Element und dem zweiten Element ein oberes Element und das andere ein unteres Element ist, gesehen in horizontaler Richtung.
Hierdurch ist eines von dem oberen oder dem unteren Element ein bezüglich dem anderen von dem oberen oder dem unteren Element ein verstellbares Element.
Nach einem weiteren Aspekt sind das erste Element und das zweite Element plattenförmig.
Hierdurch kann eine geringere Baugröße der gesamten Detektionsvorrichtung erreicht werden.
Nach einem weiteren Aspekt ist eines von dem ersten Element und dem zweiten Element schalenförmig und das andere plattenförmig.
Hierdurch ergeben sich weitere Möglichkeiten, die Detektionsvorrichtung an unterschiedliche Prüflinge beziehungsweise unterschiedliche Arten von versiegelten, luftdichten Verpackungen anzupassen.
Nach einem weiteren Aspekt umfasst die Detektionsvorrichtung ferner ein drittes Element, insbesondere ein schalenförmiges drittes Element.
Hierdurch ist es möglich, die Prüfdauer zu verringern und dadurch die Detektionsvorrichtung effizienter und kostengünstiger zu nutzen.
Nach einem weiteren Aspekt kann mindestens eines der drei Elemente mit den verbleibenden zwei Elementen abwechselnd wechselwirken.
Hierdurch ist es möglich, die Prüfdauer weiter zu verringern und dadurch die Detektionsvorrichtung noch effizienter und noch kostengünstiger zu nutzen.
Nach einem weiteren Aspekt ist der Beuteleingriffskörper bezüglich dem Element/ den Elementen vermittels Vorsprung verrutschfest gekoppelt.
Hierdurch kann der Beuteleingriffskörper mit jedem der Elemente stabil gekoppelt werden. Zudem kommt es zu einer ungehinderten Umströmung des Beuteleingriffskörpers und somit zu einer schnelleren Erzeugung des ersten Drucks. Dadurch wird der Prüfling umfänglich dem ersten Druck ausgesetzt.
Nach einem weiteren Aspekt steht der Beuteleingriffskörper mit dem beutelförmigen gefüllten Prüfling im Linieneingriff, wobei der Beuteleingriffskörper bevorzugt eine Wabenstruktur beziehungsweise Sechskantstruktur aufweist.
Hierdurch wird die Auflagefläche des Beuteleingriffskörper reduziert und die freie Fläche des Prüflings gesteigert werden, um eine möglichst geringe Fläche des Prüflings durch den Beuteleingriffskörper zu bedecken. Dadurch soll die Fläche des Prüflings, auf welche der erste Druck wirkt so groß als möglich sein. Zusätzlich kann dadurch die Beutelfüllung im Fall einer Leckage ungehindert aus dem Prüfling austreten.
Nach einem weiteren Aspekt weist der Beuteleingriffskörper Durchgänge, bevorzugt sich verjüngende Durchgänge, noch bevorzugter zumindest abschnittsweise konische Durchgänge auf.
Hierdurch wird eine Gesamthöhe des Beuteleingriffskörpers verringert und somit einerseits die Prüfung von großvolumigen Prüflingen oder eine kompaktere Bauweise der Detektionsvorrichtung ermöglicht. Zudem kann eine Verdrängung von mehr Luftvolumen aus der Prüfkammer ermöglicht und der Prüfvorgang begünstigt beziehungsweise beschleunigt werden. So kann die Druckveränderungsvorrichtung schneller den ersten Druck erzeugen wodurch die Zykluszeit, die für einen Prüfvorgang nötig ist, reduziert wird. Andererseits fällt der Differenzdruck umso größer aus, je geringer das begrenzte abgeschlossene Volumen pro ausgetretener Masseneinheit bemessen ist. Zudem steigt die Sensitivität der Detektionsvorrichtung mit verringertem Volumen. Ebenso wird im Falle einer Verunreinigung beziehungsweise Kontamination die Reinigung des Beuteleingriffskörpers begünstigt.
Nach einem weiteren Aspekt ist der Beuteleingriffskörper bezüglich dem Element/ den Elementen mit Abstandshaltern versehen.
Hierdurch kommt es zu einer ungehinderten Umströmung des Beuteleingriffskörpers und somit einer schnelleren Erzeugung des ersten Drucks. Dadurch wird der Prüfling umfänglich dem ersten Druck ausgesetzt.
Nach einem weiteren Aspekt ist der Beuteleingriffskörper bezüglich dem Element/ den Elementen vermittels Schnellwechselmechanismus gekoppelt.
Hierdurch kann im Falle einer Leckage und der damit einhergehenden Verunreinigung, der Beuteleingriffskörper schnell ausgetauscht beziehungsweise gewechselt werden. Dadurch kann die Reinigung der Vorrichtung schnell durchgeführt und so Standzeiten verhindert beziehungsweise verkürzt werden.
Nach einem weiteren Aspekt ist das verstellbare zweite Element translatorisch auf und ab beweglich bezüglich des ersten Elements.
Hierdurch kann sichergestellt werden, dass das zweite Element in einem geraden Winkel an das erste Element geführt wird. Zudem kann eine kreisbogenförmige Bewegung des zweiten Elements verhindert werden, was zu einem Einschwenken des zweiten Elements in einem flachen, schrägen Einlaufwinkel führen würde.
Nach einem weiteren Aspekt ist die Gesamthöhe des Beuteleingriffskörpers/ der Beuteleingriffskörper geringer als eine Höhe des im Falle eines schalenförmigen Elementes zwischen den Elementen bestehenden Volumens.
Hierdurch wird sichergestellt, dass die Druckveränderungsvorrichtung den ersten Druck in der Prüfkammer beziehungsweise dem begrenzten abgeschlossenen Volumen erzeugen kann.
Nach einem weiteren Aspekt kann das verstellbare zweite Element wechselweise zwischen dem ersten Element und dem dritten Element zur Erzeugung des begrenzten abgeschlossenen Volumens verwendet werden.
Hierdurch ist es möglich, ein Element mit einem Prüfling zu befüllen beziehungsweise einen Prüfling zu entnehmen, während ein weiterer Prüfling gerade geprüft wird. Somit kann die Zykluszeit der Detektionsvorrichtung erhöht werden.
Nach einem weiteren Aspekt ist eine Gesamthöhe des Beuteleingriffskörpers/ der Beuteleingriffskörper geringer als eine halbe Gesamthöhe des beutelförmigen gefüllten Prüflings, um eine Berührung des Beuteleingriffskörpers/ der Beuteleingriffskörper bei einer Annäherung der Elemente zueinander zu verhindern.
Hierdurch wird sichergestellt, dass eine Gesamthöhe des Prüflings und des Beuteleingriffskörpers/ der Beuteleingriffskörper nicht größer ist als die Höhe der Prüfkammer, um durch Erzeugen des ersten Drucks eine Prüfung zu ermöglichen.
Die oben genannten Aufgaben werden ferner durch einen Beuteleingriffskörper für eine Detektionsvorrichtung zur Detektion von Leckagen eines beutelförmigen gefüllten Prüflings gelöst. Der Beuteleingriffskörper umfasst eine Oberseite und eine Unterseite, wobei die Unterseite der Oberseite gegenüberliegt. Der Beuteleingriffskörper umfasst ferner eine erste Lage, eingerichtet zwischen der Oberseite und der Unterseite, und eine zweite Lage, hingerichtet zur Unterseite, wobei die zweite Lage mit der ersten Lage verbunden ist. Mit anderen Worten, der Beuteleingriffskörper umfasst eine obere und eine untere Lage, welche miteinander verbunden sind. Die erste Lage hat eine reduzierte Oberfläche, insbesondere eine Wabenstruktur. Die zweite Lagebesteht aus Vollmaterial. Die erste Lage und die zweite Lage sind vermittels Durchgangsöffnungen verbunden. Insbesondere ist jede einzelne der Vielzahl an Waben der Wabenstruktur mit der Unterseite durch die zweite Lage mit Durchgangsöffnungen verbunden.
Die oben genannten Aufgaben werden ferner durch ein Verfahren zur Detektion von Leckagen eines beutelförmigen gefüllten Prüflings gelöst. Das Verfahren umfasst ein Anordnen mindestens eines Beuteleingriffskörpers an einem ersten Element und/oder einem bezüglich dem ersten Element verstellbaren zweiten Element. Ein Durchführen von Detektionsschritten einer beliebigen Anzahl an Prüflingen, umfassend: i) Anordnen von beutelförmigen gefüllten Prüflingen in Eingriff mit dem Beuteleingriffskörper, ii) Erzeugen eines ersten Vergleichsdruckes in einem geschlossenen Referenzvolumen vermittels einer Druckveränderungsvorrichtung, iii) Bewirken einer Beaufschlagungskraft in einem Druckzylinder, wirkend auf zumindest eines der Elemente in Annäherung zueinander, oder Bewirken eines zu einer Verdampfung der Beutelfüllung des Prüflings ausreichenden Unterdrucks in einem von den Elementen begrenzten abgeschlossenen Volumens, iv) Ermitteln der Entstehung eines Differenzdruckes vermittels einer Differenzdruckerfassungseinrichtung zwischen dem Druck im Referenzvolumen und dem Druckzylinder, oder Ermitteln der Entstehung eines Differenzdruckes vermittels einer Differenzdruckerfassungseinrichtung zwischen dem Druck im Referenzvolumen und dem von den Elementen begrenzten abgeschlossenen Volumen; iv) Wechseln des Beuteleingriffskörpers/ der Beuteleingriffskörper nachdem eine Leckage festgestellt wurde oder wenn ein anders dimensionierter Prüfling zum Einsatz kommen soll.
Die wesentlichen Vorteile der genannten Lösungen und Aspekte bestehen neben der Lösung der Aufgaben ferner darin, dass bei Verunreinigung beziehungsweise Kontamination des Beuteleingriffskörpers dieser einfach ausgetauscht werden kann und so das Element leicht gereinigt werden kann. Zudem wird durch den Beuteleingriffskörper mehr Luftvolumen aus der Prüfkammer verdrängt, wodurch die Erzeugung des ersten Drucks schneller vollzogen und damit die Zykluszeit erhöht werden kann. Ebenso kann durch eine unterschiedliche Gestaltung der Beuteleingriffskörper die Detektionsvorrichtung schnell auf unterschiedliche Prüflinge, wie beispielsweise Doppelbeutel mit Steg zwischen den Kammern, umgerüstet werden. Der Beuteleingriffskörper kann aber auch geteilt gestaltet sein, sodass mehrere und unterschiedliche Prüflinge gleichzeitig geprüft werden können, was zu einer noch höheren Taktung führt. Zusätzlich kann bei einer Verunreinigung eines geteilten Beuteleingriffskörpers ein Teil ausgetauscht werden, während mit dem anderen Teil weiter geprüft werden kann.
Beschreibung der Zeichnungen
Ein vollständigeres Verständnis der Erfindung und vieler damit verbundener Vorteile lässt sich leicht erlangen, wenn diese durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Figuren besser verstanden wird.

1 ist eine schematische Darstellung einer Detektionsvorrichtung zur Detektion von Leckagen nach einem ersten Aspekt.
2 ist eine schematische Darstellung einer Detektionsvorrichtung zur Detektion von Leckagen nach einem zweiten Aspekt.
3 ist eine schematische Darstellung des Elements von 2 mit Beuteleingriffskörpern.
4 ist eine schematische Darstellung von oben des Beuteleingriffskörpers nach einem ersten Aspekt.
5 ist eine schematische Darstellung von unten des Beuteleingriffskörpers von 4.
6 ist eine Detailansicht des Beuteleingriffskörpers von 4.
7 ist eine Detailansicht des Beuteleingriffskörpers nach einem zweiten Aspekt.
8 ist eine Draufsicht auf ein Element nach einem weiteren Aspekt der Detektionsvorrichtung von 1 oder 2.
9 ist eine Darstellung der Detektionsvorrichtung zur Detektion von Leckagen nach dem ersten Aspekt.
10 ist ein erstes Element einer Detektionsvorrichtung nach einem weiteren Aspekt.
11 ist ein zweites Element der Detektionsvorrichtung von 10.
12 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Detektion von Leckagen eines beutelförmigen gefüllten Prüflings.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung wird nun anhand der Figuren beschrieben. Es versteht sich, dass die hier beschriebenen Aspekte der Erfindung nur Beispiele sind und den Schutzbereich der Ansprüche in keiner Weise einschränken. Die Erfindung wird durch die Ansprüche und ihre Äquivalente definiert. Es versteht sich, dass Merkmale eines Aspekts der Erfindung mit einem Merkmal eines anderen Aspekts oder anderer Aspekte der Erfindung kombiniert werden können, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen.
1 stellt eine schematische Darstellung einer Detektionsvorrichtung zur Detektion von Leckagen nach einem ersten Aspekt dar. Die Detektionsvorrichtung umfasst mindestens ein erstes Element 10, mindestens ein bezüglich dem ersten Element 10 verstellbares zweites Element 20, eine Druckveränderungsvorrichtung 40, ein Referenzvolumen RV und eine Differenzdruckerfassungseinrichtung 60. Das mindestens erste Element 10 kann schalenförmig oder plattenförmig ausgeführt sein. Das erste Element 10 kann eine Schale oder eine Platte sein. Das mindestens zweite Element 20 kann schalenförmig oder plattenförmig ausgeführt sein. Das zweite Element 20 kann eine Schale oder eine Platte sein. In 1 ist die das mindestens erste Element 10 als Schale und das mindestens zweite Element 20 als Platte ausgestaltet. An dem ersten Element 10 ist mindestens ein Beuteleingriffskörper 70 angeordnet. Der mindestens eine Beuteleingriffskörper 70 kann auch an dem zweiten Element 20 angeordnet sein. Der Beuteleingriffskörper 70 ist bezüglich zumindest einem von dem ersten Element 10 und dem zweiten Element 20 ein wechselbarer, beutelspezifischer Beuteleingriffskörper 70. Der Beuteleingriffskörper 70 kann bezüglich zumindest einem von dem ersten Element 10 und dem zweiten Element 20 vermittels Schnellwechselmechanismus (nicht dargestellt) gekoppelt werden. In Eingriff mit dem Beuteleingriffskörper 70 ist ein beutelförmiger gefüllter Prüfling 5. Der Prüfling 5 kann beispielsweise als Beutel, Tasche, Bündel beziehungsweise Behälter mit flexibler Außenhülle ausgestaltet sein. Der Prüfling kann aus mehreren Kammern (Mehrkammerbeutel), getrennt durch Peelnähte bestehen und einen weiteren Beutel innerhalb der flexiblen Außenhülle umfassen. Der Prüfling 5 umfasst eine Beutelfüllung 5a. Die Beutelfüllung 5a beinhaltet ein Fluid, umfassend in einem nichteinschränkenden Beispiel eine Lösung auf Basis von Alkohol, Wasser, Öl und dergleichen.
Das zweite Element 20 ist in horizontaler Richtung D1 verstellbar. Das zweite Element 20 kann in horizontaler Richtung D1 verfahren werden, um mit dem ersten Element 10 durch Berührung ein abgeschlossenes Volumen zu bilden. Das zweite Element 20 kann über eine lineare Konstruktion, wie in 10 dargestellt, oder eine Schwenkkonstruktion, wie in den 10 und 11, dargestellt verfahren beziehungsweise verstellt werden. Das erste Element 10 und das zweite Element 20 umfassen jeweils eine Dichtung S, sodass das erste Element 10 und das zweite Element 20 bei Berührung ein begrenztes abgeschlossenes Volumen beziehungsweise eine Prüfkammer PK bilden. Das begrenzte abgeschlossene Volumen beziehungsweise die Prüfkammer PK werden nur gebildet, wenn sich das erste Element 10 und das zweite Element 20 berühren.
Bei der Detektionsvorrichtung nach dem ersten Aspekt ist die Druckveränderungsvorrichtung 40 über eine Leitung L1 und ein Ventil V mit dem Referenzvolumen RV und der Prüfkammer PK verbunden. Die Leitung L1 verbindet mindestens einen von dem ersten Element 10 und dem zweiten Element 20 mit der Druckveränderungsvorrichtung 40. Das Referenzvolumen RV ist ein hermetisch abgeschlossener Referenztank ohne Prüfling. Das Referenzvolumen RV ist mit der Prüfkammer PK über eine Leitung L2 verbunden. An der Leitung L2 ist eine Differenzdruckerfassungseinrichtung 60 bereitgestellt.
Die Druckveränderungsvorrichtung 40 erzeugt gleichzeitig während einer vorgegebenen Zeitspanne einen ersten Vergleichsdruck im Referenzvolumen RV und einen ersten Druck in der Prüfkammer PK. Der erste Vergleichsdruck und der erste Druck können in Abhängigkeit verschiedener Parameter unterschiedlich vordefiniert werden. Nicht abschließende Beispiele für die Parameter können unter anderem die Anzahl und Größe der Prüflinge und der Beuteleingriffskörper sein. Der erste Vergleichsdruck und der erste Druck können im Wesentlichen absolut gleich groß sein.
Das Referenzvolumen RV und die Prüfkammer PK werden nach Erreichen des vordefinierten ersten Drucks über das Ventil V miteinander verbunden, um einen Ausgleich auf einen möglichst exakt gleichen ersten Druck zu gewährleisten. Der erste Druck wird so definiert, dass die Beutelfüllung 5a, welche sich im Prüfkörper 5 befindet in die Gasphase übertritt. Der erste Druck der Detektionsvorrichtung nach dem ersten Aspekt entspricht einem Unterdruck beziehungsweise einem negativen Druck. Besteht im Prüfling 5 eine Leckage detektierbarer Größe, so tritt aus dem Prüfling 5 heraus ein Massenstrom verdampfter Beutelfüllung 5a in die Prüfkammer PK. Durch den Massenstrom der verdampften Beutelfüllung 5a in die Prüfkammer PK steigt der Druck in der Prüfkammer PK, welcher vermittels der Differenzdruckerfassungseinrichtung 60 als Differenzdruck zwischen dem Druck im Referenzvolumen RV und dem gestiegenen Druck in dem von den Elementen begrenzten abgeschlossenen Volumen PK gemessen werden kann.
2 stellt eine schematische Darstellung einer Detektionsvorrichtung zur Detektion von Leckagen nach einem zweiten Aspekt dar. Die Detektionsvorrichtung nach dem zweiten Aspekt ist der Detektionsvorrichtung nach dem ersten Aspekt ähnlich. Daher sind gleiche Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht noch einmal beschrieben.
Die Detektionsvorrichtung nach dem zweiten Aspekt umfasst einen Druckzylinder 50. Bei der Detektionsvorrichtung nach dem zweiten Aspekt ist die Druckveränderungsvorrichtung 40 über die Leitung L1 und das Ventil V mit dem Referenzvolumen RV und dem Druckzylinder 50 verbunden. Das Referenzvolumen RV ist mit dem Druckzylinder 50 über die Leitung L2 verbunden.
Die Druckveränderungsvorrichtung 40 erzeugt gleichzeitig während einer vorgegebenen Zeitspanne den ersten Vergleichsdruck im Referenzvolumen RV und den ersten Druck in dem Druckzylinder 50. Der erste Druck bewirkt eine Beaufschlagungskraft F an dem Druckzylinder 50, wobei die Beaufschlagungskraft F auf zumindest eines von dem ersten und dem zweiten Element 10, 20 in Annäherung zueinander wirkt.
In 2 sind das erste Element 10 und das zweite Element 20 jeweils als Platte ausgestaltet. Das zweite Element 20 ist mit dem Druckzylinder 50 gekoppelt und überträgt die Beaufschlagungskraft F und somit den ersten Druck in horizontaler Richtung D1 über mindestens einen Beuteleingriffskörper 70 an den Prüfling 5, wodurch der Prüfling 5 komprimiert wird. Der Prüfling 5 ist in Eingriff mit dem Beuteleingriffskörper 70. Der Beuteleingriffskörper 70 ist an dem ersten Element 10 angeordnet. Der Beuteleingriffskörper 70 kann auch an dem zweiten Element 20 angeordnet sein. Der erste Druck der Detektionsvorrichtung nach dem zweiten Aspekt entspricht einem Überdruck beziehungsweise einem positiven Druck.
Das Referenzvolumen RV und der Druckzylinder 50 werden nach Erreichen des vordefinierten ersten Drucks über das Ventil V miteinander verbunden, um einen Ausgleich auf einen möglichst exakt gleichen ersten Druck zu gewährleisten. Der erste Druck wird so vordefiniert, dass die Beutelfüllung 5a, welche sich im Prüfkörper 5 befindet während einer vorbestimmten Zeitdauer durch die bewirkte Beaufschlagungskraft F über eine Leckage im Prüfling 5 austreten kann. Der erste Druck darf dabei nicht so vordefiniert werden, dass die bewirkte Beaufschlagungskraft F zu einer Beschädigung des Prüflings 5 führt. Besteht im Prüfling 5 eine Leckage, so tritt aus dem Prüfling 5 ein Massenstrom fluidischer Beutelfüllung 5a heraus. Durch den Massenstrom sinkt der Druck in dem Druckzylinder 50, welcher vermittels der Differenzdruckerfassungseinrichtung 60 als Differenzdruck zwischen dem Druck im Referenzvolumen RV und dem gesunkenen Druck in dem Druckzylinder 50 gemessen werden kann.
3 stellt eine schematische Beispieldarstellung eines ersten Elements 10 und/oder zweiten Elements 20 mit Beuteleingriffskörpern 70 der Detektionsvorrichtung nach dem ersten oder zweiten Aspekt dar. Da das dargestellte Element identisch als erstes Element 10 und zweites Element 20 verwendet werden kann, wird aus Gründen der Kürze das dargestellte Element nur als erstes Element 10 im Detail beschrieben. Gleiches gilt in analoger Weise für das zweite Element 20.
Das erste Element 10 umfasst eine erste Aufnahme 101 (201) und eine zweite Aufnahme 102 (202), wobei die erste Aufnahme 101 (201) von der zweiten Aufnahme 102 (202) durch einen Steg 105 (205) getrennt ist. Der Steg 105 (205) ist beispielsweise mit einer Neigung ausgestaltet, um eine vorbestimmte Orientierung beim Einbau in die Detektionsvorrichtung zu gewährleisten. Die erste Aufnahme 101 (201) hat eine erste Größe und die zweite Aufnahme 102 (202) hat eine zweite Größe. Die Größe der erste Aufnahme 101 (201) und die Größe der zweiten Aufnahme 102 (202) können identisch sein. Die Größe der erste Aufnahme 101 (201) und die Größe der zweiten Aufnahme 102 (202) sind an die Größe des zu Prüfenden Prüflings 5 angepasst.
An jeder von der ersten Aufnahme 101 (201) und der zweiten Aufnahme 102 (202) ist ein Beuteleingriffskörper 70 angeordnet. Der Beuteleingriffskörper 70 ist an die jeweilige Größe der ersten Aufnahme 101 (201) und der zweiten Aufnahme 102 (202) angepasst. Der Beuteleingriffskörper 70 kann aus Vollmaterial, aus einer Wabenstruktur beziehungsweise Sechskantstruktur oder einer Kombination aus Vollmaterial und Wabenstruktur gebildet sein. Die Beuteleingriffskörper 70 von 3 sind aus einer Kombination aus Vollmaterial und Wabenstruktur gebildet.
4 und 5 stellen eine schematische Darstellung von oben beziehungsweise von unten des Beuteleingriffskörpers 70 nach einem ersten Aspekt dar. Der Beuteleingriffskörper 70 umfasst eine Oberseite 75 und eine Unterseite 74, wobei die Unterseite 74 der Oberseite 75 gegenüberliegt. Zwischen der Oberseite 75 und der Unterseite 74 ist eine Gesamthöhe 70a des Beuteleingriffskörpers 70 definiert. Die Oberseite 75 ist mit Vertiefungen 75a und Erhöhungen 75b ausgestaltet, um den Prüfling 5 ortsfest am Beuteleingriffskörper 70 zu platzieren. Die Vertiefungen 75a und Erhöhungen 75b können durch abgeschrägte oder abgerundete Flächen miteinander verbunden sein. Der Beuteleingriffskörper 70 ist derart ausgestaltet, dass zwei gleich große Prüflinge 5 in Eingriff mit dem Beuteleingriffskörper 70 angeordnet werden können. Der Beuteleingriffskörper 70 umfasst ferner eine Ausnehmung 116, umfassend Durchgangsöffnungen 117.
Die Gesamthöhe 70a des mindestens einen Beuteleingriffskörpers 70 muss bei der Detektionsvorrichtung nach dem ersten Aspekt geringer sein als eine halbe Gesamthöhe des beutelförmigen gefüllten Prüflings 5. Die Gesamthöhe 70a des mindestens einen Beuteleingriffskörpers 70 ist somit geringer als ein minimaler Abstand zwischen dem ersten Element 10 und dem zweiten Element 20, wenn das begrenzte abgeschlossene Volumen PK gebildet wird. Dadurch soll gewährleistet werden, dass bei Annäherung des ersten Elements 10 und des zweiten Elements 20 das begrenzte abgeschlossene Volumen PK auf jeden Fall gebildet werden kann ohne, dass dabei der Beuteleingriffskörper 70 an einem zweiten Beuteleingriffskörper 70 oder an einem von dem ersten Element 10 oder dem zweiten Element 20 anstößt. Mit anderen Worten darf die Summe der Höhen von dem mindestens einem Beuteleingriffskörper 70 und dem Prüfling 5 nicht größer sein als eine Gesamthöhe der Prüfkammer PK.
Die Gesamthöhe 70a des mindestens einen Beuteleingriffskörper 70 muss bei der Detektionsvorrichtung nach dem zweiten Aspekt geringer sein als eine halbe Gesamthöhe des beutelförmigen gefüllten Prüflings 5, damit der Prüfling 5 durch die Beaufschlagungskraft F komprimiert werden kann und der mindestens eine Beuteleingriffskörper 70 die Annäherung der ersten und zweiten Elemente 10, 20 zueinander nicht stört.
Der Beuteleingriffskörper 70 umfasst ferner eine erste Lage 76 und eine zweite Lage 77. Die erste Lage 76 hat eine reduzierte Oberfläche, insbesondere eine Wabenstruktur beziehungsweise Sechskantstruktur 78 und die zweite Lage 77 besteht aus Vollmaterial. Die erste Lage 76 kann jedoch ebenfalls als Vollmaterial ausgebildet sein, falls gewünscht oder erforderlich. Die Wabenstruktur 78 umfasst eine Vielzahl an Waben W. Die zweite Lage umfasst eine Vielzahl an Durchgangsöffnungen 79.
Umlaufend um den Beuteleingriffskörper 70 ist eine Vielzahl an Vorsprüngen 71 bereitgestellt. Die Vielzahl an Vorsprüngen 71 verhindert, dass der Beuteleingriffskörper 70 in einem von dem ersten Element 10 und dem zweiten Element 20 verrutscht und somit stabil mit dem einen von dem ersten Element 10 und dem zweiten Element 20 gekoppelt ist.
Der Beuteleingriffskörper 70 ist an der Unterseite 74 ferner mit einer Vielzahl an Abstandshaltern 73 versehen. Die Abstandshalter 73 verhindern, dass die Leitung L1, welche das mindestens eine von dem ersten Element 10 und dem zweiten Element 20 mit der Druckveränderungsvorrichtung 40 verbindet, durch den Beuteleingriffskörper 70 verdeckt und dadurch verschlossen wird.
Die Vorsprünge 71 und die Abstandshalter 73 gewährleisten eine Umströmung des Beuteleingriffskörpers 70 und vermeiden die Bildung von Lufttaschen innerhalb der Prüfkammer PK. Die Vorsprünge 71 und die Abstandshalter 73 sind jedoch so klein wie möglich ausgeführt, um eine gute Volumenverdrängung in der Prüfkammer PK zu erreichen und im Fall einer Leckage Einschluss von Flüssigkeit aufgrund von Kapillarkräften zu verhindern. Die Vorsprünge 71 und die Abstandshalter 73 haben daher eine Höhe von maximal 2,5 mm oder kleiner, bevorzugt 1 mm.
6 stellt eine Detailansicht des Beuteleingriffskörpers 70 von 4 dar. Insbesondere ist eine Detail-Schnittansicht des Beuteleingriffskörpers 70 dargestellt. Der Beuteleingriffskörper 70 umfasst eine erste Lage 76, eingerichtet zwischen der Oberseite 75 und der Unterseite 74, und eine zweite Lage 77, hingerichtet zur Unterseite 74, wobei die zweite Lage 77 mit der ersten Lage 76 verbunden ist. Mit anderen Worten, der Beuteleingriffskörper 70 umfasst zwei Lagen 76, 77 welche übereinandergeschichtet sind. In der ersten Lage 76 sind die Waben W bereitgestellt, welche über die Durchgangsöffnungen 79 durch die zweite Lage 77 mit der Unterseite 74 verbunden sind. Dadurch wird eine Verdrängung von mehr Luftvolumen aus der Prüfkammer PK ermöglicht und der Messvorgang begünstigt. Die erste Lage 76 beinhaltet dabei ein Leervolumen, welches einem Volumen der Beutelfüllung 5a entspricht.
7 stellt eine Detailansicht des Beuteleingriffskörpers 70 nach einem zweiten Aspekt dar, bei welchem der Beuteleingriffskörpers 70 nur aus der ersten Lage 76 besteht. Die zweite Lage 77 kann entfallen, wodurch eine Gesamthöhe des Beuteleingriffskörpers 70 verringert werden kann. Der Beuteleingriffskörpers 70 weist Durchgänge 72, bevorzugt sich verjüngende Durchgänge, noch bevorzugter zumindest abschnittsweise konische Durchgänge auf. Die Durchgänge 72 sind derart ausgebildet, dass sie wiederum die Wabenstruktur 78 mit Waben W bilden. Die Wabenstruktur 78 umfasst dadurch Kanten, die leichter zu reinigen sind. Vor allem bei Prüflingen 5 aus dem medizinischen Bereich erfüllt der Beuteleingriffskörper 70 mit der Wabenstruktur 78 die hohen Reinheitsansprüche im Bereich der pharmazeutischen Fertigungskette. Im Vergleich zu einer Wabe W mit senkrechten Wänden kann zudem eine bessere Ausfüllung der Prüfkammer PK erreicht werden, wodurch die Sensitivität und Zykluszeit des Verfahrens verbessert werden können.
Die Durchgangsöffnungen 79 sind bei dem Beuteleingriffskörpers 70 nach dem zweiten Aspekt derart ausgestaltet, dass sie die Waben W an einer Unterseite der Durchgänge 72 horizontal verbinden. Der Beuteleingriffskörper 70 soll bei der Detektionsvorrichtung nach dem ersten Aspekt keine Lufttaschen bilden, welche bei der Beaufschlagung der Prüfkammer PK mit dem ersten Druck zurückbleiben und eine Störgröße für den Messprozess darstellen können.
Durch die Wabenstruktur 78 ist der Prüfling 5 mit dem Beuteleingriffskörper 70 über Wabenkanten WK im Linieneingriff. Die Auflagefläche des zu prüfenden Prüflings 5 ist somit durch kleine, sechseckige Waben W mit einer geringen Wandstärke bereitgestellt. Wird eine Wabe W in einem nichteinschränkenden Beispiel mit einer Wabenkante WK mit einer Länge 1 von 6 mm (Seite zu Seite) und einer Wandstärke m der Wabenkante WK von 1 mm ausgeführt, ergibt sich ein Flächeninhalt von 31,77 mm² freier Fläche pro Wabe W, welche durch den ersten Druck frei erreicht werden kann. Dem gegenüber steht eine verdeckte Fläche der Wabenwandung, gebildet durch die Länge 1 und die Wandstärke m der Wabenkante WK, von 11,89 mm². Dies entspricht einem Verhältnis von 72,4 % freier Prüflingsfläche gegenüber 27,6 % verdeckter Prüflingsfläche. Ziel ist es die Auflagefläche des Beuteleingriffskörper 70 zu reduzieren und die freie Fläche des Prüflings 5 zu steigern. Dabei soll der Beuteleingriffskörper 70 den Prüfling 5 möglichst vollflächig umschließen aber wenig Fläche des Prüflings 5 bedecken, um möglichst viel Fläche des Prüflings 5 mit dem ersten Druck zu beaufschlagen. Der Beuteleingriffskörper 70 weist dadurch möglichst wenig direkte Kontaktfläche mit dem Prüfling 5 auf, um eventuell vorhandene Leckagen im Prüfling 5 nicht zu verschließen und somit das Messverfahren zu beeinträchtigen.
Das Verhältnis der freien Prüflingsfläche kann in einer Modifikation erhöht werden, indem andere Werte für die Länge l und die Wandstärke m der Wabenkante WK gewählt werden. Das Verhältnis der freien Prüflingsfläche ist dadurch eingeschränkt, dass die flexible Außenhülle des Prüflings 5 im Rahmen ihrer Ausdehnung aufgrund des ersten Drucks keine plastische Verformung und somit eine Vorschädigung erleidet.
Im Falle eines Prüflings 5 mit Mehrkammeraufbau kann der Beuteleingriffskörper 70 die sensiblen Peelnähte des Prüflings 5 so unterstützen, dass die Peelnähte weder durch den Beuteleingriffskörper 70 selbst noch durch die Ausdehnung des Prüflings 5 während des Messvorgangs zerstört werden.
8 stellt eine Draufsicht des ersten Elements 10 nach einem weiteren Aspekt der Detektionsvorrichtung dar. Das erste Element 10 umfasst dabei zwei voneinander getrennte separate Beuteleingriffskörper 70. Zwei gleich große Prüflinge 5 mit Beutelfüllung 5a sind in Eingriff mit jeweils einem von den zwei Beuteleingriffskörpern 70 angeordnet.
9 stellt eine Darstellung der Detektionsvorrichtung zur Detektion von Leckagen nach dem ersten Aspekt dar. Die Detektionsvorrichtung umfasst dabei mindestens ein erstes Element 10, mindestens ein zweites Element 20 und mindestens ein drittes Element 30. Die Detektionsvorrichtung umfasst beispielsweise zwei erste Elemente 10, zwei zweite Elemente 20 und zwei dritte Elemente 30. Die ersten Elemente 10 und die dritten Elemente 30 sind beispielsweise schalenförmig ausgebildet und in der gleichen Ebene angeordnet. Die zweiten Elemente 20 sind zwischen den ersten Elementen 10 und den dritten Elementen 30 verstellbar. Die zweiten Elemente 20 sind beispielsweise zwischen den ersten Elementen 10 und den dritten Elementen 30 translatorisch in einer ersten Bewegungsachse A1 und translatorisch auf und ab in einer zweiten Bewegungsachse A2 beweglich verstellbar. Die zweiten Elemente 20 könnten beispielsweise zwischen den ersten Elementen 10 und den dritten Elementen 30 auch durch eine kreisbogenförmige geführte Bewegung verstellbar sein.
Die Detektionsvorrichtung von 9 stellt somit ein Doppelkammersystem dar, bei welchem die Entnahme und Befüllung von Prüflingen 5 der ersten beiden Elemente 10 ermöglicht wird, während in der Prüfkammer PK, gebildet durch die zwei dritten Elemente 30 und die zwei zweiten Element 20, ein Prüfvorgang stattfindet. Die Zykluszeit kann so um das Prüflingshandling und die Hälfte der mechanischen Bewegungszeit der zweiten Elemente 20 reduziert werden, da Öffnungs- und Schließvorgänge zusammengefasst werden und somit eine Bewegung gespart wird. Eine Skalierung des Doppelkammersystems zu einem Mehrfachkammersystem ist in einer Modifikation möglich.
Die Detektionsvorrichtung von 9 umfasst ferner mindestens einen Beuteleingriffskörper 70, angeordnet in mindestens einem von den zwei ersten Elementen 10 und den zwei dritten Elementen 30, um mehrere beziehungsweise unterschiedliche Prüflinge 5 in Eingriff anzuordnen. Zusätzlich kann auch in den zwei zweiten Elementen 20 mindestens ein Beuteleingriffskörper 70 bereitgestellt sein, um zusätzlich möglichst viel Luftvolumen aus der Prüfkammer PK zu verdrängen damit die Druckveränderungsvorrichtung 40 schnell den ersten Druck erzeugt, wodurch die Zykluszeit des gesamten Prüfvorgangs beschleunigt wird.
Kommt es zu einer Detektion einer Leckage oder einem Aufplatzen des Prüflings 5 und einer damit einhergehenden Verunreinigung beziehungsweise Kontamination des mindestens einen Beuteleingriffskörper 70, kann der Beuteleingriffskörper 70 die gesamte Beutelfüllung 5a vollständig aufnehmen und durch einen neuen, sauberen und baugleichen Beuteleingriffskörper 70 gewechselt werden, um die Reinigung des Messsystems zu vereinfachen.
10 und 11 stellen ein erstes Element 10 und ein zweites Element 20 einer Detektionsvorrichtung nach einem weiteren Aspekt mit Schwenkkonstruktion dar. Das erste Element 10 ist als Schale ausgebildet und umfasst Anschlussöffnungen 15 zur Leitung L1 mit unterschiedlichen Durchmessern. Das erste Element 10 umfasst ferner eine Erhöhung 115, welche mit der Ausnehmung 116 des Beuteleingriffskörpers 70 nach einem ersten Aspekt von 4 und 5 kompatibel ist. Durch die Anschlussöffnungen 15 und die Durchgangsöffnungen 117 wird der erste Druck in der Prüfkammer PK erzeugt. Mindestens eines von dem ersten Element 10 und dem zweiten Element 20 umfasst eine Dichtung S. Die Dichtung S kann beispielsweise mindestens eine von einer Schaumstoffdichtung und einer O-Ring-Dichtung sein. In einem nichteinschränkendem Beispiel umfasst eines von dem ersten Element 10 und dem zweiten Element 20 die weiche Schaumstoffdichtung S, welche Unebenheiten und leichte Verkippungen des zweiten Elements 20 bei der Bewegung ausgleichen soll. Das andere von dem ersten Element 10 und dem zweiten Element 20 umfasst die O-Ring-Dichtung S mit hoher Steifheit, welche das zweite Element 20 gegen das erste Element 10 oder umgekehrt abdichtet. In einer Modifikation können die weiche Schaumstoffdichtung und die O-Ring-Dichtung mit hoher Steifheit auf jeweils nur einem von dem ersten Element 10 und dem zweiten Element 20 bereitgestellt sein.
Die Detektionsvorrichtung von 10 und 11 umfasst ferner mindestens einen Beuteleingriffskörper 70, angeordnet an dem zweiten Element 20, um zusätzlich möglichst viel Luftvolumen aus der Prüfkammer PK zu verdrängen damit die Druckveränderungsvorrichtung 40 schnell den ersten Druck erzeugt, wodurch die Zykluszeit des gesamten Prüfvorgangs beschleunigt wird.
12 stellt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Detektion von Leckagen eines beutelförmigen gefüllten Prüflings 5 dar. Das Verfahren umfasst in einem ersten Schritt S1 Anordnen mindestens eines Beuteleingriffskörpers 70 an mindestens einem von dem ersten Element 10 und/oder dem bezüglich des ersten Elements 10 verstellbaren zweiten Element 20. In einem zweiten Schritt S2 werden Detektionsschritte einer beliebigen Anzahl an Prüflingen 5 durchgeführt. Die Detektionsschritte umfassen in einem ersten Detektionsschritt S21 ein Anordnen der beutelförmigen gefüllten Prüflinge 5 in Eingriff mit dem Beuteleingriffskörper 70. In einem zweiten Detektionsschritt S22 wird ein erster Vergleichsdruck in dem geschlossenen Referenzvolumen RV vermittels der Druckveränderungsvorrichtung 40 erzeugt. Der erste Vergleichsdruck bewirkt entweder in einem Detektionsunterschritt S22a die Beaufschlagungskraft F in dem Druckzylinder 50, wirkend auf zumindest eines von dem ersten Element 10 und dem zweiten Element 20 in Annäherung zueinander, oder in einem Detektionsunterschritt S22b einen zu der Verdampfung der Beutelfüllung 50 des Prüflings 5 ausreichenden Unterdrucks in einem von dem ersten Element 10 und dem zweiten Element 20 begrenzten abgeschlossenen Volumens PK. Im dritten Detektionsschritt S23 wird die Entstehung des Differenzdruckes vermittels der Differenzdruckerfassungseinrichtung 60 ermittelt. In einem Detektionsunterschritt S23a wird der Differenzdruck zwischen dem Druck im Referenzvolumen RV und dem Druckzylinder 50 ermittelt. In einem Detektionsunterschritt S23b wird der Differenzdruck zwischen dem Druck im Referenzvolumen RV und dem von dem ersten Element 10 und dem zweiten Element 20 begrenzten abgeschlossenen Volumen PK ermittelt. Im vierten Detektionsschritt S24 wird der mindestens eine Beuteleingriffskörper 70, nachdem eine Leckage festgestellt wurde, es zu einer Verunreinigung oder Kontamination kommt oder wenn ein anders dimensionierter Prüfling 5 zum Einsatz kommen soll, gewechselt.
Bezugszeichenliste

5: Prüfling
5a: Beutelfüllung
10: erstes Element
15: Anschlussöffnungen
20: zweites Element
30: drittes Element
40: Druckveränderungsvorrichtung
50: Druckzylinder
60: Differenzdruckerfassungseinrichtung
70: Beuteleingriffskörper
70a: Gesamthöhe
71: Vorsprünge
72: Durchgänge
73: Abstandshalter
74: Unterseite
75: Oberseite
75a: Vertiefung
75b, 115: Erhöhung
76: ersten Lage
77: zweite Lage
78: Wabenstruktur
79, 117: Durchgangsöffnungen
101, 201: erste Aufnahme
105, 205: Steg
116: Ausnehmung
201, 202: zweite Aufnahme
A1: erste Bewegungsachse
A2: zweite Bewegungsachse
l: Länge
m: Wandstärke
F: Beaufschlagungskraft
L1, L2: Leitung
PK: begrenztes abgeschlossenes Volumen beziehungsweise Prüfkammer
RV: Referenzvolumen
S: Dichtung
V: Ventil
W: Wabe
WK: Wabenkante

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 0144774 A1 [0006]
CN 204461684 U [0007]

Claims

Detektionsvorrichtung zur Detektion von Leckagen eines beutelförmigen gefüllten Prüflings (5), die Detektionsvorrichtung umfasst: ein erstes Element (10) und ein bezüglich dem ersten Element (10) verstellbares zweites Element (20); ein bezüglich zumindest einem Element (10; 20) wechselbarer, beutelspezifischer Beuteleingriffskörper (70); eine Druckveränderungsvorrichtung (40) zum Erzeugen eines ersten Vergleichsdruckes in einem geschlossenen Referenzvolumen (RV) und zum Erzeugen während einer vorgegebenen Zeitspanne eines ersten Druckes, bewirkend a) eine Beaufschlagungskraft (F) in einem Druckzylinder (50), wirkend auf zumindest eines der Elemente (10; 20) in Annäherung zueinander, oder b) einen zu einer Verdampfung der Beutelfüllung (5a) ausreichenden Unterdruck in einem von den Elementen (10; 20) begrenzten abgeschlossenen Volumens (PK); und eine Differenzdruckerfassungseinrichtung (60) zur Ermittlung der Entstehung eines Differenzdruckes zwischen dem Druck im Referenzvolumen (RV) und a1) dem Druckzylinder (50), oder b1) dem von den Elementen (10; 20) begrenzten abgeschlossenen Volumen (PK).
Detektionsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher eines von dem ersten Element (10) und dem zweiten Element (10) ein oberes Element ist und das andere ein unteres Element ist, gesehen in horizontaler Richtung (D1).
Detektionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher das erste Element (10) und das zweite Element (20) plattenförmig sind.
Detektionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher eines von dem ersten Element (10) und dem zweiten Element (20) schalenförmig ist und das andere plattenförmig ist.
Detektionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend ein drittes Element (30), insbesondere ein schalenförmiges drittes Element.
Detektionsvorrichtung nach Anspruch 5, bei welcher mindestens eines der drei Elemente (10; 20; 30) mit den verbleibenden zwei Elementen abwechselnd wechselwirken kann.
Detektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher der Beuteleingriffskörper (70) bezüglich dem Element/ den Elementen (10; 20; 30) vermittels Vorsprung (71) verrutschfest gekoppelt ist.
Detektionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Beuteleingriffskörper (70) mit dem beutelförmigen gefüllten Prüfling (5) im Linieneingriff steht, wobei der Beuteleingriffskörper (70) bevorzugt eine Wabenstruktur aufweist.
Detektionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Beuteleingriffskörper (70) Durchgänge (72), bevorzugt sich verjüngende Durchgänge, noch bevorzugter zumindest abschnittsweise konische Durchgänge aufweist.
Detektionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Beuteleingriffskörper (70) bezüglich dem Element/ den Elementen (10; 20; 30) mit Abstandshaltern (73) versehen ist.
Detektionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Beuteleingriffskörper (70) bezüglich dem Element/ den Elementen (10; 20; 30) vermittels Schnellwechselmechanismus gekoppelt ist/sind.
Detektionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das verstellbare zweite Element (20) translatorisch auf und ab beweglich bezüglich des ersten Elements (10) ist.
Detektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, wenn abhängig von einem der Ansprüche 4 oder 5, bei welcher eine/die Gesamthöhe (70a) des Beuteleingriffskörpers/ der Beuteleingriffskörper (70) geringer ist als eine Höhe des im Falle eines schalenförmigen Elementes zwischen den Elementen bestehenden Volumens (PK).
Detektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, wenn abhängig von Anspruch 5, bei welcher das verstellbare zweite Element (20) wechselweise zwischen dem ersten Element (10) und dem dritten Element (30) zur Erzeugung des begrenzten abgeschlossenen Volumens (PK) verwendet werden kann.
Detektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, wenn abhängig von Anspruch 4, bei welcher eine Gesamthöhe (70a) des Beuteleingriffskörpers/ der Beuteleingriffskörper (70) geringer ist als eine halbe Gesamthöhe (51) des beutelförmigen gefüllten Prüflings (5), um eine Berührung des Beuteleingriffskörpers/ der Beuteleingriffskörper (70) bei einer Annäherung der Elemente (10; 20; 30) zueinander zu verhindern.
Beuteleingriffskörper (70) für eine Detektionsvorrichtung zur Detektion von Leckagen eines beutelförmigen gefüllten Prüflings (5), der Beuteleingriffskörper (70) umfassend: eine Oberseite (75) und eine Unterseite (74), wobei die Unterseite der Oberseite gegenüberliegt, eine erste Lage (76), eingerichtet zwischen der Oberseite (75) und der Unterseite (74), und eine zweite Lage (77), hingerichtet zur Unterseite (74), wobei die zweite Lage (77) mit der ersten Lage (76) verbunden ist, wobei die erste Lage (76) eine reduzierte Oberfläche hat, insbesondere eine Wabenstruktur (78) umfasst und die zweite Lage (77) aus Vollmaterial besteht, und wobei die erste Lage (76) und die zweite Lage (77) vermittels Durchgangsöffnungen (79) verbunden sind, insbesondere jede einzelne der Vielzahl an Waben (W) der Wabenstruktur (78) mit der Unterseite (74) durch die zweite Lage (77) mit Durchgangsöffnungen (79) verbunden ist.
Verfahren zur Detektion von Leckagen eines beutelförmigen gefüllten Prüflings (5), das Verfahren umfassend: Anordnen mindestens eines Beuteleingriffskörpers (70) an einem ersten Element (10) und/oder einem bezüglich dem ersten Element (10) verstellbaren zweiten Element (20), Durchführen von Detektionsschritten einer beliebigen Anzahl an Prüflingen, umfassend: i) Anordnen von beutelförmigen gefüllten Prüflingen (5) in Eingriff mit dem Beuteleingriffskörper (70), ii) Erzeugen eines ersten Vergleichsdruckes in einem geschlossenen Referenzvolumen (RV) vermittels einer Druckveränderungsvorrichtung (40), iii) Bewirken einer Beaufschlagungskraft (F) in einem Druckzylinder (50), wirkend auf zumindest eines der Elemente (10; 20) in Annäherung zueinander, oder Bewirken eines zu einer Verdampfung der Beutelfüllung (5a) des Prüflings (5) ausreichenden Unterdrucks in einem von den Elementen (10; 20) begrenzten abgeschlossenen Volumens (PK), iv) Ermitteln der Entstehung eines Differenzdruckes vermittels einer Differenzdruckerfassungseinrichtung (60) zwischen dem Druck im Referenzvolumen (RV) und dem Druckzylinder (50), oder Ermitteln der Entstehung eines Differenzdruckes vermittels einer Differenzdruckerfassungseinrichtung (60) zwischen dem Druck im Referenzvolumen (RV) und dem von den Elementen (10; 20) begrenzten abgeschlossenen Volumen (PK); iv) Wechseln des Beuteleingriffskörpers/ der Beuteleingriffskörper (70) nachdem eine Leckage festgestellt wurde oder wenn ein anders dimensionierter Prüfling (5) zum Einsatz kommen soll.