KR20230132553A

KR20230132553A - 표본 테스트를 자동화하기 위한 시스템, 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20230132553A
Application number: KR1020237027934A
Authority: KR
Inventors: 아드리안 리딕; 다니엘 취나드; 브라이언 살렘; 크리스토퍼 하인즈
Original assignee: 일리노이즈 툴 워크스 인코포레이티드
Priority date: 2021-01-21
Filing date: 2022-01-21
Publication date: 2023-09-15
Also published as: EP4281746A1; CN116917710A; JP2024504709A; US11906478B2; US20220228957A1

Abstract

RSF(Residual Seal Force) 테스트 시스템(100)용 테스트 헤드가 설명되어 있다. 테스트 헤드는 하우징(202), 앤빌(204) 및 볼 롤러 조립체(208)를 포함한다. 하우징은 제1 캐비티(222)를 형성하고, 앤빌은 적어도 부분적으로 제1 캐비티 내에 위치한다. 볼 롤러 조립체는 RSF 테스트 동안 하우징과 앤빌 사이의 접촉 지점을 제공하도록 구성된다. 테스트 헤드는 앤빌을 적어도 부분적으로 제1 캐비티 내에 유지하도록 구성된 리테이닝 링(203)을 더 포함할 수도 있다.

Description

표본 테스트를 자동화하기 위한 시스템, 방법 및 장치

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은, 2021년 1월 21일자로 출원되고 발명의 명칭이 "표본 테스트를 자동화하기 위한 시스템, 방법 및 장치(System, Method, And Apparatus For Automating Specimen Testing)"인 미국 가특허 출원 제63/140,046호 및 2022년 1월 19일자로 출원되고 발명의 명칭이 "표본 테스트를 자동화하기 위한 시스템, 방법 및 장치(System, Method, And Apparatus For Automating Specimen Testing)"인 미국 특허 출원 제17/578,729호의 이익을 주장하며, 이들 출원의 모든 내용은 인용함으로써 본원에 포함된다.

기술분야

본 개시는, 표본 테스트에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 잔류 밀봉력 테스트 및/또는 압축 마찰 측정 테스트를 자동화하기 위한 시스템, 방법 및 장치에 관한 것이다.

20세기 초반 이래로, 엘라스토머 마개 및 경우에 따라서는 주름진 캡을 갖춘 용기(예컨대, 병, 바이알(vial) 등)가, 비경구식(즉, 주사 가능한) 의약품의 주요 포장 시스템이었다. 이러한 용기 패키지 시스템에 수용되는 비경구식 제품은, 오염 및 제품 누출을 방지하기 위해 유리 용기와 엘라스토머 스토퍼 사이의 인터페이스에서 견고한 밀봉을 필요로 한다. 이러한 밀봉은 제조 공정에서 설정되지만, 사용하기 전에 다양한 취급 조건, 처리 조건 및 보관 조건을 견뎌야만 한다.

일부 예에 있어서, 용기 밀봉부는, 3개의 주요 구성요소 - 유리 용기, 엘라스토머 마개(예를 들어, 고무 스토퍼) 및 알루미늄 캡과 같이 용기 내에 고무 스토퍼를 고정시키는 캡 - 로 구성된다. 보통 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 같은 금속 캡이 사용될 때, 용기와 엘라스토머 마개의 충분한 결합(mating)을 보장하는 압축력으로 멈추어 있는 용기 상에 캡이 크림핑(crimping)되어야만 한다. 다른 예에 있어서는, 또 다른 테스트를 위해 캡이 제거된다. 용기 밀봉에 영향을 미치는 마개 변수는, 모듈러스(modulus), 경도 및 압축 설정(compression set)을 비롯하여 마개 구성요소의 기계적 속성과 함께 치수 특성 및 공차를 포함한다.

비경구용 용기의 제조자는, 초기 밀봉이 이루어진 이후에 제품의 유통 기한 전체에 걸쳐 마개가 용기에 대해 가하는 힘을 측정하기 위한 정량적 방법을 사용하도록 요구를 받는다. 금속 캡을 사용하는 마개의 경우에 있어서, 잔류 밀봉력("RSF") 테스트를 사용하여 측정되는 이러한 힘은, 압축 마찰("CF") 측정 테스트를 사용하는 동안, 플런저를 사용하여 밀봉된 유리 용기를 평가한다. CF 측정 테스트는 종종 글라이드 테스트(glide test)라고도 한다. 기존의 RSF 테스터 및 CF 테스터는 RSF 및 CF를 측정할 수 있지만, 이러한 테스트는 시간이 많이 걸리고 지루하며 노동 집약적일 수 있다. 따라서, RSF 테스트 및/또는 CF 테스트를 위한 보다 정확하고 보다 관용적이며 및/또는 자동화된 시스템, 방법 및 장치를 제공하는 것이 바람직하다.

적어도 하나의 도면과 관련하여 실질적으로 예시 및 설명된 바와 같이, 테스트를 위한 시스템, 방법 및 장치가 개시된다. 보다 구체적으로, 용기, 특히 비경구식 의약품용 용기에 대한 잔류 밀봉력 측정값 및/또는 압축 마찰 측정값을 결정하기 위한 시스템, 방법 및 장치가 개시된다.

본 명세서에 기술된 장치, 시스템 및 방법의 전술한 목적, 특징 및 이점과 다른 목적, 특징 및 이점은, 첨부된 도면에 도시된 바와 같은 특정 실시예에 관한 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다. 여기서, 동일하거나 유사한 참조 번호는 동일하거나 유사한 구조를 가리킨다. 도면은 반드시 축척에 따른 것은 아니며, 대신 본원에 설명된 장치, 시스템 및 방법의 원리를 설명하는 데 중점을 둔다.
도 1a는 본 개시의 양태에 따른 예시적인 테스트 시스템의 사시도를 도시한다.
도 1b는 로드 스트링(load string)을 더 잘 나타내기 위해 일부가 제거된, 도 1a의 예시적인 테스트 시스템의 사시도를 도시한다.
도 2a는 본 개시의 양태에 따른 예시적인 제1 테스트 헤드의 평면 단면도를 도시한다.
도 2b 및 도 2c는 표본과 접촉하는, 도 2a의 예시적인 제1 테스트 헤드의 평면 단면도를 도시한다.
도 2d는 접촉 지점에 오목한 영역을 갖는, 예시적인 제1 테스트 헤드의 평면 단면도를 도시한다.
도 3a는 본 개시의 양태에 따른 예시적인 제2 테스트 헤드의 평면 단면도를 도시한다.
도 3b 및 도 3c는 표본과 접촉하는, 도 3a의 예시적인 제2 테스트 헤드의 평면 단면도를 도시한다.
도 4a는 본 개시의 양태에 따른, 예시적인 제3 테스트 헤드의 사시도를 도시한다.
도 4b는 도 4a의 섹션 A-A를 따라 취한 예시적인 제3 테스트 헤드의 평면 단면도를 도시한다.
도 5는 예시적인 테스트 시스템을 작동하기 위한 예시적인 방법을 나타내는 흐름도이다.

해당 항목을 단수로 언급하는 경우, 달리 명시적으로 언급되지 않거나 본문에서 명확하지 않는 한, 복수의 항목을 포함하는 것으로 이해되어야 하며 그 반대도 마찬가지이다. 문법적 접속사는, 달리 언급되거나 본문에서 명확하지 않는 한, 결합된 구절들, 문장들, 단어들 등의 임의의 모든 이접 조합(disjunctive combination) 및 접속 조합(conjunctive combination)을 표현하려는 의도이다. 본원에서 값의 범위를 열거하는 것은 한정하려는 의도가 아니며, 대신, 본원에서 달리 나타내지 않는 한, 상기 범위 내에 속하는 임의의 모든 값을 개별적으로 언급하는 것에 해당하고, 그러한 범위 내의 각각의 별도의 값은, 마치 개별적으로 인용된 것처럼 본 명세서에 포함된다. 이하의 설명에 있어서, "제1", "제2", "상단", "하단", "측면", "전면", "후면" 등과 같은 용어는 편의상 사용된 용어이며, 한정하려는 의도의 용어로서 해석되어서는 안 된다. 예를 들어, 일부 예에 있어서 제1 면은 제2 면에 인접하거나 제2 면의 근처에 위치하지만, "제1 면" 및 "제2 면"이라는 용어는, 이들 면이 특정 순서로 정렬되는 것을 의미하지는 않는다.

본원에서 사용되는 바와 같이, "약", "대략", "실질적으로" 등의 용어는, 숫자값을 수반할 때, 의도된 목적을 위해 만족스럽게 작동하도록 하기 위한, 당업자가 이해할 수 있는 바와 같은 편차를 나타내는 것으로 해석되어야 한다. 값의 범위 및/또는 숫자값은 본 명세서에서 단지 예로서 제시되며, 설명된 실시예의 범위에 대한 제한을 구성하는 것은 아니다. 본원에 제공된 임의의 모든 예 또는 예시에 관한 언어("예를 들어," "~와 같은" 등)의 사용은, 단지 실시예를 더 잘 설명하려는 의도이며, 실시예의 범위에 제한을 부여하려는 것은 아니다. "예를 들어" 및 "예컨대"라는 용어는, 하나 이상의 비제한적인 예, 경우 또는 예시의 목록을 설정한다. 명세서의 어떤 문구도, 임의의 청구되지 않은 요소를 실시예의 실행에 필수적인 것으로 나타내려는 것으로 해석되어서는 안 된다.

본원에서 사용될 때, "및/또는"이라는 용어는, "및/또는"에 의해 연결된 목록에서의 항목들 중 임의의 하나 이상을 의미한다. 예로서, "x 및/또는 y"는 3개 요소의 집합 {(x), (y), (x, y)}의 임의의 원소를 의미한다. 달리 말하자면, "x 및/또는 y"는 "x 및 y 중 하나 또는 양자 모두"를 의미한다. 또 다른 예로서, "x, y 및/또는 z"는 7개 요소의 집합 {(x), (y), (z), (x, y), (x, z), (y , z), (x, y, z)}의 임의의 원소를 의미한다. 달리 말하자면, "x, y 및/또는 z"는 "x, y 및 z 중 하나 이상”을 의미한다.

본 명세서에서 사용될 때, "회로" 및 "회로망"이라는 용어는, 마이크로프로세서, 디지털 신호 처리기(DSP), 소프트웨어 등과 같은 임의의 아날로그 구성요소 및/또는 디지털 구성요소, 전력 소자 및/또는 제어 요소, 이산적 구성요소 및/또는 통합된 구성 요소, 또는 이들의 일부 및/또는 조합을 포함한다.

본 명세서에서 사용될 때, "압축봉(compression rod)" 및 "압축 핀"이라는 용어는, 각각 테스트 시스템에 배치된 표본에 압축력을 부여하도록 구성된 강성 구조물을 의미한다. 예를 들어 CF 테스트의 경우에 있어서, 압축 핀은, 바이알과 같이 견고하게 지지된 비경구용 용기 내에서 엘라스토머 마개를 압축하는 데 사용될 수 있다.

본 명세서에서 사용될 때, "구동 가능하게 결합된", "구동 가능하게 ~에 결합된" 및 "구동 가능하게 ~와 결합된"이라는 용어는, 각각 구동 부품, 구동 디바이스, 구동 장치 또는 구동 구성요소가 종동 부품, 종동 디바이스, 종동 장치, 또는 종동 구성요소에 기계적 힘을 전달하도록 할 수 있는 기계적인 연결을 의미한다.

본 명세서에서 사용될 때, "프로세서"라는 용어는, 처리 디바이스, 처리 장치, 처리 프로그램, 처리 회로, 처리 구성요소, 처리 시스템 및 처리 서브시스템을 의미하며, 이는 하드웨어로 구현되든, 유형적으로 구현되는 소프트웨어로 구현되든, 또는 양자 모두로 구현되든, 그리고 프로그래밍 가능 여부에 관계없이 가능하다. 본 명세서에서 사용될 때, "프로세서"라는 용어는, 하나 이상의 컴퓨팅 장치, 하드와이어 회로, 신호 변경 장치 및 시스템, 시스템을 제어하기 위한 장치 및 기계, 중앙 처리 유닛, 프로그래밍 가능한 장치 및 시스템, 필드 프로그래밍 가능한 게이트 어레이, ASIC(Application-Specific Integrated Circuits), SoC(System on a Chip), 개별 요소 및/또는 회로를 포함하는 시스템, 상태 머신, 가상 머신, 데이터 프로세서, 처리 설비 및 이들의 조합을 포함히자만 이들로 한정되는 것은 아니다. 프로세서는, 예를 들어, 임의의 유형의 범용 마이크로프로세서 또는 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 처리(DSP) 프로세서, 주문형 집적 회로(ASIC)일 수도 있다. 프로세서는 메모리 장치에 연결될 수도 있고 메모리 장치와 통합될 수도 있다.

본 명세서에서 사용될 때, "메모리" 및/또는 "메모리 장치"라는 용어는, 프로세서 및/또는 다른 디지털 장치에 의한 사용을 위해 정보를 저장하기 위한 컴퓨터 하드웨어 또는 회로를 의미한다. 메모리 및/또는 메모리 장치는, 예를 들어 읽기 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 캐시 메모리, 컴팩트 디스크 읽기 전용 메모리(CDROM), 전자 광학 메모리, 자기 광학 메모리, PROM(프로그래밍 가능한 읽기 전용 메모리), EPROM(삭제 가능하고 프로그래밍 가능한 읽기 전용 메모리), EEPROM(전기적으로 삭제 가능하고 프로그래밍 가능한 읽기 전용 메모리), 플래시 메모리, 솔리드 스테이트 스토리지, 컴퓨터 판독 가능한 매체 등과 같은 임의의 적합한 유형의 컴퓨터 메모리 또는 임의의 다른 유형의 전자 저장 매체일 수 있다.

밀봉 이후에 용기에 가해지는 폐쇄력을 측정하는 정량적 방법은 정속 압축 시험기를 사용하여 수행될 수 있다. 밀봉된 용기에 느린 정속 압축을 가함으로써, 응력 대 시간 곡선을 생성하여, 표본에서 주어진 폐쇄 밀봉부의 잔류 밀봉력(RSF) 측정값을 결정할 수 있다. RSF 측정값은 다양한 마개 크기 및 형상을 가진 다양한 용기에 대해 결정될 수 있다. 예를 들어, RSF 측정값은, 제조자의 품질 관리의 일환으로서, 용기의 마개의 확실함을 나타내는 데 사용될 수 있다. 마개가 용기를 압축하는 초기 힘은 알루미늄 캡을 적용(예컨대, 크림핑)하는 동안 적용되는 수직 크림핑 힘 및 수평 크림핑 힘의 함수이지만, 고무의 점탄성 이완 거동으로 인해, 용기에 대해 압력을 가하는 마개의 힘은 시간, 엘라스토머 구성 및 다양한 처리 절차의 결과의 함수로서 감소된다. 또 다른 예에 있어서, 압축 시험기를 사용하여 압축 마찰(CF) 측정 시험을 수행함으로써 엘라스토머 마개(예컨대, 플런저)를 사용하여 밀봉된 유리 용기를 검증할 수 있다. CF 측정 테스트는 종종 글라이드 테스트(glide test)라고도 한다.

밀봉의 기밀성을 평가하려는 목적으로, 제조자는 종종 용기 밀봉 공정 동안 생성된 비경구용 패키지의 RSF 또는 CF를 측정하기 위해 제조자의 품질 관리 공정의 일부로서 수동 테스트 시스템을 사용한다. 보통, 제조자는 제조자의 품질 관리 노력의 일환으로서 소규모 배치(batch) 또는 소량(예컨대, 로트 샘플(lot sample) 또는 라인 샘플(line sample))을 테스트한다. RSF 테스트 및 CF 테스트는 파괴 테스트(즉, 제품이 더 이상 판매 가능하지 않게 됨)로 간주되기 때문에, 제조자는 생산량의 단지 0.5%~1.25% 또는 생산량의 단지 약 0.66%만을 테스트할 수도 있다. 더욱이, 이미 다른 생산 관련 작업으로 분주한 작업자에게는, 각각의 테스트를 수행하는 데 있어서 단지 제한된 시간(예컨대, 표본당 약 1-2분)만이 허용된다. 그러나, RSF 테스트 프로세스 및 CF 테스트 프로세스를 자동화하면, 테스트 속도와 테스트할 수 있는 제품의 양을 증가시킬 수 있다. RSF 테스트 및 CF 테스트를 자동화하려면, 정확한 측정을 보장하기 위해 표본이 테스트 시스템에 적절하게 로딩된다는 것을 보장하는 예방 조치를 취해야만 한다.

도 1a는 예시적인 테스트 시스템(100)의 사시도를 도시하고, 도 1b는 명확성을 위해 일부가 생략된 예시적인 테스트 시스템(100)의 로드 프레임(load frame)(102)의 사시도를 도시한다. 테스트 시스템(100)은 일반적으로 로드 프레임(102), 로드 프레임(102)의 크로스헤드(108)에 장착된 로드 셀(106), 로드 프레임(102)의 베이스 구조(104)에 있는 플래튼 어셈블리(platen assembly)(110), 및 컨트롤러(150)를 포함한다. 이후에 논의되는 바와 같이, 플래튼 어셈블리(110)는 압축 테스트(예를 들어, RSF 테스트 또는 CF 테스트) 동안 수동 공정 또는 자동 공정을 통해 하나 이상의 표본(112)을 지지하도록 구성된다.

도 1a에 가장 잘 도시된 바와 같이, 로드 프레임(102)은 베이스 구조(104), 하나 이상의 기둥(114), 이동형 크로스헤드(108) 및 상부 플레이트(116)를 포함한다. 로드 프레임(102)은, 테스트 힘이 테스트(예컨대, RSF 테스트, 압축 마찰 측정 테스트 등) 중에 반응하는(예컨대 압축력을 가하는) 고강도(high stiffness) 지지 구조로서의 역할을 한다. 로드 프레임(102)은, 도시된 바와 같이, 단일 기둥(114)으로 구성될 수도 있지만, 예를 들어 이중 기둥 배열에서 다수의 기둥(114)이 채용될 수도 있다. 베이스 구조(104)는 일반적으로, 하나 이상의 기둥(114) 및 표본(112)을 지탱하는 플래튼 어셈블리(110)를 지지하는 역할을 하는 한편, 컨트롤러(150)와 같은 다양한 회로 및 구성요소를 수용하기도 한다.

플래튼 어셈블리(110)는 표본(112)을, 테스트 헤드(136), 테스트 장치 또는 다른 테스트 부속품 아래에 보통 정렬되는 테스트 위치로, 이동시키거나 이송하기 위해 수동으로 또는 자동으로 조정될 수 있다(또는 달리 제어될 수 있음). 표본(112)은, 예를 들어, 도 1b에 도시된 바와 같은 비경구식 의약품용 용기(140)일 수도 있다. 도 1b의 상세도 A에 가장 잘 도시된 바와 같이, 일례에 있어서, 용기(140)(예를 들어, 플랜지(144)를 갖춘 병)는 개구부(142) 및 플랜지(144)를 형성한다. 엘라스토머 마개(146)가 개구부(142)를 덮는다. 캡(148)은 플랜지(144) 아래에서 크림핑되며, 엘라스토머 마개(146)를 압축하여 개구부(142)를 밀봉시킨다. 또 다른 예에 있어서, 도 1b의 상세도 B에 가장 잘 도시된 바와 같이, 캡(148)은 생략될 수도 있고, 이에 의해 엘라스토머 마개(146)는 용기(140)(예컨대, 바이알)의 개구부(142) 내에 끼워지며, 용기(140)의 내측면을 압박하여 개구부(142)를 밀봉시킨다. 표본(112)은, 플랜지(144) 및/또는 캡(148)을 구비하거나 구비하지 않는 용기(140)로서 도시되어 있지만, 다른 유형의 표본(112)도 또한 고려된다.

하나 이상의 기둥(114)은 각각 가이드 컬럼(guide column), 및 액추에이터(156)에 구동 가능하게 결합되는 볼스크류(154)를 포함한다. 볼스크류(154)는 (예를 들어, 모터와 같은 액추에이터(156)로부터의) 회전 운동을 마찰이 적은 직선 운동으로 변환하는 기계적인 선형 액추에이터의 형태이다. 일 예에 있어서, 볼스크류(154)는, 정밀 나사로서의 역할을 하는 볼 베어을 위한 나선형 궤도를 제공하는 나사형 샤프트를 포함할 수도 있다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 볼스크류(154)는 베이스 구조(104)와 상부 플레이트(116) 사이의 하나 이상의 기둥(114) 내에 수용된다. 볼스크류(154)를 구동하는 액추에이터(156)는 컨트롤러(150)를 통해 제어된다. 기둥 커버(column cover)(118)는 볼스크류(154)를 오염, 오물 및 손상으로부터 보호하기 위해 제공되는 동시에 작동 중에 사용자를 위험으로부터 보호하기 위해 제공된다. 테스트 시스템(100)은 테스트 시스템의 작동을 모니터링하기 위한 다양한 센서를 포함한다. 예를 들어, 테스트 시스템(100)은, 크로스헤드(108)가 축(A)을 따라 허용 가능한 동작 범위에서 벗어나는 것을 방지하기 위해, 상한 스위치(132) 및 하한 스위치(134)를 포함할 수도 있다. 상한 스위치(132) 또는 하한 스위치(134)을 트리거링(triggering)하면, 컨트롤러(150)는 테스트 시스템(100) 또는 표본(112)에 대한 손상을 방지하기 위해 액츄에이터(156)를 정지(또는 반전)시킬 수도 있다.

크로스헤드(108)는 가이드 컬럼 및 볼스크류(154) 양자 모두에 장착되고, 로드 셀(106)을 지지한다. 볼스크류(154)는 액추에이터(156)를 통해 구동된다(예를 들어, 회전된다). 가이드 컬럼이 크로스헤드(108)에 안정성을 제공하는 반면, 볼스크류(154)의 회전은 베이스 구조(104)에 대해 크로스헤드(108)를 상방으로(베이스 구조로부터 멀리로) 또는 하방으로(베이스 구조 쪽으로) 구동시킨다. 로드 셀(106)은 하나 이상의 기계적 패스너(138)(예를 들어, 스크류, 볼트, 소켓 헤드 캡 스크류 등)를 통해 크로스헤드(108)에 제거 가능하게 결합되어, 작업자가 원할 때 로드 셀(106)을 교환할 수 있도록 할 수도 있다. 예를 들어, 로드 셀(106)은 손상될 수도 있고, 다양한 유형의 로드 셀(106)이 바람직하거나 필요할 수도 있는데, 이러한 로드 셀은 테스트(예를 들어, RSF 테스트 및 CF 테스트)에 따라 달라질 수도 있다.

디스플레이 장치(126)(예컨대, 터치 스크린 디스플레이), 제어 패널(128), 및/또는 원격 제어부(130)(예컨대, 핸드셋)는, 테스트 시스템(100)의 작동을 모니터링 및/또는 제어하기 위해 작업자에 의해 사용될 수도 있다. 일부 예에 있어서, 제어 패널(128) 및 원격 제어부(130)는 테스트 시스템(100)의 작동을 제어 또는 조정하기 위해 하나 이상의 스위치, 버튼 또는 다이얼(예를 들어, 비상 정지 버튼)을 각각 제공할 수도 있다. 제어 패널(128) 및 원격 제어부(130)는 테스트 시스템(100)의 상태를 제시하기 위해 하나 이상의 상태 표시기(예를 들어, LED, 조명 등)를 추가로 제공할 수도 있다. 원격 제어부(130)는 유선일 수도 있고 무선일 수도 있다.

추가적인 보호를 제공하고 안전성을 증가시키기 위해, 로드 스트링(load string)(101)은, 테스트 챔버(122)를 한정하는 인클로저(enclosure)(120) 내에 수용될 수도 있다. 인클로저(120)는 투명한 재료(예를 들어, 유리, 플라스틱, 플렉시글라스 등)로 제작되어 작업자가 로드 스트링(101)을 관찰할 수 있도록 할 수도 있다. 인클로저(120) 내의 테스트 챔버(122)에 접근할 수 있도록 하기 위해 도어 또는 액세스 패널(124)이 제공될 수도 있다. 로드 스트링(101)은 일반적으로 이동형 크로스헤드(108)와 베이스 구조(104)(또는 적용 가능한 경우 고정된 하부 크로스헤드) 사이에 설치되는 구성요소를 가리킨다. 보통, 로드 스트링(101)은 로드 셀(106), 테스트 헤드(136), 구성 요소들을 연결하는 데 필요한 임의의 어댑터 및 테스트할 표본(들)(112)을 포함한다. 보통, RSF 테스트에 있어서, 로드 셀(106)은 크로스헤드(108) 상에 장착되고, 앤빌(anvil)을 갖춘 테스트 헤드(136)는 로드 셀(106)에 장착되며, 표본(112)은 (예를 들어, 플래튼 어셈블리(110)를 사용하여) 베이스 구조(104) 상에 위치하게 된다. 마찬가지로, CF 테스트에 있어서, 로드 셀(106)은 크로스헤드(108) 상에 장착되고, 압축봉이 로드 셀(106)에 장착되고, 표본(112)이 (예를 들어, 플래튼 어셈블리(110)를 사용하여) 베이스 구조(104) 상에 위치하게 된다.

테스트 시스템(100)의 작동은 컨트롤러(150)를 통해 자동으로 제어 및/또는 모니터링될 수도 있다. 컨트롤러(150)는 실행 가능한 명령으로 구성된 프로세서(150a) 및 메모리 장치(150b)를 포함할 수도 있다. 컨트롤러(150)는 다양한 액추에이터(예를 들어, 볼스크류(154)를 구동하는 액추에이터(156)), 센서(예를 들어, 로드 셀(들)(106), 상한 스위치(132) 및 하한 스위치(134)), 사용자 인터페이스(예를 들어, 디스플레이 장치(126), 제어 패널(128) 및/또는 원격 제어부(130)) 등을 제어하도록 작동 가능하게 결합되고 구성된다.

RSF 테스트 동안, 예를 들어, 크로스헤드(108)는 테스트 헤드(136), 테스트 장치 또는 로드 셀(106)에 결합되는 다른 테스트 부속품을 통해 표본(112)에 압축 하중을 가하기 위해 로드 프레임(102)의 축(A)을 따라 (베이스 구조(104) 쪽으로) 하방으로 이동한다. 테스트 헤드(136)는 하나 이상의 표본(112)과 접촉하고 해당 표본을 압축하도록 구성된 앤빌(또한 도른(dorn)이라고도 알려져 있음)일 수도 있고 이러한 앤빌을 포함할 수도 있다. 테스트 헤드(136), 테스트 장치, 또는 다른 테스트 부속품은 로드 셀(106)의 커플러(152)에 직접 결합될 수도 있고 압축봉 또는 압축 핀을 매개로 결합될 수도 있다.

로드 셀(106)은, 이러한 부하를 전기 신호로 변환하는데, 상기 전기 신호는 테스트 시스템(100)에 의해 컨트롤러(150)를 통해 측정되고, 디스플레이 장치(126)를 통해 작업자에게 디스플레이된다. 일 예에 있어서, 테스트 헤드(136)는 일정한 속도(예컨대, 약 0.01인치/초)로 전진할 수도 있다. 다시 말하면, 이러한 예에 있어서, 크로스헤드(108)가 기둥(114)을 따라(축(A)를 따라) 0.001 인치씩 이동할 때마다, 컨트롤러(150)는 표본에 부과된 이동(변형)에 응답하여 테스트 헤드(136)에 의해 표본(112)에 가해지는 힘을 자동으로 기록한다. 전술한 일정한 속도는, 주어진 표본(112)에 대해 조정될 수도 있다. 컨트롤러(150)는 또한 해당 변형 데이터를 자동으로 기록한다. 결과적인 데이터 세트는, 그래프로 표시될 수 있는 일련의 응력-변형 측정값을 포함하는데, 상기 일련의 측정값은 예측 가능한 형상의 곡선에 근사한다. RSF의 경우에 있어서, 적절한 밀봉은 결과적인 곡선의 변곡점을 모니터링함(예를 들어, 엘라스토머 마개(146)가 굽힘(flexing)에서 강성(rigid)으로 전환되며, 이에 따라 개구부(142)를 밀봉함을 표시함)으로써 결정될 수도 있다.

테스트 헤드(136)는 RSF 테스트 및/또는 CF 테스트를 위해 설계될 수도 있다. 예를 들어, 테스트 헤드(136)는 CF 테스트를 위한 압축봉일 수도 있고 RSF 테스트를 위한 앤빌을 포함할 수도 있으며, 예를 들어 조정 가능하고 순응적인 앤빌을 갖는 테스트 헤드를 포함할 수도 있다. 이해할 수 있는 바와 같이, 특정 테스트에 따라 특정 유형의 테스트 헤드(136)가 정당한 것으로 인정될 수도 있다. 예를 들어, RSF 테스트 중에 사용되는 테스트 헤드(136)는 비경구용 용기의 마개의 크기 및 형상에 대응하도록 크기 및 형상이 결정된 앤빌을 포함할 수도 있다. 따라서, 테스트 헤드(136)가 일반적으로 RSF 테스트를 위해 구성되는 것으로 도 1a 및 도 1b에 도시되어 있지만, CF 테스트를 위해 압축봉(및 관련 로드 셀)이 대신 사용될 수도 있다.

테스트 헤드(136)는, 테스트 시스템(100)이 다양한 유형의 테스트(예를 들어, RSF 테스트, CF 테스트, 인장 테스트, 압축 테스트, 굽힘 테스트 등)에 사용될 수 있도록 하기 위해 교환 가능할 수 있다. 다시 말하면, 테스트 헤드(136)는, 예를 들어 커플러(152)를 통해 또는 작업자가 테스트 헤드(136)를 또 다른 테스트 헤드(136), 테스트 장치, 혹은 다른 테스트 부속품으로 교체 또는 교환할 수 있도록 하는 다른 수단을 통해, 로드 셀(106)에 제거 가능하게 결합되도록 구성될 수도 있다. 커플러(152)는 칼라 커플링(collar coupling)(예를 들어, 하나 이상의 세트 핀(set pin) 또는 세트 스크류(set screw)를 갖춘 칼라), 클레비스 커플링(clevis coupling), 슬리브 커플링(sleeve coupling) 또는 스크류 온 커플링(screw on coupling)(예를 들어, 나사식 로드(threaded rod)) 중 하나 이상을 채용할 수도 있다. 따라서, 커플러(152)는 세트 스크류 및/또는 세트 핀을 갖는 암형 칼라 커플러로 예시되어 있지만, 다른 유형의 커플링이 고려될 수 있다.

하나 이상의 표본(112)이 플래튼 어셈블리(110)에 의해 베이스 구조(104) 상에 지지된다. 테스트 헤드(136)와 유사하게, 특정 테스트에 따라 특정 유형의 플래튼 어셈블리(110)가 정당한 것으로 인정될 수도 있다. 예를 들어, RSF 측정 중에 사용되는 플래튼 어셈블리(110)는, 비경구용 용기(140)(또는 다른 표본(112))의 크기 및 형상에 대응하도록 크기 및 형상이 결정된 하나 이상의 스테이션(station)을 포함할 수도 있다. 이를 위해, 플래튼 어셈블리(110)는, 특정 테스트를 위한 또는 특정 표본을 위한 표본 플레이트(110a), 그리고 베이스 구조(104)에 의해 지지되고 표본 플레이트(110a)를 지지하도록 구성된 베이스 플레이트(110b)를 포함할 수도 있다. 표본 플레이트(110a)는, 작업자가 특정 시험에 적합한 표본 플레이트(110a)를 선택할 수 있도록 하기 위해 베이스 플레이트(110b)에 제거 가능하게 결합될 수도 있다. 일 예에 있어서, 표본 플레이트(110a)는 하나 이상의 표본(112)을 (예를 들어, 하나 이상의 리세스를 통해) 지지하도록 크기 및 형상이 결정되는 플레이트 또는 테이블인 반면, 베이스 플레이트(110b)는 베이스 구조(104)에 대해 표본 플레이트(110a)를 지지 및/또는 고정하도록 구성된 플레이트일 수도 있다. 일부 예에 있어서, 표본 플레이트(110a)는 베이스 플레이트(110b)에 대해 이동하도록 구성된다. 예를 들어, 표본 플레이트(110a)는 압축 중에 테스트 헤드(136)의 접근 각도를 수용하기 위해 베이스 플레이트(110b)에 대해 회전 또는 틸팅(tilting)되도록 구성될 수도 있다.

정확한 RSF 측정값을 산출하기 위해, RSF 테스트 동안 테스트 헤드(136)가 표본(112)(예를 들어, 캡(148))과 확실하게 접촉하는 것이 중요하다. 이는 보통, 캡(148)의 편평한 표면이 테스트 헤드(136)(예를 들어, 앤빌)의 접촉점과 같은 높이(flush)가 되도록 표본(112)이 플래튼 어셈블리(110) 내에 적절하게 안착되는 것을 보장하기 위해 작업자가 이를 체크할 것을 요구한다. 자동화된 방식에 있어서, 이는 추가적인 복잡성을 유발시킨다.

한 가지 방안은, 표본(112)의 올바른 배치를 확인하기 위해 센서 시스템(예를 들어, 하나 이상의 이미징 장치)을 채용하는 것이지만, 이러한 센서 시스템은 전체 테스트 시스템(100)의 비용 및 복잡성을 증가시킨다. 이보다는 저렴하지만 강력한 방안은, 테스트 헤드(136)가 표본(112)에 (예를 들어, 캡(148)에서) 확실하게 접촉하는 것을 보장하기 위해 RSF 압축 테스트의 안착 단계 중에 앤빌의 평면 운동(planar motion) 및 반경방향 운동 양자 모두를 가능하게 함으로써 표본(112)의 위치에 일치하는 앤빌을 갖춘 테스트 헤드(136)를 사용하는 것이다.

도 2a는 본 개시의 양태에 따른 예시적인 제1 테스트 헤드(200)의 평면 단면도를 도시한다. 제시된 바와 같이, 테스트 헤드(200)는 일반적으로 하우징(202), 앤빌(204), 볼 롤러 조립체(208) 및 리테이닝 링(203)을 포함한다. 볼 롤러 조립체(208)는 RSF 테스트 중에 하우징(202)과 앤빌(204) 사이에 접촉점(224)을 제공하도록 구성된다. 일부 예에 있어서, 리테이닝 링(203)은 제1 캐비티(222) 내에 위치되고, 앤빌(204)을 적어도 부분적으로 제1 캐비티(222) 내에 유지하도록 구성된다. RSF 테스트 동안, 압축력은 앤빌(204)을 제1 캐비티(222) 내로 밀어낸다. 리테이닝 링(203)은 이러한 압축력의 부재 시에 앤빌(204)을 적어도 부분적으로 제1 캐비티(222) 내에 유지하도록 구성된다. 리테이닝 링(203)은 또한 제1 캐비티(222) 내에서 앤빌(204)의 반경방향 피벗(pivot)(228)에 대한 제약을 부여한다. 테스트 헤드(200)는 테스트 시스템(100)의 제2 커플러(152)와 맞물리도록 구성된 제1 커플러(232)를 갖는 근위 단부(218)를 형성하고, 표본(112)과 맞물리도록 구성된 리세스(206)를 갖는 원위 단부(220)를 형성한다. 리세스(206)는 표본(112)의 캡(148)의 표면과 맞물리도록 크기 및 형상이 결정될 수 있다. 일부 예(이러한 예 중 하나가 도 2a에 도시되어 있음)에 있어서, 와셔(234)는 앤빌(204)과 리테이닝 링(203) 사이의 접촉점에 위치되어, 제1 캐비티(222) 내에서의 앤빌(204)의 반경방향 피벗(228)에 대한 제약을 제공하거나 이러한 제약을 조정할 수 있다. 예시되어 있지는 않지만, 와셔(234)는 다른 도면의 테스트 헤드(200)와 관련하여 유사하게 구성될 수 있다.

제시된 바와 같이, 앤빌(204)은 제1 캐비티(222) 내에서 부유하도록 구성되며, 이에 따라 앤빌(204)의 표면이 캡(148)의 표면에 일치되도록 허용한다. 자동화된 과정에 있어서, 예를 들면, 플래튼 어셈블리(110)에 의해 또는 플래튼 어셈블리(110)에 대해 복수의 표본(112)이 미리 로딩될 수도 있고 및/또는 자동으로 공급될 수도 있다. 이러한 작업은, 표본(112)이 부적절하게 안착되는 결과(예를 들어, 구부러짐)를 초래할 수 있다. 앤빌(204)과 캡(148) 사이의 접촉이 같은 높이(flush)에서 이루어지지 않을 때 RSF 측정의 정확도는 저하된다. 따라서, 표본(112)의 캡(148)이 앤빌(204)의 리세스(206) 내에 적절하게 안착되는 것을 보장하기 위해, 앤빌(204)은 평면 운동(226)(예를 들어, 좌우 이동)으로 하우징(202)에 대해 이동하도록 구성되고, 하우징(202)에 대해 반경방향으로 피벗(228)하도록 구성된다.

일부 예에 있어서, 하우징(202)은 제1 캐비티(222)를 형성하고, 앤빌(204)은 적어도 부분적으로 제1 캐비티(222) 내에 위치된다. 앤빌(204)의 외경은, 제1 캐비티(222) 내에서의 앤빌(204)의 평면에서의 측방향 이동을 허용하도록 크기가 결정될 수도 있다. 다시 말하면, 제1 캐비티(222)의 내경은, 제1 캐비티(222) 내에서의 약간의 유격을 허용하기 위해 미리 결정된 거리(D)만큼 앤빌(204)의 외경보다 클 수도 있다. 상기 미리 결정된 거리(D)는 예를 들어 1 내지 10mm일 수도 있다. 앤빌(204)이 제1 캐비티(222) 내에서 센터링(centering)되어 있을 때, 도 2b에 도시된 바와 같이, 평면 운동(226)을 위해 앤빌(204)의 양측에서 상기 거리의 절반(D/2)을 이용 가능하다.

볼 롤러 조립체(208)는 일반적으로 구체(210), 롤러 하우징(212) 및 복수의 볼 베어링(214)을 포함한다. 볼 롤러 조립체(208)는 정격으로 180N의 압축 부하를 지지하도록 되어 있을 수도 있다. 복수의 볼 베어링(214)은, 구체(210)와 롤러 하우징(212) 사이의 마찰을 줄이는 역할을 한다. 볼 롤러 조립체(208)는 제2 캐비티(216) 내에 위치될 수 있다. 예를 들어, 볼 롤러 조립체(208)는 제2 캐비티(216) 내에 압입(press fit)될 수도 있다. 제시된 예에 있어서, 하우징(202)은 제2 캐비티(216)를 형성하지만, 도 3a 내지 도 3c와 관련하여 설명되는 바와 같이(앤빌(204)이 제2 캐비티(216)를 형성할 수 있음), 다른 배열이 고려될 수도 있다. 하우징(202), 앤빌(204), 및/또는 구체(210)는 금속 또는 스테인리스 강과 같은 금속 합금으로 제작될 수도 있다.

도 2b 및 도 2c는 각각, 제1 각도 및 제2 각도로 부적절하게 안착된 표본(112)과 접촉하는, 도 2a의 예시적인 제1 테스트 헤드의 평면 단면도를 도시한다. 볼 롤러 조립체(208)는 하우징(202)과 앤빌(204) 사이의 단일 접촉점(224)을 제공한다. 제시된 바와 같이, 볼 롤러 조립체(208)는, 앤빌(204)이 하우징(202)에 대해 평면 운동(226)으로 이동할 수 있도록 한다. RSF 테스트 동안, 앤빌(204)은, 앤빌(204)의 리세스(206)가 표본(112)과 같은 높이가 되도록 평면 운동(226) 및/또는 반경방향 운동(228)으로 이동할 수 있다.

도 2d는 접촉 지점에 오목한 영역을 갖는 예시적인 제1 테스트 헤드의 평면 단면도를 도시한다. 시간의 경과에 따라, 단일 접촉점(224)은 앤빌(204) 상에 마모 지점(예를 들어, 디봇(divot))을 생성할 수도 있다. 이해할 수 있는 바와 같이, 디봇은 앤빌(204)이 자유롭게 부유하는 것을 방해하며, 이에 따라 RSF 측정의 정확도를 저하시킨다. 마모를 완화시키기 위해, 앤빌(204)은 구체(210)의 표면에 대응하는 단일 접촉점(224)에 오목한 영역(230)을 형성할 수 있으며, 이에 따라 볼 롤러 조립체(208)와의 접촉 면적을 증가시킬 수 있다. (예를 들어, 도 3a 내지 도 3c에 제시된 바와 같이) 볼 롤러 조립체(208)가 앤빌에 고정될 때에는, 대안으로 오목한 영역(230)이 하우징(202) 내에 위치할 수도 있다.

도 3a는 본 개시의 양태에 따른 예시적인 제2 테스트 헤드(300)의 평면 단면도를 도시하는 한편, 도 3b 및 도 3c는 각각 제1 각도와 제2 각도로 부적절하게 안착된 표본(112)과 접촉하는 예시적인 제2 테스트 헤드(300)의 평면 단면도를 도시한다. 도 3a 내지 도 3c의 테스트 헤드(300)는, 앤빌(204)이 볼 롤러 조립체(208)를 위한 제2 캐비티(216)를 형성한다는 점을 제외하고는, 도 2a 내지 도 2c의 테스트 헤드(200)와 실질적으로 동일하다. 이러한 예에 있어서, 볼 롤러 조립체(208)는 앤빌(204)의 제2 캐비티(216)에 압입된다.

도 4a는 본 개시의 양태에 따른 예시적인 제3 테스트 헤드(400)의 사시도를 도시하는 한편, 도 4b는 도 4a의 섹션 A-A를 따라 취해진 예시적인 제3 테스트 헤드의 평면 단면도를 도시한다. 도 4a 및 도 4b의 테스트 헤드(400)는 평면 운동(226) 및 반경방향 운동(228)을 용이하게 한다는 점에서 테스트 헤드(200, 300)와 유사하지만, 테스트 헤드(400)는 평면 운동(226) 및 반경방향 운동(228)을 2개의 별개의 메커니즘으로 구분한다. 구체적으로, 평면 운동(226)은 복수의 볼 베어링 조립체(418)를 통해 제공되고, 반경방향 운동(228)은 볼 롤러 조립체(416)를 통해 제공된다.

테스트 헤드(400)는 일반적으로 제1 하우징(402), 제2 하우징(404) 및 앤빌(406)을 포함한다. 제1 하우징(402)은 제1 캐비티(412)를 형성하고, 제2 하우징(404)은 제2 캐비티(414)를 형성한다. 제2 하우징(404)은 적어도 부분적으로 제1 캐비티(412) 내에 위치하며, 제1 하우징(402)에 대해 평면 운동(226)으로 이동하도록 구성된다. 앤빌(406)은 적어도 부분적으로 제2 캐비티(414) 내에 위치되고, 제2 하우징(404)에 대해 반경방향으로 피벗(228)하도록 구성된다. 제시된 바와 같이, 앤빌(406)은 볼 롤러 조립체(416)를 사용하여 제2 하우징(404)에 대해 반경방향으로 피벗(228)하도록 구성된다. 볼 롤러 조립체(416)는 구체(408) 및 롤러 하우징(410)을 포함한다.

복수의 볼 베어링 조립체(418)는 제1 하우징(402)의 표면과 제2 하우징(404)의 표면 사이의 마찰을 줄이기 위해 제공된다. 일부 예에 있어서, 제시된 바와 같이, 복수의 볼 베어링 조립체(418)는 제2 하우징(404) 내에 형성된 캐비티 내로 압입되지만, 대신 복수의 볼 베어링 조립체(418)가 제1 하우징(402) 내에 형성된 캐비티에 압입될 수도 있다. 일부 예에 있어서, 볼 롤러 조립체(416)는 구체(408)와 롤러 하우징(410) 사이에 복수의 볼 베어링(도시되어 있지 않음)을 추가로 포함할 수도 있다.

도 5는 테스트 시스템(100)에서 자동화된 RSF(Residual Seal Force) 테스트를 수행하기 위한 예시적인 방법(500)을 나타내는 흐름도이다. 테스트 시스템(100)은 크로스헤드(108)를 통해 베이스 구조 (104) 쪽으로 그리고 베이스 구조(104)로부터 멀리로 기둥(114)을 따라 이동하도록 구성되는 로드 셀(106)을 포함한다.

단계(502)에 있어서, 복수의 표본(112)이 표본 플레이트(110a)에 로딩된다. 표본 플레이트(110a)에 로딩되는 복수의 표본(112)은 수동 공정 또는 자동 공정을 통해 로딩될 수 있다. 복수의 표본(112)은 제1 표본(112) 및 후속 표본(112)(예를 들어, 제2 표본(112))을 포함한다.

단계(504)에 있어서, 표본 플레이트(110a)는 테스트 시스템(100)의 테스트 위치에 제1 표본(112)을 위치시키는 제1 위치에 위치한다. 표본 플레이트(110a)는 수동으로(예를 들어, 테스트가 시작되기 전에 작업자에 의해) 또는 액추에이터를 통해 제1 위치에 위치할 수 있다.

단계(506)에 있어서, 액추에이터(156)는 제1 표본(112)을 압축하기 위해 기둥(114)을 따라 베이스 구조(104) 쪽으로 크로스헤드(108)를 전진시킨다.

단계(508)에 있어서, 로드 셀(106)에 작동 가능하게 결합된 프로세서(150a)는 제1 표본(112)의 잔류 밀봉력을 결정한다.

단계(510)에 있어서, 액추에이터(156)는 기둥(114)을 따라 베이스 구조(104)로부터 멀리로 크로스헤드(108)를 후퇴시킨다.

단계(512)에 있어서, 표본 플레이트(110a)는 테스트 위치에 후속 표본(112)을 위치시키는 제2 위치로 이동된다.

단계(514)에 있어서, 액추에이터(156)는 후속 표본(112)을 압축하기 위해 기둥(114)을 따라 베이스 구조(104) 쪽으로 크로스헤드(108)를 전진시킨다.

단계(516)에 있어서, 프로세서(150a)는 후속 표본(112)의 잔류 밀봉력을 결정한다.

단계(512) 내지 단계(516)는, 표본 플레이트(110a)에 로딩되는 복수의 표본(112) 각각이 테스트될 때까지 각각의 후속 표본(112)에 대해 자동으로 반복될 수 있다.

본 방법 및/또는 시스템이 특정 구현예를 참조하여 설명되었지만, 당업자라면, 본 방법 및/또는 시스템의 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변경이 이루어질 수 있고 등가물이 대체될 수 있음을 이해할 것이다. 추가적으로, 본 개시의 범위를 벗어나지 않으면서 본 개시의 교시에 특정 상황 또는 재료를 적응시키기 위해 다수의 수정이 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 개시된 예의 블록 및/또는 구성요소는 조합될 수도 있고, 분할될 수도 있고, 재배열될 수도 있고, 및/또는 달리 수정될 수도 있다. 따라서, 본 방법 및/또는 시스템은 개시된 특정 구현예로 제한되지 않는다. 대신, 본 방법 및/또는 시스템은, 문자 그대로 그리고 등가의 원칙 하에서, 첨부된 청구범위의 범위 내에 속하는 모든 구현예를 포함할 것이다.

Claims

RSF(Residual Seal Force) 테스트 시스템용 테스트 헤드로서,
제1 캐비티를 형성하는 하우징;
적어도 부분적으로 제1 캐비티 내에 위치하는 앤빌(anvil);
RSF 테스트 동안 하우징과 앤빌 사이의 접촉점을 제공하도록 구성된 볼 롤러 조립체; 및
앤빌을 적어도 부분적으로 제1 캐비티 내에 유지하도록 구성되는 리테이닝 링(retaining ring)
을 포함하는 것인 테스트 헤드.
제1항에 있어서, 상기 앤빌은 하우징에 대해 평면 운동(planar motion)으로 이동하도록 구성되는 것인 테스트 헤드.
제1항에 있어서, 상기 앤빌은 하우징에 대해 반경방향으로 피벗하도록 구성되는 것인 테스트 헤드.
제1항에 있어서, 상기 앤빌은 하우징에 대해 평면 운동으로 그리고 반경방향으로 이동하도록 구성되는 것인 테스트 헤드.
제1항에 있어서, 상기 앤빌은 제1 캐비티 내에서 부유하도록 구성되는 것인 테스트 헤드.
제1항에 있어서, 상기 볼 롤러 조립체는 구체, 롤러 하우징 및 복수의 볼 베어링을 포함하는 것인 테스트 헤드.
제1항에 있어서, 상기 하우징은 제2 캐비티를 형성하는 것인 테스트 헤드.
제7항에 있어서, 상기 볼 롤러 조립체는 제2 캐비티에 압입(press fit)되는 것인 테스트 헤드.
제1항에 있어서, 상기 앤빌은 제2 캐비티를 형성하는 것인 테스트 헤드.
제9항에 있어서, 상기 볼 롤러 조립체는 제2 캐비티에 압입되는 것인 테스트 헤드.
제1항에 있어서, 상기 리테이닝 링은 제1 캐비티 내에 위치하는 것인 테스트 헤드.
제1항에 있어서, 상기 앤빌은 RSF 테스트 시스템의 표본과 맞물리도록 구성되는 리세스를 형성하는 것인 테스트 헤드.
제1항에 있어서, 상기 하우징은 테스트 시스템의 제2 커플러와 맞물리도록 구성된 제1 커플러를 형성하는 것인 테스트 헤드.
제1항에 있어서, 상기 테스트 헤드는, 테스트 시스템의 제2 커플러와 맞물리도록 구성된 제1 커플러를 갖는 근위 단부를 형성하고, 표본과 맞물리도록 구성된 리세스를 갖는 원위 단부를 형성하는 것인 테스트 헤드.
제1항에 있어서, 상기 하우징 및 상기 앤빌은 금속 또는 금속 합금으로 제작되는 것인 테스트 헤드.
제1항에 있어서, 상기 하우징 및 상기 앤빌은 스테인리스 강으로 제작되는 것인 테스트 헤드.
제6항에 있어서, 상기 구체는 스테인리스 강으로 제작되는 것인 테스트 헤드.
제14항에 있어서, 상기 제1 커플러는 클레비스 커플링(clevis coupling) 또는 슬리브 커플링(sleeve coupling)인 것인 테스트 헤드.
제1항에 있어서, 상기 볼 롤러 조립체는 하우징과 앤빌 사이의 단일 접촉점을 제공하는 것인 테스트 헤드.
제19항에 있어서, 상기 하우징 또는 앤빌은 상기 단일 접촉점에 오목한 영역을 형성하여 볼 롤러 조립체와의 접촉을 증가시키는 것인 테스트 헤드.
RSF 테스트 시스템용 테스트 헤드로서,
제1 캐비티를 형성하는 제1 하우징;
제2 캐비티를 형성하는 제2 하우징으로서, 상기 제2 하우징은 적어도 부분적으로 상기 제1 캐비티 내에 위치되고, 상기 제1 하우징에 대해 평면 운동으로 이동하도록 구성되는 것인 제2 하우징;
적어도 부분적으로 제2 캐비티 내에 위치되고, 제2 하우징에 대해 반경방향으로 피벗하도록 구성되는 앤빌
을 포함하는 것인 테스트 헤드.
제21항에 있어서, 상기 앤빌은 볼 롤러 조립체를 사용하여 제2 하우징에 대해 반경방향으로 피벗하도록 구성되는 것인 테스트 헤드.
제22항에 있어서, 상기 볼 롤러 조립체는 구체 및 롤러 하우징을 포함하는 것인 테스트 헤드.
제23항에 있어서, 상기 볼 롤러 조립체는 상기 구체와 상기 롤러 하우징 사이에 복수의 볼 베어링을 추가로 포함하는 것인 테스트 헤드.
제21항에 있어서, 상기 제2 하우징은, 복수의 볼 베어링을 사용하여 상기 제1 하우징에 대해 평면 운동으로 이동하도록 구성되는 것인 테스트 헤드.
RSF 테스트를 수행하기 위한 테스트 시스템으로서,
베이스 구조에 의해 지지되는 기둥;
상기 기둥에 의해 지지되는 로드 셀로서, 상기 로드 셀은 크로스헤드를 통해 상기 베이스 구조 쪽으로 그리고 상기 베이스 구조로부터 멀리로 상기 기둥을 따라 이동하도록 구성되는 것인 로드 셀;
베이스 구조에 의해 지지되고, 표본을 지지하도록 구성되는 베이스 플레이트; 및
로드 셀에 작동 가능하게 결합되는 테스트 헤드
를 포함하며, 상기 테스트 헤드는,
제1 캐비티를 형성하는 하우징;
적어도 부분적으로 제1 캐비티 내에 위치하는 앤빌;
RSF 테스트 동안 하우징과 앤빌 사이의 접촉점을 제공하도록 구성된 볼 롤러 조립체; 및
앤빌을 적어도 부분적으로 제1 캐비티 내에 유지하도록 구성된 리테이닝 링
을 포함하는 것인 테스트 시스템.
제26항에 있어서,
표본을 수용하도록 구성된 표본 플레이트
를 더 포함하고, 상기 표본 플레이트는 베이스 플레이트에 제거 가능하게 결합되는 것인 테스트 시스템.