DE112017002705T5 - Verfahren zur Dichtheitsprüfung und Referenzleckvorrichtung zur Dichtheitsprüfung - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung enthält einen Dichtheitsprüfschritt und einen Referenzleckschritt. In dem Dichtheitsprüfschritt wird ein hohles Werkstück 20 als ein Testobjekt in einer Arbeitskapsel 11 eingekapselt. Ein Prüfdruck wird der Arbeitskapsel 11 durch eine Leitung 2a, die mit der Arbeitskapsel verbunden ist, zugeführt. Eine Druckabweichung innerhalb der Arbeitskapsel 11 wird in einem Zustand erfasst, in welchem die Leitung 2a abgesperrt ist, und eine Beurteilung wird basierend auf dem erfassten Ausgang erstellt, ob eine Leckstelle an dem Werkstück erzeugt ist. In dem Referenzleckschritt ist eine Referenzleckvorrichtung 30, die ein bekanntes kleines Loch 31a aufweist, an einem Werkstück 20' für das Referenzleck als das Testobjekt befestigt, welche das gleiche wie das Werkstück 20 ist. Das Werkstück 20' für das Referenzleck ist in der Arbeitskapsel 11 eingekapselt. Der Prüfdruck wird der Arbeitskapsel 11 über die Leitung 2a zugeführt und ein Referenzleck wird in dem Werkstück 20' für das Referenzleck mittels der Referenzleckvorrichtung 30 in einem Zustand erzeugt, in welchem die Leitung 2a abgesperrt ist. Eine Druckabweichung innerhalb der Arbeitskapsel 11, die mit dem Referenzleck einhergeht, wird erfasst.

Description

  • GEGIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung einschließlich eines Referenzleckschritts und eine Referenzleckvorrichtung, die bei der Dichtheitsprüfung verwendet wird.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Ein bekanntes Verfahren zum Bewerten der Hermetik eines hohlen Werkstücks als Testobjekt umfasst das Aufbringen eines Prüfdrucks auf das Werkstück und das Erfassen von Leckstellen. Wie in dem Patentdokument 1 (japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnr. H9-72817) offenbart ist, enthält zum Beispiel ein in dem Verfahren verwendetes Dichtheitsprüfgerät zwei Abzweigleitungen, die mit einem stromabwärtigen Ende einer gemeinsamen Leitung, die mit einer Druckquelle verbunden ist, verbunden sind. Ein hohles Werkstück und ein Hauptbehälter sind jeweils mit den stromabwärtigen Enden der Abzweigleitungen verbunden. In den Abzweigleitungen sind jeweils Ventile angeordnet. Ein Differenzdrucksensor ist in Bezug auf die Ventile auf einer stromabwärtigen Seite zwischen den Abzweigleitungen angeschlossen.
    Eine Ausführungsform, in welcher ein Werkstück direkt mit einer Abzweigleitung verbunden wird, ist im Patentdokument 1 offenbart. Es ist ebenfalls bekannt, eine Arbeitskapsel mit einer Abzweigleitung zu verbinden und ein hohles Werkstück in der Arbeitskapsel einzukapseln. Der letztere Fall wird als ein Beispiel herangezogen und wird untenstehend beschrieben.
  • In einem Zustand, in welchem zwei Abzweigleitungen gesperrt sind, indem die Ventile geschlossen werden, nachdem ein positiver Prüfdruck von einer Druckquelle bereitgestellt wurde, zum Beispiel wird eine Differenz zwischen einem Druck innerhalb einer Arbeitskapsel und einem Druck in einem Hauptbehälter durch einen Differenzdrucksensor erfasst. Wenn ein Mangel, wie etwa ein kleines Loch in dem Werkstück, vorliegt, leckt der Prüfdruck innerhalb der Arbeitskapsel in das Werkstück und reduziert dadurch den Druck in der Arbeitskapsel. Wenn ein Differenzdruck, der durch den Differenzdrucksensor erfasst wird, einen Schwellenwert übersteigt, wird beurteilt, dass das Werkstück mangelhaft ist bzw. ein kleines Loch aufweist.
  • Wie im Patentdokument 1 offenbart, ist eine Referenzlecksvorrichtung mit der Abzweigleitung des Dichtheitsprüfungsgeräts an der Arbeitsseite verbunden. Die Referenzleckvorrichtung ist derart ausgestaltet, dass sie eine vorbestimmte Menge an in Atmosphärendruck umgewandelter Leckage unter dem Prüfdruck bereitstellt. Unter Verwendung des Dichtheitsprüfungsgeräts wird ein Referenzleckschritt zu einem Zeitpunkt der Zustellung an einen Benutzer und danach periodisch durchgeführt. Wie bei dem oben erwähnten Dichtheitsprüfschritt wird bei dem Referenzleckschritt, nach dem Bereitstellen des Prüfdrucks an die Arbeitskapsel und den Hauptbehälter und dem Absperren der zwei Abzweigleitungen, ein Referenzleck durch die Referenzleckvorrichtung erzeugt. Dadurch wird der Druck an der Arbeitskapselseite reduziert und der Differenzdruck wird von dem Differenzdrucksensor erfasst.
  • Der in dem Referenzleckschritt erfasste Differenzdruck entspricht einer bekannten in Atmosphärendruck umgewandelten Leckmenge und kann als Referenzdaten für die Dichtheitsprüfung verwendet werden. Wenn eine in Atmosphärendruck umgewandelte Leckmenge in dem Referenzleckschritt innerhalb eines zugelassenen Grenzwerts liegt, kann zum Beispiel der erfasste Differenzdruck als ein Schwellenwert zum Beurteilen der Akzeptanz oder Ablehnung des Werkstücks in einem Dichtheitsprüfschritt verwendet werden.
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
  • In dem Referenzleckschritt des Patentdokuments 1 wird eine spezielle Referenzleckvorrichtung, die von der Arbeitskapsel getrennt ist, mit dem Dichtheitsprüfgerät verbunden. In dem Referenzleckschritt wird die Luft des Prüfdrucks innerhalb der Arbeitskapsel über die Referenzleckvorrichtung in die Atmosphäre freigesetzt. In einem tatsächlichen Dichtheitsprüfschritt bewegt sich jedoch die Luft des Prüfdrucks innerhalb der Arbeitskapsel über das kleine Loch des Werkstücks in das Werkstück. Deshalb entspricht eine Abweichung des erfassten Drucks in dem Referenzleckschritt nicht exakt einer Variation des erfassten Drucks in dem Dichtheitsprüfschritt. Außerdem ist die Referenzleckvorrichtung präzise und vielschichtig und daher ist es nicht einfach, die Referenzleckvorrichtung von Schmutz und Staub freizuhalten.
  • LÖSUNG DES PROBLEMS
  • Um die oben genannten Probleme zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung einschließlich eines Dichtheitsprüfschritts bereit, wobei der Dichtheitsprüfschritt umfasst: Einkapseln eines hohlen Werkstücks als ein Testobjekt in einer Arbeitskapsel; Zuführen der Arbeitskapsel eines Prüfdrucks durch eine Leitung, die mit der Arbeitskapsel verbunden ist; Erfassen einer Druckabweichung innerhalb der Arbeitskapsel in einem Zustand, in dem die Leitung abgesperrt ist; und Beurteilen, ob ein Leck durch das Werkstück erzeugt wurde, basierend auf der erfassten Ausgabe bei dem Schritt zur Erfassung, wobei das Verfahren ferner einen Referenzleckschritt umfasst, der Referenzleckschritt umfassend: Befestigen einer Referenzleckvorrichtung, die ein bekanntes kleines Loch an einem Werkstück für das Referenzleck aufweist, welches das gleiche wie das Werkstück ist, als Testobjekt; Einkapseln des Werkstücks für das Referenzleck in der Arbeitskapsel; Zuführen der Arbeitskapsel des Prüfdrucks über die Leitung; Erzeugen eines Referenzlecks in dem Werkstück für das Referenzleck mittels der Referenzleckvorrichtung in einem Zustand, in welchem die Leitung abgesperrt ist; und Erfassen einer Druckabweichung innerhalb der Arbeitskapsel, die mit dem Referenzleck einhergeht.
    Gemäß dem oben genannten Verfahren kann das Referenzleck in der Arbeitskapsel in einem Zustand erzeugt werden, der einem Fall ähnlich ist, in welchem das Werkstück als das Testobjekt ein kleines Loch aufweist. Die erfasste Druckabweichung innerhalb der Arbeitskapsel während der Referenzleckage kann als zuverlässige Referenzdaten für die Dichtheitsprüfung verwendet werden.
  • Vorzugsweise wird eine Öffnung in dem Werkstück für das Referenzleck vor dem Referenzleckschritt ausgebildet, die Referenzleckvorrichtung an einen Bereich, der die Öffnung umgibt, befestigt und in einem Referenzleckschritt wird ein Referenzleck mittels des kleinen Lochs der Referenzleckvorrichtung und der Öffnung erzeugt.
    Das oben genannte Verfahren ist insbesondere effizient, wenn das Werkstück keine vorhandene Öffnung aufweist und das Werkstück aus einem Blech oder einem Beutel gebildet ist.
  • In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Referenzleckvorrichtung zur Dichtheitsprüfung bereitgestellt, umfassend: ein Basismaterial, welches ein darin ausgebildetes kleines Loch aufweist; und eine Befestigungsstruktur an einem Werkstück, wobei die Befestigungsstruktur in einem Umfangsrandabschnitt des Basismaterials angeordnet ist. Gemäß den oben erwähnten Merkmalen kann eine Struktur der Referenzleckvorrichtung vereinfacht sein.
  • Vorzugsweise weist das Basismaterial und die Befestigungsstruktur eine Flexibilität auf.
    Gemäß den oben genannten Merkmalen kann die Referenzleckvorrichtung einfach an das Werkstück montiert werden.
  • Vorzugsweise enthält die Referenzleckvorrichtung ferner Filter, die jeweils an gegenüberliegenden Seiten des Basismaterials befestigt sind und das kleine Loch abdecken. Gemäß den oben erwähnten Merkmalen kann verhindert werden, dass das winzige kleine Loch durch Schmutz und Staub verstopft wird.
  • Vorzugsweise ist das Basismaterial dünn und weist Flexibilität auf, die Befestigungsstruktur weist ein Dichtungsmaterial auf, das dünn und flexibel ist und eine Öffnung aufweist, die in seiner Mitte ausgebildet ist, wobei ein peripherer Randabschnitt des Basismaterials an einem inneren ringförmigen Bereich befestigt ist eine der Oberflächen des Dichtungsmaterials und eine Haftschicht zum Anhaften an dem Werkstück ist in einem äußeren ringförmigen Bereich einer der Oberflächen des Dichtungsmaterials ausgebildet.
    Gemäß den oben genannten Merkmalen kann die Referenzleckvorrichtung leicht an dem Werkstück montiert werden.
  • Vorzugsweise haftet ein Hilfsdichtungsmaterial auf einer der Klebstoffschicht gegenüberliegenden Seite lösbar an der anderen Oberfläche des Dichtungsmaterials, und das Hilfsdichtungsmaterial bedeckt die Öffnung des Dichtungsmaterials.
    Gemäß den oben erwähnten Merkmalen kann das Werkstück für das Referenzleck mit der daran angebrachten Hilfsdichtung auf Leckstellen als ein Werkstück ohne Leckstelle überprüft werden, und die erhaltene erfasste Ausgabe kann als Referenzdaten für die Dichtheitsprüfung verwendet werden. Darüber hinaus kann durch Entfernen der Hilfsdichtung das Werkstück als Werkstück für Referenzleckstelle mit der Referenzleckvorrichtung verwendet werden, und die während der Referenzleckage ermittelte Ausgabe kann als andere Referenzdaten für die Prüfung verwendet werden.
  • VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Referenzwert zur Dichtheitsprüfung einfach mit einem hohen Genauigkeitsgrad erhalten werden.
  • Figurenliste
    • 1A ist ein Schaltungsausgestaltungsdiagramm einer Dichtheitsprüfvorrichtung zum Implementieren eines Verfahrens zur Dichtheitsprüfung gemäß der vorliegenden Erfindung, das ein Werkstück als Prüfobjekt zeigt, das in einer Arbeitskapsel eingeschlossen ist.
    • 1B ist ein Schaltungsausgestaltungsdiagramm der Dichtheitsprüfvorrichtung, das ein Werkstück zeigt, welches eine Referenzleckvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist, die darauf montiert ist und in der Arbeitskapsel eingeschlossen ist.
    • 2 ist eine Querschnittsansicht der Referenzleckvorrichtung.
    • 3 ist eine auseinandergezogene Querschnittsansicht der Referenzleckvorrichtung.
    • 4 ist eine Draufsicht der Referenzleckvorrichtung.
    • 5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der Referenzleckvorrichtung, wobei die Dicken von Komponenten und ein Durchmesser eines kleinen Lochs übertrieben dargestellt sind.
    • 6 ist eine Querschnittsansicht des Werkstücks, das die daran montierte Referenzleckvorrichtung aufweist, wobei deren Dicke übertrieben dargestellt ist.
    • 7 ist eine Ansicht gemäß 5, die eine Referenzleckvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 8 ist eine Ansicht gemäß 5, die eine Referenzleckvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 9 ist ein Schaltungsausgestaltungsdiagramm eines weiteren Dichtheitsprüfgeräts zum Implementieren des Verfahrens zur Dichtheitsprüfung gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird hiernach unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben. Zuerst wird ein Dichtheitsprüfgerät, bei welchem die vorliegende Erfindung angewandt wird, unter Bezugnahme auf die 1A und 1B beschrieben. Grundmerkmale des Dichtheitsprüfgeräts sind im Stand der Technik wohl bekannt.
    Das Dichtheitsprüfgerät enthält eine gemeinsame Leitung 1, eine Abzweigleitung 2a und eine Abzweigleitung 2b, die beide mit einem stromabwärtigen Ende der gemeinsamen Leitung 1 verbunden sind. Eine Druckquelle 3 ist mit einem stromaufwärtigen Ende der gemeinsamen Leitung 1 verbunden. Die in dieser Ausführungsform verwendete Druckquelle 3 ist eine Druckluftquelle. Ein Regulierer 4 und ein Drei-Wege-Ventil 5 sind in der gemeinsamen Leitung 1 angeordnet. Das Drei-Wege-Ventil 5 ist an einer stromabwärtigen Seite hinsichtlich des Regulierers 4 angeordnet.
  • Ventile 6a, 6b (Ein-Aus-Ventile oder Zwei-Wege-Ventile) sind jeweils in den Abzweigleitungen 2a, 2b angeordnet. Hilfsleitungen 7a, 7b sind jeweils mit den Abzweigleitungen 2a, 2b an stromabwärtigen Seiten hinsichtlich der Ventile 6a, 6b angeordnet. Ventile 8a, 8b und Tanks 9a, 9b, die ein gleiches Volumen aufweisen, sind jeweils mit den Hilfsleitungen 7a, 7b verbunden.
  • Zwei Anschlüsse eines Differenzdrucksensors 10 (Drucksensors) sind jeweils mit den Abzweigleitungen 2a, 2b an den stromabwärtigen Seiten hinsichtlich der Ein-Aus-Ventile 6a, 6b angeordnet, wodurch ein Differenzdruck zwischen den Abzweigleitungen 2a, 2b erfasst werden kann.
  • Eine Arbeitskapsel 11 ist mit einem stromabwärtigen Ende der Abzweigleitung 2a verbunden und der Hauptbehälter 12 ist mit der Abzweigleitung 2b verbunden. Die Arbeitskapsel 11 besteht aus zwei offenbaren und schließbaren Kapselhalbkörpern und ist ausgelegt, um in einem Zustand, in dem das Werkstück darin aufgenommen ist, abgedichtet zu werden, wie nachfolgend beschrieben wird. Der Hauptbehälter 12, der in einem Rahmenformat in den Zeichnungen dargestellt ist, kann ein luftdichter Behälter sein, der ein gleiches Volumen wie die Arbeitskapsel 11 aufweist. Der Hauptbehälter 12 kann eine gleiche Struktur wie die Arbeitskapsel 11 aufweisen. Ein Werkstück, das das gleiche wie ein Prüfobjekt ist und von dem bestätigt ist, dass es keine Leckstelle aufweist, wird in dem Hauptbehälter 12 aufgenommen.
  • Die Ventile 5, 6a, 6b, 8a, 8b werden von einer Steuerung, die nicht gezeigt ist, ablaufgesteuert. Die Steuerung steuert ebenfalls das Öffnen und Schließen der Arbeitskapsel 11 und erstellt Beurteilungen bezüglich der Akzeptanz oder Ablehnung des Werkstücks (Beurteilung über eine Leckstelle oder keine Leckstelle) basierend auf dem Differenzdruck, der von dem Differenzdrucksensor 10 erfasst wurde.
  • Das hohle Werkstück als das Prüfobjekt ist in dieser Ausführungsform eine Verpackung 20 zur medizinischen Verwendung. 6 zeigt eine Verpackung 20' als ein Werkstück für Referenzleckstellen (oder simulierten Leckstellen), die später beschrieben werden. Die Verpackung 20' für Referenzleckstellen und die Verpackung 20 als das Prüfobjekt sind in einer Basisstruktur gleich. Die Verpackung 20 als das Prüfobjekt wird nachstehend unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
  • Die Verpackung 20 als das Prüfobjekt enthält eine aus Harz hergestellte Basisfolie 21 und eine aus Harz hergestellte transparente Deckfolie 22, die zusammengeschweißt sind. Die Deckfolie 22 weist eine Vielzahl von Vorsprüngen 22a auf. Abgedichtete Räume 23 sind jeweils durch die Vorsprünge 22a und die Basisfolie 21 ausgebildet. Eine Tablette 25 ist in dem abgedichteten Raum 23 aufgenommen.
    Die Verpackung 20' für die Referenzleckstelle weist eine daran montierte Referenzleckvorrichtung 30 auf, die später beschrieben wird, und die Basisfolie 21 davon weist ein darin ausgebildetes kleines Loch 29 auf.
  • In einem Dichtheitsprüfschritt wird eine Leckstelle-/Nichtleckstelle-Beurteilung bezüglich der Verpackung 20 als das Prüfobjekt in einem Zustand, in dem sie in der Arbeitskapsel 11 aufgenommen ist, erstellt, wie in 1A gezeigt ist. Während der Dichtheitsprüfschritt einen Schritt zur Erfassung von kleinen Leckstellen und einen Schritt zur Erfassung von großen Leckstellen umfasst, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf den Schritt zur Erfassung von kleinen Leckstellen. Eine kurze Beschreibung des Dichtheitsprüfschritts ist nachfolgend gegeben.
  • Zuerst wird die Verpackung 20 in der Arbeitskapsel 11 aufgenommen und darin eingekapselt.
    Als Nächstes wird das Drei-Wege-Ventil 5 geöffnet und dadurch wird der Arbeitskapsel 11 und dem Hauptbehälter 12 ein Prüfdruck von der Druckquelle 3 über die Abzweigleitungen 2a, 2b zugeführt. Danach werden die Ventile 6a, 6b geschlossen und dadurch werden Abschnitte der Abzweigleitungen 2a, 2b an der stromabwärtigen Seite mit Bezug auf die Ventile 6a, 6b voneinander isoliert.
  • Als Nächstes schreitet der Vorgang zu dem Schritt zur Erfassung von kleinen Leckstellen weiter. Insbesondere wird ein Differenzdruck von dem Differenzdrucksensor 10 nach dem Verstreichen einer vorbestimmten Zeitlänge der Schließung der Ventile 6a, 6b folgend erfasst und der Differenzdruck wird mit einem ersten Schwellenwert verglichen. Wenn die Verpackung 20 einen Mangel aufweist, wie etwa ein kleines Loch, tritt Druckluft in der Arbeitskapsel 11 in den abgedichteten Raum 23 der Verpackung 20 ein. Folglich wird ein Druck innerhalb der Arbeitskapsel 11 allmählich von dem Prüfdruck reduziert. Andererseits wird der Prüfdruck in dem Hauptbehälter 12 aufrechterhalten. Daher wird eine Differenz zwischen dem Druck innerhalb der Arbeitskapsel 11 und dem Druck innerhalb des Hauptbehälters 12 erzeugt. Der Differenzdruck (Druckabweichung innerhalb der Arbeitskapsel 11) wird von dem Differenzdrucksensor 10 erfasst. Wenn der erfasste Differenzdruck größer als der erste Schwellenwert ist, wird beurteilt, dass die Verpackung 20 eine kleine Leckstelle aufweist. Wenn der erfasste Differenzdruck kleiner als der erste Schwellenwert ist, wird beurteilt, dass die Verpackung 20 keine kleine Leckstelle aufweist.
  • Als Nächstes wird der Schritt zur Erfassung von großen Leckstellen durchgeführt. Aufgrund der Tatsache, dass die Verpackung 20 ein großes Loch aufweist, tritt die Druckluft des Prüfdrucks in den abgedichteten Raum 23 (große Leckstelle) zur selben Zeit mit der Zufuhr des Prüfdrucks ein, wobei eine Leckstelle nicht durch den Schritt zur Erfassung von kleinen Leckstellen erfasst werden kann.
  • In dem Schritt zur Erfassung von großen Leckstellen werden die Ventile 8a, 8b geöffnet und die Tanks 9a, 9b werden jeweils in Verbindung mit den Abzweigleitungen 2a, 2b gesetzt. Da Drucke innerhalb der Tanks 9a, 9b Atmosphärendruck sind, bewegt sich die Luft der Prüfdrucke in der Arbeitskapsel 11 bzw. dem Hauptbehälter 12 zu den Tanks 9a, 9b und die Drucke werden geteilt. Ein Druck in der Leitung 2a an der Werkstückseite ist um einen Druck, der der Druckluft innerhalb des versiegelten Raums 23, der die große Leckstelle aufweist, entspricht, höher als ein Druck in der Leitung 2b an der Hauptseite. Der Differenzdruck, der von dem Differenzdrucksensor 10 erfasst wird, wird mit einem zweiten Schwellenwert verglichen. Wenn der Differenzdruck den zweiten Schwellenwert übersteigt, wird beurteilt, dass die Verpackung 20 eine große Leckstelle aufweist.
  • Als Nächstes wird ein Referenzleckschritt (oder ein simulierter Leckschritt) nachstehend beschrieben. Der Referenzleckschritt wird zu einem Zeitpunkt der Lieferung des Dichtheitsprüfgeräts und zu einem Zeitpunkt einer periodischen Inspektion oder dergleichen durchgeführt, um die Leistung des Dichtheitsprüfgeräts zu bewerten, um einen Schwellenwert bei dem Schritt zur Erfassung von kleinen Leckstellen einzustellen oder um Referenzdaten für die Kalibrierung der Erfassungsausgabe zu erhalten.
    Anstelle des Verbindens einer speziellen Referenzleckvorrichtung mit der Abzweigleitung 2a des Dichtheitsprüfgeräts an der Werkstückseite, wird in der vorliegenden Erfindung die Referenzleckvorrichtung 30 (oder eine simulierte Leckvorrichtung) an der Verpackung 20' für die Referenzleckstelle befestigt, die in der Arbeitskapsel 11 aufgenommen werden soll. Eine detaillierte Beschreibung der Referenzleckvorrichtung 30 ist untenstehend gegeben.
  • Wie in den 2 bis 5 gezeigt ist, enthält die Referenzleckvorrichtung 30 ein Basismaterial 31, welches eine kreisförmige Ausgestaltung aufweist, Filter 32, welche eine kreisförmige Ausgestaltung aufweisen und an gegenüberliegenden Seiten des Basismaterials 31 befestigt sind, und ein Versiegelungsmaterial 33, welches eine ringförmige Ausgestaltung aufweist und an einen Umfangsrandabschnitt des Basismaterials 31 befestigt ist. Die Referenzleckvorrichtung 30 ist dünn und flexibel.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist das Basismaterial 31 aus einem dünnen Metallfilm wie etwa rostfreiem Stahl hergestellt, welcher beispielsweise einen Durchmesser von 9,5 mm und eine Dicke von 15 µm aufweist. Das Basismaterial 31 kann aus einem anderen Metall oder Glas, Harz, Keramik oder dergleichen hergestellt sein. Ein kleines Loch 31a ist in einem mittleren Abschnitt des Basismaterials 31 ausgebildet. Ein Durchmesser des kleinen Lochs 31a liegt beispielsweise zwischen 1 µm und mehreren zehn µm.
  • Das Paar Filter 32 ist vorgesehen, um zu verhindern, dass das winzige kleine Loch 31a des Basismaterials 31 mit Schmutz und Staub verstopft wird. Die Filter bestehen aus in einen porösen Zustand gestrecktem Harz oder einem Vliesstoff aus Glasfasern, Harzfasern, Keramikfasern oder dergleichen. In dieser Ausführungsform weist das Filter 32 beispielsweise einen Durchmesser von 4,5 mm und eine Dicke von 0,1 mm auf.
    Ein Umfangsrandabschnitt des Filters 32 ist durch eine Klebstoffschicht 35 an das Basismaterial 31 befestigt. Die Klebstoffschicht 35 ist nicht in dem mittleren Abschnitt des Basismaterials 31, das das kleine Loch 31a enthält, angeordnet.
  • Das Dichtungsmaterial 33 besteht aus Harz und hat in seinem Mittelabschnitt eine Öffnung 33a. Einer der Filter 32 ist innerhalb der Öffnung 33a angeordnet.
    Das Dichtungsmaterial 33 weist beispielsweise einen Außendurchmesser von 14,5 mm, einen Innendurchmesser von 5,8 mm und eine Dicke von 0,2 mm auf. Eine Klebstoffschicht 36 ist auf die gesamte Oberfläche des Dichtungsmaterials 33 aufgetragen. Der Umfangsrandabschnitt des Basismaterials 31 ist durch die Klebstoffschicht 36 an einen inneren ringförmigen Bereich des Dichtungsmaterials 33 geklebt. Die Klebstoffschicht 36 ist freiliegend in einem äußeren ringförmigen Bereich des Dichtungsmaterials 33.
  • In dieser Ausführungsform werden das Dichtungsmaterial 33 und die Klebeschicht 36 als eine Befestigungsstruktur A zum Befestigen des Basismaterials 31 an der Verpackung 20' für die Referenzleckstelle bereitgestellt. Die Klebeschicht 36 im äußeren ringförmigen Bereich des Dichtungsmaterials 33 kann auf der anderen Oberfläche des Basismaterials 31 ausgebildet sein.
    Die Abmessungen der Komponenten der Referenzleckvorrichtung 30, die oben erwähnt wurden, können als einem Werkstück als Testobjekt entsprechend geeignet bestimmt werden.
  • Das kleine Loch 31a der Referenzleckvorrichtung 30 hat bekannte Eigenschaften. Insbesondere wird in der Referenzleckvorrichtung 30 eine durch Atmosphärendruck umgewandelte Leckmenge zuvor durch Anlegen des Prüfdrucks gemessen. Alternativ können die Referenzleckvorrichtungen 30 mit einer Vielzahl von Leckstelleneigenschaften vorbereitet und entsprechend dem Werkstück ausgewählt werden. Alternativ können die Abmessungen des kleinen Lochs 31a im Voraus anstelle der Leckstelleneigenschaften gemessen werden, und unter den Referenzleckvorrichtungen 30, die jeweils Nadellöcher 31a mit verschiedenen Abmessungen aufweisen, kann eine geeignete Referenzleckvorrichtung 30 entsprechend dem Werkstück ausgewählt werden.
  • Wie in 6 gezeigt ist, ist die Referenzleckvorrichtung 30, die die oben erwähnten Merkmale aufweist, an der Verpackung 20' für die Referenzleckstelle angebracht. Es wurde bestätigt, dass die hier verwendete Verpackung 20' fehlerfrei, wie etwa von einem kleinen Loch, ist. Ein Loch 29 wird zuvor in einem ausgewählten Abschnitt der Basisschicht 21 der Verpackung 20' ausgebildet, welcher ein Abschnitt ist, der einem der Vielzahl von abgedichteten Räumen 23 entspricht. Ein Durchmesser des Lochs 29 ist viel größer als der des kleinen Lochs 31a der Referenzleckvorrichtung 30. Der äußere ringförmige Bereich des Versiegelungsmaterials 33 der Referenzleckvorrichtung 30 ist über die Klebstoffschicht 36 an dem ausgewählten Abschnitt der Basisschicht 21 befestigt. Aufgrund des Dichtungsmaterials 33 kann der abgedichtete Raum 23 nur durch das Loch 29 der Basisschicht 21 und das kleine Loch 31a der Referenzleckvorrichtung 30 mit einer Außenseite in Verbindung stehen.
  • In dem Referenzleckschritt wird die Verpackung 20', an welche die Referenzleckvorrichtung 30 montiert ist, in der Arbeitskapsel 11 des Dichtheitsprüfgeräts eingekapselt, und es wird ein Schritt ähnlich dem des Schritt zur Erfassung von kleinen Leckstellen in dem Dichtheitsprüfschritt durchgeführt.
  • Ein von dem Differenzdrucksensor 10 in dem Referenzleckschritt erfasster Differenzdruck entspricht den Abmessungen des kleinen Lochs 31a oder der mit atmosphärischem Druck umgesetzten Leckmenge, die dem kleinen Loch 31a zugeordnet ist. Vom Differenzdrucksensor 10 im Referenzleckschritt erfasste Ausgaben werden als Referenzdaten für die Dichtheitsprüfung verwendet. Insbesondere werden die Ausgaben verwendet, um die Leistung der Dichtheitsprüfvorrichtung zu bewerten, um beispielsweise die Erfassungsausgabe in dem Schritt zur Erfassung von kleinen Leckstellen zu kalibrieren und einen Schwellenwert in dem Schritt zur Erfassung von kleinen Leckstellen zu bestimmen. Eine spezifische Erläuterung wird unten gegeben.
  • In einem Fall, in dem das kleine Loch 31a der Referenzleckvorrichtung 30 ein Leck erzeugt, das einer zulässigen Grenze der in Atmosphärendruck umgewandelten Leckmenge der Verpackung 20 entspricht, kann der in dem Referenzleckschritt erfasste Differenzdruck als Schwellenwert für den Schritt zur Erfassung von kleinen Leckstellen verwendet werden.
    Der Referenzleckschritt wird unter Verwendung der Referenzleckvorrichtungen 30 mit unterschiedlichen Leckstelleneigenschaften durchgeführt, und Schwankungen der erfassten Differenzdrücke über die Zeit werden als Daten gespeichert. In dem Dichtheitsprüfschritt wird eine Schwankung des erfassten Differenzdrucks über die Zeit mit den Daten in dem Referenzleckschritt verglichen und eine in Atmosphärendruck umgewandelte Leckmenge wird berechnet und der berechnete Wert wird mit dem Schwellenwert verglichen.
  • Wie oben erwähnt, kann durch direktes Anbringen der Referenzleckvorrichtung 30 an der Verpackung 20' für die Referenzleckstelle, die der der Verpackung 20 als Prüfobjekt entspricht, die Referenzleckstelle in dem Referenzleckschritt bei einer Bedingung ausgeführt werden, die der Leckstelle von dem kleinen Loch der Verpackung 20 in dem Schritt zur Erfassung von kleinen Leckstellen des Dichtheitsprüfschritts ähnlich ist.
  • Verschiedene Ausführungsformen können als die Referenzleckvorrichtung, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, auslegt werden. Eine Referenzleckvorrichtung 30' gemäß einer zweiten Ausführungsform ist in 7 gezeigt. Ein dünnes Hilfsdichtungsmaterial 38, das beispielsweise aus Harz hergestellt ist, ist an einer Oberfläche (Oberfläche auf einer einem Basismaterial 31 gegenüberliegenden Seite) eines Dichtungsmaterials 33 in der Referenzleckvorrichtung 30' befestigt. In einem Zustand, in dem die Referenzleckvorrichtung 30' an einer Verpackung 20 angebracht ist, wird eine Öffnung 33a des Dichtungsmaterials 33 durch das Hilfsdichtungsmaterial 38 geschlossen, und ein kleines Loch 31a des Basismaterials 31 ist von außen abgesperrt. Die Verpackung 20 mit der Referenzleckvorrichtung 30' ist in einer Arbeitskapsel 11 als eine Verpackung ohne Leckstelle eingekapselt und Differenzdruckdaten, die von einem Differenzdrucksensor 10 für eine Verpackung ohne Leckstellen erfasst werden, können in dem vorher erwähnten Schritt zur Erfassung von kleinen Leckstellen erhalten werden. In einem Fall, in dem ein Referenzleckschritt durchgeführt wird, wird das Hilfsdichtungsmaterial 38 von der Referenzleckvorrichtung 30' entfernt und die Referenzleckvorrichtung 30' wird auf ähnliche Weise wie bei der ersten Ausführungsform verwendet.
  • Ein Dichtungsmaterial 33 wird in einer Referenzleckvorrichtung 30" gemäß einer in 8 gezeigten dritten Ausführungsform nicht verwendet. In der Referenzleckvorrichtung 30" ist ein Umfangsrandabschnitt des Basismaterials 31 über eine Klebstoffschicht 37 direkt an einer Verpackung 20 befestigt. In dieser Ausführungsform ist die Klebstoffschicht 37 als eine Befestigungsstruktur vorgesehen.
  • Die Anwendung der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die in den 1A und 1B gezeigte Dichtheitsprüfvorrichtung beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann auf verschiedene Arten von Dichtheitsprüfgeräten angewendet werden. Ein Dichtheitsprüfgerät, das in 9 gezeigt ist, enthält keinen Hauptbehälter. Um es kurz zu beschreiben, ist in dem Dichtheitsprüfgerät eine Druckquelle 3 mit einem stromaufwärtigen Ende einer Hauptleitung 1A verbunden und eine Arbeitskapsel 11 ist mit einem stromabwärtigen Ende der Hauptleitung 1A verbunden. Ein Regler 4 und Ventile 13, 14 sind auf der Hauptleitung 1A in dieser Reihenfolge zur stromabwärtigen Seite angeordnet und ein Tank 15 ist mit einem Abschnitt der Hauptleitung 1A zwischen den Ventilen 13, 14 verbunden. Ein Druck im Tank 15 kann von einem Drucksensor 16 erfasst werden.
  • Ein Anschluss eines Differenzdrucksensors 10 ist in Bezug auf das Ventil 14 auf der stromabwärtigen Seite mit der Hauptleitung 1A verbunden, und der andere Anschluss ist über ein Ventil 17 mit der Hauptleitung 1A verbunden. Die stromabwärtige Seite der Hauptleitung 1A kann in Bezug auf das Ventil 14 über ein Auslassventil 18 mit der Außenseite in Verbindung stehen.
  • In einem Dichtheitsprüfschritt wird dem Tank 15 ein Druck zugeführt, der höher als ein Prüfdruck ist, indem das Ventil 13 geöffnet und das Ventil 14 geschlossen wird. Als Nächstes wird der Druck im Inneren des Tanks 15 bezüglich des Ventils 14 an der stromabwärtigen Seite geteilt, indem das Ventil 14 in einem Zustand geöffnet wird, in dem das Ventil 17 offen ist und ein Ventil 18 geschlossen ist und der geteilte Druck durch den Drucksensor 16 erfasst wird. Wenn der erfasste geteilte Druck den Prüfdruck nicht erreicht, wird eine Beurteilung erstellt, dass die Verpackung 20 eine große Leckstelle aufweist. Wenn der erfasste geteilte Druck gleich dem Prüfdruck ist, wird eine Beurteilung erstellt, dass die Verpackung 20 keine große Leckstelle aufweist, und der Prozess geht zu einem Schritt zur Erfassung von kleinen Leckstellen über. In dem Schritt zur Erfassung von kleinen Leckstellen wird das Ein-Aus-Ventil 17 geschlossen und ein Differenzdruck wird durch den Differenzdrucksensor 10 erfasst. Auf der Grundlage des Differenzdrucks wird eine Leckstelle-/Nichtleckstelle-Beurteilung in Bezug auf die kleine Leckstelle auf ähnliche Weise wie bei der ersten Ausführungsform erstellt. Ein Referenzleckschritt wird auf ähnliche Weise wie der Schritt zur Erfassung von kleinen Leckstellen durchgeführt.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und verschiedene Modifikationen können vorgenommen werden, ohne vom Schutzumfang und vom Geist der Erfindung abzuweichen.
    Die Druckquelle kann einen Unterdruck nahe eines Vakuums liefern.
    Das Werkstück als Testobjekt ist nicht auf die Verpackung für die medizinische Verwendung beschränkt, sondern kann eine Verpackung für Lebensmittel sein. Selbst wenn die Verpackung ein weicher Beutel ist, kann die Referenzleckvorrichtung der vorliegenden Erfindung gut befestigt werden.
    Das Referenzleckgerät weist möglicherweise keine Flexibilität auf.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Die vorliegende Erfindung kann auf eine Dichtheitsprüfung angewendet werden, die mit einem Werkstück als Testobjekt durchgeführt wird, das in einer Arbeitskapsel eingekapselt ist.

Claims (7)

  1. Verfahren zur Dichtheitsprüfung, umfassend einen Dichtheitsprüfschritt, wobei der Dichtheitsprüfschritt umfasst: Einkapseln eines hohlen Werkstücks (20) als ein Testobjekt in einer Arbeitskapsel (11); Zuführen der Arbeitskapsel eines Prüfdrucks durch eine Leitung (2a), die mit der Arbeitskapsel verbunden ist; Erfassen einer Druckabweichung innerhalb der Arbeitskapsel in einem Zustand, in dem die Leitung abgesperrt ist; und Beurteilen, ob ein Leck durch das Werkstück erzeugt wurde, basierend auf der erfassten Ausgabe bei dem Schritt zur Erfassung, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS: das Verfahren ferner einen Referenzleckschritt umfasst, wobei der Referenzleckschritt umfasst: Befestigen einer Referenzleckvorrichtung (30), die ein bekanntes kleines Loch (31a) an einem Werkstück (20') für das Referenzleck aufweist, welches das gleiche wie das Werkstück (20) ist, als Testobjekt; Einkapseln des Werkstücks für das Referenzleck in der Arbeitskapsel (11); Zuführen der Arbeitskapsel des Prüfdrucks über die Leitung (2a); Erzeugen eines Referenzlecks in dem Werkstück für das Referenzleck mittels der Referenzleckvorrichtung in einem Zustand, in welchem die Leitung abgesperrt ist; und Erfassen einer Druckabweichung innerhalb der Arbeitskapsel, die mit dem Referenzleck einhergeht.
  2. Verfahren zur Dichtheitsprüfung nach Anspruch 1, wobei eine Öffnung (29) in dem Werkstück (20') für das Referenzleck vor dem Referenzleckschritt ausgebildet wird, die Referenzleckvorrichtung (30) an einen Bereich, der die Öffnung umgibt, befestigt wird und in dem Referenzleckschritt ein Referenzleck mittels des kleinen Lochs (31a) der Referenzleckvorrichtung und der Öffnung erzeugt wird.
  3. Referenzleckvorrichtung zur Dichtheitsprüfung, umfassend: ein Basismaterial (31), welches ein darin ausgebildetes kleines Loch (31a) aufweist; und eine Befestigungsstruktur (A) an einem Werkstück (20'), wobei die Befestigungsstruktur in einem Umfangsrandabschnitt des Basismaterials angeordnet ist.
  4. Referenzleckvorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Basismaterial (31) und die Befestigungsstruktur (A) eine Flexibilität aufweisen.
  5. Referenzleckvorrichtung nach Anspruch 3, ferner umfassend: Filter (32), die jeweils an gegenüberliegenden Seiten des Basismaterials (31) befestigt sind und das kleine Loch (31a) abdecken.
  6. Referenzleckvorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Basismaterial (31) dünn ist und eine Flexibilität aufweist, die Befestigungsstruktur (A) ein Dichtungsmaterial (33) enthält, das dünn ist und eine Flexibilität aufweist und eine in deren Mitte ausgebildete Öffnung (33a) aufweist, ein Umfangsrandabschnitt des Basismaterials an einem inneren ringförmigen Bereich einer der Flächen des Dichtungsmaterials befestigt ist und eine Klebstoffschicht (36) zum Anhaften an dem Werkstück (20') ist in einem äußeren ringförmigen Bereich einer der Flächen des Dichtungsmaterials ausgebildet.
  7. Referenzleckvorrichtung nach Anspruch 5, wobei ein Hilfsdichtungsmaterial (38) entfernbar an der anderen Fläche des Dichtungsmaterials (33) auf einer der Klebstoffschicht (36) gegenüberliegenden Seite angehaftet ist und das Hilfsdichtungsmaterial (38) die Öffnung (33a) des Dichtungsmaterials (33) abdeckt.
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