DE3633431A1 - Probenahmevorrichtung fuer in festen umhuellungen eingeschlossene gasfoermige medien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Probenahme von in festen Umhüllungen eingeschlossenen gasförmigen Medien mit einer zur Durchdringung der Umhüllung einge­ richteten, in einem Gehäuse gehaltenen Einstichnadel, die von einem in Anlage mit der Umhüllung zu bringenden Dichtungselement umschlossen ist, und mit einer Ein­ richtung zur Absaugung und Weiterleitung der Gasprobe zu einer Analysestation.

Bei den Gegenständen, aus denen Gasproben zu entnehmen sind, handelt es sich beispielsweise um in der Lebens­ mittelindustrie verwendete Hartpackungen und Dosen, bei denen es notwendig ist, zur Untersuchung und Kontrolle der Haltbarkeit von Lebensmitteln aus der Verpackung eine Probe des in der Packung enthaltenen gasförmigen Mediums zu entnehmen und einem Analysegerät oder der­ gleichen zuzuführen. Zu diesem Zweck ist bereits in der DE-OS 34 39 778 eine Vorrichtung beschrieben, welche es gestattet, mittels einer die Packung durchschlagenden Nadel und die über einen Saugnapf vakuumdicht abgeriegelte Einstichstelle Gasproben aus den Packungen zu entnehmen.

Von Nachteil ist bei der bekannten Vorrichtung, daß die Gasführung im Gerät selbst kompliziert ist, was aufgrund der eingesetzten Vakuumtechnik einen entsprechen­ den Aufwand an Abdichtungsmaßnahmen erfordert. Hinzu kommt, daß die Durchschlagskraft der Nadel aufgrund des mechanischen Zusammenspiels nicht besonders groß ist. Weiterhin weist das Gerät vergleichsweise große Abmessungen auf und ist daher nur für die ortsfeste Probenahme geeignet; schließlich ist die Eindringtiefe der Nadel bei dem bekannten Gerät nicht veränderbar, was im Hinblick auf die unterschiedliche Stärke von Verpackungswandungen von besonderem Nachteil ist.

Ein weiterer bevorzugter Gegenstand erforderlicher Probenahmen sind mit Isolier-Doppelscheiben versehene Fenster, da sich zwischen den in einem Rahmen gehaltenen Scheiben ebenfalls eine Gasschicht befindet, welche der Überprüfung und damit der Probenahme daraus bedarf. Wegen der zuvor beschriebenen Nachteile ist eine Vor­ richtung entsprechend der DE-OS 34 39 778 hierzu nicht einsetzbar, und aus diesem Grunde geschieht die Probe­ nahme bisher mittels Durchbohren des Fensterrahmens mit einem geeigneten spitzen Gegenstand und anschließen­ dem Absaugen einer Gasmenge über eine an das gebohrte Loch anzusetzende Injektionsprüfnadel. Bei diesem Prüfvorgang gestaltet sich das Suchen des vorgestochenen Loches infolge der äußeren Silikongummi-Dichtungsschicht mit der Injektionsprüfnadel sehr problematisch, so daß ein Hinzutreten von Fremdgasen nicht ausgeschlossen werden kann. Hinzu kommt, daß die derart im Rahmen durchbohrten Fenster nicht mehr verwendungsfähig sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung derart zu verbessern, daß eine Probenahme-Vorrichtung mit hoher Durchschlagskraft auch für harte oder entsprechend stark ausgeführte Behälterwandungen entsteht, die zudem bei einfachem Aufbau und geringen Abmessungen leicht handhabbar ist. Dabei sollen bisher erreichte Fortschritte wie ein geringes Totvolumen und ein dichtender Abschluß der Einstichstelle für die Nadel beibehalten werden.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung vorangestellt sind.

Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, daß auf­ grund der Unterbringung aller Bauteile in einem einzigen rohrförmigen Gehäuse eine mit einer Hand zu handhabende und leicht zu bedienende Vorrichtung entstanden ist. Aufgrund der entsprechend einzustellenden Massenver­ hältnisse am Betätigungsknopf, am Schlagbolzen sowie am Gleitstück kann sich auch bei vergleichsweise gering ausgelegter Federkraft eine hohe Durchschlagskraft der Vorrichtung ergeben. Durch die Trennung von Nadel­ führung und Schlagbolzen ist in vorteilhafter Weise erreicht, daß der Hub der Nadel und damit die Eindring­ tiefe der Nadel definiert und bei Bedarf verändert werden kann, indem der in einem Gehäuseschlitz geführte Anschlag des die Nadel haltenden Gleitstückes in seiner Relation zum Schlitz veränderbar sein kann. Diese Einstell­ möglichkeit kommt insbesondere dann zum Tragen, wenn der Nadeleinstich mittels eines Saugers abgedichtet wird.

Da in den Fällen der Prüfung von Fenstern auf den Einsatz eines Dichtsaugers verzichtet werden kann, weil das Andrücken des Fortsatzes der unteren Überwurfmutter gegen die Silikongummi-Dichtung des Fensters aufgrund der Elastizität der Dichtungsmasse selbst schon zu einer ausreichenden Abdichtung führt, kann die Ver­ änderung der Eindringtiefe der Nadel in vorteilhafter Weise zusätzlich durch Auswechseln der Überwurfmutter mit jeweils unterschiedlich lang bemessenem Fortsatz geschehen, aus welchem die Nadel nur mit dem noch gegebenen Überstand hervortreten kann.

In vorteilhafter Weise ist bei dem Erfindungsgegenstand auch die Absaugung der Gasprobe über die Nadel gelöst, indem bei Hartpackungen Nadeln zur Verwendung kommen, bei denen der Gasführungskanal inmitten der schrägen Endschneide der Nadel austritt. Soll jedoch hier bei der Prüfung von Fenstern eine Silikongummi-Dichtung durchstochen werden, besteht die Gefahr, daß die Dichtungs­ masse die axial austretende Bohrung verstopft, und somit kommt in vorteilhafter Weise eine Nadel zum Einsatz, deren Gasführungskanal radial seitwärts gegenüber der Endschneide austritt.

Da bei der Handhabung des Gerätes die Nadel mit Gleit­ stück immer nur so weit in die Vorrichtung eingeschoben wird, bis die eingerichtete Nadelabdichtung zum Tragen kommt, weist die Vorrichtung ein außerordentlich geringes Totvolumen auf, wobei in vorteilhafter Weise hinzutritt, daß die Vorrichtung auch leicht demontierbar ist und außer der leicht zugänglichen Abdichtung im Bereich der Überwurfmutter keinerlei Verschleißteile aufweist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine Probenahmevorrichtung im Längsschnitt,

Fig. 2 die Einstichnadel in einer vergrößerten Dar­ stellung,

Fig. 3 den Gegenstand der Fig. 2 in einer anderen Ausführungsform.

In einem rohrförmigen Gehäuse 10 ist ein Gleitstück 11 beweglich geführt, mit welchem eine Nadel 12 hartverlötet ist. Das Gehäuse 10 ist an seinem unteren Ende mit einem Endstück 13 verschlossen, welches als Anschlag für das Gleitstück 11 dient und durch welches die Nadel 12 in einer angedeuteten Bohrung hindurchgeführt ist. Zur Abdichtung der Nadel 12 gegen diese Führung nimmt das Endstück 13 an seinem unteren Ende einen Dichtring 14 auf, der seinerseits durch eine auf das Endstück 13 aufgeschraubte Überwurfmutter 15 gehalten und dichtend angedrückt ist. Die Überwurfmutter 15 wird in gleicher Weise wie das Endstück 14 von der Nadel 12 derart durch­ griffen, daß die Nadel 12 über einen an der Überwurf­ mutter 15 angeformten Fortsatz 16 hinaussteht. Wie nicht weiter dargestellt, kann die Überwurfmutter einen bereits aus der DE-OS 34 39 778 bekannten Sauger zur Abdichtung der Einstichstelle für die Nadel 12 am Prüfungs­ gegenstand tragen.

In das Gleitstück 11 greift seitwärts ein Anschlag 17, vorzugsweise in Form einer eindrehbaren Schraube, ein, wobei der Anschlag 17 in einem im Gehäuse 10 entsprechend angeordneten Schlitz 18 zwischen einer oberen und einer unteren Begrenzung geführt ist, so daß sich ein begrenzter Weg des Gleitstückes 11 ergibt. Über die Höhe des Gleit­ stückes 11 können in nicht weiter dargestellter Weise mehrere Bohrungen zur Aufnahme der Anschlagschraube 17 vorgesehen sein.

Im Bereich des Gleitstückes 11 ist die dort ausgehende Nadel mit ihrem nicht im einzelnen dargestellten Gas­ führungskanal mit einer Kapillare 19 vorzugsweise aus Edelstahl verbunden, so daß sich ein Leitungsweg für die abgesaugte Gasprobe über die Nadel 12 und die Kapillare 19 in der Probenahmevorrichtung ergibt, wobei die Kapillare 19 beim Austritt aus dem Gerät mit einer weiteren zur Analysestation führenden Leitung verbindbar ist. Die Kapillare 19 ist in einem im Gehäuse 10 beweglichen Innenrohr 20 geführt, an dessen oberem Ende ein Betätigungs­ knopf 21 sitzt, durch die die Kapillare 19 nach außen hindurchtritt. Der Betätigungsknopf 21 weist im Hinblick auf die gewünschte Schlagleistung ein entsprechendes Gewicht auf.

Am unteren Ende des im Gehäuse 10 verschiebbaren Innen­ rohres 20 ist den Ringraum zwischen dem äußeren Gehäuse 10 und dem Innenrohr 20 ausfüllend ein Schlagbolzen 22 mit dem Innenrohr 20 fest verbunden. In dem Ringraum ist ferner eine sich zwischen dem Schlagbolzen 22 und einer das Gehäuse 10 am oberen Ende verschließenden Verschlußkappe 23 verspannende Feder 24 angeordnet. Der Schlagbolzen 22 weist ferner eine Umfangsausnehmung 25 auf, in welche eine die gespannte Endlage des Schlag­ bolzens 22 festlegende Klinke 26 eingreift, welche ihrerseits unter Einbeziehung einer Feder 27 am Gehäuse 10 gehaltert ist.

Die Probenahmevorrichtung erfordert hinsichtlich der Prüfung von insbesondere Hartpackungen und Dosen folgen­ de Arbeitsweise: Zunächst wird die Schlagbolzeneinrichtung gespannt, indem der Betätigungsknopf 21 vom Gehäuse 10 wegbewegt wird, auf diese Weise wird der Schlagbolzen 22 in dem rohrförmigen Gehäuse nach oben geführt und spannt dabei die Feder 24, bis in der gespannten End­ lage des Schlagbolzens 22 die Klinke 26 in die Schlag­ bolzenausnehmung 25 einrastet, was aufgrund der Vor­ spannung der Feder 27 an der Klinke 26 selbsttätig geschieht.

Beim Aufsetzen der Probenahmevorrichtung auf beispiels­ weise eine Blechdose, wobei in nicht dargestellter Weise die Überwurfmutter 15 einen Sauger trägt, wird die Nadel 12 mit dem Gleitstück 11 soweit nach oben geschoben, bis die Nadel derart in den Sauger zurück­ getreten ist, daß der Sauger zur dichtenden Anlage an der Dosenwandung gekommen ist. Alsdann kann an die Probenahmevorrichtung ein Vakuum angelegt werden, wobei der Sauger fest an die Dose gepreßt wird und somit das Hinzutreten von die Analyse beeinflussenden Fremd­ gasen ausgeschlossen ist. Nach Erreichen des erforder­ lichen Vakuums wird die Klinke 26 ausgelöst und somit der Schlagbolzen 22 freigegeben. Aufgrund der Feder­ wirkung bewegt sich der Schlagbolzen 22 nach unten, wobei die Massen von Schlagbolzen und Betätigungsknopf beschleunigt werden. Diese Schlagmassen treffen nun auf das Gleitstück und treiben so die Nadel 12 schlag­ artig durch die Behälterwandung des Probegegenstandes hindurch. Im gleichen Augenblick kann das zu messende Gas geradlinig über den Gasführungskanal und die an­ schließende Kapillare zum Analysengerät gelangen. Ist diese Probenahme beendet, so ist das Gerät ohne weiteres sofort für den nächsten Einsatz wieder bereit, wobei in vorteilhafter Weise zur besseren Handhabung des Gerätes das Rohrgehäuse 10 noch mit einer Griffhalterung versehen und der Betätigungsknopf entsprechend handlich ausgebildet sein kann.

Soll die Vorrichtung zur Prüfung von Isolier-Fenstern eingesetzt werden, so ist keine große Änderung der Vorrichtung erforderlich; es gelangt lediglich nun eine Einstichnadel 12 Zum Einsatz, bei welcher der Gasführungskanal 30 radial seitwärts gegenüber der schrägen Endschneide 31 austritt, so daß beim Durchstich der Silikongummi-Dichtungsmasse der Gasführungskanal nicht verstopft werden kann. Weiterhin kann auf die Anbringung eines die Einstichstelle umschließenden Saugers verzichtet werden, so daß eine Überwurfmutter 15 mit einem Fortsatz 16 aufgeschraubt wird, wobei die Länge des Fortsatzes 16 die Eindringtiefe der Nadel 12 bestimmt, indem dadurch gegenüber dem durch die Anschlagführung des Gleitstückes 11 festgelegten maximalen Hub der Nadel 12 ein entsprechender Überstand der Nadel 12 gegenüber dem Fortsatz 16 festgelegt ist. Um somit bei verschiedenen Ausführungen von Isolierglasfenstern verschiedener Eindringtiefen zu erreichen, sind Über­ wurfmuttern 15 mit verschieden langen Fortsätzen 16 vorzuhalten, welche in einfacher Weise ausgewechselt und damit dem Prüfgegenstand angepaßt werden können.

Die Arbeitsweise des Gerätes bei der Prüfung von Isolier­ glasfenstern entspricht der vorbeschriebenen Arbeits­ weise bei der Prüfung von Hartpackungen, wobei nach vorbereitender Spannung der Schlagbolzeneinrichtung das Gerät mit dem Fortsatz 16 unmittelbar auf die Silikongummi-Schicht als Dichtung aufgesetzt und alsdann das Vakuum angelegt wird; aufgrund der Elastizität der zu durchschießenden Dichtungsmasse wirkt die Dichtungs­ masse selbst wie ein Sauger, so daß eine entsprechende Abdichtung der Prüfstelle gegen die Atmosphäre erfolgt. Anschließend erfolgt die Auslösung der Schlagbolzen­ einrichtung, wodurch die Nadel in die zu prüfende Gas­ schicht zwischen den Scheiben eingeschossen und eine Gasprobe entnommen wird. Anschließend wird die Nadel aus dem Rahmen herausgezogen, und da der Einschußkanal sich aufgrund der Elastizität der Dichtungsmasse automatisch wieder schließt und anschließend vollkommen dicht ist, können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung geprüfte Fenster ohne weiteres verwendet werden.

Selbstverständlich ist die Einsatzmöglichkeit der be­ schriebenen Probenahmevorrichtung nicht auf die hier geschilderten Anwendungsfälle beschränkt.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims (14)

1. Vorrichtung zur Probenahme von in festen Umhüllungen eingeschlossenen gasförmigen Medien mit einer zur Durchdringung der Umhüllung eingerichteten, in einem Gehäuse gehaltenen Einstichnadel, die von einem in Anlage mit der Umhüllung zu bringenden Dichtungselement umschlossen ist, und mit einer Einrichtung zur Absaugung und Weiterleitung der Gasprobe zu einer Analysestation, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die einen Gasführungskanal (30) auf­ weisende Nadel (12) mit einem in dem rohrförmigen Gehäuse (10) zwischen Begrenzungen (18) frei beweg­ lich geführten Gleitstück (11) verbunden ist, dem eine mit Federwirkung (24) betriebene, im Gehäuse (10) geführte Schlagbolzeneinrichtung (22, 20, 21) zugeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (10) ein Schlitz (18) zur Aufnahme eines vom Gleitstück (11) seitlich abstehenden Anschlages (17) ausgebildet ist, wobei die Höhe des Schlitzes (18) die Begrenzung für die Bewegung des Gleitstückes (11) bildet und den größtmöglichen Hub der Nadel bestimmt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (17) am Gleitstück (11) relativ zum Gehäuseschlitz (18) in verschiedenen Höhen einstellbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse (10) nadelseitig als Anschlag für das Gleitstück (11) mit einem Endstück (13) verschlossen ist, welches eine Bohrung zur Aufnahme und Führung der Nadel (12) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Endstück (13) eine Überwurfmutter (15) als Dichtungselement aufschraubbar ist, welches von der Nadel (12) durchgriffen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Endstück (13) und Überwurfmutter (15) ein die Nadel (12) gegen die Gehäuseteile dichtende Dichtung (14) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwurfmutter (15) einen die Austrittsöffnung der Nadel (12) umgebenden Sauger trägt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwurfmutter (15) in Nadellängsrichtung einen die Nadel (12) umschließenden Fortsatz (16) aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasführungskanal (30) der Nadel axial im Bereich von deren schräger Endschneide (31) austritt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasführungskanal (30) radial seitwärts oberhalb der Endschneide (31) austritt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Gasführungskanal (30) der Nadel (12) im Gleitstück (11) mit einer Edelstahlkapillare (19) verbunden ist, welche in einem im rohrförmigen Gehäuse (10) angeordneten Innenrohr (20) verlaufend bis zu einem am Innenrohr (20) aufgesetzten Betätigungs­ knopf (21) geführt ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des Innenrohres (20) ein den Ringraum zwischen äußerem Rohrgehäuse (10) und Innenrohr (20) ausfüllender Schlagbolzen (22) angebracht ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ringraum eine sich zwischen Schlagbolzen (22) und einer oberen Verschlußkappe (23) abstützende Feder (24) angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß seitwärts am Gehäuse (10) eine die Gehäusewand durchgreifende und in eine Ausnehmung (25) am Schlagbolzen (22) einrastende Halte- und Auslöseklinke (26) vorgesehen ist.