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Querverweis auf verwandte Anmeldungen
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der Japanischen Anmeldung Nr.
2020-199450 , eingereicht am 1. Dezember 2020, deren Offenbarung hier ausdrücklich durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen ist.
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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus, der eine Oberflächenposition einer Probe detektiert, und eine Härteprüfeinrichtung unter Verwendung des Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus.
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2. Beschreibung des verwandten Gebiets
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Herkömmlicherweise ist eine Härteprüfeinrichtung bekannt, die die Härte einer Probe prüft, indem ein Eindringkörper, der an einem entfernten Ende eines Eindringkörperschafts vorgesehen ist, in eine Oberfläche der Probe gedrückt wird und eine Eindringtiefe des Eindringkörpers gemessen wird (siehe z. B. die Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr.
2013-250105 ).
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Die oben erwähnte Härteprüfeinrichtung detektiert die Oberflächenposition durch ein Kontaktelement (auch als „Eindringkörperreferenz“) bezeichnet), das den Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus konfiguriert, wobei das Kontaktelement die Oberfläche der Probe berührt und eine Position des Eindringkörpers detektiert, der weiter in die Oberfläche der Probe gedrückt wird. Außerdem misst die Härteprüfeinrichtung die Eindringtiefe des Eindringkörpers auf der Grundlage von beiden detektierten Positionen, wie oben beschrieben. Das Kontaktelement ist durch eine Schraube an einer Position, die der Oberfläche der Probe zugewandt ist, an der Härteprüfeinrichtung arretiert.
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Wenn sich eine Art des Eindringkörpers oder der Probe ändert, muss der Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus durch ein Kontaktelement ausgetauscht werden, das geeignet ist. Wenn das Kontaktelement wie im Stand der Technik durch die Schraube arretiert ist, ist ein Werkzeug wie etwa ein Schraubenzieher notwendig, um das Kontaktelement auszutauschen, und somit erfordert die Arbeit Zeit und somit besteht Raum, den Austauscharbeitsvorgang zu verbessern.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Um die obigen Aufgaben zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung einen Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus, der den Austauscharbeitsvorgang einer Eindringkörperreferenz, die eine Oberfläche einer Probe berührt, verbessern kann, und eine Härteprüfeinrichtung.
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Um die obigen Aufgaben anzugehen, ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung der Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus und enthält einen Eindringkörperschaft, eine Eindringkörperreferenz, einen Halter, einen Eindringkörper-Positionsdetektor, ein Steuerelement und einen Vorbelastungsabschnitt. Der Eindringkörperschaft ist entlang einer Mittenachse angeordnet, enthält an einem Ende der ersten axialen Seite einen Eindringkörper, der gegen eine Probe gedrückt wird, und kann in einer Achsenrichtung verlagert werden. Die Eindringkörperreferenz wird mit einer Oberfläche der zweiten axialen Seite der Probe in Kontakt gebracht, die weiter als der Eindringkörper in Richtung der ersten axialen Seite angeordnet ist, wobei die Eindringkörperreferenz als eine Positionsreferenz für den Eindringkörper dient. Der Halter hält die Eindringkörperreferenz auf abnehmbare Weise und wird zusammen mit der Eindringkörperreferenz betätigt. Der Eindringkörper-Positionsdetektor ist mit dem Halter verbunden und detektiert eine relative Position des Eindringkörpers in Bezug auf die Eindringkörperreferenz. Das Steuerelement ermöglicht eine Verlagerung zwischen einer ersten Position, die eine Bewegung der Eindringkörperreferenz in Bezug auf den Halter steuert, und einer zweiten Position, an der die Eindringkörperreferenz vom Halter entfernt werden kann. Der Vorbelastungsabschnitt belastet das Steuerelement derart vor, dass es an der ersten Position gehalten wird. Durch Ausüben einer externen Kraft, die einer Vorbelastungskraft des Vorbelastungsabschnitts widersteht, wird die Vorbelastung durch den Vorbelastungsabschnitt aufgehoben und das Steuerelement kann an die zweite Position verlagert werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann mit der externen Kraft, die der Vorbelastungskraft des Vorbelastungsabschnitts widersteht, die Eindringkörperreferenz entnommen werden, und daher kann die Eindringkörperreferenz mit einem einfachen Vorgang ausgetauscht werden.
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Ein bevorzugter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus, wobei die Eindringkörperreferenz eine Rille enthält, in die das Steuerelement passt. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Bewegung der Eindringkörperreferenz durch Einpassen des Steuerelements in die Rille der Eindringkörperreferenz gesteuert werden.
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Ein bevorzugter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus, wobei das Steuerelement ein kugelförmiges Element ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Steuerelement, das ein kugelförmiges Element ist, durch Rollen zwischen der ersten Position und der zweiten Position verlagert werden, und daher kann das Steuerelement mit einer einfachen Konfiguration verlagert werden.
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Außerdem ist ein bevorzugter Aspekt der vorliegenden Erfindung der Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus, wobei der Halter eine Abschrägung enthält, die das Steuerelement an die zweite Position rollt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Steuerelement mit der Abschrägung des Halters auf einfache Weise an die zweite Position verlagert, wenn es nicht durch den Vorbelastungsabschnitt vorbelastet ist, und die Eindringkörperreferenz kann auf einfache Weise entnommen werden.
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Außerdem ist ein bevorzugter Aspekt der vorliegenden Erfindung der Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus, wobei die Eindringkörperreferenz einen Anschlag enthält, der von der ersten axialen Seite ausgehend mit einem Ende der ersten axialen Seite des Halters in Kontakt gebracht wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Oberflächenreferenz der Probe detektiert werden, ohne eine Positionsverschiebung zwischen der Eindringkörperreferenz und dem Halter zu bewirken, indem der Anschlag der Eindringkörperreferenz an dem Ende der ersten axialen Seite des Halters anliegt, wenn die Eindringkörperreferenz die Probenoberfläche berührt.
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Außerdem ist ein bevorzugter Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Härteprüfeinrichtung, die eine Härteprüfung auf einer Probe durchführt, indem der Eindringkörper gegen die Probe gedrückt wird, und den Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus; eine Referenzantriebseinrichtung, die die Eindringkörperreferenz in der Achsenrichtung verlagert, eine Eindringkörperschaft-Antriebseinrichtung, die den Eindringkörperschaft in der Achsenrichtung verlagert und ein Ende der ersten axialen Seite des Eindringkörpers gegen die Oberfläche der zweiten axialen Seite der Probe drückt, die weiter als der Eindringkörper in Richtung der ersten axialen Seite angeordnet ist; und einen Detektor, der die relative Position des Eindringkörpers in Bezug auf die Eindringkörperreferenz detektiert, indem der Eindringkörper in einem Zustand, in dem die Eindringkörperreferenz mit der Probe in Kontakt gebracht worden ist, gegen die Probe gedrückt wird, enthält. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Austausch der Eindringkörperreferenz in der Härteprüfeinrichtung mit einem einfachen Vorgang durchgeführt werden, da die Eindringkörperreferenz durch die externe Kraft, die der Vorbelastungskraft des Vorbelastungsabschnitts widersteht, entnommen werden kann.
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Die vorliegende Erfindung kann den Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus, der den Arbeitsvorgang des Austauschens der Eindringkörperreferenz, die die Oberfläche der Probe berührt, verbessern kann, und die Härteprüfeinrichtung bereitstellen. Andere Herausforderungen, Konfigurationen und Wirkungen als jene, die oben beschrieben sind, werden durch die Beschreibung der folgenden Ausführungsformen verdeutlicht.
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Figurenliste
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Die vorliegende Erfindung wird in der folgenden genauen Beschreibung unter Bezugnahme auf die erwähnten mehreren Zeichnungen mittels nicht einschränkender Beispiele für beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weiter beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen durchgehend gleichartige Komponenten darstellen; es zeigen:
- 1 eine Seitenansicht, die eine schematische Konfiguration eines Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus und einer Härteprüfeinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
- 2 eine perspektivische Ansicht, die einen Überblick des Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
- 3 eine perspektivische Ansicht einer in 2 veranschaulichten Eindringkörperreferenz 110;
- 4 eine Querschnittsseitenansicht, die einen in 2 veranschaulichten Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus 100 in einer Ebene, die zu einer X-Achse senkrecht ist und durch eine Mittenachse J verläuft, geschnitten veranschaulicht;
- 5 eine Querschnittsdraufsicht entlang einer Linie A-A des in 4 veranschaulichten Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus 100;
- 6 eine Querschnittsseitenansicht, die den in 2 veranschaulichten Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus 100 in einer Ebene, die zur X-Achse senkrecht ist und durch die Mittenachse J verläuft, geschnitten veranschaulicht und einen Zustand veranschaulicht, in dem ein Griff 105 betätigt wird; und
- 7 eine Querschnittsseitenansicht, die den in 2 veranschaulichten Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus 100, in der Ebene, die zur X-Achse senkrecht ist und durch die Mittenachse J verläuft, geschnitten veranschaulicht und einen Zustand veranschaulicht, in dem die Eindringkörperreferenz 110 aus einem Halter 102 entnommen worden ist.
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Genaue Beschreibung der Erfindung
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Die hier gezeigten Einzelheiten sind beispielhaft und dienen lediglich Zwecken einer veranschaulichenden Diskussion der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und werden im Zusammenhang mit dem Bereitstellen dessen, wovon angenommen wird, dass es die nützlichste und am leichtesten verständliche Beschreibung der Prinzipien und konzeptionellen Aspekte der vorliegenden Erfindung ist, dargestellt. Diesbezüglich wird kein Versuch unternommen, strukturelle Einzelheiten der vorliegenden Erfindung in größerer Detailtiefe als für das grundlegende Verständnis der vorliegenden Erfindung notwendig ist, zu zeigen, wobei die Beschreibung zusammen mit den Zeichnungen herangezogen dem Fachmann auf dem Gebiet ersichtlich macht, wie die Formen der vorliegenden Erfindung in der Praxis ausgeführt sein können.
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Im Folgenden werden Vorrichtungen, die die vorliegenden Erfindung betreffen, wie etwa ein Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus und eine Härteprüfeinrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen genau beschrieben. In den unten erwähnten Zeichnungen kann der Maßstab oder die Anzahl jeder Konfiguration von der tatsächlichen Konfiguration abweichen, um das Verständnis zu erleichtern.
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Ferner zeigen die Zeichnungen ein XYZ-Koordinatensystem als ein geeignetes rechtwinkliges 3D-Koordinatensystem. In dem XYZ-Koordinatensystem ist die Z-Achsenrichtung eine Richtung parallel zu einer Mittenachse J eines Eindringkörperschafts 27, der in 1 veranschaulicht ist. Von den Richtungen, die zur Z-Achsenrichtung senkrecht sind, ist die Y-Achsenrichtung eine Richtung von links nach rechts in 1. Die X-Achsenrichtung ist eine Richtung, die sowohl zur Y-Achsenrichtung als auch zur Z-Achsenrichtung senkrecht ist. In der X-Achsenrichtung, der Y-Achsenrichtung und der Z-Achsenrichtung zeigt jeweils eine Zeigerseite eines Pfeils in den Zeichnungen die „+“-Seite an und die zur Zeigerseite entgegengesetzte Seite zeigt die „-“-Seite an.
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In der folgenden Beschreibung wird die Richtung parallel zur Z-Achse einfach als „Achsenrichtung“ bezeichnet, in der Achsenrichtung nach unten (das heißt, die „-“-Z-Seite) in 1 wird als eine erste axiale Seite bezeichnet, und in der Achsenrichtung nach oben (das heißt, die „+“-Z-Seite) in 1 wird als eine zweite axiale Seite bezeichnet. Außerdem wird eine Durchmesserrichtung, die auf der Mittenachse J zentriert ist, einfach als „Durchmesserrichtung“ bezeichnet und eine Richtung um eine Achse, die auf der Mittenachse J zentriert ist, wird einfach als „Umfangsrichtung“ bezeichnet. Ferner wird in der Durchmesserrichtung eine Seite, die näher an der Mittenachse J liegt, als eine diametral innenliegende Seite bezeichnet und eine von der Mittenachse J entfernte Seite wird als eine diametral außenliegende Seite bezeichnet. In der X-Achsenrichtung wird die negative Seite („-“-X-Seite) als eine „erste Seite“ bezeichnet und die positive Seite („+“-X-Seite) wird als eine „zweite Seite“ bezeichnet. In der Y-Achsenrichtung wird die negative Seite („-“-Y-Seite) als eine „erste Seite“ bezeichnet und die positive Seite („+“-Y-Seite) wird als eine „zweite Seite“ bezeichnet.
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In der vorliegenden Beschreibung enthält „sich in der Z-Achsenrichtung erstrecken“, sich genau in der Z-Achsenrichtung zu erstrecken sowie sich in einer Richtung zu erstrecken, die in einem Bereich kleiner als 45° in Bezug auf die Z-Achsenrichtung geneigt ist. Ferner trifft dasselbe ebenfalls auf die X-Achsenrichtung und die Y-Achsenrichtung zu. Außerdem enthält „senkrecht“ zusätzlich zu einem Fall, genau senkrecht zu sein, ebenso einen Fall, in dem der Winkel, der zwischen zwei Achsenrichtungen gebildet ist, in einem Bereich kleiner 45°geneigt ist. Außerdem enthält „parallel“ zusätzlich zu einem Fall, genau parallel zu sein, ebenso einen Fall, in dem der Winkel, der zwischen zwei Achsenrichtungen gebildet ist, in einem Bereich kleiner als 45° geneigt ist.
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Bezeichnungen wie etwa Achsenrichtung, Durchmesserrichtung, Umfangsrichtung, erste Seite, zweite Seite, außenliegende Seite, innenliegende Seite, nach oben, nach unten, rechte Seite und linke Seite werden verwendet, um eine relative positionsbezogene Beziehung jedes Abschnitts auf einfache Weise zu erklären, jedoch kann die tatsächliche Anordnungsbeziehung anders als die Anordnungsbeziehung, die mit diesen Bezeichnungen beschrieben wird, angeordnet sein. Ferner zeigen in der vorliegenden Beschreibung die Orientierungen wie etwa vorne-hinten, links-rechts und oben-unten die Richtung auf den Zeichnungen und sind nicht auf diese Orientierungen eingeschränkt, wenn eine Vorrichtung verwendet wird, die die vorliegende Erfindung betrifft.
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Struktur der Härteprüfeinrichtung 1
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1 ist eine Seitenansicht, die eine schematische Konfiguration eines Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus und einer Härteprüfeinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Eine Härteprüfeinrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform führt eine Härteprüfung einer Probe 34 durch, indem ein Eindringkörper 28 in eine Oberfläche 34a der Probe 34 gedrückt wird. Der Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus ist ein Mechanismus in der Härteprüfeinrichtung 1, der eine Konfiguration enthält, die eine Oberflächenposition der Probe 34 detektiert. Der Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus enthält z. B. einen Eindringkörperschaft 27, eine Eindringkörperreferenz 33, einen Halter 31, einen Eindringkörper-Positionsdetektor 32, Steuerelemente 108a, 108b und 108c (in 5 gezeigt) und einen Vorbelastungsabschnitt 106 (in 2 gezeigt).
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Die Härteprüfeinrichtung 1 enthält einen Grundabschnitt 11, der sich in der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung auf der ersten axialen Seite ausdehnt, eine X-Y-Stufe 35, die auf dem Grundabschnitt 11 angeordnet ist und auf der die Probe 34 arretiert wird, eine Trägersäule 12, die sich auf dem Grundabschnitt 11 an einer Position, die weiter als die X-Y-Stufe 35 auf der zweiten Seite in der Y-Achsenrichtung liegt, zur zweiten axialen Seite erstreckt, einen oberen Trägerabschnitt 13, der sich an einer Position eines Endes der zweiten axialen Seite der Trägersäule 12 zur ersten Seite in der Y-Achsenrichtung erstreckt, einen unteren Trägerabschnitt 14, der sich von der Trägersäule 12 ausgehend an einer Position, die weiter als der obere Trägerabschnitt 13 in Richtung der ersten axialen Seite liegt, zur ersten Seite in der Y-Achsenrichtung erstreckt, eine Kugelumlaufspindel 15, die sich in der Achsenrichtung zwischen dem oberen Trägerabschnitt 13 und dem unteren Trägerabschnitt 14 erstreckt, einen Motor 16, der die Kugelumlaufspindel 15 auf einer Welle der Kugelumlaufspindel 15 zentriert dreht, und eine Kopfbaugruppe 17, durch die die Kugelumlaufspindel 15 verläuft. Die Kopfbaugruppe 17 ist durch eine Schraube mit dem Kugelumlaufgewinde 15 eingepasst und wird mit der Drehung des Kugelumlaufgewindes 15 in der Achsenrichtung verlagert.
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Die Härteprüfeinrichtung 1 enthält einen Seitenträgerabschnitt 21, der an der Kopfbaugruppe 17 arretiert ist, einen Oberseitenträgerabschnitt 22, der sich an einer Position eines Endes der zweiten axialen Seite des Seitenträgerabschnitts 21 zur ersten Seite in der Y-Achsenrichtung erstreckt, ein elastisches Element 24, das auf der ersten axialen Seite des Oberseitenträgerabschnitts 22 vorgesehen ist, und einen Eindringkörperschaft 27, der auf der ersten axialen Seite des elastischen Elements 24 vorgesehen ist. Der Seitenträgerabschnitt 21 verlagert sich mit der Verlagerung der Kopfbaugruppe 17 in der Achsenrichtung in der Achsenrichtung. Der Oberseitenträgerabschnitt 22 ist am Seitenträgerabschnitt 21 arretiert. Der Eindringkörperschaft 27 ist entlang der Mittenachse J angeordnet. Der Eindringkörperschaft 27 enthält an einem Ende der ersten axialen Seite einen Eindringkörper 28, der gegen die Probe 34 gedrückt wird, und der Eindringkörperschaft 27 kann in der Achsenrichtung verlagert werden.
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Die Härteprüfeinrichtung 1 enthält eine Eindringkörperreferenz 33, einen Halter 31, der die Eindringkörperreferenz 33 auf abnehmbare Weise hält, und einen Eindringkörper-Positionsdetektor 32, der zusammen mit dem Halter 31 betätigt wird. Der Seitenträgerabschnitt 21 enthält einen Schlitten 30, Der Schlitten 30 ist am Seitenträgerabschnitt 21 arretiert. Der Schlitten 30 trägt den Halter 31, derart, dass sich der Halter 31 in der Achsenrichtung verlagern kann. Der Eindringkörperschaft 27 enthält Skalenmarkierungen 29. Der Eindringkörper-Positionsdetektor 32 detektiert eine relative Position des Eindringkörpers 28 in Bezug auf die Eindringkörperreferenz 33 z. B. durch optisches Ablesen der Skalenmarkierungen 29.
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An einem Endabschnitt 23 (Ende der zweiten axialen Seite) des Eindringkörperschafts 27 sind Skalenmarkierungen 25 vorgesehen. Der Seitenträgerabschnitt 21 enthält einen Prüfkraftdetektor 26. Der Prüfkraftdetektor 26 ist am Seitenträgerabschnitt 21 arretiert. Der Prüfkraftdetektor 26 detektiert eine relative Position des Endabschnitts 23 in Bezug auf den Seitenträgerabschnitt 21 z. B. durch optisches Ablesen der Skalenmarkierungen 25.
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Betrieb der Härteprüfeinrichtung 1
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Zunächst definiert die Härteprüfeinrichtung 1 eine Ausgangseinstellung, indem der Motor 16 derart gedreht wird, dass ein Ende der ersten axialen Seite des Eindringkörpers 28 und ein Ende der ersten axialen Seite der Eindringkörperreferenz 33 an einer Ausgangsposition angeordnet sind, die weiter als die Oberfläche 34a der Probe 34 auf der zweiten axialen Seite liegt. Daraufhin platziert eine Bedienperson der Härteprüfeinrichtung 1 die Probe 34 zur Härteprüfung der Probe 34 auf der X-Y-Stufe 35 und arretiert sie darauf. Anschließend verlagert die X-Y-Stufe 35 die Oberfläche 34a in einer Ebene, die zur Achsenrichtung senkrecht ist, derart, dass eine Position auf der Oberfläche 34a der zu prüfenden Probe 34 in der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung mit der Achse J übereinstimmt.
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Daraufhin verlagert die Härteprüfeinrichtung 1 den Seitenträgerabschnitt 21 durch Drehen des Motors 16 zur ersten axialen Seite. Dadurch wird die Eindringkörperreferenz 33 zusammen mit dem Seitenträgerabschnitt 21 zur ersten axialen Seite verlagert und eine Oberfläche 33a des Endes der ersten axialen Seite der Eindringkörperreferenz 33 gelangt mit der Oberfläche 34a der Probe 34 in Kontakt. Eine Achsenrichtungsposition der Eindringkörperreferenz 33, wenn sich die Oberfläche 33a der Eindringkörperreferenz 33 mit der Oberfläche 34a der Probe 34 in Kontakt befindet, wird als eine Referenzposition definiert. Die Härteprüfeinrichtung 1 dreht den Motor 16 weiter, derart, dass der Seitenträgerabschnitt 21 weiter zur ersten axialen Seite verlagert wird, jedoch berührt die Eindringkörperreferenz 33 die Probe 34 und eine weitere Verlagerung zur ersten axialen Seite ist blockiert. Dementsprechend gleitet der Halter 31, der die Eindringkörperreferenz 33 hält, in Bezug auf den Schlitten 30 in der Achsenrichtung und die Eindringkörperreferenz 33 hält an der Referenzposition an.
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In einem Zustand, in dem die Eindringkörperreferenz 33 an der Referenzposition angehalten hat, dreht die Härteprüfeinrichtung 1 den Motor 16 weiter und verlagert den Seitenträgerabschnitt 21 weiter zur ersten axialen Seite, derart, dass das Ende der ersten axialen Seite des Eindringkörpers 28 die Oberfläche 34a der Probe 34 berührt. Die Härteprüfeinrichtung 1 erzeugt mit einer Vorbelastungskraft des elastischen Elements 24 eine spezifizierte Prüfkraft und drückt den Eindringkörper 28 mit der spezifizierten Prüfkraft in die Probe 34. Die Härteprüfeinrichtung 1 stellt die Drehung des Motors 16 ein und steuert die Prüfkraft als Antwort auf Detektionsergebnisse des Prüfkraftdetektors 26. Die Härteprüfeinrichtung 1 berechnet die Härte der Probe 34 als Antwort auf die Prüfergebnisse durch den Eindringkörper-Positionsdetektor 32, wenn der Eindringkörper 28 mit der spezifizierten Prüfkraft in die Probe 34 gedrückt wird.
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Erste Ausführungsform
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Als nächstes wird der Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform ist ein Beispiel, das Einzelheiten des Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus in 1 veranschaulicht.
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Struktur des Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus 100
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2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Überblick des Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Ob eine Konfiguration in einem Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus 100 der vorliegenden Ausführungsform einer Konfiguration in der Härteprüfeinrichtung 1 in 1 entspricht, wird nach Bedarf beschrieben.
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Der Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus 100 enthält einen Eindringkörperschaft 101 und einen Halter 102. Der Eindringkörperschaft 101 entspricht dem Eindringkörperschaft 27 in 1. Der Halter 102 entspricht dem Halter 31 in 1. In dieser Ausführungsform erstrecken sich der Eindringkörperschaft 101 und der Halter 102 weiter zur zweiten axialen Seite als in einem in 2 veranschaulichter Zustand und verbinden mit der jeweiligen, in 1 veranschaulichten Konfiguration. Jedoch ist dies in 2 weggelassen.
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Der Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus 100 enthält ferner einen Kantenabschnitt 103, einen Griff 105, einen Vorbelastungsabschnitt 106, Steuerelemente 108a, 108b und 108c (siehe 5) und eine Eindringkörperreferenz 110. Der Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus 100 der vorliegenden Ausführungsform hält die Eindringkörperreferenz 110 auf abnehmbare Weise mit dem Halter 102 und verbessert die Arbeitseffizienz, wenn die Eindringkörperreferenz 110 ausgetauscht wird.
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3 ist eine perspektivische Ansicht der Eindringkörperreferenz 110, die in 2 veranschaulicht ist. Die Eindringkörperreferenz 110 ist ein zylindrisches Element mit einem Durchgangsloch 110a, durch das der Eindringkörperschaft 101 verläuft. Die Eindringkörperreferenz 110 enthält einen röhrenförmigen Abschnitt 111 auf der zweiten axialen Seite. Die Eindringkörperreferenz 110 enthält einen Kontaktabschnitt 113, der weiter als der röhrenförmige Abschnitt 111 auf der ersten axialen Seite liegt. Die Eindringkörperreferenz 110 entspricht der Eindringkörperreferenz 33 in 1.
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Der röhrenförmige Abschnitt 111 enthält über dem gesamten Umfang in der Umfangsrichtung eine Rille 111a auf seiner Außenumfangsseite, die in Richtung der diametral innenliegenden Seite vertieft ist. Die Rille 111a enthält eine Abschrägung 111b, die sich allmählich in Richtung der diametral innenliegenden Seite neigt, je weiter die Abschrägung 111b vom Ende der zweiten axialen Seite zu ihrer ersten axialen Seite verläuft. Die Rille 111a enthält eine Abschrägung 111c, die sich allmählich in Richtung der diametral innenliegenden Seite neigt, je weiter die Abschrägung 111c vom Ende der ersten axialen Seite zu ihrer zweiten axialen Seite verläuft. Der röhrenförmige Abschnitt 111 enthält einen Vorsprung 112, der weiter als die Rille 111a zur ersten axialen Seite und zur diametral außenliegenden Seite vorsteht. Der Vorsprung 112 enthält eine Oberfläche 112a auf der zweiten axialen Seite.
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Der Kontaktabschnitt 113 enthält eine Oberfläche 113a, die die Probe 34 berührt, die in 1 veranschaulicht ist. Die Oberfläche 113a entspricht der Oberfläche 33a in 1. Der Kontaktabschnitt 113 enthält einen Ausschnitt 113b, durch den der Eindringkörperschaft 101 von der diametral außenliegenden Seite aus sichtbar ist.
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4 ist eine Querschnittsseitenansicht, die den Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus 100 in 2in einer Ebene, die zur X-Achse senkrecht ist und durch die Mittenachse J verläuft, geschnitten veranschaulicht. 4 veranschaulicht einen Zustand, in dem die Eindringkörperreferenz 110 durch den Halter 102 gehalten wird. 5 veranschaulicht eine Querschnittsdraufsicht entlang einer Linie A-A des Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus 100, der in 4 veranschaulicht ist. Der Eindringkörperschaft 101 ist entlang der Mittenachse J angeordnet und enthält am Ende der ersten axialen Seite einen Eindringkörper 107. Der Eindringkörper 107 entspricht dem Eindringkörper 28 in 1. Der Eindringkörperschaft 101 kann in der Achsenrichtung verlagert werden.
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Der Halter 102 ist ein zylindrisches Element mit einem Durchgangsloch 102a, durch das der Eindringkörperschaft 101 verläuft. Der Halter 102 kann in der Achsenrichtung verlagert werden. Der Halter 102 enthält eine Innenumfangsfläche 102a auf der zweiten axialen Seite und eine Innenumfangsfläche 102b auf der ersten axialen Seite. Ein Innendurchmesser der Innenumfangsfläche 102a ist kleiner als der Innendurchmesser der Innenumfangsfläche 102b. Der Innendurchmesser der Innenumfangsfläche 102a ist kleiner als ein Außendurchmesser des röhrenförmigen Abschnitts 111 der Eindringkörperreferenz 110. Der Innendurchmesser der Innenumfangsfläche 102b ist größer als der Außendurchmesser des röhrenförmigen Abschnitts 111 der Eindringkörperreferenz 110. Der röhrenförmige Abschnitt 111 der Eindringkörperreferenz 110 kann an der Position der Innenumfangsfläche 102b des Halters 102 im Halter 102 aufgenommen sein. Hier gelangt eine Oberfläche 102c des Endes der ersten axialen Seite des Halters 102 mit der Oberfläche 112a der Eindringkörperreferenz 110 in Kontakt.
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Der Halter 102 enthält Durchgangslöcher 102da, 102db und 102dc, die an Positionen auf der Innenumfangsfläche 102b in der Achsenrichtung von der diametral außenliegenden Seite zur diametral innenliegenden Seite durch den Halter 102 verlaufen. Die Durchgangslöcher 102da, 102db und 102dc sind in gleichen Abständen in einer Umfangsrichtung angeordnet. Jedes der Durchgangslöcher 102da, 102db und 102dc enthält eine Abschrägung, wobei ein Lochdurchmesser abnimmt, je weiter das Durchgangsloch von der diametral außenliegenden Seite zur diametral innenliegenden Seite verläuft. Jede Abschrägung der Durchgangslöcher 102da, 102db und 102dc ist eine Abschrägung, bei der sich die Position von deren Ende der ersten axialen Seite allmählich in Richtung der ersten axialen Seite neigt, je weiter die Abschrägung von der diametral innenliegenden Seite zur diametral außenliegenden Seite verläuft.
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Der Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus 100 enthält das Steuerelement 108a, das in das Durchgangsloch 102da passt, das Steuerelement 108b, das in das Durchgangloch 102db passt, und das Steuerelement 108c, das in das Durchgangsloch 102dc passt. Jedes der Steuerelemente 108a, 108b und 108c ist z. B. ein kugelförmiges Element. Jedes der Steuerelemente 108a, 108b und 108c ist z. B. eine Stahlkugel. Der Lochdurchmesser der Durchgangslöcher 102da, 102db, und 102dc auf der diametral innenliegenden Seite ist kleiner als der Durchmesser der Steuerelemente 108a, 108b und 108c. Dementsprechend fallen die Steuerelemente 108a, 108b und 108c selbst dann, wenn der Halter 102 die Eindringkörperreferenz 110 nicht hält, nicht durch die Durchgangslöcher 102da, 102db und 102dc zur diametral innenliegenden Seite heraus.
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Der Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus 100 enthält auf der diametral außenliegenden Seite der Steuerelemente 108a, 108b und 108c den Griff 105, durch den der Halter 102 verläuft. Der Griff 105 ist ein röhrenförmiges Element. Der Griff 105 kann entlang der Außenumfangsfläche des Halters 102 in der Achsenrichtung verlagert werden.
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Der Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus 100 enthält den Kantenabschnitt 103, durch den der Halter 102 verläuft. Der Kantenabschnitt 103 ist ein ringförmiges Element. Der Kantenabschnitt 103 ist durch eine Schraube oder dergleichen an der diametral außenliegenden Seite des Halters 102 arretiert. Der Kantenabschnitt 103 ist weiter als der Griff 105 zur zweiten axialen Seite angeordnet. Der Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus 100 enthält den Vorbelastungsabschnitt 106 zwischen dem Ende der ersten axialen Seite des Kantenabschnitts 103 und dem Ende der zweiten axialen Seite des Griffs 105. Der Vorbelastungsabschnitt 106 ist z. B. eine Schraubenfeder. Der Vorbelastungsabschnitt 106 ist weiter als der Griff 105 zur ersten axialen Seite vorbelastet.
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Der Griff 105 enthält in seiner Innenumfangsfläche über dem gesamten Umfang in der Umfangsrichtung eine Abschrägung 105a. Die Abschrägung 105a ist eine Abschrägung, die sich allmählich in Richtung der diametral außenliegenden Seite neigt, je weiter die Abschrägung 105a vom Ende der zweiten axialen Seite zur ersten axialen Seite verläuft. Die Innenumfangsfläche des Griffs 105 hält den Innendurchmesser des Endes der ersten axialen Seite der Abschrägung 105a bis zum Ende der ersten axialen Seite des Griffs 105 aufrecht. Der Abstand in der Durchmesserrichtung von der Außenumfangsfläche des Halters 102 zur Innenumfangsfläche des Griffs 105 ist kleiner als der Durchmesser der Steuerelemente 108a, 108b und 108c. Daher fallen die Steuerelemente 108a, 108b und 108c nicht von zwischen dem Halter 102 und dem Griff 105 nach außen heraus.
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Wenn der Vorbelastungsabschnitt 106 den Griff 105 zur ersten axialen Seite vorbelastet, wird der Griff 105 zur ersten axialen Seite verlagert. Mit der Verlagerung des Griffs 105 werden die Steuerelemente 108a, 108b und 108c entlang der Abschrägung 105a des Griffs 105 zur diametral innenliegenden Seite vorbelastet. Aufgrund dieser Vorbelastung rollen die Steuerelemente 108a, 108b und 108c zur diametral innenliegenden Seite und ein Ende der diametral innenliegenden Seite von jedem belastet die Abschrägung 111b der Eindringkörperreferenz 110 zur diametral innenliegenden Seite und zur zweiten axialen Seite vor. Durch das Vorbelasten der Abschrägung 111b zur diametral innenliegenden Seite und zur zweiten axialen Seite an den drei Punkten der Steuerelemente 108a, 108b und 108c wird die Eindringkörperreferenz 110 zur zweiten axialen Seite verlagert. Mit der Verlagerung der Eindringkörperreferenz 110 gelangt eine Oberfläche 112a der Eindringkörperreferenz 110 mit einer Oberfläche 102c des Halters 102 in Kontakt und die Verlagerung der Eindringkörperreferenz 110 in Richtung der zweiten axialen Seite hält an. In diesem Zustand wird die Verlagerung der Eindringkörperreferenz 110 in Richtung der zweiten axialen Seite dadurch gesteuert, dass die Oberfläche 112a mit der Oberfläche 102c in Kontakt gelangt, und die Verlagerung der Eindringkörperreferenz 110 in Richtung der ersten axialen Seite dadurch gesteuert, dass die Steuerelemente 108a, 108b und 108c die Abschrägung 111b zur diametral innenliegenden Seite und zur zweiten axialen Seite vorbelasten. Dementsprechend wird die Eindringkörperreferenz 110 durch den Halter 102 gehalten und ist arretiert.
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Betrieb des Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus 100
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6 ist eine Querschnittsseitenansicht, die den Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus 100 in 2 in einer Ebene, die zur X-Achse senkrecht ist und durch die Mittenachse J verläuft, geschnitten veranschaulicht, und veranschaulicht einen Zustand, in dem der Griff 105 betätigt wird.
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Die Bedienperson der Härteprüfeinrichtung 1 betätigt zuerst den Griff 105, um die Eindringkörperreferenz 110 aus dem Halter 102 zu entnehmen, wenn die Eindringkörperreferenz 110 ausgehend von dem in 4 veranschaulichten Zustand ausgetauscht wird. Dieser Vorgang wird durchgeführt, indem der Griff 105 gegen die Vorbelastungskraft des Vorbelastungsabschnitts 106 zur zweiten axialen Seite verlagert wird.
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Wenn der Griff 105 in dem in 4 veranschaulichten Zustand zur zweiten axialen Seite verlagert wird, empfangen die Steuerelemente 108a, 108b und 108c die Vorbelastungskraft, die zur diametral innenliegenden Seite vorbelastet, nicht und können zur diametral außenliegenden Seite verlagert werden. Wie in 6 gezeigt ist, wird dementsprechend die Steuerung auf der Verlagerung der Eindringkörperreferenz 110 in Richtung der ersten axialen Seite aufgehoben und die Bedienperson kann die Eindringkörperreferenz 110 aus dem Halter 102 entnehmen. 4 zeigt ein Beispiel, in dem sich die Steuerelemente 108a, 108b und 108c an einer ersten Position befinden, die die Bewegung der Eindringkörperreferenz 110 in Bezug auf den Halter 102 steuert. 6 zeigt ein Beispiel, in dem sich die Steuerelemente 108a, 108b und 108c an einer zweiten Position befinden, bei der die Eindringkörperreferenz 110 aus dem Halter 102 entnommen werden kann. Die Steuerelemente 108a, 108b und 108c können zwischen der ersten Position und der zweiten Position verlagert werden. Der Vorbelastungsabschnitt 106 belastet die Steuerelemente 108a, 108b und 108cc derart vor, dass sie an der ersten Position gehalten werden.
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7 ist eine Querschnittsseitenansicht, die den in 2 veranschaulichten Oberflächenreferenz-Detektionsmechanismus 100 in der Ebene, die zur X-Achse senkrecht ist und durch die Mittenachse J verläuft, geschnitten veranschaulicht, und veranschaulicht einen Zustand, in dem die Eindringkörperreferenz 110 aus dem Halter 102 entnommen worden ist.
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Wie in 7 gezeigt ist, beendet die Bedienperson nach dem Entnehmen der Eindringkörperreferenz 110 aus dem Halter das Betätigen des Griffs 105 und der Griff 105 wird zur ersten axialen Seite verlagert. Hier ist, wie oben erwähnt, der Lochdurchmesser der Durchgangslöcher 102da, 102db und 102dc auf der diametral innenliegenden Seite kleiner als der Durchmesser der Steuerelemente 108a, 108b und 108c, und daher fallen die Steuerelemente 108a, 108b und 108c nicht durch die Durchgangslöcher 102da, 102db und 102dc zur diametral innenliegenden Seite heraus.
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Wenn die Eindringkörperreferenz 110 ausgehend von dem in 7 veranschaulichten Zustand am Halter 102 befestigt wird, wendet die Bedienperson die Oberfläche 113a der Eindringkörperreferenz 110 der ersten axialen Seite zu und führt die Eindringkörperreferenz 110 von der ersten axialen Seite ausgehend in die Innenumfangsfläche 102b des Halters 102 ein. Hier kann die Bedienperson die Eindringkörperreferenz 110 in den Halter 102 einführen, während der Griff 105 zur zweiten axialen Seite verlagert wird. Durch das Einführen der Eindringkörperreferenz 110, bis die Steuerelemente 108a, 108b und 108c die Rille 111a der Eindringkörperreferenz 110 erreichen, wird die Befestigung der Eindringkörperreferenz 110 abgeschlossen.
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Außerdem kann die Eindringkörperreferenz 110 eine Abschrägung auf einer Schulter auf der diametral außenliegenden Seite des Endes der zweiten axialen Seite enthalten, um die Leichtgängigkeit des Einführens der Eindringkörperreferenz 110 in den Halter 102 zu verbessern, wobei sich die Abschrägung allmählich in Richtung der diametral innenliegenden Seite neigt, je weiter die Abschrägung von der ersten axialen Seite zur zweiten axialen Seite verläuft.
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Außerdem ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform eingeschränkt und enthält diverse Modifikationen. Zum Beispiel ist die obige Ausführungsform im Einzelnen beschrieben, um das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise auf diese Beschreibung eingeschränkt, die alle Konfigurationen enthält. Ferner ist es möglich, einen Abschnitt einer Konfiguration in einer Ausführungsform gegen eine Konfiguration einer weiteren Ausführungsform auszutauschen, und die Konfiguration in der anderen Ausführungsform kann außerdem zu der Konfiguration in der einen Ausführungsform hinzugefügt werden. Ferner können in einem Abschnitt der Konfiguration in den diversen Ausführungsformen andere Konfigurationen hinzugefügt bzw. weggelassen bzw. ausgetauscht werden.
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Es sei erwähnt, dass die voranstehenden Beispiele lediglich zum Zweck der Erklärung bereitgestellt worden sind und in keiner Weise als die vorliegende Erfindung einschränkend betrachtet werden sollen. Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben worden ist, versteht es sich, dass die Worte, die hier verwendet worden sind, Worte der Beschreibung und Veranschaulichung und nicht Worte der Einschränkung sind. Innerhalb des Geltungsbereichs der beigefügten Ansprüche, wie vorliegend dargelegt und wie berichtigt, können Änderungen vorgenommen werden, ohne von Umfang und Erfindungsgedanken der vorliegenden Erfindung in ihren Aspekten abzuweichen. Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Strukturen, Materialien und Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist nicht beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung auf die hier offenbarten Einzelheiten eingeschränkt ist; stattdessen erstreckt sich die vorliegende Erfindung auf alle funktionstechnisch äquivalenten Strukturen, Verfahren und Verwendungsmöglichkeiten, die innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche liegen.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen eingeschränkt und diverse Abwandlungen und Modifikationen können möglich sein, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2020199450 [0001]
- JP 2013250105 [0003]
