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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das technische Gebiet der Festoffprobenahme, insbesondere auf eine Feststoffbewegungsvorrichtung.
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Stand der Technik
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Im Labor aus den Bereichen Chemie, Werkstoffe, Medizin und Biologie ist es häufig erforderlich, Festerstoff- und Flüssigproben zu entnehmen, zu wiegen und zu verteilen. Eine Pipette ist ein mit Hand ergriffenes Gerät zur Dosierung von Flüssigkeiten im Labor. Der Kolben in der Pipette verdrängt einen Teil des Gases durch die teleskopische Bewegung der Feder und saugt die Flüssigkeit mit atmosphärischem Druck an. Die Luft wird dann durch den Kolben getrieben, um die Flüssigkeit wieder auszustoßen. Feste Proben können nicht so genau wie flüssigen Proben durch Luftverdrängung (air displacement) mit einer Pipette entnommen werden. Das herkömmliche Verfahren zum Wiegen von Feststoffen besteht darin, eine Feststoffprobe mittels eines medizinischen Löffels aus Reagenzflaschen zu entnehmen und sie nach und nach auf das Wägepapier auf einer elektronischen Waage zu platzieren. Der gesamte Prozess ist zeitaufwendig und mühsam und kann dazu führen, dass die Probe verschüttet wird und das Bedienpult verunreinigt.
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Zusammenfassung
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Technisches Problem
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Somit kann die Arbeitseffizienz im Labor dadurch erheblich erhöht werden, dass ein tragbares Gerät zum Bewegen und Entnehmen von Feststoffproben mit guter Zuverlässigkeit, einfacher Handhabung und genauer und schnellerer Wiegung entwickelt wird.
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Technische Lösung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Feststoffbewegungsvorrichtung bereitzustellen, die das Bewegen, Wiegen und Dosieren von Feststoffproben einfach, genau, schnell und zuverlässig durchführen kann.
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Um die Aufgabe zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung die folgenden technischen Lösungen bereit. Eine Feststoffbewegungsvorrichtung umfasst einen Feststoffbewegungsvorrichtungskörper und einen Antriebskopf, wobei der Feststoffbewegungsvorrichtungskörper ein Gehäuse, ein Antriebssystem, ein Wägesystem und ein Steuersystem aufweist, wobei im Gehäuse ein von oben nach unten durchgehender innerer Hohlraum zum Anbringen von dem Antriebssystem und dem Wägesystem vorgesehen ist, wobei das Antriebssystem einen Antriebsmechanismus und eine Triebwelle aufweist, wobei der Antriebsmechanismus in dem Gehäuse angebracht ist und dessen Ausgang nach unten mit der Triebwelle verbunden ist, wobei die Triebwelle am unteren Ende aus dem Gehäuse heraus ragt und einen Triebwelle-Endabschnitt zur Kraft- und/oder Bewegungsübertragung im Zueinanderpassen mit einem Antriebskopf-Getriebekopf aufweist, wobei das Wägesystem eine Wägezelle, die im Gehäuse angebracht ist, und eine Hülse, die auf äußerem Umfang der Triebwelle aufgeschoben ist, aufweist, wobei ein Flansch am oberen Ende der Hülse auf der Wägezelle aufgepresst ist, wobei ein unteres Ende der Hülse aus dem Gehäuse heraus ragt und eine Spitze zum zueinanderpassenden Verbinden mit einem Antriebskopfgehäuse aufweist, wobei der Antriebskopf das Antriebskopfgehäuse, in dem ein von oben nach unten durchgehender Antriebskopf-Hohlraum vorgesehen ist, eine Schnecke und den Antriebskopf-Getriebekopf aufweist, wobei ein Oberteil des Antriebskopfgehäuses einen mit der Spitze der Hülse zueinanderpassende Andockabschnitt aufweist, sodass beim Einführen der Spitze in dem Andockabschnitt der Antriebskopf verklemmt wird, wobei die Schnecke und der Antriebskopf-Getriebekopf in dem Antriebskopf-Hohlraum angeordnet ist, wobei ein Unterteil des Antriebskopf-Getriebekopfs fest mit einem oberen Ende der Schnecke verbunden ist, um die Schnecke um die Mitte des Antriebskopfes zu drehen, wobei ein Oberteil des Antriebskopf-Getriebekopfs einen zueinanderpassenden Triebteil zur zueinanderpassenden Kraft- und/oder Bewegungsübertragung mit dem Triebwelle-Endabschnitt aufweist, sodass beim Einführen des Triebwelle-Endabschnitts in den zueinanderpassenden Triebteil durch mittels eines Motors gesteuertes Vorwärtsdrehung und Rückwärtsdrehung der Triebwelle die Schnecke durch den Antriebskopf-Getriebekopf vorwärts oder rückwärts gedreht wird, um eine Feststoffprobe beim Hineinschrauben einzunehmen oder beim Herausschrauben loszulassen.
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Ferner ist an dem Gehäuse ein Auswerfermechanismus angeordnet, der einen Halter, einen Drückteil, eine Zwischenstange, eine Auswerferstange und eine Auswerferrückstellfeder aufweist, wobei der Halter an einem Seitenteil des Gehäuse verbunden ist, wobei die Zwischenstange an dem Halter angebracht ist und entlang des Halters nach oben und unten gleiten kann, wobei der Drückteil mit einem oberen Ende der Zwischenstange verbunden ist, um die Zwischenstange nach unten zu bewegen, wobei ein oberes Ende der Auswerferstange mit einem unteren Ende der Zwischenstange fest verbunden ist und deren unteres Ende neben dem unteren Ende der Hülse liegt, die aus dem Gehäuse heraus ragt, um durch Antreiben der Zwischenstange das Antriebskopfgehäuse nach unten zu stoßen, wobei der Antriebskopf somit von dem Feststoffbewegungsvorrichtungskörper hinausgestoßen wird, wobei die Auswerfrückstellfeder zwischen der Auswerfstange und dem Halter angebracht ist, um die Auswerfstange nach der Abwärtsbewegung derselben zurückzustellen.
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Ferne ist die Feststoffbewegungsvorrichtung mit einer Vielzahl von Antriebsköpfen unterschiedlicher Größe ausgestattet, wobei jeder Antriebskopf mit Schnecken unterschiedlicher Durchmesser und unterschiedlicher Länge und mit einem an der Schnecke angepassten Antriebskopfgehäuse versehen ist, um unterschiedliche Antriebsköpfe in Abhängigkeit von der Eigenschaft und der Menge der Probe und der Größe der Reagenzienflasche auszuwählen, wobei der Triebwelle-Endabschnitt am unteren Ende der Triebwelle eine Struktur mit Ausnehmung oder Ausbuchtung, die eine I-Form, eine Kreuzform, eine Dreieckform, eine Fünfeckform und eine Torxform umfasst, aufweist und der zueinanderpassender Triebteil an dem Antriebskopf-Getriebekopf eine an die angepasste Struktur mit Ausnehmung oder Ausbuchtung aufweist.
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Ferne ist am Feststoffbewegungsvorrichtungskörper ein Materialrückführrüttler vorgesehen ist, der in dem Gehäuse angebracht ist, um auf die Triebwelle zu wirken, wobei die Triebwelle bei der Rückgabe von Feststoffen vibriert, wobei der Materialrückführrüttler eine flexible Buchse, einen Mikrovibrationsmotor und eine Vibrationsisolierfeder umfasst, wobei die flexible Buchse auf der Triebwelle aufgeschoben und über die Vibrationsisolierfeder im Gehäuse angebracht ist, wobei der Mikrovibrationsmotor mit der flexiblen Buchse verbunden ist, um über die flexible Buchse die Triebwelle zu vibrieren, wobei der Mikrovibrationsmotor ebenfalls über die Vibrationsisolierfeder im Gehäuse angebracht ist, wobei bei Vibrieren der Triebwelle der Antriebskopf in Vibration gebracht wird, um die Feststoffabführung zu unterstützen.
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Ferne ist am Feststoffbewegungsvorrichtungskörper ein Materialrückführrüttler vorgesehen ist, der an dem Gehäuse angebracht ist, um auf die Hülse zu wirken, wobei die Hülse bei der Rückgabe von Feststoffen vibriert, wobei der Materialrückführrüttler einen am unteren Ende der Auswerferstange angebrachten Mikrovibrationsmotor aufweist, der mit dem unteren Ende der Auswerferstange neben dem unteren Ende der aus dem Gehäuse herausragenden Hülse steht und bei Betrieb das untere Ende der Auswerferstange in Vibration bringt, wobei das untere Ende der Auswerferstange bei Vibration die Hülse berührt, wodurch die Hülse in Vibration gebracht wird, wobei bei Vibration der Hülse der Antriebskopf in Vibration gebracht wird, um die Feststoffabführung zu unterstützen.
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Ferne weist die Hülse eine obere Hülse und eine untere Hülse, die aus einem schwingungsdämpfenden Material hergestellt ist, weist, wobei ein Unterteil der oberen Hülse mit einem Oberteil der unteren Hülse zueinanderpassend verbunden ist, wobei ein Flansch am oberen Ende der oberen Hülse auf die Wägezelle aufgepresst ist, wobei ein unteres Ende der unteren Hülse aus dem Gehäuse heraus ragt und eine Spitze zum zueinanderpassenden Verbinden mit dem Antriebskopfgehäuse aufweist.
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Ferne ist das Wägesystem ein Antistörungswägesystem, wobei das Antistörungswägesystem eine Wägezelle, einen Schwingungssensor, eine Sensorhalterung, die Hülse, einen Schwingungsisolierverbinder umfasst, wobei die Wägezelle auf der Sensorhalterung angebracht ist, wobei die Hülse am äußeren Umfang der Triebwelle aufgeschoben ist, wobei das untere Ende der Hülse aus dem Gehäuse heraus ragt und die Spitze zum zueinanderpassenden Verbinden mit einem Antriebskopfgehäuse aufweist, wobei der Flansch am oberen Ende der Hülse auf die Wägezelle aufgepresst ist, um das durch die Hülse aufgenommene Gewicht durch die Wägezelle zu erfassen, wobei der Schwingungssensor ebenfalls auf der Sensorhalterung angebracht ist, um die bei der Wägezelle wahrgenommenen Vibrationsstörungen durch den Schwingungssensor synchron zu erfassen, wodurch die Wägedaten von der Wägezelle durch einen Kompensationsalgorithmus kompensiert werden, um die Genauigkeit des Wiegevorgangs zu verbessern, wobei die Sensorhalterung durch den Schwingungsisolierverbinder mit dem Gehäuse verbunden ist, um die aufgrund der Vibration des Gehäuses hervorgerufenen Störungen auf den Wiegevorgang zu verringern.
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Ferne ist ein Verfahren zur Kompensation an der Wägedaten der Wägezelle durch einen Kompensationsalgorithmus ein der folgenden Verfahren:
- A1) bei Bewegen und Wiegen von Feststoffproben mit einer Antistörungsfeststoffvorrichtung die Wägedaten durch die Wägezelle, und die Schwingungsdaten synchron durch den Schwingungssensor erfasst werden, und die Wägedaten synchron mittels der aufgenommenen Schwingungsdaten kompensiert werden, um genaue, hinsichtlich der Antistörungen kalibrierte Wägedaten zu gewinnen;
- A2) vor Bewegen und Wiegen von Feststoffproben mit der Antistörungsfeststoffvorrichtung ein Modell zur Vibrationsfilterung erzeugt und mit einem Trainingsdatensatz trainiert wird, um ein trainiertes adaptives Filtermodell zu erhalten, und beim Bewegen und Wiegen von Feststoffproben mit der Antistörungsfeststoffvorrichtung Wägedaten durch die Wägezelle erfasst und in das adaptive Filtermodell eingegeben werden, um genaue, hinsichtlich der Antistörungen gefilterte Wägedaten zu gewinnen; wobei ein Verfahren zur Erzeugung vom Trainingsdatensatz wie folgt erfolgt: die Feststoffproben mit bekannten Gewichten mit der Antistörungsfeststoffvorrichtung wiederholt gewogen werden, um die jeweiligen Wägedaten der Wägezelle und die jeweiligen Schwingungsdaten der Schwingungssensoren zu erhalten, wobei der Trainingsdatensatz erzeugt wird, der eine Vielzahl von Trainingsdaten aufweist, und wobei jede der Vielzahl von Trainingsdaten ein wahrer Wert einer Feststoffprobe und die dem Wert entsprechenden Wägedaten und Schwingungsdaten umfasst.
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Fern ist das Steuersystem an einer Oberseite des Gehäuses angeordnet und umfasst eine Steuerung, ein Anzeigemodul, einen Steuerknopf, ein Antriebsmodul und ein Stromversorgungsmodul, wobei das Anzeigemodul zum Anzeigen der betroffenen Wägeinformationen und Steuerinformationen vorgesehen ist, wobei der Steuerknopf zum Eingeben von Steuerbefehlen vorgesehen ist, wobei das Antriebsmodul elektrisch mit dem Antriebsmechanismus zum Steuern des Betriebs desselben verbunden ist, wobei die Steuerung jeweils elektrisch mit der Wägezelle, dem Anzeigemodul, dem Steuerknopf, dem Antriebsmodul und dem Stromversorgungsmodul verbunden ist.
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Ferne ist der Antriebsmechanismus eine der folgenden vier Strukturen:
- 1) der Antriebsmechanismus einen Motor, der in dem Gehäuse angebracht ist, und eine Kupplung, deren oberes Ende fest mit einem Ausgang des Motors und deren unteres Ende fest mit einer Triebwelle verbunden ist, umfasst;
- 2) der Antriebsmechanismus einen Motor sowie einen elektrischen Schubstangemechanismus, der eine elektrische Schubstange und einen Schubstangemotor umfasst, wobei der Schubstangemotor nach unten in dem Gehäuse angebracht ist, wobei eine Halterung des Motors nach oben fest mit der elektrischen Schubstange verbunden ist, um die Halterung unter Antreiben des Schubstangemotors nach oben und unten zu bewegen, wobei der Ausgang des Motors nach unten mit der Triebwelle fest verbunden ist, um die Triebwelle in Drehung zu versetzen, wobei zudem die Triebwelle unter Antreiben des Schubstangemotors nach oben und unten bewegt wird;
- 3) der Antriebsmechanismus einen Motor, eine Plungerkolben, eine Plungerkolben-Pleuel, eine Plungerkolbenrückstellfeder und zwei Positionssensoren, die in Zusammenwirkung arbeiten, aufweist, wobei die Plungerkolben an einer Oberseite des Gehäuses angeordnet und entlang des Gehäuses nach oben und unten beweglich ist, wobei die Plungerkolben nach unten fest mit einem oberen Ende des Plungerkolben-Pleuels verbunden ist, wobei eine Halterung des Motors nach oben fest mit einem unteren Ende des Plungerkolben-Pleuels verbunden ist, um die Halterung durch die Plungerkolben nach unten zu bewegen, wobei ein Ausgang des Motors nach unten fest mit der Triebwelle verbunden ist, um die Triebwelle zu drehen, wobei die Plungerkolbenrückstellfeder zwischen dem Motor und dem Gehäuse angebracht ist, um die Plungerkolben nach Loslassen derselben zurückzustellen, wobei die zwei Positionssensoren jeweils in dem Gehäuse bzw. an dem Plungerkolben-Pleuel angebracht und mit einer Steuerung elektrisch verbunden sind, um bei Nahekommen der zwei Positionssensoren zueinander einen Steuerbefehl an die Steuerung zu geben, wobei der Motor somit gesteuert ist, vorwärts zu drehen, und die Schnecke in dem Antriebskopf durch die Triebwelle in die Vorwärtsdrehung gebracht wird, um beim Hineinschrauben die Feststoffprobe einzunehmen.
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Positive Effekte
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Die vorliegende Erfindung hat gegenüber dem Stand der Technik die folgenden Effekte. Eine Feststoffbewegungsvorrichtung ist zur Verfügung stellt, welche die Entnahme, das Wiegen und das Verteilen von Feststoffproben ermöglicht, wobei ein einfaches Entnehmen und Wiegen der Feststoffprobe und eine Anzeige der Ergebnisse ermöglicht, indem sie das Zusammenwirken von einem Antriebssystem, einem Wägesystem und einem Steuerungssystem usw. in einem Feststoffbewegungsvorrichtungskörper mit einem Antriebskopf erlaubt, wodurch die Probleme der ungünstigen Bewegung von Feststoffproben und der Zeitaufwand und der anstrengenden Arbeit im Stand der Technik überwunden werden. Die Handhabung ist einfach, die Probenentnahme ist schnell und präzise, wodurch die Arbeitseffizienz wesentlich verbessert ist. Die Erfindung überwindet das Problem von möglichem Anhaften der Probe an der Feststoffvorrichtung bei Feststoffrückgabeprozess (wodurch ansonsten die Wägegenauigkeit beeinträchtigt wird), indem ein Materialrückführrüttler an der Feststoffbewegungsvorrichtung bei vorliegender Erfindung vorgesehen wird, um die vollständige Entfernung der Probe während des Feststoffabführungsprozesses sicherzustellen und die Genauigkeit der Vorrichtung weiter zu verbessern. Außerdem verringert die vorliegende Erfindung durch die schwingungskompensierte Gestaltung die Störung der Schwingung auf das Wiegen und kompensiert die Schwingungsstörung. Daher wird die Genauigkeit und Stabilität der Wiegung der Feststoffbewegungsvorrichtung verbessert. Die vorliegende Erfindung hat daher viele praktische Anwendungsmöglichkeiten und ein breiter Einsatzbereich.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Gesamtansicht einer Feststoffbewegungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine schematische Ansicht verschiedener Antriebsköpfen, die einer Feststoffbewegungsvorrichtung vorgesehen sind, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
- 3 ist ein Funktionsblockdiagramm eines Steuersystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
- 4 eine schematische Gesamtansicht einer Feststoffbewegungsvorrichtung bei einer zurückgezogenen elektrischen Schubstange gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 5 ist eine schematische Gesamtansicht einer Feststoffbewegungsvorrichtung bei einer ausgefahrenen elektrischen Schubstange gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
- 6 ist eine schematische Gesamtansicht einer Feststoffbewegungsvorrichtung bei einem ungedrückten Plungerkolben gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
- 7 ist eine schematische Gesamtansicht einer Feststoffbewegungsvorrichtung bei einem gedrückten Plungerkolben gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
- 8 ist eine schematische Ansicht eines Feststoffbewegungsvorrichtungskörpers gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
- 9 ist eine schematische Ansicht eines Feststoffbewegungsvorrichtungskörpers gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
- 10 ist eine schematische Gesamtansicht einer Feststoffbewegungsvorrichtung bei einem gedrückten Plungerkolben gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
- 11 ist eine schematische Gesamtansicht einer Feststoffbewegungsvorrichtung bei einem gedrückten Plungerkolben gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
- 12 ist eine schematische Ansicht eines Feststoffbewegungsvorrichtungskörpers bei einer ausgefahrenen elektrischen Schubstange gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
- 13 ist eine schematische Ansicht eines Feststoffbewegungsvorrichtungskörpers bei einer ausgefahrenen elektrischen Schubstange gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
- 14 ist eine schematische Gesamtansicht einer Feststoffbewegungsvorrichtung bei einem gedrückten Plungerkolben gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
- 15 ist eine schematische Ansicht eines Feststoffbewegungsvorrichtungskörpers bei einer ausgefahrenen elektrischen Schubstange gemäß einem elften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Feststoffbewegungsvorrichtungskörper
- 2
- Steuersystem-Montagegehäuse
- 3
- Anzeigemodul
- 4
- Bedientaste
- 5
- Motor
- 6
- Drückteil
- 7
- Kupplung
- 8
- Zwischenstange
- 9
- Triebwelle
- 10
- Wägezelle
- 11
- Auswerferrückstellfeder
- 12
- obere Hülse
- 13
- Auswerferstange
- 14
- Triebwelle-Endabschnitt
- 15
- Spitze
- 16
- Gehäuse
- 17
- Buchse
- 18
- Abstützung
- 19
- Knopf für Vorwärts- und/oder Rückwärtsdrehung
- 20
- Antriebskopf-Getriebekopf
- 21
- Antriebskopf Gehäuse
- 22
- Schnecke
- 23
- Schubstangenmotor
- 24
- elektrische Schubstange
- 25
- Leitspindel
- 26
- Hubstangerückstellfeder
- 27
- Halter
- 28
- Hubstange
- 29
- Positionssensor
- 30
- Knopf für Vorwärts- und/oder Rückwärtsdrehung
- 32
- Mikrovibrationsmotor
- 33
- Vibrationsisolierfeder
- 34
- flexible Buchse
- 35
- untere Hülse
- 36
- Untersetzungsmotor
- 37
- Sensorhalterung
- 38
- Dämpfungsschaumschicht
- 39
- Schwingungsi solierverbinder
- 40
- Schwingungssensor
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Detaillierte Beschreibung
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von speziellen Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen im Detail näher erläutert.
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Das vorliegende Ausführungsbeispiel stellt eine Feststoffbewegungsvorrichtung bereit, der einen Feststoffbewegungsvorrichtungskörper 1 und einen Antriebskopf aufweist. Der Feststoffbewegungsvorrichtungskörper weist ein Gehäuse 16, ein Antriebssystem, ein Wägesystem und ein Steuersystem auf. Im Gehäuse 16 ist ein von oben nach unten durchgehender innerer Hohlraum zum Anbringen von dem Antriebssystem und dem Wägesystem vorgesehen. Das Antriebssystem weist einen Antriebsmechanismus und eine Triebwelle 9 auf. Der Antriebsmechanismus ist in dem Gehäuse 16 angebracht und dessen Ausgang ist nach unten mit der Triebwelle 9 verbunden. Die Triebwelle 9 ragt am unteren Ende aus dem Gehäuse 16 heraus und weist einen Triebwelle-Endabschnitt 14 zur Kraft- und/oder Bewegungsübertragung im Zueinanderpassen mit einem Antriebskopf-Getriebekopf 20 auf. Das Wägesystem weist eine Wägezelle 10, die auf einem Positionierring im Gehäuse 16 angebracht ist, und eine Hülse 12, die auf dem äußeren Umfang der Triebwelle 9 aufgeschoben ist, auf. Ein Flansch am oberen Ende der Hülse 12 ist auf der Wägezelle 10 aufgepresst, und ein unteres Ende der Hülse 12 ragt aus dem Gehäuse 16 heraus und weist eine Spitze 15 zum zueinanderpassenden Verbinden mit einem Antriebskopfgehäuse 21 auf. Der Antriebskopf weist ein Antriebskopfgehäuse 21, in dem ein von oben nach unten durchgehender Antriebskopf-Hohlraum vorgesehen ist, eine Schnecke 22 und den Antriebskopf-Getriebekopf 20 auf. Ein Oberteil des Antriebskopfgehäuses 21 weist einen mit der Spitze 15 der Hülse 12 zueinanderpassende Andockabschnitt auf, sodass beim Einführen der Spitze 15 in dem Andockabschnitt der Antriebskopf verklemmt wird. Die Schnecke und der Antriebskopf-Getriebekopf 20 sind in dem Antriebskopf-Hohlraum angeordnet. Ein Unterteil des Antriebskopf-Getriebekopfs 20 ist fest mit einem oberen Ende der Schnecke 22 verbunden, um die Schnecke 22 um die Mitte des Antriebskopfes zu drehen. Ein Oberteil des Antriebskopf-Getriebekopfs 20 weist einen zueinanderpassenden Triebteil zur zueinanderpassenden Kraft- und/oder Bewegungsübertragung mit dem Triebwelle-Endabschnitt 14 auf, sodass beim Einführen des Triebwelle-Endabschnitts 14 in den zueinanderpassenden Triebteil durch mittels eines Motors 5 gesteuertes Vorwärtsdrehung und Rückwärtsdrehung der Triebwelle 9 die Schnecke 22 durch den Antriebskopf-Getriebekopf 20 vorwärts oder rückwärts gedreht wird. Dadurch wird eine Feststoffprobe beim Hineinschrauben eingenommen oder beim Herausschrauben losgelassen.
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An dem Feststoffbewegungsvorrichtungskörper 1 ist ein Auswerfermechanismus angeordnet, der einen Halter 27, einen Drückteil 6, eine Zwischenstange 8, eine Auswerferstange 13 und eine Auswerferrückstellfeder 11 aufweist. Der Halter 27 ist an einem Seitenteil des Gehäuses 16 verbunden. Die Zwischenstange 8 ist an dem Halter angebracht und kann entlang des Halters nach oben und unten gleiten. Der Drückteil 6 ist mit einem oberen Ende der Zwischenstange 8 verbunden, um die Zwischenstange 8 nach unten zu bewegen. Ein oberes Ende der Auswerferstange 13 mit einem unteren Ende der Zwischenstange 8 fest verbunden ist und deren unteres Ende steht neben dem unteren Ende der Hülse 12, die aus dem Gehäuse 16 herausragt, um durch Antreiben der Zwischenstange 8 das Antriebskopfgehäuse 21 nach unten zu stoßen. Somit wird der Antriebskopf von dem Feststoffbewegungsvorrichtungskörper 1 hinausgestoßen. Die Auswerfrückstellfeder 11 ist zwischen der Auswerfstange 13 und dem Halter angebracht, um die Auswerfstange 13 nach der Abwärtsbewegung derselben zurückzustellen.
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Wie in 2 gezeigt, ist die Feststoffbewegungsvorrichtung mit einer Vielzahl von Antriebsköpfen unterschiedlicher Größe ausgestattet, wobei jeder mit Schnecken unterschiedlicher Durchmesser und unterschiedlicher Länge und mit einem an der Schnecke angepassten Antriebskopfgehäuse versehen ist, um unterschiedliche Antriebsköpfe in Abhängigkeit von der Eigenschaft und der Menge der Probe und der Größe der Reagenzienflasche auszuwählen. Damit ist die Feststoffbewegungsvorrichtung an unterschiedliche Eigenschaften, Dosierungen, die Entnahme von Feststoffproben und Reagenzflaschen unterschiedlicher Größe angepasst.
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Der Triebwelle-Endabschnitt 14 am unteren Ende der Triebwelle kann eine Struktur mit Ausnehmung oder Ausbuchtung, die eine I-Form, eine Kreuzform, eine Dreieckform, eine Fünfeckform und eine Torxform umfasst, aufweisen und der zueinanderpassende Triebteil an dem Antriebskopf-Getriebekopf 20 weist eine an die angepasste Struktur mit Ausnehmung oder Ausbuchtung auf.
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Zwischen dem Flansch der Hülse 12 und der Wägezelle 10 ist dabei eine stoßdämpfende Struktur, wie z.B. eine Vibrationsisolierfeder oder eine Dämpfungsgummimatte, vorgesehen, um Beschädigungen der Feststoffbewegungsvorrichtung durch äußere Kräfte zu vermeiden.
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Außerhalb des Gehäuses ist hierbei eine Abstützung 18 zum Aufhängen der Feststoffbewegungsvorrichtung auf einen anderen Gegenstand vorgesehen.
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Die Feststoffbewegungsvorrichtung kann ferner einen Materialrückführrüttler aufweisen, der in oder an dem Gehäuse angebracht ist, um auf die Triebwelle 9 oder die Hülse zu wirken. Der Materialrückführrüttler sorgt dafür, dass die Triebwelle 9 oder die Hülse bei der Rückgabe von Feststoffen vibriert.
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Die Hülse kann ferner so ausgebildet sein, dass sie eine obere Hülse 12 und eine untere Hülse 35, die aus einem schwingungsdämpfenden Material (bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem Gummischlauch) hergestellt ist, aufweist. Ein Unterteil der oberen Hülse 12 ist mit einem Oberteil der unteren Hülse 35 zueinanderpassend verbunden (bei diesem Ausführungsbeispiel durch eine Schraubverbindung). Der Flansch am oberen Ende der oberen Hülse 12 ist auf die Wägezelle 10 aufgepresst. Ein unteres Ende der unteren Hülse 35 ragt aus dem Gehäuse 16 heraus und weist die Spitze 15 zum zueinanderpassenden Verbinden mit dem Antriebskopfgehäuse 21 auf. Die Anordnung der federnden und schwingungsdämpfenden unteren Hülse 35 hat hierbei hauptsächlich zwei Wirkungen: 1) aufgrund einer schwingungsdämpfenden Wirkung der unteren Hülse kann die Feststoffbewegungsvorrichtung, insbesondere die darin befindliche Wägezelle, besser vor Beschädigung geschützt werden, wenn bei Verwendung der Feststoffbewegungsvorrichtung z.B. die Feststoffbewegungsvorrichtung herabfällt oder mit harten Gegenständen in Kontakt kommt; 2) bei der Vibration bei Rückgabe wird eine Übertragung der Vibration auf die Wägezelle vermieden, wodurch ansonst die Messgenauigkeit der Wägezelle beeinträchtigt ist. Zwischen dem Flansch der oberen Hülse 12 und der Wägezelle 10 ist vorzugsweise die stoßdämpfende Struktur, wie z.B. eine Vibrationsisolierfeder oder eine Dämpfungsgummimatte, vorgesehen, um Beschädigungen der Feststoffbewegungsvorrichtung durch äußere Kräfte zu vermeiden.
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Das Wägesystem kann ferner ein Antistörungswägesystem sein. Das Antistörungswägesystem umfasst die Wägezelle 10, einen Schwingungssensor 40, eine Sensorhalterung 37, eine Hülse, einen Schwingungsisolierverbinder 39. Die Wägezelle 10 ist auf der Sensorhalterung angebracht. Die Hülse ist am äußeren Umfang der Triebwelle aufgeschoben und ein Spalt ist zwischen der Hülse und der Triebwelle ausgebildet. Das untere Ende der Hülse 12 ragt aus dem Gehäuse 16 heraus und weist die Spitze 15 zum zueinanderpassenden Verbinden mit dem Antriebskopfgehäuse 21 auf. Der Flansch am oberen Ende der Hülse ist auf die Wägezelle 10 aufgepresst, um das durch die Hülse aufgenommene Gewicht durch die Wägezelle zu erfassen. Der Schwingungssensor 40 ist ebenfalls auf der Sensorhalterung angebracht, um die bei der Wägezelle wahrgenommene Vibrationsstörungen durch den Schwingungssensor synchron zu erfassen. Dadurch werden die Wägedaten von der Wägezelle durch einen Kompensationsalgorithmus kompensiert, um die Genauigkeit des Wiegevorgangs zu verbessern. Die Sensorhalterung ist durch den Schwingungsisolierverbinder 39 mit dem Gehäuse 16 verbunden, um die aufgrund der Vibration des Gehäuses hervorgerufenen Störungen auf den Wiegevorgang zu verringern.
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Die Kompensation an der Wägedaten der Wägezelle durch den Kompensationsalgorithmus kann in unterschiedlicher Weise erreicht werden. Eine Vorgehensweise erfolgt wie folgt: bei Bewegen und Wiegen von Feststoffproben mit der genannten Antistörungsfeststoffvorrichtung werden die Wägedaten durch die Wägezelle, und die Schwingungsdaten synchron durch den Schwingungssensor erfasst, und die Wägedaten werden synchron mittels der aufgenommenen Schwingungsdaten kompensiert, um genaue, hinsichtlich der Antistörungen kalibrierte Wägedaten zu gewinnen.
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Eine andere Vorgehensweise erfolgt wie folgt: vor Bewegen und Wiegen von Feststoffproben mit der genannten Antistörungsfeststoffvorrichtung wird ein Modell zur Vibrationsfilterung erzeugt und mit einem Trainingsdatensatz trainiert, um ein trainiertes adaptives Filtermodell zu erhalten. Beim Bewegen und Wiegen von Feststoffproben mit der genannten Antistörungsfeststoffvorrichtung werden Wägedaten durch die Wägezelle erfasst und in das adaptive Filtermodell eingegeben, um genaue, hinsichtlich der Antistörungen gefilterte Wägedaten zu gewinnen. Der Trainingsdatensatz wird wie folgt erzeugt: die Feststoffproben mit bekannten Gewichten werden mit der genannten Antistörungsfeststoffvorrichtung wiederholt gewogen, um die jeweiligen Wägedaten der Wägezelle und die jeweiligen Schwingungsdaten der Schwingungssensoren zu erhalten. Ein wahrer Wert einer Feststoffprobe und die dem Wert entsprechenden Wägedaten und Schwingungsdaten werden als ein Trainingsdaten betrachtet, und der Trainingsdatensatz wird erzeugt, der eine Vielzahl von diesem Trainingsdaten aufweist.
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Schwingungsisolierverbinder 39 eine Schwingungsisoliergummihülle, die aus einem Gummimaterial hergestellt ist, und über die Sensorhalterung mit einer inneren Seitenwand des Gehäuses zueinanderpassend verbunden ist.
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Um den Dämpfungseffekt für die Schwingung weiter zu erhöhen, ist außerhalb des Gehäuses 16 eine Dämpfungsschaumschicht 38 aufgeschoben.
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Das Steuersystem ist an der Oberseite des Gehäuses 16 angeordnet. Wie in 3 gezeigt umfasst das Steuersystem eine Steuerung, ein Anzeigemodul 3 (d.h. ein Display), einen Steuerknopf, ein Antriebsmodul und ein Stromversorgungsmodul (das in diesem Ausführungsbeispiel als eine aufladbare Batterie ausgeführt ist). Das Anzeigemodul 3 ist zum Anzeigen der betroffenen Wägeinformationen und Steuerinformationen vorgesehen. Der Steuerknopf ist zum Eingeben von Steuerbefehlen vorgesehen. Das Antriebsmodul ist elektrisch mit dem Antriebsmechanismus zum Steuern des Betriebs desselben verbunden. Die Steuerung ist jeweils elektrisch mit der Wägezelle, dem Anzeigemodul, dem Steuerknopf, dem Antriebsmodul und dem Stromversorgungsmodul verbunden.
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Wie in 1 gezeigt, umfasst das Steuersystem ein Steuersystem-Haltergehäuse 2, das an einer Oberseite des Gehäuses angeordnet ist. Der Steuerknopf umfasst einen Knopf 19 für Vorwärts- und/oder Rückwärtsdrehung und eine Bedientaste 4 zum Ausführen einer zusätzlich zur Steuerung von Vorwärts- und/oder Rückwärtsdrehung vorgesehenen anderen Einstellung oder Steuerung. Das Anzeigemodul 3 und die Bedientaste 4 sind an einem oberen Panel des Steuersystem-Montagegehäuses 2 angebracht, und der Knopf 19 für Vorwärts- und/oder Rückwärtsdrehung ist an dem Gehäuse 16 des Feststoffbewegungsvorrichtungskörpers 1 und die Steuerung, das Antriebsmodul und das Stromversorgungsmodul sind in dem Steuersystem-Haltergehäuse 2 angebracht. Wie in 3 gezeigt, ist die Steuerung mit einer Datenschnittstelle für die Datenkommunikation mit einem übergeordneten Gerät über die Datenschnittstelle vorgesehen. Der Betrieb der Feststoffvorrichtung wird von der Steuerung gesteuert, die mit einem Speicher zum Speichern von vorprogrammierten Operationen und Funktionen ausgestattet ist. Der Benutzer gibt über die Bedienung der Taste 4 und des Knopf 19 für Vorwärts- und/oder Rückwärtsdrehung und in Kombination mit dem Display 3 Anweisungen an die Steuerung, welche über das Antriebsmodul den Betrieb des Motors 5 steuert. Die Steuerung empfängt Informationen von der Wägezelle 10 und zeigt die Ergebnisse nach der Berechnung an dem Display 3 an.
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Das Antriebsmodul kann ferner elektrisch mit dem Materialrückführrüttler verbunden sein, und die Steuerung steuert den Betrieb des Materialrückführrüttlers durch das Antriebsmodul.
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Die Steuerung kann ferner mit dem Schwingungssensor elektrisch verbunden sein. Der Kompensationsalgorithmus ist in die Steuerung integriert, um die Wägedaten der Wägezelle durch den Kompensationsalgorithmus zu kompensieren.
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In der vorliegenden Erfindung sind verschiedene Ausführungsformen zur Ausführung des Materialrückführrüttlers der Feststoffbewegungsvorrichtung bereitgestellt.
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Im in 8 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel, oder im in 10 dargestellten sechsten Ausführungsbeispiel, oder im in 12 dargestellten achten Ausführungsbeispiel, umfasst der Materialrückführrüttler eine flexible Buchse 34 (im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Gummibuchse verwendet), einen Mikrovibrationsmotor 32 und eine Vibrationsisolierfeder 33. Die flexible Buchse 34 ist auf der Triebwelle 9 aufgeschoben und über eine Vibrationsisolierfeder 33 im Gehäuse 16 angebracht. Der Mikrovibrationsmotor 32 ist mit der flexiblen Buchse 34 verbunden, um über die flexible Buchse 34 die Triebwelle 9 zu vibrieren. Der Mikrovibrationsmotor 32 ist ebenfalls über die Vibrationsisolierfeder 33 im Gehäuse 16 angebracht. Bei Rückgabe von Feststoffen vibriert der Mikrovibrationsmotor 32 und versetzt über die flexible Buchse 34 die Triebwelle 9 in Vibration, die über den Triebwelle-Endabschnitt 14 den Antriebskopf-Getriebekopf 20 in Vibration versetzt, um den ganzen Antriebskopf in Vibration zu versetzen. Somit wird die an der Innenwand des Antriebskopfes oder der Schnecke haftende pulverförmige Probe abgeschüttelt, um die Probe vollständig zu entfernen und die Feststoffabführung zu unterstützen. Es ist Folgende zu beachten: da die untere Hülse aus einem schwingungsdämpfenden Material hergestellt ist, werden Vibrationen des Antriebskopfs wesentlich bei der unteren Hülse isoliert und nicht nach oben übertragen, wodurch ansonsten die Messgenauigkeit der Wägezelle beeinträchtigt wird.
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Im in 9 dargestellten fünften Ausführungsbeispiel, oder im in 11 dargestellten siebten Ausführungsbeispiel oder im in 13 dargestellten neunten Ausführungsbeispiel weist der Materialrückführrüttler einen Mikrovibrationsmotor 32 auf, der am unteren Ende der Auswerferstange 13 angebracht. Der Mikrovibrationsmotor 32 nähert sich mit dem unteren Ende der Auswerferstange 13 dem unteren Ende der Hülse 12, die aus dem Gehäuse 16 heraus ragt, zwischen denen dennoch ein Spalt vorbehalten ist. Bei Rückgabe von Feststoffen vibriert der Mikrovibrationsmotor 32 und versetzt das untere Ende der Auswerferstange in Vibration. Bei Vibrieren der Auswerferstange berührt das untere Ende derselben die untere Hülse, wodurch die untere Hülse in Vibration versetzt wird. Zudem wird das Antriebskopfgehäuse über die untere Hülse in Vibration versetzt, wodurch der gesamte Antriebskopf in Vibration versetzt wird. Somit wird die an der Innenwand des Antriebskopfes oder der Schnecke haftende pulverförmige Probe abgeschüttelt, um die Probe vollständig zu entfernen und die Feststoffabführung zu unterstützen. Da die untere Hülse ebenfalls aus einem schwingungsdämpfenden Material hergestellt ist, werden Vibrationen der unteren Hülse in der Hülse absorbiert und nicht nach oben übertragen, wodurch ansonsten die Messgenauigkeit der Wägezelle beeinträchtigt wird.
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In der vorliegenden Erfindung sind verschiedene Ausführungsformen zur Ausführung des Antriebsmoduls der Feststoffbewegungsvorrichtung bereitgestellt.
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Wie in 1 gezeigt, umfasst im ersten Ausführungsbeispiel der Antriebsmechanismus einen Motor 5, der in dem Gehäuse 16 angebracht ist, und eine Kupplung 7, deren oberes Ende fest mit einem Ausgang des Motors 5 und deren unteres Ende fest mit einer Triebwelle 9 verbunden ist.
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Bei Bewegen, Wiegen und Verteilen von Feststoffproben mit der Feststoffbewegungsvorrichtung wird der Feststoffbewegungsvorrichtungskörper 1 zuerst in den Antriebskopf eingeführt, und die Positionen der Spitze 15 der Feststoffbewegungsvorrichtung und des Antriebskopfs werden verstellt. Dadurch wird der Triebwelle-Endabschnitt 14 in guter Verbindung mit dem Antriebskopf-Getriebekopf 20 des Antriebskopfs gebracht. Die Drehbedingungen des Motors 5 werden durch Bedienung der Taste 4 und des Displays 3 entsprechend dem tatsächlichen Bedarf vorgegeben. Der Feststoffbewegungsvorrichtungskörper 1 wird bei einem Handgriff ergriffen, und durch Drücken des Knopfs 19 für Vorwärts- und/oder Rückwärtsdrehung mittels des Zeigefingers kann die Vorwärtsdrehung, die Rückwärtsdrehung und das Anhalten des Motors frei gesteuert werden. Bei Erhaltung des Antriebskopfs der Feststoffbewegungsvorrichtung im vertikal nach unten gerichteten Zustand wird durch Drücken der Bedientaste 4 mittels des Daumens das von der Wägezelle 10 ausgegebene Signal über die Steuerung auf das Display 3 dargestellt, und das Signal wird durch das menschliche Auge abgelesen. Dabei erfolgt die Wägeeinstellungen. Bei Abmessen einer Feststoffprobe wird die Feststoffbewegungsvorrichtung mit der Hand ergriffen und der Antriebskopf in die Reagenzflasche eingeführt, um den Antriebskopf in Kontakt mit der Feststoffprobe zu bringen. Der Zeigefinger drückt den Knopf 19 für Vorwärtsdrehung, und der Motor 5 versetzt die Kupplung 7 und die Triebwelle (Antriebswelle) 9 in eine Vorwärtsdrehung. Die Kraft wird über den Triebwelle-Endabschnitt 14 und den Antriebskopf-Getriebekopf 20 auf die Schnecke 22 des Antriebskopfs übertragen. Die Buchse 17 sorgt für eine stabile und konzentrische Drehung der Triebwelle (Antriebswelle) 9. Die unter Kraft stehende Antriebskopf-Schnecke 22 beginnt vorwärts zu drehen und zieht die Feststoffprobe in den Antriebskopf ein. Der Knopf 19 für Vorwärtsdrehung der Feststoffbewegungsvorrichtung wird jederzeit losgelassen, um der auf dem Display 3 stehenden Ablesewert von Wägedaten zu beobachten. Die Feststoffbewegungsvorrichtung wird dann zurückgezogen, bis das gewünschte Gewicht erreicht ist. Der Antriebskopf der Feststoffbewegungsvorrichtung wird in einen anderen Behälter eingeführt. Der Zeigefinger drückt auf den Betätigungsschalter 19 für Rückwärtsdrehung, und die Schnecke 22 des Antriebskopfs wird durch den Motor 5 in Rückwärtsdrehung gebracht, während die abgewogene Probe in den neuen Behälter eingeschoben wird. Nach Beendigung des Wiegens wird der Drückteil 6 gedrückt, und dann drückt die Auswerferstange 13 den Antriebskopf aus, der auf der Spitze 15 des Feststoffbewegungsvorrichtungskörpers aufgesetzt ist.
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Da der Kontakt des Triebwelle-Endabschnitts 14 mit dem Antriebskopf-Getriebekopf 20 einen Einfluss auf das Wägeergebnis der Probe haben kann, stellt die vorliegende Erfindung ferner eine Feststoffbewegungsvorrichtung mit elektrischer Schubstange und eine drückbare Feststoffbewegungsvorrichtung bereit, die in den zweiten und dritten Ausführungsbeispielen gezeigt sind, um diesen Nachteil zu überwinden und die Wägegenauigkeit zu gewährleisten.
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Wie in 4-5 gezeigt, ist im zweiten Ausführungsbeispiel eine Feststoffbewegungsvorrichtung mit elektrischer Schubstange bereitgestellt. Eine wesentliche Besonderheit besteht darin, dass der Antriebsmechanismus einen Motor 5 sowie einen elektrischen Schubstangemechanismus, der eine elektrische Schubstange 24, eine Leitspindel 25 und einen Schubstangemotor 23 umfasst. Der Schubstangemotor ist nach unten in dem Gehäuse 16 angebracht. Die Halterung des Motors 5 ist nach oben fest mit der elektrischen Schubstange 24 verbunden, um die Halterung unter Antreiben des Schubstangemotors 23 nach oben und unten zu bewegen. Der Ausgang des Motors 5 ist nach unten mit der Triebwelle 9 fest verbunden, um die Triebwelle 9 in Drehung zu versetzen. Zudem wird die Triebwelle 9 unter Antreiben des Schubstangemotors 23 nach oben und unten bewegt.
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Vor Bewegen von Feststoffproben mit der Feststoffbewegungsvorrichtung wird der Ablesewert bei leerem Wiegen auf dem Display 3 betrachtet. Dabei befindet sich die elektrische Schubstange im eingefahrenen Zustand. Der Triebwelle-Endabschnitt 14 ist in der Hülse 12 und der Spitze 15 der Feststoffbewegungsvorrichtung zurückgezogen, und steht außer Kontakt mit dem Antriebskopf-Getriebekopf 20 des Antriebskopfs (wie in 4 gezeigt), sodass der Einfluss auf das Ergebnis bei leerem Wiegen vermieden wird. Durch Drücken des Knopfs 19 für Vorwärtsdrehung beginnt das Bewegen der Probe. In vorprogrammiertem Betrieb dreht der elektrische Schubstangenmotor 23 die Leitspindel 25 vorwärts, und die elektrische Schubstange 24 drückt den Triebwelle-Endabschnitt 14 aus, um den Triebwelle-Endabschnitt in Kontakt und Zusammenpassen mit dem Antriebskopf-Getriebekopf des Antriebskopfs zu bringen (wie in 5 gezeigt). Danach beginnt der Motor 5 sich vorwärts zu drehen und überträgt die Kraft über den Triebwelle-Endabschnitt 14 und den Antriebskopf-Getriebekopf 20 auf die Schnecke 22 des Antriebskopfs. Die unter Kraft stehende Antriebskopf-Schnecke 22 beginnt, sich vorwärts zu drehen, und zieht die Feststoffprobe in den Antriebskopf ein. Der Knopf 19 für Vorwärtsdrehung der Feststoffbewegungsvorrichtung wird jederzeit losgelassen. In vorprogrammiertem Betrieb stoppt die Drehung des Motors 5 und der Antriebskopf-Schnecke 22. Der elektrische Schubstangenmotor 23 dreht sich dann sofort rückwärts und bringt die Triebwelle-Endabschnitt 14 zurück in die Spitze 15 der Feststoffbewegungsvorrichtung, wodurch der Triebwelle-Endabschnitt außer Kontakt mit dem Antriebskopf-Getriebekopf 20 gebracht wird. Der Ablesewert vom Wiegen auf dem Display 3 wird beobachtet, sodass bei nicht Erreichen des vorbestimmten Gewichts der Betätigungsschalter 19 für Vorwärtsdrehung wieder gedrückt, um die Entnahme der Probe fortzusetzen. Diese Operation wird mehrmals wiederholt, bis das gewünschte Gewicht erreicht ist. Da beim Wiegen der Triebwelle-Endabschnitt 14 in die Spitze 15 der Feststoffbewegungsvorrichtung zurückgezogen ist, wird eine Störung aufgrund des Kontakts des Triebwelle-Endabschnitts mit dem Antriebskopf-Getriebekopf 20 vermieden (wie in Ausführungsbeispiel 1). Dadurch wird die Genauigkeit der Probenwiegung verbessert.
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Bei vorprogrammiertem Betrieb befindet sich die elektrische Schubstange normalerweise in einem eingefahrenen Zustand und sie beginnt sich nur dann zu erstrecken, wenn der Betätigungsschalter für Vorwärts- oder Rückwärtsdrehung der Feststoffbewegungsvorrichtung gedrückt wird. Der Treibwelle-Endabschnitt wird dann ausgedrückt und in Kontakt mit dem Antriebskopf-Getriebekopf des Antriebskopfs gebracht, um die Schnecke entweder vorwärts oder rückwärts zu drehen. Sobald der Betätigungsschalter für Vorwärts- oder Rückwärtsdrehung losgelassen wird und das Wiegen der Probe beginnt, wird der Triebwelle-Endabschnitt sofort in die Spitze der Feststoffbewegungsvorrichtung zurückgezogen. Somit wird eine Störung aufgrund des Kontakts des Triebwelle-Endabschnitts mit dem Antriebskopf-Getriebekopf vermieden, wodurch wird die Genauigkeit der Probenwiegung verbessert.
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Wie in 6-7 gezeigt, wird im dritten Ausführungsbeispiel eine drückbare Feststoffbewegungsvorrichtung bereitgestellt. Die wesentliche Besonderheit besteht darin, dass der Antriebsmechanismus einen Motor 5, eine Plungerkolben 28, eine Plungerkolben-Pleuel 31, eine Plungerkolbenrückstellfeder 26 und zwei Positionssensoren 29, die in Zusammenwirkung arbeiten, aufweist. Die Plungerkolben 28 ist an einer Oberseite des Gehäuses 16 angeordnet und ist entlang des Gehäuses 16 nach oben und unten beweglich. Die Plungerkolben 28 ist nach unten fest mit einem oberen Ende des Plungerkolben-Pleuels 31 verbunden. Eine Halterung des Motors 5 ist nach oben fest mit einem unteren Ende des Plungerkolben-Pleuels 31 verbunden, um die Halterung durch die Plungerkolben 28 nach unten zu bewegen. Ein Ausgang des Motors 5 ist nach unten fest mit der Triebwelle 9 verbunden, um die Triebwelle 9 zu drehen. Die Plungerkolbenrückstellfeder 26 ist zwischen dem Motor 5 und dem Gehäuse 16 angebracht, um die Plungerkolben 28 nach Loslassen derselben zurückzustellen. Die zwei Positionssensoren 29 sind jeweils in dem Gehäuse 16 bzw. an dem Plungerkolben-Pleuel 31 angebracht, und mit einer Steuerung elektrisch verbunden, um bei Nahekommen der zwei Positionssensoren 29 zueinander einen Steuerbefehl an die Steuerung zu geben. Der Motor 5 ist somit gesteuert, vorwärts zu drehen, und die Schnecke in dem Antriebskopf wird durch die Triebwelle 9 in die Vorwärtsdrehung gebracht, um beim Hineinschrauben die Feststoffprobe einzunehmen.
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Unter Auswirkung der Federkraft von Rückstellfeder 26 auf die oben genannte Feststoffbewegungsvorrichtung bleibt der Triebwelle-Endabschnitt 14 in der Hülse 12 und der Spitze 15 der Feststoffbewegungsvorrichtung zurückgezogen. Der Triebwelle-Endabschnitt 14 steht außer Kontakt mit dem Antriebskopf-Getriebekopf 20 des Antriebskopfs (wie in 6 gezeigt). Durch Bedienung von Taste 4 und Display 3 erfolgt eine Wiegung und eine Einstellung der Drehung des Motors 5, wobei der Leergewicht-Ablesewert bei nicht Hinzufügen der Probe abgelesen wird. Zu diesem Zeitpunkt sind die Positionssensoren 29 voneinander getrennt, und der Motor 5 befindet sich in einem stehenden Zustand. Bei einer leichten Berührung des Berührungsknopfs 30 für Vorwärtsdrehung wird das Signal für Vorwärtsdrehung an die Antrieb-Steuerschaltung 2 gesendet und abgespeichert. Bei Drücken der Plungerkolben 28 fährt der Triebwelle-Endabschnitt 14 aus die Spitze 15 der Feststoffbewegungsvorrichtung heraus und kommt in Kontakt mit dem Antriebskopf-Getriebekopf des Antriebskopfs (wie in 7 gezeigt). Gleichzeitig sind die Positionssensoren 29 nahe zueinander gekommen. Die Schaltung des Antriebssystems der Feststoffbewegungsvorrichtung wird mit Strom versorgt. Unter Operation der Antrieb-Steuerschaltung 2 des vorgespeicherten Signals für Vorwärtsdrehung dreht der Motor 5 die Schnecke 22 des Antriebskopfs vorwärts und zieht die Feststoffprobe in den Antriebskopf ein. Bei Loslassen der Plungerkolben 28 wird unter Auswirkung der Federkraft der Plungerkolbenrückstellfeder 26 der Triebwelle-Endabschnitt 14 in die Hülse 12 zurückgezogen. Außerdem werden die Positionssensoren 29 voneinander getrennt und der Motor 5 ist mit der Drehung gestoppt. Der Ablesewert von Wiegung auf dem Display 3 wird betrachtet. Bei nicht Erreichen des vorbestimmten Gewichts wird die Plungerkolben 28 wieder gedrückt, um die Entnahme der Probe fortzusetzen. Da beim Wiegen der Triebwelle-Endabschnitt 14 in die Spitze 15 der Feststoffbewegungsvorrichtung zurückgezogen ist, wird eine Störung aufgrund des Kontakts des Triebwelle-Endabschnitts mit dem Antriebskopf-Getriebekopf 20 vermieden. Dadurch wird die Genauigkeit der Probenwiegung verbessert.
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Vor dem Bewegen von Feststoffproben steht der Triebwelle-Endabschnitt außer Kontakt mit dem Antriebskopf-Getriebekopf des Antriebskopfs. Beim Drücken der Plungerkolben fährt der Triebwelle-Endabschnitt aus die Spitze der Feststoffbewegungsvorrichtung heraus und kommt in Kontakt mit dem Antriebskopf-Getriebekopf des Antriebskopfs. Unter Operation der Antrieb-Steuerschaltung des vorgespeicherten Signals für Vorwärtsdrehung dreht der Motor die Schnecke des Antriebskopfs vorwärts und zieht die Feststoffprobe in den Antriebskopf ein. Sobald die Plungerkolben losgelassen wird und das Wiegen der Probe beginnt, wird der Triebwelle-Endabschnitt sofort in die Spitze der Feststoffbewegungsvorrichtung zurückgezogen. Somit wird eine Störung aufgrund des Kontakts des Triebwelle-Endabschnitts mit dem Antriebskopf-Getriebekopf vermieden, wodurch wird die Genauigkeit der Probenwiegung verbessert.
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Im in 8 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel oder im in 9 dargestellten fünften Ausführungsbeispiel umfasst der Antriebsmechanismus einen Motor 5, der in dem Gehäuse 16 angebracht ist, und eine Kupplung 7, deren oberes Ende fest mit einem Abtriebsende des Motors 5 und deren unteres Ende fest mit der Triebwelle 9 verbunden ist.
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Bei Bewegen, Wiegen und Verteilen von Feststoffproben mit der Feststoffbewegungsvorrichtung wird der Feststoffbewegungsvorrichtungskörper 1 zuerst in den Antriebskopf eingeführt, und die Positionen der Spitze 15 der Feststoffbewegungsvorrichtung und des Antriebskopfs werden verstellt. Dadurch wird der Triebwelle-Endabschnitt 14 in guter Verbindung mit dem Antriebskopf-Getriebekopf 20 des Antriebskopfs gebracht. Die Drehbedingungen des Motors 5 werden durch Bedienung der Taste 4 und des Displays 3 entsprechend dem tatsächlichen Bedarf vorgegeben. Der Feststoffbewegungsvorrichtungskörper 1 wird bei einem Handgriff ergriffen, und durch Drücken des Knopfs 19 für Vorwärts- und/oder Rückwärtsdrehung mittels des Zeigefingers kann die Vorwärtsdrehung, die Rückwärtsdrehung und das Anhalten des Motors frei gesteuert werden. Bei Erhaltung des Antriebskopfs der Feststoffbewegungsvorrichtung im vertikal nach unten gerichteten Zustand wird durch Drücken der Bedientaste 4 mittels des Daumens das von der Wägezelle 10 ausgegebene Signal über die Steuerung auf das Display 3 dargestellt, und das Signal wird durch das menschliche Auge abgelesen. Dabei erfolgt die Wägeeinstellungen. Bei Abmessen einer Feststoffprobe wird die Feststoffbewegungsvorrichtung mit der Hand ergriffen und der Antriebskopf in die Reagenzflasche eingeführt, um den Antriebskopf in Kontakt mit der Feststoffprobe zu bringen. Der Zeigefinger drückt den Knopf 19 für Vorwärtsdrehung, und der Motor 5 versetzt die Kupplung 7 und die Triebwelle (Antriebswelle) 9 in eine Vorwärtsdrehung. Die Kraft wird über den Triebwelle-Endabschnitt 14 und den Antriebskopf-Getriebekopf 20 auf die Schnecke 22 des Antriebskopfs übertragen. Die Buchse 17 sorgt für eine stabile und konzentrische Drehung der Triebwelle (Antriebswelle) 9. Die unter Kraft stehende Antriebskopf-Schnecke 22 beginnt sich vorwärts zu drehen und zieht die Feststoffprobe in den Antriebskopf ein. Der Knopf 19 für Vorwärtsdrehung der Feststoffbewegungsvorrichtung wird jederzeit losgelassen, um der auf dem Display 3 stehenden Ablesewert von Wägedaten zu beobachten. Die Feststoffbewegungsvorrichtung wird dann zurückgezogen, bis das gewünschte Gewicht erreicht ist. Der Antriebskopf der Feststoffbewegungsvorrichtung wird in einen anderen Behälter eingeführt. Der Zeigefinger drückt auf den Betätigungsschalter 19 für Rückwärtsdrehung, und die Schnecke 22 des Antriebskopfs wird durch den Motor 5 in Rückwärtsdrehung gebracht, während die abgewogene Probe in den neuen Behälter eingeschoben wird. Nach Beendigung des Wiegens wird der Drückteil 6 gedrückt, und dann drückt die Auswerferstange 13 den Antriebskopf aus, der auf der Spitze 15 des Feststoffbewegungsvorrichtungskörpers aufgesetzt ist.
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Da der Kontakt des Triebwelle-Endabschnitts 14 mit dem Antriebskopf-Getriebekopf 20 einen Einfluss auf das Wägeergebnis der Probe haben kann, stellt die vorliegende Erfindung ferner eine Feststoffbewegungsvorrichtung mit Struktur einer elektrischen Schubstange und eine Feststoffbewegungsvorrichtung mit drückbarer Struktur bereit, um diesen Nachteil zu überwinden und die Wägegenauigkeit zu gewährleisten.
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Im in 10 dargestellten sechsten Ausführungsbeispiel, oder im in 11 dargestellten siebten Ausführungsbeispiel, oder im in 14 dargestellten zehnten Ausführungsbeispiel ist die Feststoffbewegungsvorrichtung mit drückbarer Struktur bereitgestellt. Die Hauptmerkmale bestehen darin, dass der Antriebsmechanismus einen Untersetzungsmotor 36, eine Plungerkolben 28, eine Plungerkolben-Pleuel 31, eine Plungerkolbenrückstellfeder 26 und zwei Positionssensoren 29, die in Zusammenwirkung arbeiten, aufweist. Die Plungerkolben 28 ist an einer Oberseite des Gehäuses 16 angeordnet und ist entlang des Gehäuses 16 nach oben und unten beweglich. Die Plungerkolben 28 ist nach unten fest mit einem oberen Ende des Plungerkolben-Pleuels 31 verbunden. Eine Halterung des Untersetzungsmotors 36 ist nach oben fest mit einem unteren Ende des Plungerkolben-Pleuels 31 verbunden, um die Halterung durch die Plungerkolben 28 nach unten zu bewegen. Ein Ausgang des Untersetzungsmotors 36 ist nach unten fest mit der Triebwelle 9 verbunden, um die Triebwelle 9 zu drehen. Die Plungerkolbenrückstellfeder 26 ist zwischen dem Untersetzungsmotor 36 und dem Gehäuse 16 angebracht, um die Plungerkolben 28 nach Loslassen derselben zurückzustellen. Die zwei Positionssensoren 29 sind jeweils in dem Gehäuse 16 bzw. an dem Plungerkolben-Pleuel 31 angebracht, und mit einer Steuerung elektrisch verbunden, um bei Nahekommen der zwei Positionssensoren 29 zueinander einen Steuerbefehl an die Steuerung zu geben. Der Untersetzungsmotor 36 ist somit gesteuert, vorwärts zu drehen, und die Schnecke in dem Antriebskopf wird durch die Triebwelle 9 in die Vorwärtsdrehung gebracht, um beim Hineinschrauben die Feststoffprobe einzunehmen.
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Unter Auswirkung der Federkraft von Rückstellfeder 26 auf die oben genannte Feststoffbewegungsvorrichtung bleibt der Triebwelle-Endabschnitt 14 in der Hülse 12 und der Spitze 15 der Feststoffbewegungsvorrichtung zurückgezogen. Der Triebwelle-Endabschnitt 14 steht außer Kontakt mit dem Antriebskopf-Getriebekopf 20 des Antriebskopfs. Durch Bedienung von Taste 4 und Display 3 erfolgt eine Wiegung und eine Einstellung der Drehung des Untersetzungsmotors 36, wobei der Leergewicht-Ablesewert bei nicht Hinzufügen der Probe abgelesen wird. Zu diesem Zeitpunkt sind die Positionssensoren 29 voneinander getrennt, und der Untersetzungsmotor 36 befindet sich in einem stehenden Zustand. Bei einer leichten Berührung des Berührungsknopfs 30 für Vorwärtsdrehung wird das Signal für Vorwärtsdrehung an die Antrieb-Steuerschaltung 2 gesendet und abgespeichert. Bei Drücken der Plungerkolben 28 fährt der Triebwelle-Endabschnitt 14 aus die Spitze 15 der Feststoffbewegungsvorrichtung heraus und kommt in Kontakt mit dem Antriebskopf-Getriebekopf des Antriebskopfs. Gleichzeitig sind die Positionssensoren 29 nahe zueinander gekommen. Die Schaltung des Antriebssystems der Feststoffbewegungsvorrichtung wird mit Strom versorgt. Unter Operation der Antrieb-Steuerschaltung 2 des vorgespeicherten Signals für Vorwärtsdrehung dreht der Untersetzungsmotor 36 die Schnecke 22 des Antriebskopfs vorwärts und zieht die Feststoffprobe in den Antriebskopf ein. Bei Loslassen der Plungerkolben 28 wird unter Auswirkung der Federkraft der Plungerkolbenrückstellfeder 26 der Triebwelle-Endabschnitt 14 in die Hülse 12 zurückgezogen. Außerdem werden die Positionssensoren 29 voneinander getrennt und der Untersetzungsmotor 36 ist mit der Drehung gestoppt. Der Ablesewert von Wiegung auf dem Display 3 wird betrachtet. Bei nicht Erreichen des vorbestimmten Gewichts wird die Plungerkolben 28 wieder gedrückt, um die Entnahme der Probe fortzusetzen. Diese Operation wird mehrmals wiederholt, bis das gewünschte Gewicht erreicht ist. Da beim Wiegen der Triebwelle-Endabschnitt 14 in die Spitze 15 der Feststoffbewegungsvorrichtung zurückgezogen ist, wird eine Störung aufgrund des Kontakts des Triebwelle-Endabschnitts mit dem Antriebskopf-Getriebekopf 20 vermieden. Dadurch wird die Genauigkeit der Probenwiegung verbessert.
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Vor dem Bewegen von Feststoffproben steht der Triebwelle-Endabschnitt außer Kontakt mit dem Antriebskopf-Getriebekopf des Antriebskopfs. Beim Drücken der Plungerkolben fährt der Triebwelle-Endabschnitt aus die Spitze der Feststoffbewegungsvorrichtung heraus und kommt in Kontakt mit dem Antriebskopf-Getriebekopf des Antriebskopfs. Unter Operation der Antrieb-Steuerschaltung des vorgespeicherten Signals für Vorwärtsdrehung dreht der Motor die Schnecke des Antriebskopfs vorwärts und zieht die Feststoffprobe in den Antriebskopf ein. Sobald die Plungerkolben losgelassen wird und das Wiegen der Probe beginnt, wird der Triebwelle-Endabschnitt sofort in die Spitze der Feststoffbewegungsvorrichtung zurückgezogen. Somit wird eine Störung aufgrund des Kontakts des Triebwelle-Endabschnitts mit dem Antriebskopf-Getriebekopf vermieden, wodurch wird die Genauigkeit der Probenwiegung verbessert.
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Im in 12 dargestellten achten Ausführungsbeispiel, oder im in 13 dargestellten neunten Ausführungsbeispiel, oder im in 14 dargestellten elften Ausführungsbeispiel ist die Feststoffbewegungsvorrichtung mit Struktur einer elektrischen Schubstange bereitgestellt. Eine wesentliche Besonderheit besteht darin, dass der Antriebsmechanismus einen Untersetzungsmotor 36 sowie einen elektrischen Schubstangemechanismus, der eine elektrische Schubstange 24, eine Leitspindel 25 und einen Schubstangemotor 23 umfasst. Der Schubstangemotor ist nach unten in dem Gehäuse 16 angebracht. Die Halterung des Untersetzungsmotors 36 ist nach oben fest mit der elektrischen Schubstange 24 verbunden, um die Halterung unter Antreiben des Schubstangemotors 23 nach oben und unten zu bewegen. Der Ausgang des Untersetzungsmotors 36 ist nach unten mit der Triebwelle 9 fest verbunden, um die Triebwelle 9 in Drehung zu versetzen. Zudem wird die Triebwelle 9 unter Antreiben des Schubstangemotors 23 nach oben und unten bewegt.
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Vor Bewegen von Feststoffproben mit der Feststoffbewegungsvorrichtung wird der Ablesewert bei leerem Wiegen auf dem Display 3 betrachtet. Dabei befindet sich die elektrische Schubstange im eingefahrenen Zustand. Der Triebwelle-Endabschnitt 14 ist in der Hülse 12 und der Spitze 15 der Feststoffbewegungsvorrichtung zurückgezogen, und steht außer Kontakt mit dem Antriebskopf-Getriebekopf 20 des Antriebskopfs, sodass der Einfluss auf das Ergebnis bei leerem Wiegen vermieden wird. Durch Drücken des Knopfs 19 für Vorwärtsdrehung beginnt das Bewegen der Probe. In vorprogrammiertem Betrieb dreht der elektrische Schubstangenmotor 23 die Leitspindel 25 vorwärts, und die elektrische Schubstange 24 drückt den Triebwelle-Endabschnitt 14 aus, um den Triebwelle-Endabschnitt in Kontakt und Zusammenpassen mit dem Antriebskopf-Getriebekopf des Antriebskopfs zu bringen. Danach beginnt der Untersetzungsmotor 36 sich vorwärts zu drehen und überträgt die Kraft über den Triebwelle-Endabschnitt 14 und den Antriebskopf-Getriebekopf 20 auf die Schnecke 22 des Antriebskopfs. Die unter Kraft stehende Antriebskopf-Schnecke 22 beginnt, sich vorwärts zu drehen, und zieht die Feststoffprobe in den Antriebskopf ein. Der Knopf 19 für Vorwärtsdrehung der Feststoffbewegungsvorrichtung wird jederzeit losgelassen. In vorprogrammiertem Betrieb stoppt die Drehung des Untersetzungsmotors 36 und der Antriebskopf-Schnecke 22. Der elektrische Schubstangenmotor 23 dreht sich dann sofort rückwärts und bringt die Triebwelle-Endabschnitt 14 zurück in die Spitze 15 der Feststoffbewegungsvorrichtung, wodurch der Triebwelle-Endabschnitt außer Kontakt mit dem Antriebskopf-Getriebekopf 20 gebracht wird. Der Ablesewert vom Wiegen auf dem Display 3 wird beobachtet, sodass bei nicht Erreichen des vorbestimmten Gewichts der Betätigungsschalter 19 für Vorwärtsdrehung wieder gedrückt, um die Entnahme der Probe fortzusetzen. Diese Operation wird mehrmals wiederholt, bis das gewünschte Gewicht erreicht ist. Da beim Wiegen der Triebwelle-Endabschnitt 14 in die Spitze 15 der Feststoffbewegungsvorrichtung zurückgezogen ist, wird eine Störung aufgrund des Kontakts des Triebwelle-Endabschnitts mit dem Antriebskopf-Getriebekopf 20 vermieden. Dadurch wird die Genauigkeit der Probenwiegung verbessert.
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Bei vorprogrammiertem Betrieb befindet sich die elektrische Schubstange normalerweise in einem eingefahrenen Zustand und sie beginnt sich nur dann zu erstrecken, wenn der Betätigungsschalter für Vorwärts- oder Rückwärtsdrehung der Feststoffbewegungsvorrichtung gedrückt wird. Der Treibwelle-Endabschnitt wird dann ausgedrückt und in Kontakt mit dem Antriebskopf-Getriebekopf des Antriebskopfs gebracht, um die Schnecke entweder vorwärts oder rückwärts zu drehen. Sobald der Betätigungsschalter für Vorwärts- oder Rückwärtsdrehung losgelassen wird und das Wiegen der Probe beginnt, wird der Triebwelle-Endabschnitt sofort in die Spitze der Feststoffbewegungsvorrichtung zurückgezogen. Somit wird eine Störung aufgrund des Kontakts des Triebwelle-Endabschnitts mit dem Antriebskopf-Getriebekopf vermieden, wodurch wird die Genauigkeit der Probenwiegung verbessert.
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Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind oben dargestellt. Es soll verstanden werden, dass alle Veränderungen, welche gemäß dem technischen Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden, in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen.
