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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufnahmeanordnung, ein Fluidverarbeitungsmodul, ein Fluidtrenngerät und ein Verfahren.
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In einer HPLC wird typischerweise eine Flüssigkeit (mobile Phase) bei einer sehr genau kontrollierten Flussrate (zum Beispiel im Bereich von Mikrolitern bis Millilitern pro Minute) und bei einem hohen Druck (typischerweise 20 bar bis 1000 bar und darüber hinausgehend, derzeit bis zu 2000 bar), bei dem die Kompressibilität der Flüssigkeit spürbar ist, durch eine stationäre Phase (zum Beispiel eine chromatographische Trennsäule) bewegt, um einzelne Komponenten einer in die mobile Phase eingebrachten Probenflüssigkeit voneinander zu trennen. In einer Flusszelle eines Flüssigchromatographiegeräts erfolgt dann die Detektion der getrennten Fraktionen der Probe. Hierfür wird die fluidische Probe von einer Kapillare stromabwärts der Trennsäule in einen Behälter der Flusszelle geführt. Während die fluidische Probe die Flusszelle passiert, kann eine Fluoreszenzmessung der Probe durchgeführt werden, womit die einzelnen Fraktionen der Probe identifiziert bzw. quantifiziert werden können.
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Ein solches HPLC-System ist zum Beispiel aus der
EP 0 309 596 B1 derselben Anmelderin, Agilent Technologies, Inc., bekannt.
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Zum Durchführen chromatographischer Trennungen kann ein aus mehreren Modulen aufgebautes Flüssigchromatographiegerät eingesetzt werden, bei dem die einzelnen Module in getrennten Gehäusen untergebracht sind und miteinander fluidisch und kommunizierfähig gekoppelt sind. Derartige Module sind für einen Benutzer zugänglich, indem Türen der Module von einem Benutzer geöffnet werden können, so dass der Benutzer darin angeordnete fluidische und/oder elektrische Bauteile einsetzen, auswechseln oder warten kann bzw. daran Einstellungen vornehmen kann.
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In solchen Fluidhandhabungsgeräten ist die Handhabung der Module für einen Benutzer häufig umständlich, da die Türen in enger Laborumgebung schwierig zu handhaben sein können. Ferner besteht, da ein Benutzer bei geöffneter Tür unbeabsichtigt gegen diese stoßen kann, die Gefahr des Umkippens einzelner Module oder sogar eines gesamten Modulturms.
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In der Druckschrift
DE 1 276 501 A ist ein lösbares Scharnierfürein um eine waagrechte Achse schwenkbares Abdeckteil an einem Gehäuse für ein Tonbandgerät beschrieben. Schenkel eines insbesondere U-förmig ausgebildeten Federbügels sind in je eine Parallelführung der Seitenwand des Gehäuses einschiebbar. Ein Steg des Federbügels kann zwischen den Parallelführungen hinter eine Keilfläche einrasten. Mittels eines verschiebbaren Ansatzes an der Außenseite des Gehäuses kann der Federbügel aus der Rastung gelöst werden und das Abdeckteil des Gehäuses kann entfernt werden.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einem Benutzer eine gefahrlose und benutzerfreundliche Handhabung von mit separaten Gehäusen versehenen umkippgefährdeten Modulen, insbesondere eines Fluidhandhabungsgeräts, zu ermöglichen. Die Aufgabe wird mittels einer Aufnahmeanordnung, eines Fluidverarbeitungsmoduls, eines Fluidtrenngeräts und eines Verfahrens zum Handhaben der Aufnahmeanordnung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Weitere Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen gezeigt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Aufnahmeanordnung geschaffen, aufweisend ein Aufnahmegehäuse, das einen Aufnahmeraum begrenzt und eine Türbefestigungseinrichtung zum (insbesondere werkzeugfrei) lösbaren Befestigen an einer Gehäusebefestigungseinrichtung einer Tür aufweist, und aufweisend die Tür, welche die Gehäusebefestigungseinrichtung zum Befestigen an der Türbefestigungseinrichtung des Aufnahmegehäuses und einen Schwenkmechanismus aufweist, der zum Schwenken der Tür zwischen einem den Aufnahmeraum verschließenden Zustand und einem den Aufnahmeraum von außen zugänglich machenden Zustand ausgebildet ist, wobei die Türbefestigungseinrichtung und die Gehäusebefestigungseinrichtung derart aneinander angepasst sind, dass wenn zumindest eine der Befestigungseinrichtungen (insbesondere die Gehäusebefestigungseinrichtung, wenn diese an der Türbefestigungseinrichtung befestigt ist) durch einen Benutzer direkt (d. h. unmittelbar) betätigt wird (zum Beispiel die Gehäusebefestigungseinrichtung von einem Benutzer berührt und mit Druck beaufschlagt wird), die Tür (ausgehend von einem an dem Aufnahmegehäuse befestigten Zustand der Tür) von dem Aufnahmegehäuse abnehmbar ist, und wenn eine auf die Tür einwirkende Belastung eine vorgegebene Grenzbelastung überschreitet, die Tür auch ohne (direktes) Betätigen der Befestigungseinrichtungen aus dem Aufnahmegehäuse derart gelöst wird, dass bei Überschreiten der vorgegebenen und durch das Design der Befestigungseinrichtungen einstellbaren Grenzbelastung die Befestigungswirkung zwischen den beiden Befestigungseinrichtungen automatisch aufgehoben wird und die Tür aus dem Aufnahmegehäuse herausgleitet.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Fluidverarbeitungsmodul bereitgestellt, aufweisend eine Aufnahmeanordnung mit den oben beschriebenen Merkmalen und eine Fluidverarbeitungseinrichtung, die zum Verarbeiten eines Fluids ausgebildet ist und zumindest teilweise in dem Aufnahmeraum angeordnet ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Fluidtrenngerät zum Trennen unterschiedlicher Fraktionen eines Fluids bereitgestellt, wobei das Fluidtrenngerät mindestens zwei voneinander separat vorgesehene und fluidisch miteinander gekoppelte Fluidverarbeitungsmodule mit den oben beschriebenen Merkmalen aufweist, wobei zumindest eines der Fluidverarbeitungsmodule eine Trenneinrichtung zum Trennen unterschiedlicher Fraktionen des Fluids aufweist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Handhaben einer Aufnahmeanordnung mit den oben beschriebenen Merkmalen geschaffen, wobei bei dem Verfahren die Tür von dem Aufnahmegehäuse mittels direkten Betätigens von zumindest einer der Befestigungseinrichtungen durch einen Benutzer abgenommen wird, oder die Tür aus dem Aufnahmegehäuse ohne Betätigen der Befestigungseinrichtungen mittels Ausübens einer Belastung auf die Tür gelöst wird, welche die vorgegebene Grenzbelastung überschreitet derart, dass bei Überschreiten der vorgegebenen und durch das Design der Befestigungseinrichtungen einstellbaren Grenzbelastung die Befestigungswirkung zwischen den beiden Befestigungseinrichtungen automatisch aufgehoben wird und die Tür aus dem Aufnahmegehäuse herausgleitet.
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Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Sicherheitstür bereitgestellt, mit der ein Aufnahmeraum in einem Gehäuse durch Schwenken der Tür geöffnet oder geschlossen werden kann. Im geschlossenen Zustand können in dem Aufnahmeraum aufgenommene Komponenten gegenüber der Umgebung geschützt werden, wohingegen diese im geöffneten Zustand zum Beispiel zu Wartungs- oder Handhabungszwecken freigelegt sind. Die Anordnung erlaubt es, die Tür ganz von dem Gehäuse abzunehmen, zum Beispiel wenn unter beengten Verhältnissen im geöffneten Zustand Arbeiten im Aufnahmeraum der Aufnahmeanordnung vorgenommen werden sollen oder die Türen bei derartigen Arbeiten stören. Erfindungsgemäß ist daher ein Mechanismus bereitgestellt, der durch bestimmungsgemäße Betätigung mindestens einer der Befestigungseinrichtungen im aufgenommenen Zustand der Tür ein Herausnehmen der Tür durch Herausziehen nach vorne hin ermöglicht. Hierzu kann ein Benutzer zum Beispiel die Gehäusebefestigungseinrichtung der Tür durch einen Hohlraum in der Außenwand hindurch betätigen und mit einer Drückbewegung auf die Gehäusebefestigungseinrichtung ein Herauslösen der Tür durch ein nachfolgendes Herausziehen initiieren. Mit einer einfachen Einschiebbewegung kann ein Benutzer die so herausgelöste Tür dann wieder an den Aufnahmewänden befestigen.
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Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße Aufnahmeanordnung ein besonderes Sicherheitsmerkmal auf. Denn es hat sich herausgestellt, dass herkömmlich beim Arbeiten an einer Aufnahmeanordnung mit geöffneter Tür, zum Beispiel beim Handhaben oder Warten von darin aufgenommenen Komponenten, von einem Benutzer unerwünscht eine Kraft auf die geöffnete Tür ausgeübt wird, welche aufgrund der starken Hebelwirkung die gesamte Aufnahmeanordnung zum Umkippen oder Umstürzen bringen kann. Auch kann ein solcher herkömmlicher fest montierter Tür-Wand-Befestigungsmechanismus dazu führen, dass ein Benutzer beim Anstoßen gegen diese Tür eine Verletzung erleidet, da diese auch unter starker Belastung nicht nachgibt. Erfindungsgemäß ist daher ein Mechanismus geschaffen, der bei Überschreiten einer vorgebbaren und durch das Design der Befestigungseinrichtungen einstellbaren Grenzbelastung die Befestigungswirkung zwischen den beiden Befestigungseinrichtungen automatisch aufhebt und die Tür aus Sicherheitsgründen aus dem Gehäuse herausgleiten lässt. Dabei kann die Grenzbelastung oder -kraft so eingestellt werden, dass bei deren Erreichen ein Benutzer noch vor Verletzungen und das Gehäuse vor einem Umfallen noch geschützt ist.
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Erfindungsgemäß kann die Aufnahmeanordnung besonders vorteilhaft an Fluidverarbeitungsmodulen bzw. Fluidtrenngeräten eingesetzt werden, die zum Beispiel aus aufeinander gestapelten Modulen zusammengesetzt sind. Das Umstürzen eines kompletten Turms aus solchen Komponenten kann herkömmlich zu Verletzungen, hohen Schäden und einer Kontamination des Benutzers mit teils gesundheitsbedenklichen Lösungsmitteln führen. Indem eine schwenkbare Tür an den einzelnen Modulen vorgesehen wird, die auch zum Warten oder Bestücken einer Fluidverarbeitungsanordnung mit Proben etc. abgenommen werden kann, und mit dem oben beschriebenen Sicherheitsmerkmal versehen ist, können die genannten herkömmlichen Unannehmlichkeiten vermieden werden.
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Im Weiteren werden Ausgestaltungen der Aufnahmeanordnung, des Fluidverarbeitungsmoduls, des Fluidtrenngeräts und des Verfahrens beschrieben.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Schwenkmechanismus ein Scharnier aufweisen. Ein solches Scharnier kann zwei relativ zueinander klappbare Körper aufweisen, welche die Schwenkbewegung bewerkstelligen. Gleichzeitig kann der gehäuseseitige dieser beiden Körper oder Schwenkelemente mit den entsprechenden Vorkehrungen versehen werden, der ein gezieltes Herauslösen der Tür und ein Herauslösen der Tür bei Überschreitung einer Grenzbelastung zur Folge hat.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Gehäusebefestigungseinrichtung als Teil des Schwenkmechanismus ausgebildet sein, insbesondere als einer der beiden Körper oder Schwenkelemente ausgebildet sein. Dies ermöglicht eine kompakte Bauweise.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Türbefestigungseinrichtung mindestens eine Aussparung in einer Wand des Aufnahmegehäuses, insbesondere in einer Seitenwand des Aufnahmegehäuses, aufweisen oder daraus bestehen. Durch das Versehen der Wand des Aufnahmegehäuses mit einer oder mehreren Aussparungen, durch welche ein jeweiliges Endstück der Gehäusebefestigungseinrichtung der Tür hindurchdringen kann, kann mittels einer einfachen Drückbewegung des Benutzers auf die in diese Aussparung eingreifende Komponente der Gehäusebefestigungseinrichtung die benutzergesteuerte Herausnahme der Tür ausgelöst werden. Dies stellt eine mechanisch einfache Maßnahme dar, auch ohne über die Seitenwand hinausstehende Komponenten einem Benutzer intuitiv anzuzeigen, wie die Herausnahme der Tür durchgeführt werden kann.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Gehäusebefestigungseinrichtung einen, insbesondere federnd vorspannbaren oder vorgespannten, Rastkörper aufweisen, der in dem von dem Aufnahmegehäuse aufgenommenen Zustand der Tür durch einen Benutzer von außerhalb des Aufnahmegehäuses aus zum Abnehmen der Tür von dem Aufnahmegehäuse direkt betätigbar ist, insbesondere zum Lösen einer Verrastung mittels Überwindens einer Vorspannung des Rastkörpers. Ein solcher Rastkörper, der in der Aussparung verrasten und entsprechend vorgespannt sein kann, dient dann gleichzeitig als Betätigungsknopf, der einem Benutzer die Herausnahme der Tür einfach macht.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel können die Befestigungseinrichtungen ausgebildet sein, dass mittels Betätigens von zumindest einer der Befestigungseinrichtungen durch einen Benutzer entlang einer vorgegebenen Betätigungsrichtung (insbesondere ein Druck senkrecht zu einer Seitenwand des Gehäuses) die Tür von dem Aufnahmegehäuse abnehmbar ist. Die Befestigungseinrichtungen können ferner ausgebildet sein, dass im mittels Schwenkens zumindest teilweise geöffneten Zustand der Tür bei Ausübung einer die vorgegebene Grenzbelastung überschreitenden Belastung entlang einer Belastungsrichtung auf die Tür, insbesondere auf einen oberen Rand der Tür, die Tür von dem Aufnahmegehäuse gelöst wird. Die Belastungsrichtung kann mit der Betätigungsrichtung einen von Null verschiedenen Winkel einschließen, zum Beispiel einen Winkel im Bereich von 45° bis 135°. Insbesondere können die Betätigungsrichtung und die Belastungsrichtung zueinander im Wesentlichen orthogonal sein. Zum Beispiel kann die Herausnahme der Tür durch eine Krafteinwirkung des Benutzers mit einer Wirkrichtung senkrecht auf die Seitenwand des Aufnahmegehäuses erfolgen, wobei die Krafteinwirkung in horizontaler Richtung orientiert sein kann. Dagegen kann die die Grenzbelastung überschreitende Beanspruchung entlang der Schwenkachse der Tür, zum Beispiel in Richtung der Gravitationskraft, orientiert sein. Somit kann das Sicherheitsmerkmal speziell auf eine bestimmte Krafteinwirkrichtung ansprechen, genau wie dies die Befestigungseinrichtungen im Rahmen der Herauslösefunktion tun können.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Aufnahmeanordnung eine weitere Tür mit den Merkmalen der Tür gemäß obiger Beschreibung aufweisen. Das Aufnahmegehäuse kann eine der weiteren Tür zugeordnete weitere Türbefestigungseinrichtung mit den Merkmalen der Türbefestigungseinrichtung gemäß obiger Beschreibung aufweisen. Mittels Öffnens beider Türen um zueinander parallele Schwenkachsen kann der Aufnahmeraum von außen zugänglich machbar sein. Insbesondere kann das Öffnen beider Türen mittels einer entgegengesetzten Öffnungsbewegung um die parallelen Schwenkachsen herum möglich sein. Somit kann die Aufnahmeanordnung zwei Türen, die eine Doppeltür bilden, aufweisen. Diese Türen können durch eine Öffnungsbewegung entlang zueinander entgegengesetzter Schwenkachsen geöffnet werden. An jeder Verbindung jeder dieser Türen mit der Gehäusewand kann ein Satz Befestigungseinrichtungen angebracht sein.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Aufnahmeanordnung derart ausgebildet sein, dass eine Grenzbetätigungskraft, die von einem Benutzer zum Abnehmen der Tür von dem Aufnahmegehäuse aufzubringen ist, kleiner als die vorgegebene Grenzbelastung ist. Mit anderen Worten kann das benutzerdefinierte Herauslösen der Tür mit einer geringeren Krafteinwirkung entlang einer allerdings gezielten Krafteinwirkungsrichtung initiiert werden, wohingegen der Sicherheitsmechanismus erst bei höheren Kräften greift. Dadurch kann ein unerwünschtes selbsttätiges Herausfallen der Tür schon bei Einwirkung eher geringerer Krafteinwirkungen auf die Tür vermieden werden.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Tür mindestens eine Führungsstruktur, insbesondere mindestens eine Führungsschiene, aufweisen und das Aufnahmegehäuse mindestens eine dazu korrespondierende Führungsnut aufweisen, so dass mittels Bewegens einer jeweiligen Führungsstruktur entlang einer jeweiligen Führungsnut entlang einer Einsetzrichtung die Türbefestigungseinrichtung und die Gehäusebefestigungseinrichtung miteinander in Eingriff gebracht werden, womit die Tür in das Aufnahmegehäuse einsetzbar ist. Mittels Bewegens der Führungsstruktur entlang der Führungsnut entlang einer Abnahmerichtung, die insbesondere antiparallel zu der Einsetzrichtung ist, können die (mittels Betätigens der Befestigungseinrichtungen) außer Eingriff gebrachten Türbefestigungs- und Gehäusebefestigungseinrichtungen voneinander getrennt werden, womit die Tür von dem Aufnahmegehäuse abnehmbar ist. Mit einem solchen Führungsmechanismus auf Basis kooperierender Schienen und Nuten kann für einen Benutzer sehr intuitiv das Einführen und Herausnehmen der Tür ohne Einsatz von Werkzeugen erfolgen. Der Benutzer braucht zum Herausnehmen der Tür bloß die Tür entlang der Führungsrichtung herausziehen, nachdem eine Rastverbindung zwischen den Befestigungseinrichtungen mittels einer Benutzerbetätigung gelöst worden ist. Zum Wiederherstellen der Tür-Wand-Verbindung reicht es dann aus, dass der Benutzer die Tür entlang der Einsetzrichtung einschiebt. Bei Vollendung des Einschiebens kann ein Einrasten kooperierender Komponenten der Befestigungseinrichtungen erfolgen, so dass ein Benutzer auch eine haptische und gegebenenfalls akustische Rückmeldung hinsichtlich des Erfolgs des Einsetzens der Tür erhält.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Gehäusebefestigungseinrichtung einen betätigbaren Rastkörper aufweisen, der von dem als Scharnier ausgebildeten Schwenkmechanismus durch einen Federbalken beabstandet ist, der unter Belastung verbiegbar ist, um die Tür von dem Aufnahmegehäuse abzunehmen oder zu lösen. Ein solcher Rastkörper kann bei ordnungsgemäßem Einschieben der Tür entlang der Führungsrichtung an einer Zielposition zu einem spür- und gegebenenfalls hörbaren Verrasten an der Seitenwand der Aufnahmeanordnung führen. Dadurch ist ein einfach handhabbares und werkzeugfrei betätigbares System bereitgestellt, das auch von ungeübten Benutzern leicht und intuitiv betätigt werden kann.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Führungsschiene den Rastkörper und den Federbalken (zum Beispiel im Wesentlichen U-förmig) umgeben oder umfänglich umschließen. Bei einer solchen schützenden Ausgestaltung können zum Beispiel zwei parallele lange Seiten der Führungsschiene die Führungsrichtung vorgeben, wohingegen sich das Verbindungsstück der langen Seiten vor mechanischen Einwirkungen schützend um den Rastkörper umlegen kann. Auch der Federbalken, der Teil des Verrastmechanismus sein kann und eine Vorspannung zum Einführen eines Rastkörpers in eine Aussparung in der Seitenwand bewirken kann, kann von der Führungsstruktur schützend umgeben sein. Dies ist vorteilhaft, da ein Federbalken aufgrund der starken auf ihn einwirkenden Hebelkräfte und seiner exponierten Lage potentiell anfällig für mechanische Beschädigungen oder sogar ein Abbrechen ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Aufnahmeanordnung einen Überstand an einem an den Rastkörper angrenzenden Endabschnitt des Federbalkens aufweisen. Diese Überstand kann ausgebildet sein, bei Überschreiten der vorgegebenen Grenzbelastung die Tür von dem Aufnahmegehäuse zu lösen. Anders ausgedrückt hat das Design des Überstands einen Einfluss darauf, bis zu welcher Grenzbelastung die Tür noch nicht aus Sicherheitsgründen aus dem Gehäuse entweichen kann. Mit einem solchen Überstand kann bewirkt werden, dass bei Überschreiten der Grenzbelastung die Tür aufgrund des dann aktivierten Sicherheitsmerkmals aus der Wand herausgelöst wird.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Fluidtrenngerät als modulares Flüssigchromatographiegerät ausgebildet sein, insbesondere als modulare HPLC. Flüssigchromatographiegeräte werden häufig aus verschiedenen Modulen zusammengesetzt, die annähernd beliebig kombiniert werden können, um eine gewünschte Flüssigchromatographieanwendung zu ermöglichen. Beispiele für solche Module sind ein Pumpenmodul, ein Trennsäulenmodul, ein Probeninjektormodul, ein Flusszellendetektormodul, ein Fraktionierermodul, etc. Da in jedem dieser Module eine für die Fluidtrennung funktionelle Komponente untergebracht ist, die zum Beispiel hinsichtlich der fluidischen und/oder elektrischen Kopplungen und Eigenschaften auf bestimmte Experimente hin einzustellen sind, kann der Türmechanismus gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer solchen Umgebung besonders vorteilhaft eingesetzt werden. Die Herauslösbarkeit der Türen ermöglicht einem Benutzer eine bequeme Wartung auch unter engen Laborbedingungen. Ein Umstürzen solcher Fluidmodule, bei denen auch teils gesundheitsbedenkliche Lösungsmittel zum Einsatz kommen können, ist durch das Sicherheitsmerkmal vermieden.
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Das Probenseparationsgerät kann ein mikrofluidisches Messgerät, ein Life Science-Gerät, ein Flüssigchromatographiegerät, eine HPLC (High Performance Liquid Chromatography), ein Gaschromatographiegerät, ein Elektrophoresegerät und/oder ein Gelelektrophoresegerät sein. Allerdings sind viele andere Anwendungen möglich.
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Das Probenseparationsgerät kann eine Pumpe zum Bewegen einer mobilen Phase aufweisen. Eine solche Pumpe kann zum Beispiel dazu eingerichtet sein, die mobile Phase mit einem hohen Druck, zum Beispiel einige 100 bar bis hin zu 1000 bar und mehr, durch das System hindurch zu pumpen. Alternativ oder ergänzend kann das Probenseparationsgerät einen Probeninjektor zur Injektion der Probe in eine mobile Phase aufweisen. Ein solcher Probeninjektor kann eine Nadel in einem Sitz eines entsprechenden Flüssigkeitspfades aufweisen, die aus diesem Sitz herausfahren kann, um eine Probe aufzunehmen, und die nach dem Wiedereinführen in den Sitz die Probe in das System injiziert. Alternativ oder ergänzend kann das Probenseparationsgerät einen Probenfraktionierer zum Fraktionieren der getrennten Komponenten aufweisen. Ein solcher Fraktionierer kann die verschiedenen Komponenten zum Beispiel in verschiedene Flüssigkeitsbehälter führen. Die analysierte Probe kann aber auch einem Waste-Container zugeführt werden.
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Andere Ziele und viele der begleitenden Vorteile von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden leicht wahrnehmbar werden und besser verständlich werden unter Bezugnahme auf die folgende detailliertere Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen. Teile, die im Wesentlichen oder funktionell gleich oder ähnlich sind, werden mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein HPLC-System gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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2 zeigt ein modulares Fluidtrenngerät aus einer Mehrzahl von fluidisch gekoppelten Fluidverarbeitungsmodulen zum Durchführen eines Flüssigchromatographieexperiments gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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3 stellt ein Scharnier einer Aufnahmeanordnung für ein Fluidverarbeitungsmodul eines Fluidtrenngeräts gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung dar.
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4 zeigt eine Tür und ein zugehöriges Aufnahmegehäuse, die mittels eines Scharniers verbindbar sind, einer Aufnahmeanordnung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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5 zeigt einen Führungsmechanismus an einer mechanischen Schnittstelle zwischen einer Tür und Aufnahmewänden einer Aufnahmeanordnung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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6 zeigt eine Aufnahmeanordnung gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Doppeltüranordnung, wobei eine dieser beiden Türen herausgenommen ist, um einen Aufnahmeraum der Aufnahmeanordnung freizulegen, in dem eine Fluidverarbeitungseinrichtung untergebracht werden kann.
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7 zeigt eine Aufnahmeanordnung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung, die mit einer 180° geöffneten Schwenktür gezeigt ist.
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8 ist eine vergrößerte Darstellung einer Gehäusebefestigungseinrichtung an einer Tür einer Aufnahmeanordnung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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9 zeigt eine Aufnahmeanordnung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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10 zeigt ein Detail einer Seitenwand eines Aufnahmegehäuses einer Aufnahmeanordnung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Die Darstellung in der Zeichnung ist schematisch.
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1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines HPLC-Systems 10, wie es zum Beispiel zur Flüssigchromatographie verwendet werden kann. Eine Pumpe 20, die mit Lösungsmitteln aus einer Versorgungseinheit 25 versorgt wird, treibt eine mobile Phase durch ein Separationsgerät 30 (wie zum Beispiel eine chromatographische Säule), das eine stationäre Phase beinhaltet. Ein Entgaser 27 kann die Lösungsmittel entgasen, bevor diese der Pumpe 20 zugeführt werden. Eine Probenaufgabeeinheit 40 ist zwischen der Pumpe 20 und dem Separationsgerät 30 angeordnet, um eine Probenflüssigkeit in die mobile Phase einzubringen. Die stationäre Phase des Separationsgerätes 30 ist dazu vorgesehen, Komponenten der Probenflüssigkeit zu separieren. Ein Detektor, siehe Flusszelle 50, detektiert separierte Komponenten der Probe, und ein Fraktionierungsgerät kann dazu vorgesehen werden, separierte Komponenten der Probenflüssigkeit in dafür vorgesehene Behälter auszugeben. Nicht mehr benötigte Waste-Flüssigkeiten können in Waste-Behälter 60 ausgegeben werden.
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Während ein Flüssigkeitspfad zwischen der Pumpe 20 und dem Separationsgerät 30 typischerweise auf Hochdruck steht, wird die Probenflüssigkeit unter Normaldruck zunächst in einen vom Flüssigkeitspfad getrennten Bereich, eine so genannte Probenschleife (englisch: Sample Loop), der Probeneinheit 40 eingegeben, die dann wiederum die Probenflüssigkeit in den unter Hochdruck stehenden Flüssigkeitspfad einbringt. Beim Zuschalten der zunächst unter Normaldruck stehenden Probenflüssigkeit in der Probenschleife in den unter Hochdruck stehenden Flüssigkeitspfad wird der Inhalt der Probenschleife schlagartig (typischerweise im Bereich von Millisekunden) auf den Systemdruck des HPLC-Systems 10 gebracht. Eine Steuereinheit 70 steuert die einzelnen Module 20, 25, 27, 30, 40, 50, 60 des Probentrenngeräts 10.
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Zum Betrieb der einzelnen Module 20, 25, 27, 30, 40, 50, 60 des Probentrenngeräts 10 sind Betriebsflüssigkeiten, wie Lösungsmittel und eine fluidische Probe, zwischen den Modulen 20, 25, 27, 30, 40, 50, 60 auszutauschen. Dieser Flüssigkeitstransfer erfolgt mittels flexibler Flüssigkeitsschläuche, die durch Gehäusewände der einzelnen Module 20, 25, 27, 30, 40, 50, 60 hindurchgeführt werden müssen. Im Inneren der einzelnen Module 20, 25, 27, 30, 40, 50, 60, die jeweils in einem separaten Gehäuse untergebracht sind, befinden sich die funktionellen Komponenten des Probentrenngeräts 10. Diese sind, wie im Weiteren näher beschrieben, durch Aufschwenken von Türen an den Gehäusen zugänglich. Die Türen können von einem Benutzer auch selektiv von den Gehäusen abgenommen werden, um noch besseren Zugang zu den Aufnahmeräumen zu erhalten. Bei Überschreitung gewisser Belastungen werden die Türen aus Sicherheitsgründen automatisch aus den Gehäusen herausgelöst.
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2 zeigt eine Seitenansicht eines Turms aus einer Mehrzahl von übereinander gestapelten Fluidverarbeitungsmodulen 202, 204, 206 eines Fluidtrenngeräts 200, wie dem in 1 gezeigten Flüssigchromatographiegerät 10. Die einzelnen Fluidverarbeitungsmodule 202, 204, 206 können mittels Fluidleitungen in Form von flexiblen Schläuchen fluidgekoppelt sein und können mittels Kabelverbindungen kommunikationsgekoppelt sein. Seitenwände von im Wesentlichen quaderförmigen separaten Aufnahmegehäusen 902 der Fluidverarbeitungsmodule 202, 204, 206 sind vorderseitig durch Türen 800 verschlossen, die durch Scharniere 804 an den Seitenwänden befestigt sind.
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3 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines solchen Scharniers 804, das die Kopplung zwischen der Tür 800 und der Seitenwand des Aufnahmegehäuses 902 bewerkstelligen kann. Das Scharnier 804 ist aus einem ersten Scharnierelement 300 und aus einem zweiten Scharnierelement 302 gebildet, die entlang einer Klappachse 304 gegeneinander klappbar sind, um mittels des Scharniers 804 eine Schwenkbewegung der Tür 800 zu bewirken. Das erste Scharnierelement 300 kann mit der Tür 800 starr verbunden bzw. an der Tür 800 starr befestigt sein, wohingegen das zweite Scharnierelement 302 in eine entsprechende Öffnung in der Seitenwand des Aufnahmegehäuses 902 eingeführt werden kann, um die Tür 800 an dem Aufnahmegehäuse 902 des Fluidverarbeitungsmoduls 202, 204, 206 lösbar zu montieren. Durch Einführen des zweiten Scharnierelements 302 in die Einführöffnung der Seitenwand des Aufnahmegehäuses 902 können Rastkörper 806 einer Gehäusebefestigungseinrichtung 802 am Scharnier 804 mit Rastnuten an der Einführöffnung einer Türbefestigungseinrichtung der Seitenwand in Eingriff gebracht werden, um die Tür 800 samt Scharnier 804 an der Seitenwand des Aufnahmegehäuses 902 zu befestigen. Mit einem Überstand 812 kann ein Sicherheitslösen der Tür 800 aus der Seitenwand des Aufnahmegehäuses 902 in definierter Weise als Überlastschutz eingestellt werden.
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4 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Tür 800 mit zwei Scharnieren 804 und zwei Gehäusebefestigungseinrichtungen 802 an den Enden der Scharniere 804. Die zweiten Scharnierelemente 302 sind dem Aufnahmegehäuse 902 sowie den daran angebrachten Türbefestigungseinrichtungen 1000 in Form der Einführöffnungen zugewandt. Mit den Scharnieren 804 ist eine Schwenkbewegung der Tür 800 um die Schwenkachse 304 möglich, indem die ersten Scharnierelemente 300 fix an einem plattenartigen Türkörper der Tür 800 befestigt werden und die zweiten Scharnierelemente 302 als Führungskörper in die korrespondierenden Führungsnuten der Türbefestigungseinrichtungen 1000 eingeführt werden. Indem ein Rastmechanismus zwischen einer jeweiligen Gehäusebefestigungseinrichtung 802 und einer zugehörigen Türbefestigungseinrichtung 1000 durch bloßes Einführen des freien Endes der zweiten Scharnierelemente 302 in die jeweilige Aussparung 1002 der Türbefestigungseinrichtung 1000 aktiviert bzw. ausgelöst wird, ist ein werkzeugfreies Handhaben der in 4 gezeigten Anordnung ermöglicht.
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In 5 ist die Gehäusebefestigungseinrichtung 802 mit dem betätigbaren Rastkörper 806 näher dargestellt. Dieser kann von einem Benutzer durch ein Loch in der Seitenwand mit dessen Hand betätigt werden, wenn die Tür 800 in dem hohlquaderförmigen Aufnahmegehäuse 902 aufgenommen ist. Die intuitive halbkreisförmige Gestalt der Rastkörper 806, die durch die Aussparungen 1002 in der Seitenwand des Aufnahmegehäuses 902 im eingerasteten Zustand hindurchgeführt sind, ermöglichen eine intuitive Betätigung und Handhabung der Rastkörper 806 durch den Benutzer. Die Rastkörper 806 sind von dem als Scharnier ausgestalteten Schwenkmechanismus 804 durch einen Federbalken 810 beabstandet, der unter Belastung verbiegbar ist, um die Tür 800 an dem Aufnahmegehäuse 902 anzustecken oder von dem Aufnahmegehäuse 902 zu lösen. Eine Führungsschiene 808 umgibt den Rastkörper 806 und den Federbalken 810 im Wesentlichen U-förmig. Dadurch legt sich die Führungsschiene 808 schützend um Rastkörper 806 und Federbalken 810 und definiert gleichzeitig die Einführrichtung. Ferner ist der Überstand 812 an einem an dem Rastkörper 806 angrenzenden Endabschnitt des Federbalkens 810 ausgebildet. Dieser Überstand 812 dient dazu, bei Überschreiten einer vorgegebenen Grenzbelastung die Tür 800 von dem Aufnahmegehäuse 902 zu lösen.
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Wie 5 zeigt, erstrecken sich zwei gleichartige Scharnierkörper 804 mit zugehörigen Führungsstrukturen im Wesentlichen parallel von einem Türkörper 850 aus. Wenn ein Benutzer die Tür 802 an der Seitenwand befestigen möchte, so hat er nur die Führungsstrukturen in die entsprechenden Aufnahmeführungsnuten der Seitenwand des Aufnahmegehäuses 902 einzuschieben. Dadurch kommt es zu einem Verrasten der Rastkörper 806 in Aussparungen 1002 in der Seitenwand, so dass die Rastkörper 806, bedingt durch eine Vorspannkraft der Federbalken 810, form- und kraftschlüssig in die Aussparungen 1002 der Seitenwand des Aufnahmegehäuses 902 hineingedrückt werden. Somit kommt es zu einer werkzeugfreien Montierbarkeit der Tür 802 an der Seitenwand.
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Indem die streifenförmigen Überstände 812 an den Federbalken 810 entsprechend konfiguriert (insbesondere hinsichtlich Dicke, Länge, Breite und/oder Oberflächenprofil) werden, kann definiert werden, ab welcher Grenzbelastung die Tür 800 ungeachtet einer gezielten Betätigung der Befestigungseinrichtungen 802, 1000 durch einen Benutzer aus Sicherheitsgründen aus dem Aufnahmegehäuse 902 herausgelöst wird. Dies ermöglicht ein Herauslösen der Tür 802, bevor eine solche als Resultat einer auf die geöffnete Tür 802 unbeabsichtigt ausgeübten Kraft zu einem Umstürzen der Aufnahmeanordnung und ggf. zu einer Verletzung eines Benutzers führt.
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6 zeigt eine turmartige Stapelung der Fluidverarbeitungsmodule 202, 204, 206, die separate Aufnahmegehäuse 902 mit jeweils darin enthaltenen Fluidverarbeitungseinrichtungen aufweisen. Fluidverarbeitungseinrichtungen unterschiedlicher Fluidverarbeitungsmodule 202, 204, 206 können fluidisch und elektrisch gekoppelt sein.
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Das Fluidverarbeitungsmodul 202 ist in 6 näher gezeigt und weist zwei Türen 800 auf. Eine dieser beiden Türen ist in 6 im verschlossenen Zustand gezeigt, wohingegen die andere Tür gerade von dem Aufnahmegehäuse 902 abgenommen ist, womit ein Aufnahmeraum 600 zum Aufnahme einer Fluidverarbeitungseinrichtung freigelegt ist. In diesem Aufnahmeraum 600 kann die gewünschte Fluidverarbeitungseinrichtung, zum Beispiel eine Pumpe oder eine chromatographische Trennsäule, angeordnet, aufgenommen und montiert werden. Führungsnuten 1004 an den Seitenwänden des Aufnahmegehäuses 902 erlauben das Einführen von Gehäusebefestigungseinrichtungen der Tür 802, insbesondere der zweiten Scharnierelemente 302.
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In 7 ist das Fluidverarbeitungsmodul 202 in einem Zustand gezeigt, in dem die linke Tür 800 um 180° geschwenkt worden ist, um diese vollständig zu öffnen. Wiederum ist gezeigt, dass durch diese Schwenkbewegung der Aufnahmeraum 600 freigelegt worden ist.
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In 8 ist nochmals ein Detail der Tür 800 gezeigt, bei der ein schematisch dargestelltes Türelement oder Türkörper 850 über ein Scharnier 804 mit der in 5 beschriebenen Führungs- und Befestigungsstruktur verbunden ist.
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9 zeigt eine Aufnahmeanordnung 900 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Die Aufnahmeanordnung 900 ist gebildet aus einem hohlquaderförmigen Aufnahmegehäuse 902 mit einer geschlossenen Rückwand, zwei geschlossenen Seitenwänden, einer geschlossenen Deckwand und einer geschlossenen Bodenwand. Diese Wände können aber Öffnungen zum Durchführen von elektrischen und fluidischen Leitungen 930 haben. Die vordere Seite des Aufnahmegehäuses 902 ist teilweise offen, wobei ein umlaufender Rahmen eine fensterförmige vorderseitige Öffnung definiert. Die vordere Seite des Aufnahmegehäuses 902 gestattet einen Zugang zu einem Aufnahmeraum 600 zum Aufnehmen von beliebigen fluidverarbeitenden Komponenten. Das Aufnahmegehäuse 902 hat an den Seitenwänden Türbefestigungseinrichtungen 1000 mit halbkreisförmigen Aussparungen 1002 zum lösbaren Befestigen einer jeweiligen Tür 800. Ebenfalls gezeigt sind in 9 zwei Türen 800, 920. Jede dieser Türen 800, 920 hat Gehäusebefestigungseinrichtungen 802 zum Befestigen an der jeweiligen Türbefestigungseinrichtung 1000 des Aufnahmegehäuses 902. Ferner ist an jeder Tür 800, 920 ein als Scharnier ausgebildeter Schwenkmechanismus 804 vorgesehen, der ein Schwenken der jeweiligen Tür 800, 920 zwischen einem den Aufnahmeraum 600 verschließenden Zustand und einem den Aufnahmeraum 600 von außen zugänglich machenden Zustand überführt. Dabei ist zum Beispiel eine Schwenkbewegung um 180° oder sogar 270° ermöglicht.
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Die Türbefestigungseinrichtung 1000 und die Gehäusebefestigungseinrichtung 802 sind jeweils derart aneinander angepasst, dass, wenn die Befestigungseinrichtungen 802, 1000 durch einen Benutzer betätigt werden, die jeweilige Tür 800, 920 von dem Aufnahmegehäuse 902 abnehmbar ist. Wenn eine auf die Tür 800, 920 im geöffneten Zustand einwirkende Belastung eine vorgegebene Grenzbelastung überschreitet, wird die Tür 800 auch ohne Betätigen der Befestigungseinrichtungen 802, 1000 aus dem Aufnahmegehäuse 902 gelöst. Die Türbefestigungseinrichtungen 1000 haben jeweils eine Aussparung 1002 in einer Seitenwand des Aufnahmegehäuses 902. Die Rastkörper 806 der Gehäusebefestigungseinrichtungen 802 können gerade durch die Aussparungen 1002 in den Seitenwänden des Aufnahmegehäuses 902 formschlüssig hindurchtreten und verrasten dabei an der Seitenwand. Betätigt nun ein Benutzer den Rastkörper 806 der Befestigungseinrichtung 802 durch die Aussparung 1002 hindurch entlang einer Betätigungsrichtung 904 (die senkrecht zu der Außenfläche der Seitenwand orientiert ist), so kommt es dadurch zu einem Lösen der Verrastung und einer Abnehmbarkeit der Tür 800, 920, die ein Benutzer dann bloß noch nach vorne hin (anschaulich aus der Papierebene von 9 heraus) abziehen muss. Dadurch kann ein Benutzer eine jeweilige Tür 800, 920 mit einer einfachen Handbewegung abnehmen, zum Beispiel um unter beengten Bedingungen Wartungsarbeiten in dem Aufnahmeraum 600 durchführen zu können.
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Wenn sich die Tür 800, 920 dagegen in einem zumindest teilweise geöffneten Zustand befindet und ein Benutzer zum Beispiel durch Unachtsamkeit eine vertikale Kraft auf diese geöffnete Tür 800, 920 ausübt, kann es infolge der starken Hebelwirkung herkömmlich zu einem Umkippen der Aufnahmeanordnung 900 kommen. Um dies zu vermeiden, ist erfindungsgemäß ein Sicherheitsmechanismus implementiert, der bei Überschreitung einer vorgegebenen Grenzbelastung die Tür 800, 920 automatisch aus dem Aufnahmegehäuse 902 ablöst. Bevor also eine Aufnahmeanordnung 900 als Ganzes umkippt, wird die jeweilige Tür 800, 920 aus Sicherheitsgründen herausgelöst. Dies passiert auch ohne Betätigen der Befestigungseinrichtungen 802, 1000, wenn eine Kraft, welche die vorgebbare Grenzbelastung überschreitet, in Richtung einer vertikalen Belastungsrichtung 906 auf die Tür 800, 920 ausgeübt wird.
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Wie 9 zeigt, sind die Betätigungsrichtung 904 zum benutzerdefinierten Herausnehmen der Tür 800, 920 und die Belastungsrichtung 906 zum Herauslösen der Tür 800, 920 aus Sicherheitsgründen zueinander senkrecht angeordnet. Die Befestigungseinrichtungen 802, 1000 sind ferner so konfiguriert, dass der Sicherheitsmechanismus erst bei einer höheren Krafteinwirkung auslöst, als eine andere Grenzkraft, die zum benutzerdefinierten Herausnehmen der Tür 800, 920 benötigt wird.
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10 zeigt noch ein Detail der Türbefestigungseinrichtung 1000. Eine im Querschnitt im Wesentlichen H-förmige Aufnahmenut 1004 dient als Führungsstruktur zum Aufnehmen eines korrespondierenden Führungskörpers einer entsprechend geformten Gehäusebefestigungseinrichtung 802. 10 zeigt auch eine Einführrichtung 1006 zum werkzeugfreien Montieren einer Tür 800, 920 an der Seitenwand des Aufnahmegehäuses 902 und eine Herausnahmerichtung 1008 zum benutzerdefinierten Herausnehmen der Tür 800, 920. Eine Aussparung 1002 in der Seitenwand des Aufnahmegehäuses 902 ist in 10 ebenfalls gezeigt.
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Es sollte angemerkt werden, dass der Begriff „aufweisen” nicht andere Elemente ausschließt und dass das „ein” nicht eine Mehrzahl ausschließt. Auch können Elemente, die in Zusammenhang mit unterschiedlichen Ausführungsbeispielen beschrieben sind, kombiniert werden. Es sollte auch angemerkt werden, dass Bezugszeichen in den Ansprüchen nicht als den Schutzbereich der Ansprüche beschränkend ausgelegt werden sollen.
