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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ordnungsvorrichtung zum geordneten Führen von mehreren, zwischen einem Äußeren und einem Inneren eines Gehäuses eines Fluidverarbeitungsgeräts verlaufenden Fluidleitungen, eine Anordnung 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 sind unterschiedliche Betriebsflüssigkeiten, insbesondere Lösungsmittel erforderlich. Dies werden in Flaschen eingefüllt und aufbewahrt und mittels Schläuchen zwischen verschiedenen Modulen eines Flüssigchromatographiegeräts befördert.
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Die zwischen den Modulen extern geführten Schläuche verursachen diverse Probleme. Einerseits können diese in undefinierter Weise durchhängen oder sogar abknicken, was den Betrieb des Systems beeinträchtigen kann. Zweitens besteht beim Führen der Schläuche die Gefahr des unerwünschten Abziehens eines Schlauchs, womit eine entsprechende Fluidverbindung unterbrochen wird. Insgesamt ist das Handhaben von Fluidschläuchen bei Fluidhandhabungsgeräten problematisch.
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OFFENBARUNG
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Handhabung von Fluidleitungen beim Betreiben eines Fluidhandhabungsgeräts zu vereinfachen. Die Aufgabe wird mittels der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen gezeigt.
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Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Ordnungsvorrichtung zum geordneten Führen von mehreren, zwischen einem Äußeren und einem Inneren eines (insbesondere abgeschlossenen) Gehäuses eines Fluidverarbeitungsgeräts verlaufenden Fluidleitungen (insbesondere flüssigkeitsführende Leitungen) geschaffen, wobei die Ordnungsvorrichtung ein Griffstück zum Greifen durch einen Benutzer, eine Mehrzahl von Fluidleitungshaltestrukturen (zum Beispiel Paare von Federarmen), von denen jede zum haltenden Aufnehmen von einer jeweiligen der Fluidleitungen eingerichtet ist, und eine Befestigungseinrichtung zum Befestigen der Ordnungsvorrichtung an einer Aufnahmeöffnung des Gehäuses aufweist, wodurch die an den Fluidleitungshaltestrukturen gehaltenen Fluidleitungen unter Beibehaltung der Führbarkeit von Fluid (d.h. ohne dass ein fluidführendes Lumen der Fluidleitungen durch das haltende Aufnehmen abgedrückt wird) durch die Fluidleitungen geordnet zwischen dem Äußeren des Gehäuses und dem Inneren des Gehäuses geführt sind.
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Gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel ist eine Anordnung geschaffen, die eine Ordnungsvorrichtung mit den oben beschriebenen Merkmalen, ein Fluidverarbeitungsgerät zum Verarbeiten von Fluiden, wobei das Fluidverarbeitungsgerät mindestens ein Gehäuse mit einer Aufnahmeöffnung zum Aufnehmen der Ordnungsvorrichtung aufweist, und eine Mehrzahl von Fluidleitungen aufweist, die mittels der Fluidleitungshaltestrukturen geordnet zwischen dem Äußeren des Gehäuses und dem Inneren des Gehäuses führbar sind, wenn die Ordnungsvorrichtung an der Aufnahmeöffnung aufgenommen ist.
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Gemäß noch einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel ist ein Verfahren zum geordneten Führen von mehreren, zwischen einem Äußeren und einem Inneren eines Gehäuses eines Fluidverarbeitungsgeräts verlaufenden Fluidleitungen bereitgestellt, wobei bei dem Verfahren ein Griffstück einer Ordnungsvorrichtung durch einen Benutzer gegriffen wird, jede der Fluidleitungen in einer jeweiligen von einer Mehrzahl von Fluidleitungshaltestrukturen der Ordnungsvorrichtung haltend aufgenommen wird, und die Ordnungsvorrichtung an einer Aufnahmeöffnung des Gehäuses mittels einer Befestigungseinrichtung der Ordnungsvorrichtung aufgenommen wird, wodurch die an den Fluidleitungshaltestrukturen gehaltenen Fluidleitungen unter Beibehaltung der Führbarkeit von Fluid durch die Fluidleitungen geordnet zwischen dem Äußeren des Gehäuses und dem Inneren des Gehäuses geführt werden.
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Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Ordnungsvorrichtung geschaffen, die es ermöglicht, eine Mehrzahl von fluidführenden Leitungen so zu organisieren, dass diese in definierter und gemeinsam handhabbarer Weise zwischen einem Inneren und einem Äußeren eines Gehäuses eines Fluidverarbeitungsgeräts geführt werden können. Dadurch ist sowohl ein zeitaufwendiges einzelnes Handhaben der Fluidleitungen wie auch ein Verknicken oder sonstiges ungeordnetes Herumliegen der Fluidleitungen unterbunden, wodurch der Fluidleitungsprozess zuverlässig und schnell sowie einfach organisierbar wird. Um die Fluidleitungen zwischen dem Gehäuseinneren und dem Gehäuseäußeren definiert zu führen, hat ein Benutzer die einzelnen Fluidleitungen lediglich mit den Fluidleitungshaltestrukturen der Ordnungsvorrichtung haltend in Eingriff zu bringen, zum Beispiel einzuklipsen. Die Haltekraft der Fluidleitungshaltestrukturen ist dabei ausreichend groß eingestellt, um ein unerwünschtes Herausfallen der Fluidleitungen aus den Fluidleitungshaltestrukturen während des Handhabens der Ordnungsvorrichtung und während des Betriebs des Fluidverarbeitungsgeräts zu vermeiden. Langzeitig ist die Haltekraft ausreichend klein einzustellen, um ein Unterbinden des Fluidflusses durch die Fluidleitungen im an der Ordnungsvorrichtung aufgenommenen Zustand zu vermeiden. Anders ausgedrückt werden die flexiblen Schläuche durch die Halte- bzw. Klemmkraft nicht so stark gehalten, dass der Fluidleitungskanal im Inneren der Fluidleitungen dadurch zugedrückt oder abgeschnürt wird. Nachdem die Fluidleitungen einzeln in die Fluidleitungshaltestrukturen eingeführt worden sind, hat der Benutzer die Ordnungsvorrichtung nur noch an einer invers geformten Aufnahmeöffnung des Gehäuses anzubringen. Es ist kein weiterer Handhabungsschritt für den Benutzer erforderlich, um auch viele Fluidleitungen zwischen dem Gehäuseinneren und dem Gehäuseäußeren ohne Beeinträchtigung von deren Fluidleitungsfähigkeit zu überführen. Durch das haltende Befestigen wird außerdem ein unerwünschtes Verrutschen oder Verschieben von Fluidleitungen im Gehäuseinneren und im Gehäuseäußeren vermieden.
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Besonders in einem modularen Fluid- bzw. Probentrenngerät, das aus verschiedenen Modulen mit separaten Gehäusen gebildet ist, die fluidisch und kommunizierfähig zu koppeln sind, ist ein solches geordnetes Führen von Proben, Lösungsmitteln und anderen Fluidleitungen besonders vorteilhaft.
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Im Weiteren werden Ausgestaltungen der Ordnungsvorrichtung, der Anordnung und des Verfahrens beschrieben.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Befestigungseinrichtung so ausgebildet sein, dass die Ordnungsvorrichtung von dem Gehäuse händisch, insbesondere werkzeugfrei, wieder abnehmbar ist. Anders ausgedrückt kann sowohl die Montage als auch die Demontage der Ordnungsvorrichtung an dem Gehäuse durch einen Benutzer werkzeugfrei erfolgen. Dies kann zum Beispiel durch einen händisch lösbaren Rastmechanismus bewerkstelligt werden, der einerseits ein verrastendes Anbringen der Ordnungsvorrichtung an der Öffnung des Gehäuses und andererseits ein Abnehmen der Ordnungsvorrichtung von dem Gehäuse durch Lösen des Rastmechanismus erlaubt.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Befestigungseinrichtung mindestens einen Rasthaken zum Ausbilden einer Rastverbindung mit einer korrespondierenden Rastnut des Gehäuses aufweisen. Wird also die Ordnungsvorrichtung in die Öffnung des Gehäuses eingeführt, so verhakt sich der Rasthaken der Ordnungsvorrichtung in einer Rastnut des Aufnahmegehäuses, womit es zu einer robusten und stabilen, aber händisch wieder lösbaren Befestigung der Ordnungsvorrichtung an dem Gehäuse kommt. Es ist auch möglich, Rasthaken und Rastnut in inverser Weise vorzusehen, d.h. einen Rasthaken an dem Gehäuse und eine Rastnut an der Ordnungsvorrichtung.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann jede der Mehrzahl von Fluidleitungshaltestrukturen zum klemmenden Halten einer jeweiligen Fluidleitung mit einer derartigen Klemmkraft ausgebildet sein, dass ungeachtet der Klemmkraft eine Unterbrechung eines Fluidflusses durch die Fluidleitung verunmöglicht ist. Durch dieses Design der Fluidhaltestrukturen ist es ermöglicht, dass einerseits eine feste Haltekraft auf die Fluidleitungen ausgeübt wird, welche die Fluidleitungen zuverlässig an der Ordnungsvorrichtung arretiert, andererseits der Flüssigkeitsfluss durch die Fluidleitungen auch im gehaltenen Zustand nicht unterbrochen wird.
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Zu diesem Zweck kann jede der Fluidleitungshaltestrukturen durch einen ersten Federhaken und einen kooperierenden zweiten Federhaken realisiert sein, die zumindest endseitig (d.h. an ihren freien Enden) gekrümmt, insbesondere endseitig im Wesentlichen halbkreisförmig gekrümmt, ausgebildet sein können. Die gekrümmten und aufeinander zulaufenden Enden der Federhakenpaare, sind am Ende von Federbalken angeordnet, die von einer gemeinsamen Stützstruktur der Ordnungsvorrichtung abgehen und den Federbalken federnde Eigenschaften verleihen. Indem die Enden von zwei zugehörigen Haltefedern aufeinander zulaufend ausgebildet sind, kann zwischen benachbarten Federelementen ein Formschluss und eine Klemmkraft zum Halten der Fluidleitungen ausgebildet werden, die eine jeweilige Fluidleitung klemmend befestigt.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel können die Fluidleitungshaltestrukturen derart angeordnet sein, dass die daran haltend aufgenommenen Fluidleitungen zueinander zumindest abschnittsweise (insbesondere beidseitig angrenzend an die Fluidleitungshaltestrukturen) parallel verlaufen. Diese parallel verlaufende Anordnung der Fluidleitungen kann an der Gehäuseaußenseite angrenzend an die Fluidleitungshaltestrukturen bewirkt werden. Eine solche parallel verlaufende Anordnung der Fluidleitungen kann aber (alternativ oder ergänzend) auch an der Gehäuseinnenseite angrenzend an die Fluidleitungshaltestrukturen bewirkt werden. Auf diese Weise kann zum Beispiel eine sehr flache Anordnung der Fluidleitungen erreicht werden, was eine platzsparende Handhabung vieler Fluidleitungen auf kleinem Raum ermöglicht.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel können die Fluidleitungshaltestrukturen derart angeordnet sein, dass die daran haltend aufgenommenen Fluidleitungen bandartig nebeneinander (und insbesondere auch parallel zueinander) verlaufen. Gemäß einer solchen Ausgestaltung können die Fluidleitungen miteinander anschaulich ein flaches Band bilden bzw. flachbandkabelartig ausgebildet sein, wobei eine unmittelbare Kopplung der Fluidleitungen beispielsweise nur an den Fluidleitungshaltestrukturen erfolgt. Eine solche Ausgestaltung erlaubt es, mit einer sehr kleinen Öffnung in der Gehäusewand auszukommen. Dadurch können unterschiedliche Bedingungen im Gehäuseinneren und Gehäuseäußeren (zum Beispiel Temperatur-, Druck- und/oder Feuchtigkeitsunterschiede) ungeachtet des Durchführens der Fluidleitungen durch das Gehäuse vorteilhaft aufrechterhalten bleiben.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel können die Fluidleitungshaltestrukturen eine Kammstruktur bilden. Eine solche Kammstruktur kann durch eine eindimensionale Anordnung von Fluidleitungshaltestrukturen entlang einer balkenartigen gemeinsamen Stützstruktur erreicht werden, wobei sich die einzelnen Fluidleitungshaltestrukturen parallel zueinander senkrecht von der Stützstruktur aus erstrecken können. Mit einer solchen Kammstruktur können Benutzer in einfacher Weise viele Fluidleitungen handhaben, indem zwischen benachbarten Kammzinken jeweils eine Fluidleitung platzsparend eingeschlossen werden kann. Auch kann ein solcher Kamm an einem Haltegriff bequem gehalten werden, ohne dass es zu Beeinträchtigungen bei der Handhabung der Fluidleitungen kommt.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Ordnungsvorrichtung eine Führungsstruktur, insbesondere zwei oder mehr zueinander parallele Führungsschienen, zum geführten Einschieben in eine korrespondierend ausgebildete Führungsaussparung an der Aufnahmeöffnung des Gehäuses aufweisen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Anordnung eine Führungsaussparung, insbesondere zueinander parallele Führungsaussparungen, an der Aufnahmeöffnung des Gehäuses aufweisen, welche Führungsaussparung zum geführten Aufnehmen der korrespondierend ausgebildeten Führungsstruktur der Ordnungsvorrichtung angepasst ist, um eine Einschubrichtung der Ordnungsvorrichtung in das Gehäuse zu definieren. Führungsschienen zeigen einem Benutzer intuitiv an, wie die Ordnungsvorrichtung an einem Gehäuse zu montieren ist. Zwei zueinander parallele Führungsschienen erlauben eine besonders fehlerrobuste Handhabung der Ordnungsvorrichtung.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Führungsstruktur ausgebildet sein, dass eine durch die Führungsstruktur definierte Einführrichtung parallel zu einer Verlaufsrichtung der in den Fluidleitungshaltestrukturen geführten Fluidleitungen ist. Die Fluidleitungen verlaufen dann parallel zur Einführrichtung, was ebenfalls ein platzsparendes und intuitives Einführen unterstützt.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Ordnungsvorrichtung eine thermische Isolationsstruktur an oder neben den Fluidleitungshaltestrukturen aufweisen, welche thermische Isolationsstruktur zum zumindest teilweisen thermischen Isolieren des Inneren des Gehäuses gegenüber dem Äußeren des Gehäuses ausgebildet ist, wenn die Ordnungsvorrichtung an der Aufnahmeöffnung des Gehäuses aufgenommen ist. Wenngleich bereits eine bandartige Anordnung der Fluidleitungen eine thermische Entkopplung zwischen Gehäuseinneren und Gehäuseäußeren begünstigt, kann eine solche thermische Entkopplung weiter verbessert werden, indem eine thermische Isolationsstruktur an oder neben den Fluidleitungshaltestrukturen vorgesehen wird. Diese unterbindet einen Wärmefluss zwischen Gehäuseinneren und Gehäuseäußeren, indem diese zum Beispiel Hohlräume beim Einführen elastisch schließt.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die thermische Isolationsstruktur eine geschlitzte und elastische Lippe (zum Beispiel eine Gummilippe) aufweisen, die entlang der Fluidleitungshaltestrukturen verlaufend angeordnet ist und an jeder Fluidleitungshaltestruktur einen Schlitz zum Durchführen der jeweiligen Fluidleitung durch die Lippe aufweist. Anschaulich kann diese Lippe mit parallelen Schlitzen sich wie ein Vorhang über die in den Fluidleitungshaltestrukturen aufgenommenen Fluidleitungen legen, die Fluidleitungen durch die Schlitze passieren lassen und die Räume beidseitig des Vorhangs in gewissem Umfang thermisch trennen. Eine Schlitzung der Gummilippe kann an jeder Stelle erfolgen, wo eine jeweilige Fluidleitung zwischen dem Gehäuseinneren und dem Gehäuseäußeren geführt wird. Statt Gummimaterial kann auch ein anderes elastisches Material eingesetzt werden, das sich in Durchgangsbereichen an die Fluidleitungen anpasst bzw. anschmiegt. Vorzugsweise ist das Material der elastischen Lippe thermisch isolierend oder zumindest thermisch schlecht leitend.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Ordnungsvorrichtung als einstückiger Körper, insbesondere als einstoffiger Körper, weiter insbesondere als einstoffiger Kunststoffkörper, noch weiter insbesondere als Spritzgusskörper, ausgebildet sein. Dadurch kann die Ordnungsvorrichtung kostengünstig gefertigt werden. Sie ist dann aufgrund des Vorsehens nur eines einzigen Teils auch besonders einfach zu handhaben.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Griffstück als im Wesentlichen halbkreisförmige Platte ausgebildet sein, an deren geradliniges Ende sich ein im Wesentlichen rechteckförmiger Plattenabschnitt mit den Fluidleitungshaltestrukturen anschließt, und an deren gekrümmtes Ende sich im Wesentlichen senkrecht zu dem geradlinigen Ende erstreckende Federbalken mit endseitigen Rasthaken als Befestigungseinrichtung anschließen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Aufnahmeöffnung entsprechend einen halbkreisförmigen Zentralabschnitt mit zwei seitlich angeformten rechteckigen Endabschnitten aufweisen. Somit kann die Aufnahmeöffnung eine inverse Geometrie zur Geometrie der Ordnungsvorrichtung haben. Eine halbkreisförmige Platte der Ordnungsvorrichtung ist aufgrund der anatomischen Verhältnisse durch die Hand eines Benutzers gut ergreifbar, ohne dass die Handhabung der Fluidleitungen darunter leidet. Rasthaken und Fluidleitungshaltestrukturen können auf gegenüberliegenden Seiten der halbkreisförmigen Platte positioniert sein. Dadurch ist ein Konzentrieren zu vieler funktioneller Komponenten im selben Bereich der Ordnungsvorrichtung vermieden, was wiederum die Handhabung der Ordnungsvorrichtung erleichtert.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Anordnung mehrere Ordnungsvorrichtungen des oben beschriebenen Typs aufweisen, zum Beispiel um Fluidleitungen mit einer ersten Ordnungsvorrichtung aus einem ersten Gehäuse herauszuführen und mit einer zweiten Ordnungsvorrichtung in ein zweites Gehäuse hineinzuführen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Anordnung eine weitere (und anders aufgebaute) Ordnungsvorrichtung zum geordneten Führen von mehreren, entlang des Äußeren des Gehäuses des Fluidverarbeitungsgeräts verlaufenden Fluidleitungen aufweisen, wobei die weitere Ordnungsvorrichtung ein weiteres Griffstück (das gleich wie oder anders als das Griffstück der oben beschriebenen Ordnungsvorrichtung ausgebildet sein kann) zum Greifen durch einen Benutzer, eine Mehrzahl von weiteren Fluidleitungshaltestrukturen (die gleich wie oder anders als die Fluidleitungshaltestrukturen der oben beschriebenen Ordnungsvorrichtung ausgebildet sein können), von denen jede zum haltenden Aufnehmen von einer jeweiligen der Fluidleitungen eingerichtet ist, und eine Montageeinrichtung (zum Beispiel Montagestifte oder -haken) zum, insbesondere abnehmbaren, Montieren der weiteren Ordnungsvorrichtung an einer Gegenmontageeinrichtung (zum Beispiel Montagenuten) an einer (insbesondere ansonsten geschlossenen) Außenwand des Gehäuses aufweisen, wodurch die an den weiteren Fluidleitungshaltestrukturen gehaltenen Fluidleitungen unter Beibehaltung der Führbarkeit von Fluid durch die Fluidleitungen geordnet entlang des Äußeren des Gehäuses geführt sind. Sind Fluidleitungen aus dem Gehäuseinneren zum Gehäuseäußeren herausgeführt, so können diese insbesondere bei einer Anordnung aus mehreren Modulen mit separaten Gehäusen auch entlang der Gehäuse geführt werden. Eine solche zusätzliche Ordnungsvorrichtung mit einem im Querschnitt im Wesentlichen L-förmigen Basiskörper kann anschaulich an eine Stufe an einer Seitenwand eines solchen Modulgehäuses angehängt werden, an der Behälterwand befestigt werden und für eine organisierte Führung der Fluidleitungen entlang der Behälterwand eingesetzt werden. Die Betätigung dieser weiteren Ordnungsvorrichtung ist ähnlich zu der zuvor beschriebenen Ordnungsvorrichtung, wobei die weitere Ordnungsvorrichtung nicht in eine Fluidleitungsdurchführöffnung des Gehäuses eingefügt wird, sondern an der Außenseite einer Gehäusewand abnehmbar angebracht wird.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann eine Außenwand des Gehäuses eine, insbesondere vertikal verlaufende, Fluidleitungsführungsnut aufweisen, in welcher Fluidleitungen aufgenommen und entlang welcher die Fluidleitungen entlang der äußeren Gehäusewand, insbesondere zumindest abschnittsweise parallel zueinander, führbar sind, ohne dass die Fluidleitungen über die Fluidleitungsführungsnut hinausstehen. Auch die weitere Ordnungsvorrichtung kann in der Fluidleitungsführungsnut auf die Gehäusewand angesetzt werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn von der Ordnungsvorrichtung entlang der Fluidleitungsführungsnut an der Außenwand des Gehäuses und über die weitere Ordnungsvorrichtung die Fluidleitungen platzsparend und versenkt sowie straff gespannt entlang des fluidischen Pfads zwischen zwei benachbarten Fluidhandhabungsmodulen geführt werden.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Gehäuse an der Aufnahmeöffnung eine Stufe aufweisen, die derart ausgebildet ist, dass die Fluidleitungen erst an der Stufe ins Innere des Gehäuses eindringen. Diese Stufe kann simultan die Fluidleitungsführungsnut bilden. Ein Übergang an einer solchen Stufe kann erfindungsgemäß mitverwendet werden, um die Ordnungsvorrichtung an der Gehäusewandöffnung zu montieren.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel können das Gehäuse und die Ordnungsvorrichtung derart aufeinander angepasst sein, dass im an der Aufnahmeöffnung aufgenommenen Zustand der Ordnungsvorrichtung diese bündig mit der Stufe abschließt. Im aufgenommenen Zustand kann sich somit die Ordnungsvorrichtung vollständig in die Umgebung einpassen, mithin können lokale Überstände oder dergleichen an der Gehäusewandaußenseite vermieden werden. An der Stufe können die Fluidleitungen durch die Ordnungsvorrichtung aus dem Gehäuseinneren austreten, entlang einem Viertelkreisbogen gekrümmt werden und dann entlang der Fluidleitungsführungsnut, die unter anderen durch die Stufe mitgebildet wird, außen an dem Gehäuse geschützt vertikal geführt werden.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Gehäuse an der Aufnahmeöffnung eine Gegenbefestigungseinrichtung zum Befestigen der Befestigungseinrichtung der Ordnungsvorrichtung aufweisen. Befestigungseinrichtungen und Gegenbefestigungseinrichtungen können zum Beispiel eine Nut-Feder-Verbindung oder eine Rastverbindung eingehen und hinsichtlich Position, Dimensionierung und Form aufeinander angepasst sein.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Fluidverarbeitungsgerät ein Probentrenngerät, insbesondere ein Flüssigchromatographie-Probentrenngerät, sein. In derartigen Anwendungen ist es erforderlich, viele Fluidleitungen, die Proben, Lösungsmittel, etc. führen, zu handhaben.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Fluidverarbeitungsgerät ein Modul eines Probentrenngeräts, insbesondere ein Modul eines Flüssigchromatographie-Probentrenngeräts, sein. Bei einer solcher modularen Anordnung eines Probentrenngeräts sind verschiedene Module, wie zum Beispiel ein Pumpenmodul, ein Trennsäulenmodul, ein Injektormodul, ein Flusszellendetektormodul, ein Entgasermodul, etc. mit ihren separaten Gehäusen fluidisch zu koppeln. Dies kann durch die erfindungsgemäßen Ordnungsvorrichtungen signifikant vereinfacht werden.
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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 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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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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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. Merkmale, 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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2A zeigt eine Ordnungsvorrichtung und 2B zeigt eine Anordnung aus dieser Ordnungsvorrichtung und einer Gehäusewand gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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3 illustriert den Einsatz von Ordnungsvorrichtungen gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung an Modulgehäusen eines modularen Probentrenngeräts gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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4 ist eine räumliche Vorderansicht einer Ordnungsvorrichtung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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5 ist eine Rückansicht der in 4 gezeigten Ordnungsvorrichtung.
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6 zeigt eine weitere Ordnungsvorrichtung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung zum gehäuseexternen Anhängen, um mehrere Fluidleitungen zu organisieren.
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7 illustriert eine Gehäusewand eines Fluidverarbeitungsmoduls mit einer Aufnahmeöffnung zum Aufnehmen einer Ordnungsvorrichtung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung und mit einer horizontalen Fluidleitungsführungsnut zum Führen von Fluidleitungen und zum Einhängen einer weiteren Ordnungsvorrichtung.
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8 zeigt eine Ordnungsvorrichtung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung während des Prozesses des Einhängens in eine Aufnahmeöffnung einer Gehäusewand.
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9 zeigt einen Teil einer Ordnungsvorrichtung mit einer thermischen Isolationsstruktur gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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10 zeigt einen Teil einer Ordnungsvorrichtung mit einer thermischen Isolationsstruktur gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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11 zeigt eine zu 6 alternative weitere Ordnungsvorrichtung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung zum gehäuseexternen Anhängen, um mehrere Fluidleitungen zu organisieren.
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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 genannten 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. 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. Hier können erfindungsgemäß im Weiteren näher beschriebene Ordnungsvorrichtungen eingesetzt werden, welche die einzelnen Module in geordneter Weise fluidisch koppeln helfen.
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2A zeigt eine Ordnungsvorrichtung 200 zum geordneten Führen von mehreren, zwischen einem Äußeren und einem Inneren eines in 2B gezeigten Gehäuses 250 eines Fluidverarbeitungsgeräts (zum Beispiel des Probentrenngeräts 10) verlaufenden Fluidleitungen 252. Die Ordnungsvorrichtung 200 weist ein Griffstück 202 auf, an dem ein Benutzer händisch die Ordnungsvorrichtung 200 greifen kann, um diese zu handhaben. Eine Mehrzahl von Fluidleitungshaltestrukturen 204 sind als Paare von klemmenden Federhaken jeweils zum haltenden Aufnehmen einer jeweiligen Fluidleitung 252, insbesondere eines Fluidleitungsschlauchs, eingerichtet. Mittels einer Befestigungseinrichtung 208 kann die Ordnungsvorrichtung 200 an einer Aufnahmeöffnung 254 des Gehäuses 250 befestigt werden. Dadurch werden die an den Fluidleitungshaltestrukturen 204 gehaltenen Fluidleitungen 252 geordnet zwischen dem Äußeren des Gehäuses 250 und dem Inneren des Gehäuses 250 geführt. Diese Führung wird durch eine Klemmverbindung mit den Fluidleitungshaltestrukturen 204 bewerkstelligt, die allerdings die Fähigkeit der Fluidleitungen 252, eine Flüssigkeit zu führen, nicht negativ beeinträchtigt. Anders ausgedrückt erfolgt die Klemmung mit einer ausreichend kleinen Kraft, um die Fluidkanäle im Inneren der Fluidleitungen 252 nicht zuzudrücken.
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Die Befestigungseinrichtung 208 ist als mit dem Gehäuse 250 zusammenwirkender Rastmechanismus ausgebildet, der aktiviert wird, wenn die Ordnungsvorrichtung 200 händisch in das Gehäuse 250 eingeführt wird. Ein händisches Lösen des Rastmechanismus erlaubt es, die Ordnungsvorrichtung 200 aus dem Gehäuse 250 unter Aufhebung der Rastverbindung zu entnehmen. Zum Einführen wie zum Herausnehmen ist eine einzige Hand eines Benutzers ausreichend, so dass dessen zweite Hand für andere Tätigkeiten, zum Beispiel das Halten von Fluidleitungen 252 oder deren Verklemmen in den Fluidleitungshaltestrukturen 204, frei bleibt. 2A zeigt auch, dass die Befestigungseinrichtung 208 einen Rasthaken 243 aufweist, der am Ende eines Federbalkens 241 angebracht ist.
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2A zeigt ferner, dass die Fluidleitungshaltestrukturen 204 der Ordnungsvorrichtung 200 eine Kammstruktur bilden und somit bei Aufnahme mehrerer Fluidleitungen 252 sicherstellen, dass alle Fluidleitungen 252 im Bereich der Fluidleitungshaltestrukturen 204 zueinander parallel verlaufen. Durch die Nebeneinanderanordnung der Fluidleitungshaltestrukturen 204 laufen die aufgenommenen Fluidleitungen 252 bandartig nebeneinander.
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Ferner weist die Ordnungsvorrichtung 200 eine Führungsstruktur 206 in Form zweier paralleler Führungsschienen auf, mit denen die Ordnungsvorrichtung 200 geführt in korrespondierend ausgebildete Führungsaussparungen an der Aufnahmeöffnung 254 des Gehäuses 250 einführbar ist. Die Führungsschienen 206 verlaufen parallel zu den Federbalken 241 der Befestigungseinrichtung 208.
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Die Ordnungsvorrichtung 200 ist als einstoffiger und einstückiger Kunststoffkörper ausgebildet, der mittels Spritzgießens hergestellt ist. Dies führt zu einer kostengünstig heerstellbaren, leicht handhabbaren und leichtgewichtigen Ordnungsvorrichtung 200.
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Bezugnehmend auf 2A ist das Griffstück 202 der Ordnungsvorrichtung als halbkreisförmige Platte 210 ausgebildet, an deren geradlinigem Ende 212 sich ein rechteck- oder balkenförmiger Plattenabschnitt 214 mit den Fluidleitungshaltestrukturen 204 anschließt. An das gekrümmte Ende 216 der halbkreisförmigen Platte 210 schließen sich die senkrecht zu dem geradlinigen Ende 212 erstreckenden Federbalken 241 samt Rasthaken 243 als Teile der Befestigungseinrichtung 208 an.
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2B zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung 270, die aus der bezugnehmend auf 2 beschriebenen Ordnungsvorrichtung 200 und einem Fluidverarbeitungsgerät in Form eines in dem Gehäuse 250 angeordneten Fluidverarbeitungsmoduls aufweist. Das Fluidverarbeitungsgerät dient der Verarbeitung von Flüssigkeiten und hat neben dem Gehäuse 250 eine funktionelle Komponente zum Verarbeiten des Fluids, zum Beispiel eine Probentrennsäule eines Flüssigchromatographie-Systems. In dem Gehäuse 250 ist die Aufnahmeöffnung 254 ausgebildet, die invers zu der Ordnungsvorrichtung 200 ausgebildet ist und zu deren Aufnahme dient. Eine Mehrzahl von Fluidleitungen 252 in Form flexibler Flüssigkeitsschläuche sind vorgesehen, um Flüssigkeiten, zum Beispiel fluidische Proben, Lösungsmittel, etc., zwischen dem Fluidverarbeitungsmodul und anderen Fluidverarbeitungsmodulen des Flüssigchromatographie-Systems zu transportieren.
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2B zeigt, dass die Fluidleitungen 252 mittels der Fluidleitungshaltestrukturen 204 der Ordnungsvorrichtung 200 geordnet zwischen dem Äußeren des Gehäuses 250 und dem Inneren des Gehäuses 250 geführt sind. Wenn also die Ordnungsvorrichtung 200 an der Aufnahmeöffnung 254 des Gehäuses 250 aufgenommen ist, sind die Fluidleitungen 252 aus dem Inneren an das Äußere des Gehäuses 250 geführt.
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2B zeigt ferner, dass eine Außenwand des Gehäuses 250 eine vertikal verlaufende Fluidleitungsführungsnut 256 aufweist, in welcher die Fluidleitungen 252 aufgenommen und entlang welcher die Fluidleitungen 252 entlang der äußeren Gehäusewand führbar sind. Aufgrund ihrer Aufnahme in der zurückversetzten Fluidleitungsführungsnut 256 stehen die Fluidleitungen 252 nicht über einer äußeren Wandung des Gehäuses 250 hinaus.
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Das Gehäuse 250 weist an der Aufnahmeöffnung 254 eine Stufe 258 auf, die derart ausgebildet ist, dass die Fluidleitungen 252 erst an der Stufe 258 ins Innere des Gehäuses 250 eindringen. Wenn also die Ordnungsvorrichtung 200 in dem Gehäuse 250 aufgenommen ist, fügt sich die Ordnungsstruktur 200 harmonisch und ohne Überstände in die umgebende Gehäusewandung ein. Ein Verhaken von Fluidleitungen mit anderen Komponenten an dieser Stelle ist somit vermieden. 2B zeigt auch, dass die Stufe 258 eine Begrenzung der Fluidleitungsführungsnut 256 bildet, so dass die Fluidleitungen 252 unmittelbar nach dem Herausführen aus dem Inneren des Gehäuses 250 nach einer Viertelkreisbiegung in der Fluidleitungsführungsnut 256 untergebracht vertikal und ohne Überstände zu einer fluidisch gekoppelten Komponente geführt werden.
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3 zeigt mehrere übereinander angeordnete Fluidverarbeitungsmodule, nämlich die 1 entsprechenden Komponenten 30, 20 und 50, die modular mit separaten Gehäusen 250 übereinander gestapelt sind. Jedes der Module 30, 20, 50 hat eine entsprechende Ordnungsvorrichtung 200, die in einer jeweiligen Aussparung im jeweiligen Gehäuse 250 eingeführt ist, und mit der Fluidleitungen aus dem jeweiligen Gehäuseinneren heraus zwischen den Modulen 30, 20, 50 geführt werden können.
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4 und 5 zeigen nochmals ein Ausführungsbeispiel einer Ordnungsstruktur 200 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 4 zeigt eine vorderseitige Ansicht, anhand der die Federbalken 241 und die Rasthaken 243 besonders gut sichtbar sind. 5 zeigt eine Rückansicht, welche die Fluidleitungshaltestrukturen 204 besonders gut zeigen.
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6 zeigt eine weitere Ordnungsvorrichtung 600, die zusätzlich zu der Ordnungsvorrichtung 200 in einer erfindungsgemäßen Anordnung 270 vorgesehen sein kann. Die weitere Ordnungsvorrichtung 600, die einen im Wesentlichen L-förmigen Basiskörper 610 zum Aufsetzen auf eine Stufe aufweist, dient ebenfalls dem geordneten Führen von mehreren, entlang dem Äußeren eines Gehäuses 250 eines Fluidverarbeitungsgeräts verlaufenden Fluidleitungen 252.
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Die weitere Ordnungsvorrichtung 600 hat ein weiteres Griffstück 602, das durch einen Benutzer ergriffen werden kann und gleichzeitig den Basiskörper 610 bildet. Eine Mehrzahl von weiteren Fluidleitungshaltestrukturen 604, die wie die in 4 und 5 gezeigten Fluidleitungshaltestrukturen 204 ausgebildet sein können, sind ebenfalls Teil der weiteren Ordnungsvorrichtung 600. Mittels der weiteren Fluidleitungshaltestrukturen 604 können die entlang der Außenwand des Gehäuses 250 verlaufenden Fluidleitungen 252 klemmend gehalten werden, ohne dass die Fluidleitungsfähigkeit der Fluidleitungen 252 beeinträchtigt wird.
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Eine Montageeinrichtung 606 in Form von Aufnahmezapfen dient dem abnehmbaren Montieren, anschaulich Einhängen, der weiteren Ordnungsvorrichtung 600 an einer Gegenmontageeinrichtung an einer Außenwand des Gehäuses 250. Eine solche Gegenmontageeinrichtung kann eine Nut oder Aussparung in dem ansonsten in dem Einhängbereich geschlossenen Gehäuse 250 sein. Durch Einführen der Montageeinrichtung 606 in die Gegenmontageeinrichtung können die an den weiteren Fluidleitungshaltestrukturen 604 gehaltenen Fluidleitungen 252 unter Beibehaltung der Führbarkeit von Flüssigkeiten durch die Fluidleitungen 252 geordnet entlang der Außenwand des Gehäuses 250 geführt werden. Das Auflegen des im Wesentlichen L-förmigen Basiskörpers 610 auf eine Stufe an der Außenwand des Gehäuses 250 unterstützt zudem die stabile Lage der weiteren Ordnungsvorrichtung 600 an dem Gehäuse 250.
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Ein- und dieselben Fluidleitungen 252 können in einem ersten Abschnitt an der Ordnungsvorrichtung 200 gehalten werden und dort aus dem Gehäuse 250 herausgeführt werden und können an einem zweiten Abschnitt mittels der weiteren Ordnungsvorrichtung 600 entlang der Außenwand des Gehäuses 250 geführt werden.
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7 zeigt, wie ein Benutzer die Ordnungsvorrichtung 200 handhabt und hält, um diese nachfolgend in eine Aufnahmeöffnung 254 des Gehäuses 250 einzuschieben. Hierfür befestigt der Benutzer zunächst in 7 nicht gezeigte Fluidleitungen an den Fluidleitungshaltestruktur 204, wobei die Fluidleitungen aus der Aufnahmeöffnung 254 des Gehäuses 250 herausgeführt sind. Mittels Einführens der Ordnungsvorrichtung 200 in die Aufnahmeöffnung 254 wird dann eine bündige Stufe an der Stelle der Aufnahmeöffnung 254 mittels der Ordnungsvorrichtung 200 erzeugt. Die Aufnahmeöffnung 254 hat einen halbkreisförmigen Zentralabschnitt 702 mit zwei seitlich anschließenden rechteckigen Endabschnitten 704. Damit ist die Aufnahmeöffnung 254 invers zu der Geometrie der Ordnungsvorrichtung 200 geformt. 7 zeigt ferner, wie eine weitere Ordnungsvorrichtung 600 auf eine Stufe an der Seitenwand des Gehäuses 250 aufgelegt ist und in die Seitenwand des Gehäuses 250 eingeführt ist.
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Bei einer zum Beispiel in 7 gezeigten turmartigen Stapelung von Fluidverarbeitungsmodulen, bei der Fluidleitungsführungsnuten 256 der Seitenwände 250 benachbarter Module (zum Beispiel zumindest im Wesentlichen) fluchtend angeordnet sind, ist mittels der weiteren Ordnungsvorrichtungen 600 eine vertikale geradlinige Führung der Fluidleitungen 252 entlang der Gehäuse 250 der mehreren übereinander gestapelten Module möglich.
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8 zeigt nochmals eine vergrößerte Darstellung der Gehäusewand 250 und der Ordnungsvorrichtung 200, die gerade im Begriff ist, an der Aufnahmeöffnung 254 befestigt zu werden.
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9 zeigt einen Teil einer Ordnungsvorrichtung mit einer thermischen Isolationsstruktur gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Fluidleitungen 252 verlaufen senkrecht zu der Papierebene von 9 und sind von den verdeckten und daher gestrichelt gezeichneten Fluidleitungshaltestrukturen 204 klemmend gehalten. Die thermische Isolationsstruktur 1000 ist als geschlitzte elastische Gummilippe mit parallelen Schlitzen 1002 benachbart zu der Fluidleitungshaltestrukturen 204 vorgesehen und liegt in der Papierebene von 9. Die thermische Isolationsstruktur 1000 dient zum teilweisen thermischen Isolieren des Inneren des Gehäuses 250 gegenüber dem Äußeren des Gehäuses 250, wenn die Ordnungsvorrichtung 200 an der Aufnahmeöffnung 254 des Gehäuses 250 aufgenommen ist. Die geschlitzte elastische Gummilippe ist entlang der Fluidleitungshaltestrukturen 204 angeordnet und weist an jeder Fluidleitungshaltestruktur 204 einen Schlitz 1000 zum Durchführen der jeweiligen Fluidleitung 252 auf. Statt Gummi kann jedes andere elastische und ausreichend schlecht wärmeleitende Material für die vorhangartige thermische Isolationsstruktur 1000 eingesetzt werden.
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10 zeigt einen Teil einer Ordnungsvorrichtung mit einer anderen thermischen Isolationsstruktur 1000 gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die thermische Isolationsstruktur 1000 ist als im Bereich der Fluidleitungshaltestrukturen 204 kreuzförmig geschlitzte elastische Gummilippe mit kreuzförmigen Schlitzen 1002 an den Fluidleitungshaltestrukturen 204 vorgesehen.
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11 zeigt eine zu 6 alternative weitere Ordnungsvorrichtung 600 gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung zum gehäuseexternen Anhängen an Einhängezapfen 606, um mehrere Fluidleitungen zu organisieren.
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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.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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