DE102022209394A1

DE102022209394A1 - Aufnahmevorrichtung, Analysegerät und Verfahren zum Herstellen einer Aufnahmevorrichtung

Info

Publication number: DE102022209394A1
Application number: DE102022209394.1A
Authority: DE
Inventors: Dieter Amesoeder; David Minzenmay; Max Schellenberg
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-09-09
Filing date: 2022-09-09
Publication date: 2024-03-14
Also published as: WO2024052453A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Aufnahmevorrichtung (200) mit einem Aufnahmebereich (205) zum Aufnehmen einer Kartusche (105) für ein Analysegerät zum Analysieren eines in der Kartusche (105) angeordneten Fluids. Dabei ist die Kartusche (105) durch eine Einschubbewegung entlang einer Einschubrichtung (222) durch eine Einführöffnung hindurch in den Aufnahmebereich (205) einschiebbar. Die Aufnahmevorrichtung (200) umfasst einen Kartuschenanschlag (215), einen Seitenanschlag (220), eine Positionierungseinrichtung (225) und eine Führungseinrichtung (230). Der Kartuschenanschlag (215) ist ausgeformt, um die Einschubbewegung der Kartusche (105) entlang der Einschubrichtung (222) zu begrenzen. Die Positionierungseinrichtung (225) ist ausgebildet, um eine Kraft quer zu der Einschubrichtung (222) auf die Kartusche (105) auszuüben, um die Kartusche (105) gegen den Seitenanschlag (220) zu drücken. Die Führungseinrichtung (230) ist ausgebildet, um die Kartusche (105) entlang der Einschubrichtung (222) in dem Aufnahmebereich (205) zu führen.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht von einer Aufnahmevorrichtung, einem Analysegerät und einem Verfahren zum Herstellen einer Aufnahmevorrichtung nach Gattung der unabhängigen Ansprüche aus.
Mikrofluidische Analysesysteme (sog. Lab-on-Chips, kurz LoCs) erlauben ein automatisiertes, zuverlässiges, schnelles, kompaktes und kostengünstiges Prozessieren von Patientenproben für die medizinische Diagnostik. Durch die Kombination einer Vielzahl von Operationen für die kontrollierte Manipulation von Fluiden können komplexe molekulardiagnostische Testabläufe in einer mikrofluidischen Vorrichtung, welche auch als Lab-on-Chip-Kartusche bezeichnet wird, durchgeführt werden. Das Prozessieren der Lab-on-Chip-Kartusche und die Analyse der Patientenprobe kann dabei in einem kompakten Analysegerät erfolgen. Nach dem Stand der Technik sind unterschiedliche Typen von mikrofluidischen Analysesystemen bekannt, welche auch als Lab-on-Chip-Plattformen oder Lab-on-Chip-Systeme bezeichnet werden. Derartige Lab-on-Chip-Plattformen verfolgen für die Bereitstellung der mikrofluidischen Operationen diverse technologische Ansätze: Zentrifugal-basierte Lab-on-Chip-Systeme nutzen beispielsweise die Zentrifugal-, Coriolis- und Eulerkräfte aus, welche in einer in kontrollierte Rotation versetzten Lab-on-Chip-Kartusche auftreten. Eine weitere Klasse von Lab-on-Chip-Plattformen stellen die druckbasierten Systeme dar, welche durch das Anlegen von wenigstens zwei Druckniveaus an eine mikrofluidische Kartusche einen kontrollierten Flüssigkeitstransport in dieser bewerkstelligen.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz eine verbesserte Aufnahmevorrichtung, ein verbessertes Analysegerät und ein verbessertes Verfahren zum Herstellen einer Aufnahmevorrichtung gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
Mit dem vorgestellten Ansatz lässt sich eine sichere Kartuscheneingabe in ein Analysegerät realisieren. Dabei kann eine besonders genaue und stabile Anordnung der Kartusche in einem Aufnahmebereich der Aufnahmevorrichtung ermöglicht werden.
Es wird eine Aufnahmevorrichtung mit einem Aufnahmebereich zum Aufnehmen einer Kartusche für ein Analysegerät zum Analysieren eines in der Kartusche angeordneten Fluids vorgestellt. Dabei ist die Kartusche durch eine Einschubbewegung entlang einer Einschubrichtung durch eine Einführöffnung hindurch in den Aufnahmebereich einschiebbar. Die Aufnahmevorrichtung umfasst einen Kartuschenanschlag, einen Seitenanschlag, eine Positionierungseinrichtung und eine Führungseinrichtung. Der Kartuschenanschlag ist ausgeformt, um die Einschubbewegung der Kartusche entlang der Einschubrichtung zu begrenzen. Die Positionierungseinrichtung ist ausgebildet, um eine Kraft quer zu der Einschubrichtung auf die Kartusche auszuüben, um die Kartusche gegen den Seitenanschlag zu drücken. Die Führungseinrichtung ist ausgebildet, um die Kartusche entlang der Einschubrichtung in dem Aufnahmebereich zu führen.
Die Aufnahmevorrichtung kann beispielsweise als Teil eines Analysegeräts ausgeführt sein, das beispielsweise zu Forschungszwecken oder im Diagnostikbereich eingesetzt werden kann. Das Analysegerät kann ein kompaktes Gerät zur molekularen Diagnostik sein. Die Kartusche kann als eine bekannte Lab-on-Chip-Kartusche ausgeführt sein, mit der beispielsweise eine Probe eines Patienten als Fluid untersucht werden kann. Dazu kann die Kartusche ein mikrofluidisches Netzwerk zum Prozessieren von Fluiden umfassen. Der Aufnahmebereich kann eine Aussparung in der Aufnahmevorrichtung darstellen. Die Kartusche kann vollständig oder zumindest teilweise in den Aufnahmebereich eingeschoben werden, um das Fluid unter Verwendung des Analysegeräts analysieren zu können. Die Anschläge können durch geeignete Elemente oder Wandabschnitte ausgeformt sein. Durch die unterschiedlich ausgerichteten Anschläge kann die Kartusche in zwei unterschiedliche Raumrichtungen fixiert werden. Dadurch kann ein Verrutschen und Verkippen der Kartusche verhindert werden. Die Positionierungseinrichtung kann als eine aktive Einrichtung ausgeführt sein, die beispielsweise einen Motor umfassen kann, oder als eine passive Einrichtung ausgeführt sein, die beispielsweise durch die Einschubbewegung vorgespannt werden kann. Die Führungseinrichtung kann eine Führungsnut oder mehrere Führungsnuten umfassen. Alternativ kann die Führungseinrichtung eine oder mehrere Führungsschienen umfassen.
Die Aufnahmevorrichtung kann eine genaue Positionierung der Kartusche in dem Analysegerät ermöglichen, sodass die Kartusche spielfrei in dem Aufnahmebereich der Aufnahmevorrichtung angeordnet werden kann. Zudem kann der Freiheitsgrad einer Bewegung der eingesetzten Kartusche eingeschränkt werden. Daraus können sich eine gute Positionierung der Kartusche und eine hohe Wiederholgenauigkeit bei der Eingabe von Kartuschen ergeben.
Der Kartuschenanschlag kann an einem der Einführöffnung des Aufnahmebereichs gegenüberliegenden Ende des Aufnahmebereichs angeordnet sein. Somit kann vorteilhafterweise das Einschieben der Kartusche in den Aufnahmebereich begrenzt werden, wodurch die Kartusche nicht zu weit in den Aufnahmebereich eingeschoben werden kann und die Einschubbewegung an einer vorbestimmten Position stoppt.
Der Seitenanschlag kann quer zu der Einschubrichtung an einer Seitenfläche des Aufnahmebereichs angeordnet sein. Die Kartusche kann beim Einschieben in den Aufnahmebereich oder im eingeschobenen Zustand gegen den Seitenanschlag gedrückt werden, um die Kartusche in die vorbestimmte Position zu überführen oder in der vorbestimmten Position zu halten.
Die Positionierungseinrichtung kann zumindest ein Kugeldruckstück oder ein Federelement aufweisen, um die Kartusche gegen den Seitenanschlag zu drücken. Das Kugeldruckstück oder das Federelement können eine zuverlässige Kraft auf die Kartusche ausüben, um sie gegen den Seitenanschlag zu drücken. Ferner kann das Kugeldruckstück oder das Federelement kostengünstig und einfach hergestellt werden.
Die Positionierungseinrichtung kann zumindest einen Magneten, zumindest einen Elektromotor oder zumindest einen pneumatischen Aktor aufweisen, um die Kartusche gegen den Seitenanschlag zu drücken. Der Magnet kann als ein Permanentmagnet oder ein Elektromagnet ausgeführt sein. Dadurch lässt sich ein Zeitpunkt des Aufbringens der Kraft definieren.
Die Aufnahmevorrichtung kann einen Trägerrahmen zum Aufnehmen der Kartusche umfassen, wobei der Trägerrahmen den Kartuschenanschlag und zusätzlich oder alternativ den Seitenanschlag ausformen kann. Beispielsweise können durch den Trägerrahmen ein Boden und Seitenwände des Aufnahmebereichs ausgeformt werden. Vorteilhafterweise lassen sich Abschnitte der Seitenwände als Anschläge verwenden.
Die Aufnahmevorrichtung kann ein Führungselement aufweisen, das eine Führungsnut zum Führen der Kartusche aufweisen kann. Die Führungsnut kann Teil der Führungseinrichtung sein oder zusätzlich zu der Führungseinrichtung ausgeformt sein. Das Führungselement kann gleitend oder fest an der Aufnahmevorrichtung angeordnet sein. Beispielsweise kann das Führungselement an dem Trägerrahmen angeordnet sein.
Das Führungselement kann somit gleitend an dem Trägerrahmen angeordnet sein. Die Kartusche kann unter Verwendung des Führungselements bereits in einem vorderen Bereich des Aufnahmebereichs geführt werden, wodurch die Kartusche bereits vom Beginn der Einschubbewegung her sicher geführt werden kann.
Das Führungselement kann eine Auswerfeinrichtung zum Auswerfen der Kartusche umfassen. Die Auswerfeinrichtung kann beispielsweise ein Federelement aufweisen. Für die Auswerfeinrichtung kann auf bekannte Mechanismen zurückgegriffen werden. Durch die Auswerfeinrichtung kann ein einfaches Entnehmen der Kartusche aus der Aufnahmevorrichtung erreicht werden.
Die Aufnahmevorrichtung kann einen Trägerdeckel umfassen. Der Trägerdeckel kann beispielsweise eine Decke des Aufnahmebereichs ausformen. Der Trägerdeckel kann die Führungseinrichtung oder einen Abschnitt der Führungseinrichtung ausformen. Beispielweise kann der Trägerdeckel eine Führungsnut zum Führen eines Führungselements der Kartusche ausformen. Dadurch kann eine einfache und dennoch zuverlässige Führung der Kartusche ermöglicht werden.
Die Aufnahmevorrichtung kann einen Abschlussdeckel zum Verschließen der Einführöffnung aufweisen. Dabei kann eine weitere Positionierungseinrichtung an dem Abschlussdeckel angeordnet sein, um eine Kraft längs zu der Einschubrichtung auf die Kartusche auszuüben, um die Kartusche gegen den Kartuschenanschlag zu drücken. Der Abschlussdeckel kann beispielsweise als ein Klappdeckel oder ein Schiebedeckel ausgeformt sein und nach Einführen der Kartusche in die Aufnahmevorrichtung geschlossen werden.
Ein Analysegerät weist eine Ausführungsform einer hierin genannten Aufnahmevorrichtung auf. Bei dem Analysegerät kann es sich um ein Gerät handeln, das beispielsweise in einem Labor eingesetzt werden kann. Das Analysegerät kann geeignete Analyseeinrichtungen aufweisen, mittels denen die Kartusche beispielsweise mit Druck zum Bewegen des Fluids innerhalb der Kartusche oder mit Strahlung zum optischen Analysieren des Fluids oder eines Reaktionsprodukts beaufschlagt werden kann. Die Aufnahmevorrichtung kann fix in dem Analysegerät verbaut sein.
Ein Verfahren zum Herstellen einer Ausführungsform einer hierin genannten Aufnahmevorrichtung umfasst einen Schritt des Ausformens eines Kartuschenanschlags und eines Seitenanschlags. Der Kartuschenanschlag wird ausgeführt, um eine Einschubbewegung der Kartusche zu begrenzen. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Anbringens einer Positionierungseinrichtung. Der Schritt des Anbringens wird ausgeführt um eine Kraft quer zu der Einschubrichtung auf die Kartusche auszuüben, um die Kartusche gegen den Seitenanschlag zu drücken. Im Schritt des Anbringens wird die Positionierungseinrichtung an der Aufnahmevorrichtung angebracht, beispielsweise an einem Trägerrahmen der Aufnahmevorrichtung. Das Verfahren umfasst außerdem einen Schritt des Ausformens einer Führungseinrichtung, um die Kartusche entlang der Einschubrichtung in dem Aufnahmebereich zu führen. Auch durch eine solche Ausführungsform können die Vorteile des hier beschriebenen Ansatzes sehr effizient realisiert werden.
Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

1 eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Analysegeräts;
2 eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Aufnahmevorrichtung;
3 eine Teildarstellung einer Kartusche für ein Ausführungsbeispiel einer Aufnahmevorrichtung;
4 eine Teildarstellung eines Trägerdeckels für ein Ausführungsbeispiel einer Aufnahmevorrichtung;
5 eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Aufnahmevorrichtung;
6 eine Darstellung einer Positionierungseinrichtung für ein Ausführungsbeispiel einer Aufnahmevorrichtung;
7 eine Darstellung einer Kartusche für ein Ausführungsbeispiel einer Aufnahmevorrichtung;
8 eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Aufnahmevorrichtung;
9 eine Teildarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Aufnahmevorrichtung;
10 eine Teildarstellung des Trägerdeckels für ein Ausführungsbeispiel einer Aufnahmevorrichtung;
11 eine Teildarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Aufnahmevorrichtung;
12 eine Teildarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Aufnahmevorrichtung;
13 eine Darstellung eines Führungselements für ein Ausführungsbeispiel einer Aufnahmevorrichtung;
14 eine Darstellung eines Führungselements für ein Ausführungsbeispiel einer Aufnahmevorrichtung; und
15 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen einer Aufnahmevorrichtung.

In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
1 zeigt eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Analysegeräts 100. Das Analysegerät 100 ist in diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um unter Verwendung einer Kartusche 105 eingegebene Proben zu analysieren, wodurch zum Beispiel PCR-Tests durchführbar sind. Hierfür ist die Kartusche 105, die beispielsweise mit einem Kunststoffgehäuse und einem mikrofluidischen Netzwerk zum Prozessieren der Probe ausgestattet ist, in eine Einführöffnung 110 des Analysegeräts 100 einführbar. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst das Analysegerät 100 optional ein Display 115 mit einer Touchfunktion, mittels dem lediglich beispielhaft Einstellungen zum gewünschten Analyseprozess manuell eingebbar sind. Zudem ist das Display 115 lediglich beispielhaft ausgebildet, um Analyseergebnisse anzuzeigen.
Um Proben von Materialien in dem Analysegerät 100 zu untersuchen, werden diese häufig in Behältern, wie der Kartusche 105 vorgehalten. Die Kartusche 105 wird dann in das Analysegerät 100 eingegeben und nach der Analyse wieder entnommen. Meist wird zunächst durch eine Interaktion mit einem Analyser definiert, dass eine bestimmte Analyse ausgeführt wird. Die Kartusche 105 wird dann in bestimmter Lage und Orientierung in das Analysegerät 100 eingegeben. Nach einer erfolgten Analyse oder nach einem Abbruch der Analyse wird die Kartusche 105 wieder entnommen.
Damit die Kartusche 105 im Analysegerät 100 bei der Eingabe an der vorbestimmten Position platziert werden kann, wird der Raum für die Kartusche 105 durch Anschläge begrenzt. Zudem kann die Kartusche 105 mittels einer Positionierungseinrichtung an zumindest einen der Anschläge gedrückt werden. Nach der Eingabe der Kartuschen 105 erfolgt die Analyse. Dazu wird die Kartusche 105 zunächst in ihrer Position fixiert, dann laufen unterschiedliche Prozessschritte ab, wie das Andrücken von Dichtungen, das mechanische Eindrücken von Stempeln zur Erzeugung von Fluidströmen, das Beheizen von Teilen der Kartusche 105, das optische Auslesen von Vorgängen, usw. Dazu weist das Analysegerät 100 geeignete Einrichtungen auf. Nach Abschluss der Analyse wird die Kartusche 105 wieder entnommen oder ausgeworfen.
Die Einführöffnung 110 des Analysegeräts 100, die auch als Eingabeschlitz bezeichnet werden kann, ist optional mittels eines Abschlussdeckels 120 nach der Eingabe der Kartusche 105 verschließbar. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine die oder eine weitere Positionierungseinrichtung 125, zum Beispiel federnde Elemente, an dem Abschlussdeckel 120 angeordnet, um die Kartusche 105 vorteilhaft innerhalb des Analysegeräts 100 zu positionieren und/oder um die Kartusche 105 in eine spielfreie Positionierung zu bringen. Beispielsweise ist die weitere Positionierungseinrichtung 125 ausgebildet, um eine Kraft längs zu einer Einschubrichtung der Kartusche 105 auf die Kartusche 105 auszuüben, um die Kartusche 105 gegen einen Kartuschenanschlag zu drücken, wie er beispielsweise in 2 dargestellt und näher erläutert ist. Der Abschlussdeckel 120 ist beispielsweise als ein Klappdeckel oder ein Schiebedeckel ausgeformt.
2 zeigt eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Aufnahmevorrichtung 200 zum Aufnehmen einer Kartusche 105 für ein Analysegerät, wie es beispielsweise in 1 beschrieben und dargestellt ist. Im betriebsbereiten Zustand des Analysegeräts ist die Aufnahmevorrichtung 200 in dem Analysegerät verbaut. Die Kartusche 105 ähnelt oder entspricht der Kartusche aus 1 und weist beispielsweise ein Fluid auf, welches unter Verwendung des Analysegeräts analysiert wird.
Die Aufnahmevorrichtung 200 weist einen Aufnahmebereich 205 zum Aufnehmen der Kartusche 105 auf, wobei die Form des Aufnahmebereichs 205 beispielsweise der Form der Kartusche 105 ähnelt oder entspricht. Ferner weist die Aufnahmevorrichtung 200 einen Kartuschenanschlag 215, einen Seitenanschlag 220, eine Positionierungseinrichtung 225 und eine Führungseinrichtung 230 auf.
Die Kartusche 105 wird beispielsweise von einem Nutzer in den Aufnahmebereich 205 geschoben und ist in 2 beispielhaft vollständig in dem Aufnahmebereich 205 angeordnet, sodass ein Ende der Kartusche 105 an dem Kartuschenanschlag 215 anliegt und/oder eine Seitenfläche der Kartusche 105 an dem Seitenanschlag 220 anliegt. Der Kartuschenanschlag 215 und/oder der Seitenanschlag 220 sind beispielsweise von einem Trägerrahmen 210 ausgeformt. Der Kartuschenanschlag 215 ist ausgeformt, um die Einschubbewegung der Kartusche 105 entlang einer Einschubrichtung 222 der Kartusche 105 in die Aufnahmevorrichtung 200 hinein zu begrenzen.
Die Aufnahmevorrichtung 200 umfasst beispielsweise den Trägerrahmen 210. Der Trägerrahmen 210 ist ausgebildet, um die Kartusche 105 aufzunehmen.
Dabei weist der Trägerrahmen 210 eine erste Seitenwand 235 und eine der ersten Seitenwand 235 gegenüberliegende zweite Seitenwand 240 auf. Die erste Seitenwand 235 ist beispielsweise geradlinig ausgeformt, während die zweite Seitenwand 240 rechtwinklige ausgeformt ist. Die zweite Seitenwand 240 formt gemäß einem Ausführungsbeispiel in einem Abschnitt einen Anschlag für die Kartusche 105 aus. Zwischen der ersten Seitenwand 235 und der zweiten Seitenwand 240 formt der Trägerrahmen 210 einen Boden 245 aus, der gemeinsam mit den Seitenwänden 235, 240 den Aufnahmebereich 205 begrenzt. Die erste Seitenwand 235 weist optional treppenstufenartige Ausformungen 250 auf, wobei der Kartuschenanschlag 215 gemäß einem Ausführungsbeispiel von einer dieser treppenstufenartigen Ausformung 250 ausgebildet ist. Der Seitenanschlag 220 ist beispielsweise von der ersten Seitenwand 235 ausgeformt.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst die Aufnahmevorrichtung 200 einen Trägerdeckel 255. Der Trägerdeckel 255 formt beispielsweise teilweise die Führungseinrichtung 230 aus. Die Führungseinrichtung 230 ist ausgebildet, um die Kartusche 105 entlang der Einschubrichtung 222 in dem Aufnahmebereich 205 zu führen. Dazu weist die Kartusche 105 beispielsweise einen Führungssteg 260 auf. Bei einem Einschieben der Kartusche 105 in den Aufnahmebereich 205 greift der Führungssteg 260 in die Führungseinrichtung 230, die hier beispielsweise als eine Führungsnut ausgeformt ist, ein. Somit ist ein vorteilhaftes Führen der Kartusche 105 in die Aufnahmevorrichtung 200 möglich.
Der Trägerdeckel 255 ist beispielsweise an dem Trägerrahmen 210, genauer gesagt an dem Boden 245 des Trägerrahmens 210 angeordnet. Der Trägerrahmen 210 und der Trägerdeckel 255 sind beispielsweise zweistückig ausgeformt, wobei sie alternativ auch einstückig ausgeformt sein können.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel überspannt der Trägerdeckel 255 nur ein dem Kartuschenanschlag 215 zugewandtes Ende der in die Aufnahmevorrichtung 200 eingeschobenen Kartusche 105.
Die Positionierungseinrichtung 225 ist aufgrund der Darstellung nicht sichtbar, ist aber gemäß einem Ausführungsbeispiel im Bereich der zweiten Seitenwand 240 angeordnet. Die Positionierungseinrichtung 225 ist ausgebildet, um bei einem Einschieben der Kartusche 105 in die Aufnahmevorrichtung 200 eine Kraft quer zu der Einschubrichtung 222 auf die Kartusche 105 auszuüben. Dadurch wird die Kartusche 105 gegen den Seitenanschlag 220 gedrückt. Die Positionierungseinrichtung 225 weist beispielsweise zumindest ein Kugeldruckstück oder ein Federelement auf, um die Kartusche 105 gegen den Seitenanschlag 220 zu drücken. Alternativ oder zusätzlich weist die Positionierungseinrichtung 225 zumindest einen Magneten, zumindest einen Elektromotor oder zumindest einen pneumatischen Aktor auf, um die Kartusche 105 gegen den Seitenanschlag 220 zu drücken.
Optional erfolgt die Positionierung der Kartusche 105 nach dem Schließen des Gerätes zusätzlich durch Einfahren eines Zylinderstifts in eine runde Zentrieröffnung in der Kartusche und im weiteren Verlauf durch das Anpressen der Kartusche gegen Endanschläge. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird ein Verdrehen der Kartusche 105 um eine Z-Achse 265 auch ohne die Verwendung eines Zylinderstifts vermieden. Durch Anbringen der Führungseinrichtung 230 und/oder der Positionierungseinrichtung 225 wird dazu zumindest ein Freiheitsgrad vor einem optionalen dem Klemmen der Kartusche 105 soweit eingeschränkt, dass nach dem Klemmen eine problemlose Analyse möglich ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt 2 den Trägerrahmen 210, die Kartusche 105 und den Trägerdeckel 255. An der Kartusche 105 ist der Führungssteg 260 angebracht, der bei der Eingabe in eine Führungsnut im Trägerdeckel 255 eingeführt wird. Dadurch ist die Kartusche 105 in allen Raumrichtungen positionierbar, abgesehen von der Richtung in der die Kartusche 105 eingeschoben wird. In dieser Richtung sorgt der Kartuschenanschlag 215, der auch als vorderer Anschlag bezeichnet werden kann, für die Positionierung. In anderen Worten ausgedrückt sind in 2 unter anderem der Führungssteg 260 und die Führungseinrichtung 230 zur Ausrichtung der Kartusche 105 dargestellt. Die Positionierung der Kartusche 105 ist durch Anschläge 215, 220 und durch die Führungseinrichtung 230, sowie durch kraftgebende Elemente, wie beispielsweise die Positionierungseinrichtung 225 bzw. Aktoren so verbessert, dass das Durchführen der Analyse problemlos erfolgt.
3 zeigt eine Teildarstellung einer Kartusche 105 für ein Ausführungsbeispiel einer Aufnahmevorrichtung. Die Kartusche 105 ähnelt oder entspricht der Kartusche aus einer der vorstehend beschriebenen Figuren.
Die Kartusche 105 weist gemäß einem Ausführungsbeispiel den Führungssteg 260 auf, der ausgeformt ist, um in die Führungsnut des Trägerdeckels der Aufnahmevorrichtung einzugreifen, wie es anhand der 2 und 4 dargestellt ist. Der Führungssteg 260 ist beispielshaft entlang eines Rands der Kartusche 105 ausgeformt und steht über eine Decke der Kartusche 105 heraus.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel formt die Kartusche 105 teilweise eine Stirnfläche 300 aus, die ausgebildet ist, um bei einem Einschieben der Kartusche 105 in den Aufnahmebereich gegen den Kartuschenanschlag der Aufnahmevorrichtung zu drücken. Somit wird die Einschubbewegung der Kartusche 105 begrenzt.
4 zeigt eine Teildarstellung eines Trägerdeckels 255 für ein Ausführungsbeispiel einer Aufnahmevorrichtung. Der Trägerdeckel 255 ähnelt oder entspricht dem Trägerdeckel aus einer der vorstehend beschriebenen Figuren.
Der Trägerdeckel 255 weist beispielsweise die Führungseinrichtung 230 auf, in die gemäß einem Ausführungsbeispiel der Führungssteg der Kartusche eingreift. Somit ist ein zuverlässiges Führen der Kartusche in dem Aufnahmebereich der Aufnahmevorrichtung möglich. Die Führungseinrichtung 230 ist in 4 als eine Führungsnut 400 ausgeformt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Führungsnut 400 an einem Seitenabschnitt des Trägerdeckels 255 ausgeformt.
5 zeigt eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Aufnahmevorrichtung 200. Dabei ähnelt oder entspricht die Aufnahmevorrichtung 200 der Aufnahmevorrichtung aus 2 mit Ausnahme dessen, dass die Positionierungseinrichtung 225 sichtbar ist. Ferner ist die Aufnahmevorrichtung 200, genauer gesagt der Trägerrahmen 210 geschnitten dargestellt.
Ein Pfeil 500 zeigt beispielhaft eine Richtung an, in die die Positionierungseinrichtung 225 die Kraft auf die Kartusche 105 ausübt. Die Positionierungseinrichtung 225 weist hier beispielsweise ein Kugeldruckstück 505 auf. Das Kugeldruckstück 505 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer Nut der zweiten Seitenwand 240 angeordnet. Die Kartusche 105 weist beispielsweise eine Fase 510 und eine Einrastnut 515 auf, wobei beim Einschieben der Kartusche 105 in den Aufnahmebereich 205 die Kugel des Kugeldrückstücks 505 von der Fase 510 eingedrückt wird und anschließend in der Einrastnut 515 der Kartusche 105 einrastet. Somit wird die Kartusche 105 gegen den Seitenanschlag 220 gedrückt.
In anderen Worten ausgedrückt zeigt 5 das Kugeldruckstück 505, das die Kartusche 105 bei der Eingabe in Pfeilrichtung gegen den Seitenanschlag 220, der auch als Anschlagkante bezeichnet werden kann, drückt. Dadurch wird ein vorhandenes Spiel, das für das Einschieben der Kartusche 105 grundsätzlich vorteilhaft ist, am Ende des Vorgangs eliminiert. Die Kugel des Kugeldruckstückes 505 wird über die Fase 510 eingedrückt, läuft dann an der Kartusche 105 entlang, bis sie in die Einrastnut 515 einrastet. Durch das Einrasten der Kugel in der Einrastnut 515 erhält der Anwender die Rückmeldung, dass die Kartusche 105 nun an der Endposition angekommen ist. Das kraftgebende Element kann alternativ ein durch Spritzgießen hergestellter, gefederter Haken sein, siehe 6.
Alternativ können zwei oder mehrere Kugeldruckstücke auf einer Seite eingesetzt werden, um ein gleichmäßiges Anpressen zu verbessern.
Alternativ können zwei oder mehrere Kugeldruckstücke auf gegenüberliegenden Seiten eingesetzt werden, um ein Drehmoment auf die Kartusche 105 auszuüben und somit zu positionieren.
Alternativ können statt der Kugeldrückstücke andere kraftgebende passive oder aktive Elemente bzw. Aktoren verwendet werden, die nach heutigem Stand der Technik bekannt sind. Dies können zum Beispiel Elektromotoren, pneumatische Aktoren, Magnete usw. sein.
Alternativ können kraftgebende passive oder aktive Elemente bzw. Aktoren auch an anderen Baugruppenelementen befestigt sein und auf die Kartusche 105 wirken.
In anderen Worten ausgedrückt ist in 5 ein Anpressen der Kartusche 105 durch ein krafterzeugendes Element, die Positionierungseinrichtung 225 dargestellt.
6 zeigt eine Darstellung einer Positionierungseinrichtung 225 für ein Ausführungsbeispiel einer Aufnahmevorrichtung. Die Positionierungseinrichtung 225 weist beispielsweise ein Federelement 600 auf. Das Federelement 600 ist beispielsweise als ein gefederter Haken ausgeformt, beispielsweise als ein Spritzgussteil. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Federelement 600 von dem Trägerrahmen oder einem anderen den Aufnahmebereich begrenzenden Element ausgeformt.
7 zeigt eine Darstellung einer Kartusche 105 für ein Ausführungsbeispiel einer Aufnahmevorrichtung. Die Kartusche 105 ähnelt der Kartusche aus einer der vorstehend beschriebenen Figuren.
Die Kartusche 105 weist beispielsweise eine nach innen versetzte Anschlagkante 700 auf. In anderen Worten ausgedrückt zeigt 7 eine Kartusche 105, die eine versetzt angeordnete Anschlagkante 700 aufweist. Die Anschlagkante 700 kann zusätzlich einen Knick aufweisen oder unterbrochen sein.
Die Kartusche 105 weist beispielsweise an ihrem Boden einen eingestanzten Pfeil 705 auf, der die Einschubrichtung in den Aufnahmebereich der Aufnahmevorrichtung repräsentiert.
8 zeigt eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Aufnahmevorrichtung 200. In anderen Worten ausgedrückt zeigt 8 eine mögliche Einbausituation der Kartusche 105 mit versetzter Anschlagkante. Dabei kann es sich um die in 7 beschriebene Anschlagkante handeln. Dazu wird die Führungsnut in Form und Position so angeordnet, dass eine möglichst genaue Führung für die Kartusche 105 möglich ist.
9 zeigt eine Teildarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Aufnahmevorrichtung 200, wobei die Positionierungseinrichtung nicht sichtbar ist.
Der Trägerrahmen 210, der Trägerdeckel 255, und die Kartusche 105 sind teilweise dargestellt. Der Führungssteg 260 der Kartusche 105 ist in der Führungsnut 400 der Führungseinrichtung 230 eingeschoben.
Die Kartusche 105 ist beispielsweise teilweise in die Aufnahmevorrichtung 200 eingeschoben, wobei die Kartusche 105 nicht an den Kartuschenanschlag 215 und den Seitenanschlag 220 gedrückt ist.
10 zeigt eine Teildarstellung des Trägerdeckels 255 für ein Ausführungsbeispiel einer Aufnahmevorrichtung. Der Trägerdeckel 255 ähnelt oder entspricht dem in den vorangegangenen Figuren beschriebenen Trägerdeckel. Der Trägerdeckel 255 formt die Führungseinrichtung 230 aus.
11 zeigt eine Teildarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Aufnahmevorrichtung 200, wobei die Positionierungseinrichtung und der Seitenanschlag nicht sichtbar sind.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Aufnahmevorrichtung 200 ein Führungselement 1100 auf. Das Führungselement 1100 ist beispielsweise fest oder gleitend an dem Trägerrahmen 210 angeordnet.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel formt das Führungselement 1100 einen weiteren Kartuschenanschlag 1105 aus.
11 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei der die Führungsnut oder eine weitere Führungsnut in einem zusätzlichen Bauteil, beispielsweise dem Führungselement 1100 angebracht ist. Das Führungselement 1100 kann ortsfest angebracht sein, ähnlich wie der Trägerdeckel, oder wie in 11 gezeigt, gleitend angeordnet sein. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Führungselement 1100 parallel zu der Einschubrichtung der Kartusche 105 verfahrbar an dem Trägerrahmen 210 befestigt. Durch die Verwendung eines beweglichen Teiles wird die Kartusche 105 in einem weiter vorne liegenden Ort, beispielsweise direkt angrenzend an die Einführöffnung, bereits geführt und dann in eine Endposition gebracht. Dadurch wird nicht nur die Endposition, sondern auch die Einschiebbewegung der Kartusche 105 definiert.
Das Führungselement 1100 erfüllt optional zumindest eine zusätzliche weitere Funktion, zum Beispiel ein Festhalten der eingeführten Kartusche 105 durch einen Schnapphaken oder das Auswerfen der Kartusche 105 aus der Aufnahmevorrichtung 200.
12 zeigt eine Teildarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Aufnahmevorrichtung 200, wobei die Positionierungseinrichtung nicht sichtbar ist.
Das Führungselement 1100 weist beispielsweise eine Führungsnut 1200 zum Führen der Kartusche 105 auf. Gemäß dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Führungssteg 260 der Kartusche 105 in der Führungsnut 1200 des Führungselements 1100 angeordnet.
13 zeigt eine Darstellung eines Führungselements 1100 für ein Ausführungsbeispiel einer Aufnahmevorrichtung. Dabei kann es sich um das in den vorangegangenen Figuren beschriebene Führungselement handeln.
Das Führungselement 1100 weist beispielsweise die Führungsnut 1200 und den weiteren Kartuschenanschlag aus. Ferner umfasst das Führungselement 1100 einen Schnapphaken 1300 zum Festhalten der Kartusche. Alternativ umfasst das Führungselement eine Auswerfeinrichtung zum Auswerfen der Kartusche.
Das Führungselement 1100 formt beispielsweise einen zylinderförmigen Abschnitt aus, der ausgebildet ist, um in den Trägerrahmen einzugreifen.
14 zeigt eine Darstellung eines Führungselements 1100 für ein Ausführungsbeispiel einer Aufnahmevorrichtung. Dabei entspricht das Führungselement 1100 dem Führungselement aus 13 mit Ausnahme dessen, dass das Führungselement 1100 aus einer anderen Perspektive dargestellt ist.
15 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 1500 zum Herstellen einer Aufnahmevorrichtung. Die Aufnahmevorrichtung entspricht oder ähnelt hierbei der Aufnahmevorrichtung aus einer der hierin beschriebenen Figuren.
Das Verfahren 1500 umfasst einen Schritt 1505 des Ausformens eines Kartuschenanschlags und eines Seitenanschlags. Ferner umfasst das Verfahren 1500 einen Schritt 1510 des Anbringens einer Positionierungseinrichtung. Im Schritt 1510 des Anbringens wird die Positionierungseinrichtung an der Aufnahmevorrichtung angebracht, beispielsweise an einem Trägerrahmen der Aufnahmevorrichtung. Das Verfahren 1500 umfasst außerdem einen Schritt 1515 des Ausformens einer Führungseinrichtung, um die Kartusche entlang der Einschubrichtung in dem Aufnahmebereich zu führen.

Claims

Aufnahmevorrichtung (200) mit einem Aufnahmebereich zum Aufnehmen einer Kartusche (105) für ein Analysegerät (100) zum Analysieren eines in der Kartusche (105) angeordneten Fluids, wobei die Kartusche (105) durch eine Einschubbewegung entlang einer Einschubrichtung (222) durch eine Einführöffnung (110) hindurch in den Aufnahmebereich (205) einschiebbar ist, und wobei die Aufnahmevorrichtung (200) die folgenden Merkmale aufweist: einen Kartuschenanschlag (215), der ausgeformt ist, um die Einschubbewegung der Kartusche (105) entlang der Einschubrichtung (222) zu begrenzen; einen Seitenanschlag (220); eine Positionierungseinrichtung (225), die ausgebildet ist, um eine Kraft quer zu der Einschubrichtung (222) auf die Kartusche (105) auszuüben, um die Kartusche (105) gegen den Seitenanschlag (220) zu drücken; und eine Führungseinrichtung (230), die ausgebildet ist, um die Kartusche (105) entlang der Einschubrichtung (222) in dem Aufnahmebereich (205) zu führen.
Aufnahmevorrichtung (200) gemäß Anspruch 1, wobei der Kartuschenanschlag (215) an einem der Einführöffnung (110) des Aufnahmebereichs (205) gegenüberliegenden Ende des Aufnahmebereichs (205) angeordnet ist.
Aufnahmevorrichtung (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Seitenanschlag (220) quer zu der Einschubrichtung (222) an einer Seitenfläche des Aufnahmebereichs (205) angeordnet ist.
Aufnahmevorrichtung (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Positionierungseinrichtung (225) zumindest ein Kugeldruckstück (505) oder ein Federelement (600) aufweist, um die Kartusche (105) gegen den Seitenanschlag (220) zu drücken.
Aufnahmevorrichtung (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Positionierungseinrichtung (225) zumindest einen Magneten, zumindest einen Elektromotor oder zumindest einen pneumatischen Aktor aufweist, um die Kartusche (105) gegen den Seitenanschlag (220) zu drücken.
Aufnahmevorrichtung (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Aufnahmevorrichtung (200) einen Trägerrahmen (210) zum Aufnehmen der Kartusche (105) umfasst, wobei der Trägerrahmen (210) den Kartuschenanschlag (215) und/oder den Seitenanschlag (220) ausformt.
Aufnahmevorrichtung (200) gemäß Anspruch 6, mit einem Führungselement (1100), das eine Führungsnut (1200) zum Führen der Kartusche (105) aufweist, wobei das Führungselement (1100) an dem Trägerrahmen (210) angeordnet ist.
Aufnahmevorrichtung (200) gemäß Anspruch 7, wobei das Führungselement (1100) gleitend an dem Trägerrahmen (210) angeordnet ist.
Aufnahmevorrichtung (200) gemäß Anspruch 8, wobei das Führungselement (1100) eine Auswerfeinrichtung zum Auswerfen der Kartusche (105) umfasst.
Aufnahmevorrichtung (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Aufnahmevorrichtung (200) die Führungseinrichtung (230) oder einen Abschnitt der Führungseinrichtung (230) ausformt.
Aufnahmevorrichtung (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Abschlussdeckel (120) zum Verschließen der Einführöffnung (110), wobei eine weitere Positionierungseinrichtung (125) an dem Abschlussdeckel (120) angeordnet ist, um eine Kraft längs zu der Einschubrichtung (222) auf die Kartusche (105) auszuüben, um die Kartusche (105) gegen den Kartuschenanschlag (215) zu drücken.
Analysegerät (100) mit einer Aufnahmevorrichtung (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11.
Verfahren (1500) zum Herstellen einer Aufnahmevorrichtung (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Verfahren (1500) die folgenden Schritte umfasst: Ausformen (1505) eines Kartuschenanschlags (215), um eine Einschubbewegung der Kartusche (105) zu begrenzen, und eines Seitenanschlags (220); Anbringen (1510) einer Positionierungseinrichtung (225), die ausgebildet ist, um eine Kraft quer zu der Einschubrichtung (222) auf die Kartusche (105) auszuüben, um die Kartusche (105) gegen den Seitenanschlag (220) zu drücken; und Ausformen (1515) einer Führungseinrichtung (230), die ausgebildet ist, um die Kartusche (105) entlang der Einschubrichtung (222) in dem Aufnahmebereich (205) zu führen.
Verwendung eines Analysegeräts (100) gemäß Anspruch 12 zum Analysieren eines in der Kartusche (105) angeordneten Fluids, insbesondere zu medizinischen Zwecken.