專利名稱：由多個培育箱組成的系統(tǒng)的制作方法
由多個培育箱組成的系統(tǒng)
本發(fā)明涉及一種由多個培育箱組成的系統(tǒng)，所述各培育箱分別包括一殼 體， 一設(shè)置在殼體內(nèi)部的、用于容納試驗容器的試樣室， 一溫度控制單元以 及一控制該溫度控制單元的電子控制器，其中，培育箱的試樣室可借助于溫 度控制單元加熱和/或冷卻，并且各培育箱的殼體分別具有一可關(guān)閉的、用于 裝載和卸載試樣室的入口孔，其中，培育箱的殼體允許培育箱垂直地堆疊。
這種類型的培育箱優(yōu)選應(yīng)用于生物、微生物、藥學(xué)、診斷或化學(xué)領(lǐng)域的 試樣，所述試樣必須在培育箱的試樣室內(nèi)承受特定的環(huán)境條件一定時間。在 此，試驗容器里的試樣被安放在培育箱的試樣室內(nèi)。在試樣為液體的情況下， 試驗容器是分別帶有一個或多個分容器的液體容器，例如所謂的"微孔板"
或"深孔板"。
例如US 6518059 Bl公開了 一種具有本發(fā)明前序部分特征的由多個用于 容納1鼓孔才反"的培育室組成的系統(tǒng)。其中，多個功能相同的培育箱可相疊 地堆疊。此外，按第二種可選的實施形式還規(guī)定，培育箱的試樣室的溫度要 么可通過各培育箱自身的溫度控制單元單獨調(diào)節(jié)，要么可以通過所謂的主培 育箱的溫度控制單元控制。在后一種情況下，各培育箱只能在基本上相同的 試樣室溫度下工作。
從之前公知的現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種盡 可能廣泛適用的模塊化的系統(tǒng)，該系統(tǒng)由多個按前述類型的培育箱組成，該 系統(tǒng)可以盡可能簡單的擴展或拆減、盡可能高的功能性，也可以與其它自動 化裝置連接。該系統(tǒng)允許同時在不同的環(huán)境條件下加載各種試樣，并且最終 允許不同結(jié)構(gòu)類型的培育箱靈活地與系統(tǒng)連接。
該技術(shù)問題通過一種按前述類型的、具有權(quán)利要求1進一步限定的特征 的系統(tǒng)解決，也就是當(dāng)各培育箱分別具有一個與其電子控制器共同作用的總 線系統(tǒng)，其中，各培育箱的總線系統(tǒng)通過相應(yīng)的連接元件相互連接，并且該 系統(tǒng)包括一個中央控制單元，該中央控制單元與系統(tǒng)一個培育箱(主培育箱) 的總線系統(tǒng)相連接，其中，中央控制單元可通過總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)單獨控制該系 統(tǒng)的所有培育箱的電子控制器。因此按本發(fā)明的系統(tǒng)特征在于，僅一個培育箱(所謂的主培育箱)必須與 中央控制單元連接。在各培育箱集成并且相互連接的總線系統(tǒng)中，借助于中 央控制單元允許單獨的個別控制系統(tǒng)所有培育箱的電子控制器。因此，可以 在模塊化的同時，同時在不同的溫度的各個試樣室內(nèi)擺放試樣。此外，按本 發(fā)明的系統(tǒng)可簡單地擴展，因為新加入的培育箱不必為保證其單獨控制性而 必須直接與中央控制單元相連接。而是僅僅與其電子控制器共同作用的總線 系統(tǒng)連接在之前業(yè)已在所述系統(tǒng)中存在的培育箱的總線系統(tǒng)上，以便可以通 過帶有中央控制器的總線結(jié)構(gòu)控制新加入的培育箱的電子控制器。
此外，按本發(fā)明的系統(tǒng)開啟了在迄今為止的現(xiàn)有技術(shù)中沒有的可能性， 即，不同結(jié)構(gòu)類型和不同功能的培育箱也可以集成在系統(tǒng)中，只要所述培育 箱具有權(quán)利要求1進一步限定的特征，并且尤其是具有與其電子控制器共同 作用的以及可相互兼容的總線系統(tǒng)。
因此，例如其試樣室僅可借助于溫度控制單元加熱的培育箱可以以簡單 的方式和方法補充其試樣室僅可以冷卻的培育箱。
顯而易見的是，各培育箱也可以在其它附加的功能方面有所不同，下面 將對此進一步詳細說明。
培育箱總線系統(tǒng)的具體設(shè)計以及總線系統(tǒng)與各自的電子控制器的連接 對于總線系統(tǒng)的專業(yè)人員是現(xiàn)有技術(shù)，其中總線系統(tǒng)有多種公知的技術(shù)實施 方案。
有利的是，新附加至系統(tǒng)的培育箱自動被中央控制單元識別，并且在必 要時同時分配一個在總線系統(tǒng)上的地址，各新附加的培育箱應(yīng)可通過該地址 控制。此外，各培育箱的總線系統(tǒng)有利的具有用于識別其類型或功能的裝置。 通過前述特征，該系統(tǒng)提供所謂的"即插即用"功能，該功能允許附加的培 育箱尤其簡單地投入運行。此外，可以規(guī)定，只要新附加的培育箱的空間位 置強制地根據(jù)其在總線系統(tǒng)上的連接得出(往下看)，即，培育箱被立即分配 了相應(yīng)的空間坐標(biāo)，該空間坐標(biāo)明顯使自動化的機器人系統(tǒng)的聯(lián)合作業(yè)容 易，例如進行培育箱的試樣室裝載或卸載。
按本發(fā)明的系統(tǒng)的第 一種有利的設(shè)計可以設(shè)計為，系統(tǒng)中每兩個相鄰的
培育箱可通過形式為相互適應(yīng)的插接元件的兩個連接元件連接，其中，至少 在一部分培育箱的殼體頂部和底部這樣對置地設(shè)置插接元件，即，插接元件
再次與位于其下或堆疊在其上的培育箱的、相適應(yīng)的插接元件形成直接的插塞連接。
顯然在此優(yōu)選所有在堆垛中的、分別具有上面和下面相鄰的培育箱的培 育箱配備有兩個這種類型的連接元件。在堆垛最上面或最下面的兩個培育箱 實際上僅在其頂部或底部需要一個相應(yīng)的連接元件。然而，被證實對系統(tǒng)的 可擴展性有利的是，堆垛最上面的培育箱也配設(shè)有兩個形式為相互適應(yīng)的插 接元件的連接元件，因為之后還可加裝至少一個其它的培育箱，該培育箱在 其底部具有至少一個相應(yīng)的插接元件。
在系統(tǒng)的前述設(shè)計中不必提供和連接額外的連接電纜?？偩€系統(tǒng)的連接 在新附加的培育箱堆疊在業(yè)已存在的堆垛時已經(jīng)實現(xiàn)。這種無需額外連接電 纜的連接也尤其使附加的培育箱自動被分配與其空間位置相應(yīng)的空間坐標(biāo) 成為可能，因為該培育箱被強制直接放置在堆垛的最上面的培育箱之上，并 且其相對主培育箱的位置可由培育箱預(yù)知的幾何測量(必要時取決于它由總 線系統(tǒng)識別出的結(jié)構(gòu)類型)得出。
由培育箱的前述設(shè)計及其連接元件的布置可知，當(dāng)與中央控制單元連接 的主培育箱形成按本發(fā)明的、堆疊的、由多個培育箱組成的系統(tǒng)中最底下的
培育箱時，特別有利于系統(tǒng)盡可能簡便地向后構(gòu)建(RUckbau)。此外，當(dāng)該培 育箱在其殼體的底部具有一個插接元件時，其總線系統(tǒng)是有利的，因為通過 該插接元件或必要時也可通過另 一連接元件與中央控制單元連接。
在該系統(tǒng)另 一有利的設(shè)計中，至少一部分培育箱具有一個在直線導(dǎo)軌上 引導(dǎo)的、用于試樣室裝載或卸載的抽屜，該抽屜可借助于電機、經(jīng)由優(yōu)選設(shè) 置在正面的入口孔從培育箱的殼體中抽出以及再次推入殼體中。
系統(tǒng)的培育箱由此可自動地裝載和卸載。因此有利的是培育箱具有 一個 優(yōu)選可通過總線系統(tǒng)控制的、用于抽屜的驅(qū)動結(jié)構(gòu)的電子控制器，該電子控 制器可以優(yōu)選是業(yè)已存在的、用于控制溫度控制單元的電子控制器，因此， 該電子控制器承擔(dān)其它的功能。試樣或試樣容器可由優(yōu)選通過中央控制單元 控制的機器人系統(tǒng)輸送到完全抽出的抽屜，并被放置在抽屜中。必要時，堆 垛最上面的培育箱可以舍棄這樣的抽屜，因為該培育箱也可以通過設(shè)置在其 頂部的入口孔自動地裝載和卸載。
培育箱的抽屜必須適用于支承試樣或試樣容器，并且同時可以形成試樣 室的底部。在此，抽屜例如設(shè)計為完全平的。與此同時這不是強制性的，例 如抽屜也可以是框狀的支架，該支架僅在邊緣區(qū)域支承試樣容器。被證實尤其有利的是，當(dāng)抽屜在兩個直線導(dǎo)軌上被固定的支承，與之相 反的是在水平地橫向與其運動方向的方向上，在一個直線導(dǎo)軌固定支承，并 且在另 一直線導(dǎo)軌上松開的支承。這種支承方式允許抽屜一定的熱膨脹并且 從而避免在膨脹情況下卡住。
在該系統(tǒng)的在一個優(yōu)選的設(shè)計中，抽屜在其完全抽出的最終位置時抵靠 在相應(yīng)培育箱的至少一個或多個止擋上。這對于以一定精度的誤差的止擋與 可自動化的、用于操縱試樣容器的機器人系統(tǒng)是尤其有利的，因為通過至少 一個止擋可以在開關(guān)循環(huán)之后還能非常好的重現(xiàn)抽屜完全抽出的位置，由此 避免試樣容器通過機器人的誤抓取或誤放下。
按本系統(tǒng) 一有利的進一 步發(fā)展，用于培育箱試樣室的正面的入口孔通過 一個固定在抽屜端側(cè)的翻蓋封閉。與設(shè)置在培育箱殼體上的翻蓋相反的是不 必為翻蓋設(shè)置獨立的開啟機構(gòu)。抽屜的關(guān)閉運動也可以轉(zhuǎn)換為翻蓋的有效關(guān) 閉。
該系統(tǒng)的再一個優(yōu)選的進一步發(fā)展可以設(shè)計為，翻蓋在抽屜推入時占據(jù) 基本上垂直的、封閉入口孔的位置，并且可在抽屜上圍繞一水平轉(zhuǎn)軸這樣回 轉(zhuǎn)地固定，即，翻蓋在抽屜打開時翻轉(zhuǎn)至一基本上水平的位置。在此，翻蓋 可以例如通過一個彈簧裝置預(yù)張緊。因此，翻蓋處于其基本上水平的位置時 幾乎不妨礙為操試樣容器而插入的機器人系統(tǒng)的機械手。
抽屜和翻蓋之間的回轉(zhuǎn)軸在翻蓋一側(cè)有利地設(shè)置在遠離其下邊緣和上 邊緣(在垂直位置看)。通過這種與邊緣相隔并從而更確切的說是中間的布置，
勻分布的閉合力。此外，與邊緣側(cè)的回轉(zhuǎn)軸不同的是減少了翻轉(zhuǎn)時所需的空 間。
因此，翻蓋在抽屜關(guān)閉時通過合適的裝置再次回到其豎直的或垂直的位 置，以便按規(guī)定封閉試樣室的入口孔。該封閉過程可以有利地通過殼體上的 相應(yīng)曲線導(dǎo)板實現(xiàn)，翻蓋的一部分在抽屜關(guān)閉時抵靠在該曲線導(dǎo)板上，并且 如此地回轉(zhuǎn)，使得翻蓋重新豎立。
通過系統(tǒng)的前述設(shè)計，該系統(tǒng)可以與不同結(jié)構(gòu)類型的機器人系統(tǒng)或抓取
系統(tǒng)共同協(xié)作。尤其是對于微孔板或其它標(biāo)準(zhǔn)的、微長的試樣容器已經(jīng)公知
有多種機器人系統(tǒng)，這些機器人系統(tǒng)為轉(zhuǎn)移試樣容器以所謂的縱向模式或橫
向模式在試樣容器的縱向側(cè)邊或橫向側(cè)邊抓取。正面設(shè)有翻蓋的直線引導(dǎo)的抽屜允許以縱向模式抓取或放下試驗用品。此外，通過翻蓋翻轉(zhuǎn)至一基本上 水平的位置來允許以橫向模式抓取試樣容器。
按本發(fā)明的系統(tǒng)的培育箱有利地具有用于在封閉的翻蓋上施加一定閉 合力的裝置。在此可以例如設(shè)計為電機的驅(qū)動電機，該電機在抽屜處于關(guān)閉 狀態(tài)時被供應(yīng)恒定的電機電流，使得翻蓋通過電機力保持關(guān)閉。另外，也可 以以優(yōu)選的方式在培育箱和/或翻蓋上設(shè)置必要時可控的^f茲性元件，以便保證 翻蓋足夠密封地封閉。
在系統(tǒng)另 一有利的設(shè)計中，至少 一個培育箱的溫度控制單元包括一個設(shè) 置在試樣室底部的加熱膜,通過該加熱膜可加熱所述試4f室以及位于其內(nèi)的 試樣。
在一有利的進一步發(fā)展中，溫度控制單元要么包括一個兩區(qū)加熱膜，要 么包括至少兩個加熱膜，通過所述加熱膜可單獨加熱至少兩個區(qū)域。此外， 優(yōu)選 一 個區(qū)域覆蓋試樣室底部的環(huán)形邊緣區(qū)域，同時第二個區(qū)域覆蓋位于試 樣室底部內(nèi)部的核心區(qū)域。在加熱試樣室至希望的工作溫度時有利地使用所 有加熱區(qū)總加熱功率，在保持已經(jīng)達到的工作溫度時，僅位于試樣室外邊緣 區(qū)域的加熱區(qū)有利地保持在規(guī)定溫度工作。因此可以在試樣室內(nèi)部，并從而 也在試樣自身內(nèi)部達到非常均勻的溫度分布，因為最大的熱損耗出現(xiàn)在試樣 室的邊緣區(qū)域。此外，邊緣區(qū)域的加熱功率密度優(yōu)選還會這樣額外地相適應(yīng)， 即，平衡試樣室各角的或縱向側(cè)和橫向側(cè)的不同的散熱條件。
按本發(fā)明的系統(tǒng)的至少 一 個培育箱的溫度控制單元也可以有利地包括 一個冷卻裝置或一個組合的冷卻/加熱裝置。對此有利的是僅試樣室的底部和 /或側(cè)壁可直接冷卻，同時試樣室的頂蓋不直接被冷卻。此外，進一步有利的
是使用基于熱電效應(yīng)的珀耳貼組件(Peltier-Modulen)，該組件根據(jù)工作電壓的 正負號既可冷卻又可加熱。通過側(cè)壁的冷卻(類似于試樣室底部的外邊緣區(qū) 域的加熱)，實現(xiàn)相當(dāng)均勻的溫度分布。與核心區(qū)相比，試樣室底部的外邊 緣區(qū)域更強烈的冷卻經(jīng)珀耳貼組件證明是非常耗費的(與加熱膜不一樣)。因 此，試樣室的頂蓋明確不直接冷卻，可以有效地避免在頂蓋上形成冷凝液并 從而有效地避免在位于試樣容器內(nèi)的試樣上方的、與之相關(guān)的冷凝液滴。
為了系統(tǒng)培育箱的結(jié)構(gòu)高度盡可能小可以進一步規(guī)定，試樣室的底部和 /或側(cè)壁與本來的冷卻裝置或組合的加熱/冷卻裝置空間分開，并與這些裝置 通過所謂的熱管相連接。溫度控制單元有利地包括一個冷卻裝置或加熱裝置/通風(fēng)器-單元以及一個冷卻法蘭或加熱法蘭，該法蘭一方面與冷卻裝置或加 熱裝置連接，并且另一方面與熱管接觸。因此，冷卻裝置或加熱裝置也可以 定位在試樣室的側(cè)面或后面。冷卻法蘭或加熱法蘭有利地與要冷卻或加熱的 底部位于同一高度。(多個)熱管基本上水平的工作也就實現(xiàn)了非常好的加熱 或冷卻能力。
在系統(tǒng)另 一有利的設(shè)計中，至少 一個可加熱或可冷卻的培育箱的隔熱結(jié) 構(gòu)包括由至少兩種不同的隔熱系統(tǒng)組成的夾層結(jié)構(gòu)，其中，外面的夾層做成 真空隔熱層。里面的隔熱系統(tǒng)可有利地為由硬塑料制成的 一層或由閉孔的泡 沫橡膠制成的一層。進一步優(yōu)選的是，尤其是考慮使隔熱層的厚度盡量小并 從而使培育箱的結(jié)構(gòu)高度小，夾層結(jié)構(gòu)總共有三個隔熱層，它們由里向外依 次由硬塑料，閉孔泡沫橡膠和一個真空隔熱層構(gòu)成。培育箱的小結(jié)構(gòu)高度對 系統(tǒng)也產(chǎn)生非常有利的效果，因為從而在同樣數(shù)目的培育箱時實現(xiàn)較低的堆 垛高度，從而又提高了堆垛的穩(wěn)定性。因此，在當(dāng)前的系統(tǒng)中， 一個好的隔 熱也是非常重要的，因為必要時在堆垛中相鄰的培育向應(yīng)該可以在不同的溫 度下工作。因此可以通過前述的隔熱結(jié)構(gòu)減少相鄰的培育箱相互的影響。
閉孔泡沫橡膠通過橡膠內(nèi)部封閉的小空氣泡達到非常好的隔熱效果。該
真空隔熱層優(yōu)選包括一個抽成真空小于5mbar壓力的絕熱芯(Daemmkern)， 該絕熱芯由微孔的硅酸制成，該絕熱芯用由金屬鍍膜的多層片 (Mehrschichtfolie)制成的外殼真空密封地包封，在實際中證實，當(dāng)這種真空 隔熱結(jié)構(gòu)的厚度僅為4mm時，在試樣室內(nèi)的溫度直至大約60oC時是足夠的 (沒有其它的隔熱裝置)。然而，在按本發(fā)明的系統(tǒng)中，系統(tǒng)也可以有利地包 括至少一個培育箱，該培育箱的溫度控制單元在試樣室內(nèi)達到直至80°C的 溫度甚至更高(例如100°C或105°C)。在前述兩層或三層隔熱結(jié)構(gòu)中，由塑 料和/或橡膠制成的內(nèi)層這樣有利地確定尺寸，即，該內(nèi)層在正常工作時內(nèi)側(cè) 溫度從試樣室內(nèi)的80。C或更高在第二隔熱層的外層減少至60。C,因此真空 隔熱層能足夠地隔絕余熱。
在按本發(fā)明的系統(tǒng)的 一個有利的設(shè)計中，其中培育箱具有一個用于試樣 室加載和卸載的抽屜，該抽屜包括一借助于滑桿導(dǎo)軌引導(dǎo)的、用于試樣容器 的支架。在此，在抽屜水平推入殼體的最后階段，滑桿導(dǎo)軌造成支架的垂直 下降，其中，試樣容器放在中間板或試樣室的底部上面。當(dāng)?shù)撞坷缤ㄟ^熱 管與溫度控制單元靜態(tài)地相連接，并且從而自身可以不^1用作試樣室裝載和卸載的抽屜的一部分時，試樣容器放置在試樣室的底部被證實是尤其合理 的。因此獲得這樣的優(yōu)點，即，試樣容器直接放在可冷卻和/或可加熱的試樣 箱的底部上面，這就導(dǎo)致至試樣的更好的熱傳遞。
然而，試樣或試樣容器也可以放在與試樣室底板不同的中間板上。因此， 尤其當(dāng)所使用的試樣容器的底側(cè)不平時，通過中間板在其幾何形狀上在其底 側(cè)與試樣室的底板，以及在其頂側(cè)與放入試樣室的試樣容器的幾何形狀相適 應(yīng),該中間板可以設(shè)計作為適配板，保證可加熱和/或可冷卻的底板盡可能好 的熱傳遞能力和/或冷傳遞能力。在這種情況下，中間板優(yōu)選由鋁或與鋁的導(dǎo) 熱能力類似或更好的材料制成。
然而與上述不同地，也可以規(guī)定，中間板是集成在培育箱內(nèi)的搖蕩桌
(Shakertisch)的頂側(cè)，試樣可以通過該搖蕩桌搖動。在此，中間板有利地在 水平面內(nèi)可運動地設(shè)置，并且可借助于一個恰當(dāng)?shù)尿?qū)動系統(tǒng)引起在水平平面 內(nèi)振動。該振動單元和按本發(fā)明系統(tǒng)的培育箱的其它所有有利的電子部件一 樣，優(yōu)選通過培育箱的電子控制器控制，并因此同樣可通過總線系統(tǒng)由中央 控制單元控制。
除了到現(xiàn)在為止所述的、用于影響位于試樣箱內(nèi)的試樣的環(huán)境條件(例 如用于溫度的溫度控制單元，可選的、用于引起水平搖晃運動的搖晃臺)的 各裝置之外，按本發(fā)明的系統(tǒng)的至少一個培育箱也可以具有至少一個其它的 裝置，該裝置用于用于影響其它的環(huán)境條件。后者尤其是一個用紫外線或紅 外線照射試樣的相應(yīng)光源， 一個用于以不同頻率范圍的電磁場輻射試樣的天 線， 一個必要時可電子控制的氣體入孔和氣體出孔，以^_向試樣吹送例如氮 氣(N2)或其它的氣體，用于提高或降低試樣室內(nèi)的空氣濕度的裝置，等等。 在一個有利地設(shè)計中，當(dāng)前用于影響試樣室內(nèi)的環(huán)境條件的各裝置尤其可以 設(shè)計為，即，這些裝置也可通過電子控制器，并從而可通過中央控制單元控 制。尤其與按本發(fā)明的設(shè)計的總線系統(tǒng)相關(guān)，該總線系統(tǒng)能有利地自動識別 各種通過"即插即用"連接在系統(tǒng)上的培育箱的結(jié)構(gòu)類型和功能，因此按本 發(fā)明的系統(tǒng)被證明是非常用戶友好的。
顯而易見的是，前面詳細說明的、系統(tǒng)或培育箱的各種有利的設(shè)計可以 任意組合。
此外，除了對于按本發(fā)明的由多個培育箱組成的系統(tǒng)請求專利保護之 外，還要補充獨立地請求保護相應(yīng)構(gòu)造的培育箱。首先，本發(fā)明尤其涉及一種培育箱(主培育箱)，該培育箱包括一殼體， 以設(shè)置在殼體內(nèi)部用于容納試樣容器的試樣室， 一溫度控制單元和以控制該 溫度控制單元的電子控制器，其中，試樣室可借助于溫度控制單元加熱或冷 卻，并且所述殼體具有一個可關(guān)閉的、用于試樣室裝載的入口孔，其中，該 殼體適用于支承至少一個另外的、垂直堆疊在該殼體上面的培育箱。培育箱 進一步的特征在于，培育箱具有一與其電子控制器共同作用的總線系統(tǒng)和兩 個與該總線系統(tǒng)連接的連接元件，其中，其總線系統(tǒng)可通過第一連接元件與 中央控制單元連接，并通過第二連接元件與另 一培育箱的總線系統(tǒng)(從屬培 育箱)相連接，因此中央控制單元也可通過總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)單獨控制該培育箱 和其它培育箱的電子控制器。
本發(fā)明同樣也涉及一種可連接在主培育箱或其它從屬裝置上的培育箱。 這種培育箱包括一個殼體， 一個設(shè)置在殼體內(nèi)部用于容納試樣容器的試樣
室， 一個溫度控制單元和一個控制該溫度控制單元的電子控制器，其中，所 述試樣室可借助于溫度控制單元加熱和/或冷卻，并且該殼體具有一個可關(guān)閉 的、用于試樣室裝載的入口孔，其中，該殼體適用于支承至少一個另外的、 垂直地堆疊在該殼體上的培育箱。該培育箱的進一步的特征在于，該培育箱 具有與其電子控制器共同作用的總線系統(tǒng)和兩個與該總線系統(tǒng)連接的連接
元件，其中，其總線系統(tǒng)可通過每個連接元件分別與其它培育箱的總線系統(tǒng) 連接。
顯而易見的是，所有系統(tǒng)相關(guān)的有利設(shè)計，即便它只涉及系統(tǒng)的一個培 育箱或培育箱的一部分，可以類似的方式轉(zhuǎn)化為前述兩種培育箱。發(fā)明者尤 其保留，將獨立于現(xiàn)在看作發(fā)明基本點的特征的、前述培育箱的各個能保護 的設(shè)計作為分案申請的主題。
接下來根據(jù)附圖詳細說明按本發(fā)明的系統(tǒng)以及按本發(fā)明的培育箱。圖
中


圖1表示按本發(fā)明的系統(tǒng)的一個實施形式，
圖2表示按本發(fā)明的、帶有抽出的抽屜的培育箱的第一實施形式的立體 視圖，
圖3表示圖2所示實施形式單個部件的立體視圖，
圖4表示圖2和3所示實施形式在抽屜關(guān)閉時的剖切視圖，
圖5表示按圖2， 3和4所示實施形式的分解圖，圖6表示按本發(fā)明的培育箱的第二種實施形式的立體局部視圖以及
圖7表示按本發(fā)明的培育箱的第三種實施形式的分解視圖。
圖1示意性地表示按本發(fā)明的系統(tǒng)1的一個實施形式的正面視圖。該系
統(tǒng)包括多個垂直地相互堆疊的培育箱2，各培育箱分別具有一個殼體3以及
一個在圖1中未示出的、可借助于溫度控制單元加熱和/或冷卻的試樣室，該
試樣室用于容納試樣容器。培育箱的殼體3分別在前側(cè)包括一可借助于翻蓋 5關(guān)閉的試樣室的入口孔。培育箱2各自的溫度控制單元可通過一集成在各 培育箱2內(nèi)的、用虛線表示的電子控制器4控制。此外，每個培育箱2具有 一與其電子控制器4共同作用的總線系統(tǒng)6(同樣以虛線示出)。集成在各培 育箱2內(nèi)的總線系統(tǒng)6通過相應(yīng)的連接元件7彼此連接并形成一總線系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)，該總線結(jié)構(gòu)通過設(shè)置在堆垛最下面的培育箱上的連接元件8和連接線路 9與中央控制單元IO連接，其中，該連接線路在必要時也可以無線工作的通 信網(wǎng)替代。然而可選地，中央控制模塊10也可以連接在最下面的培育箱的 連接元件7b上。該堆垛最下面的培育箱用作當(dāng)前的主培育箱。通過中央控 制單元10可單獨控制所有培育箱2的電子控制器4。連接元件7涉及到形式 為分別設(shè)置在培育箱2頂部的插接元件7a，該插座元件在各培育箱相互堆疊 時與相應(yīng)的、位于培育箱2底部的插接元件7b連接。此外，各培育箱2具 有腳ll,它們嵌入位于其下的培育箱頂部的相應(yīng)凹槽(圖1中未示出)中。借 助于這些凹槽保證各培育箱在水平方向和垂直方向的精確定位。
圖2表示按本發(fā)明的培育箱的第一實施形式的立體視圖。培育箱2具有 外殼3,用于容納試樣的試樣室位于所述殼體之內(nèi)。為裝載和卸載試樣室12, 培育箱2的殼體3在前側(cè)具有一個入口孔13，形成試樣室12的底部的抽屜 14可通過該孔抽出或推進。當(dāng)前完全從試樣室12抽出的抽屜14承載了一個 試樣容器15,該容器在抽屜上借助于彈性夾16防止移動，并且用固定在抽 屜14上的止擋元件17抵靠在固定在培育箱殼體3上的止擋18,由此可精確 地確定抽屜完全抽出的位置。
在抽屜14端側(cè)可圍繞水平轉(zhuǎn)軸A回轉(zhuǎn)固定的翻蓋5在抽屜14關(guān)閉時位 于封閉入口孔13、基本上垂直的位置，并且當(dāng)前翻開至基本上水平的位置。 這種翻開在抽屜14抽出時自動進行，亦即通過設(shè)置在連接元件19上的螺旋 彈簧20開啟，該螺旋彈簧一方面抵靠在抽屜14上，另一方面抵靠在翻蓋5 上。形成轉(zhuǎn)軸A的連接元件19不是在翻蓋的邊緣，而是設(shè)置在當(dāng)翻蓋位于垂直位置時的上下邊緣之間。
在抽屜14推入試樣室時，翻蓋5又自動回到封閉試樣室12的入口孑L 13 的垂直位置。該過程借助于曲線導(dǎo)板21實現(xiàn)，該曲線導(dǎo)板在抽屜14的推入 過程末尾引導(dǎo)一個優(yōu)選可轉(zhuǎn)動地放置的、翻蓋5的元件22。
在試樣容器15的下面有一個在圖2中沒有示出的、用于加熱試樣或試 樣室12的加熱膜(Heizfolie),該加熱膜通過一個扁形電纜23與在圖2中同 樣沒有示出的培育箱2的電子控制器連接。
在殼體3的頂部設(shè)有用于另一培育箱的腳11的容納槽24。為了避免另 一培育箱的腳11卡在容納槽24中，容納槽是這樣設(shè)計的，即， 一個容納槽 在水平面固定地支承容納在其中的腳11，同時另一容納槽24在兩個容納槽 相連接的方向松動地支承容納在其中的腳。這由圖2中左側(cè)示出的容納槽24 的橢圓形設(shè)計可知。此外，在培育箱2的頂部設(shè)有一個插接元件7a,當(dāng)另一 培育箱堆疊在該培育箱上時，與該培育箱2的電子控制器共同作用的總線系 統(tǒng)可通過所述插接元件與另 一培育箱的總線系統(tǒng)連接。
圖3表示按本發(fā)明的培育箱的抽屜系統(tǒng)的一個實施形式的立體視圖。而 且，為清晰起見，培育箱的多個元件，如尤其是殼體沒有被示出。抽屜14 通過一電機25和一齒帶傳動機構(gòu)26， 27, 28驅(qū)動。此外，齒帶27通過兩 個導(dǎo)向輥26, 28引導(dǎo)，其中，第一個導(dǎo)向輥通過固定地安裝在殼體上的電 機25驅(qū)動。齒帶27在抽屜14上借助于固定在抽屜上的夾緊塊29夾緊，其 中，該夾緊塊29同時用作抽屜14除第一止擋元件17的第二止擋元件。
兩個止擋元件17、 29在抽屜14完全抽出時分別抵靠在培育箱固定在殼 體上的止擋18、 30上。該抽屜14在兩側(cè)都在直線導(dǎo)軌31上被引導(dǎo)，其中， 為清晰起見一個直線導(dǎo)軌在圖3中沒有被示出。
在抽屜上面設(shè)置有一個用于加熱試樣室的加熱膜32，該加熱膜通過扁形 電纜23與電路板33相連接。加熱膜32設(shè)計為兩區(qū)加熱膜，其中，第一區(qū) 域32a加熱該加熱膜32的外圍區(qū)域，第二區(qū)域32b加熱該加熱膜32的內(nèi)部 區(qū)域。扁形電纜23從加熱膜出發(fā)，首先從上面穿過一個在基本上完全平地 設(shè)計的抽屜14中的沒有示出的凹槽，并在夾緊輥34的區(qū)域內(nèi)這樣地纏繞兩 次，并通過夾緊輥34固定在殼體底部，因此不影響抽屜14的運動。
在電路板33上設(shè)置有控制加熱膜32的電子控制器4以及培育箱的總線 系統(tǒng)6(示意性示出)。電機25也可通過連接電纜35由電子控制器4控制。電子控制器還與總線系統(tǒng)6相連接，該系統(tǒng)具有所有的前述功能特征并且與
兩個連接元件(在圖3中未示出)相連通。通過該總線系統(tǒng)6電子控制器4可 由通過連接元件之一直接或間接連接的中央控制單元控制。
圖4表示按本發(fā)明的培育箱2的一種實施形式在橫穿試樣室12的截面 上的剖切視圖。在試樣室12的內(nèi)部有一試樣容器15,其中存在一種或多種 試樣(未示出)。該試樣容器15容納在固定在抽屜14上面的支架35內(nèi)，該支 架在其側(cè)邊形成有彈簧夾16,該彈簧夾在側(cè)面將試樣容器15固定支架35 內(nèi)。在抽屜14和容器15之間設(shè)置有一個用于加熱試樣室12的加熱膜32, 該加熱膜通過扁形電纜23與培育箱2的電子控制器相連接。通過加熱膜32 基本上完全平地貼靠在支架35上，該支架又貼靠在試樣容器15的底部，從 而保證從加熱膜到試樣容器，并因而至試樣的良好熱傳遞。抽屜14在兩側(cè) 都被固定在殼體上的直線導(dǎo)軌31引導(dǎo)，該導(dǎo)軌在垂直方向用于抽屜14的固 定支承。在水平方向和橫向于抽屜14的運動方向上，抽屜14固定地支承在 右邊示出的直線導(dǎo)軌31上，并且松動地支承在左邊示出的直線導(dǎo)軌31上， 以便在這些方向上允許抽屜14的一定的熱膨脹。抽屜14在其邊緣區(qū)域可水 平移動地位于一支承36上，該支承同時也形成直線導(dǎo)軌31的一部分。為實 .現(xiàn)抽屜14盡可能好的滑動特性，由不銹鋼制成的抽屜4和采用塑料，優(yōu)選 為帶有特氟隆成份(Teflonanteil)的PETP-TX直線導(dǎo)軌31或支承36的組合被 證實是尤其有利的。同樣由圖4可知兩個固定設(shè)置在抽屜14上的止擋元件 17、 29，其中，在圖中右側(cè)的止擋元件29同時作為用于連接抽屜14及其驅(qū) 動單元的齒帶27的夾緊塊。殼體包括一個上殼體部分37和一個下殼體部分 38，并且在其頂部或底部具有插接元件7a、 7b,所述插4妾元件用于連接該殼 體的總線系統(tǒng)與位于其上或其下的培育箱的總線系統(tǒng)或中央控制單元。為了 隔熱目的，試樣室12上方是一夾層結(jié)構(gòu)，該夾層結(jié)構(gòu)首先設(shè)有硬塑料制成 的第一隔熱層39,并且設(shè)有第二真空隔熱層40。由硬塑料制成的隔熱層39 頁在側(cè)面隔熱試樣室12,其中，在帶有支承36的直線導(dǎo)軌31的區(qū)域內(nèi)為抽 屜14考慮一個少許限制的隔熱。其它由硬塑料制成的元件41、 42、 43、 44 在下面隔熱試樣室。在此，必要時也可以在元件41-44下面再設(shè)一個第二真 空隔熱層。
為了更好地清楚顯示，圖5示出了按本發(fā)明的培育箱的第一種實施形式 的分解視圖。圖6表示按本發(fā)明的培育箱2的第二種實施形式的、右側(cè)斜向下的立體
視圖，其中，抽屜14不是完全平的，而是設(shè)計為框架形式。該框架在其內(nèi) 周側(cè)支承有一個用于試樣容器的支架45。此外，在抽屜14上固定有一個滑 桿導(dǎo)軌(KulissenfUehrung)，該導(dǎo)軌在兩側(cè)分別包括基片46或47以及設(shè)計在 其上的導(dǎo)向件48、 49或50、 51。支架45具有四個導(dǎo)向榫托座 (Fuehrungszapfenhaltemng)52、 53、 54、 55，其中，各托座設(shè)計有一個指向 滑桿導(dǎo)軌的方向的導(dǎo)向栓56、 57。由于立體的原因，只看到嵌入滑桿導(dǎo)軌的 導(dǎo)向件48、 49中的兩個導(dǎo)向栓56， 57。此外，在培育箱2內(nèi)部設(shè)有一個沒 有示出的止擋，該止擋用于支架45或設(shè)置和固定在該支架45內(nèi)的試樣容器。 該止擋是這樣設(shè)置的，即，支架45或試樣容器在抽屜14的關(guān)閉過程結(jié)束之 前已經(jīng)被固定。由此支架45和設(shè)置在其中的試樣容器在抽屜14關(guān)閉過程的 最后階段相對該抽屜14水平移動，所述滑桿導(dǎo)軌則保_汪，相對于抽屜14水 平運動的支架45通過在導(dǎo)向件48-51上運動的導(dǎo)向栓56， 57垂直下沉。因 此，試樣容器在抽屋14關(guān)閉過程中可以在試樣室12或設(shè)置在其中的中間板 上垂直地下降。
最后，圖7還示出了按本發(fā)明的培育箱2的另 一種實施形式的分解視圖， 其殼體包括一個上殼體部分37和一個下殼體部分38。位于試樣容器15之內(nèi) 的試樣可借助于通過齒帶傳動機構(gòu)58驅(qū)動的抽屜14推入培育箱2的殼體中 或從中再次抽出，其中，為此必須的正面入口孔可以通過一個設(shè)置在殼體正 面的翻蓋5封閉。試樣室通過組合的冷卻/加熱裝置59在溫度范圍+4。C至 +80°C之間既可以加熱也可以冷卻(實驗室溫度為室溫時)。組合的冷卻/加熱 裝置分別通過一個冷卻/加熱法蘭60和熱管61與試樣室的側(cè)壁62熱連接。 試樣室的頂蓋63不被直接冷卻。試樣室在上方及側(cè)面與一個沒有詳細并且 透明示出的夾層結(jié)構(gòu)64隔熱，該加層結(jié)構(gòu)從里向外，首先具有硬塑料，然 后是閉孔泡沫橡膠，最后是真空隔熱層。培育箱沒有示出的電子控制器通過 總線系統(tǒng)與插接元件7a、 7b連接，該插接元件用于連接該培育箱2的總線 系統(tǒng)和另 一培育箱的總線系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種由多個培育箱(2)組成的系統(tǒng)(1)，各培育箱分別包括一殼體(3)，一設(shè)置在該殼體(3)內(nèi)用于容納試樣容器(15)的試樣室(12)，一個溫度控制單元以及一個控制該溫度控制單元的電子控制器(4)，其中，所述培育箱(2)的試樣室(12)可借助于溫度控制單元加熱和/或冷卻，并且該培育箱(2)的殼體(3)分別具有一個用于試樣室(12)裝載或卸載的、可關(guān)閉的入口孔(13)，其中，所述培育箱(2)的殼體(3)允許培育箱(2)垂直地堆疊，其特征在于，所述培育箱(2)分別具有一與其電子控制器(4)共同作用的總線系統(tǒng)(6)，其中，所述培育箱(2)的總線系統(tǒng)(6)通過相應(yīng)的連接元件(7)相互連接，并且所述系統(tǒng)(1)包括一中央控制單元(10)，該中央控制單元與系統(tǒng)(1)的其中一個培育箱(主培育箱)(2)的總線系統(tǒng)(6)相連接，其中，通過總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可由所述中央控制單元(10)單獨控制所述系統(tǒng)(1)的所有培育箱(2)的電子控制器(4)。
2. 按權(quán)利要求1所述的由多個培育箱組成的系統(tǒng)，其特征在于，每兩個 相鄰的培育箱(2)可通過兩個形式為相互對應(yīng)的插塞元件(7a，7b)的連接元件 連接，其中，至少在一部分培育箱(2)上如此相互對置地在殼體(3)的頂側(cè)和 底側(cè)設(shè)置所述插塞元件(7a，7b),即，使得所述插塞元件又與位于下方或堆疊 在上方的培育箱(2)的相應(yīng)插塞元件(7a,7b)形成插塞連接。
3. 按權(quán)利要求1或2所述的由多個培育箱組成的系統(tǒng)，其特征在于，至 少一部分培育箱(2)為裝載和卸載所述試樣室(12)具有一在直線導(dǎo)軌(31)中引 導(dǎo)的抽屜(14)，所述抽屜可借助于電機(25)由入口孔(13)從培育箱(2)的殼體(3) 內(nèi)抽出或推入所述殼體中。
4. 按權(quán)利要求3所述的由多個培育箱組成的系統(tǒng)，其特征在于，所述抽 屜(14)在其抽出的最終位置擋靠在相關(guān)培育箱(2)的至少一止擋(18，30)上。
5. 按權(quán)利要求4所述的由多個培育箱組成的系統(tǒng)，其特征在于，在所述 培育箱(2)的殼體(3)上的所述入口孔(13)可通過固定在抽屜(14)端側(cè)的翻蓋(5) 關(guān)閉。
6. 按權(quán)利要求5所述的由多個培育箱組成的系統(tǒng)，其特征在于，所述翻 蓋(5)在抽屜(14)推入時占據(jù)一個基本上垂直的、封閉所述入口孔(13)的位置， 并且遠離其在垂直位置看的下邊緣或上邊緣地、可圍繞一水平軸(A)回轉(zhuǎn)地 固定在所述抽屜(14)上，使得所述翻蓋在抽屜(14)抽出時轉(zhuǎn)開至一基本上水平的位置。
7. 按權(quán)利要求1至6之一所述的由多個培育箱組成的系統(tǒng)，其特征在于， 所述系統(tǒng)的至少一個培育箱的溫度控制單元包括一設(shè)置在試樣室(12)底部的加熱膜(32)。
8. 按權(quán)利要求7所述的由多個培育箱組成的系統(tǒng)，其特征在于，所述加 熱膜(32)是一種兩區(qū)-力a熱膜(32)或所述溫度控制單元包括至少兩個加熱膜， 通過所述至少兩個加熱膜可分別單獨加熱至少兩個區(qū)域(32a，32b)。
9. 按權(quán)利要求1至6之一所述的由多個培育箱組成的系統(tǒng)，其特征在 于，至少一個培育箱(2)的溫度控制單元包括一用于冷卻培育箱(12)的冷卻裝 置(59)。
10. 按權(quán)利要求1至6之一所述的由多個培育箱組成的系統(tǒng)，其特征在 于，至少一個培育箱(2)的溫度控制單元包括一組合的、用于冷卻和加熱所述 試樣室(12)的冷卻/加熱裝置(59)。
11. 按權(quán)利要求9或IO所述的由多個培育箱組成的系統(tǒng)，其特征在于， 僅所述試樣室(12)的底部和/或側(cè)壁(62)可直接冷卻。
12. 按權(quán)利要求11所述的由多個培育箱組成的系統(tǒng)，其特征在于，所述 試樣室的底部和/或側(cè)壁(62)與所述冷卻裝置或所述組合的冷卻/力口熱裝置空 間分離，并且與所述裝置通過熱管(61)相連。
13. 按權(quán)利要求1至12之一所述的由多個培育箱組成的系統(tǒng)，其特征在 于，至少一個培育箱(2)的試樣室(12)具有一隔熱裝置，該隔熱裝置按三明治 結(jié)構(gòu)形式從里向外具有至少兩種不同的隔熱類型(38, 40),其中，靠外那種 隔熱類型設(shè)計為真空-隔熱層(40)。
14. 按權(quán)利要求13所述的由多個培育箱組成的系統(tǒng)，其特征在于，至少 一個培育箱的試樣室從里到外通過一 由硬質(zhì)塑料、閉孔的泡沫橡膠和 一真空 -隔熱層組成的三明治結(jié)構(gòu)(6 4)隔熱。
15. 按權(quán)利要求3所述的由多個培育箱組成的系統(tǒng)，其特征在于，所述 至少一個培育箱的抽屜(14)包括一借助于滑桿導(dǎo)軌(46-51, 56， 57)引導(dǎo)的、 用于試樣容器(15)的支架(45)，并且所述滑桿導(dǎo)軌(46-51, 56， 57)為在中間 板或試樣室(12)的底部放置試樣容器(15),在抽屜水平地推入所述試樣箱(12) 的最后階段，造成所述支架(45)的垂直下降。
16. 按權(quán)利要求15所述的由多個培育箱組成的系統(tǒng)，其特征在于，所述中間板底側(cè)的幾何形狀與 一通過所述溫度控制單元加熱和/或冷卻的試樣室(12)的底部相適應(yīng)，并且該中間板頂側(cè)的幾何形狀與放置在所述試樣室(12) 內(nèi)的試樣容器(15)的幾何形狀相適應(yīng)。
17. 按權(quán)利要求15所述的由多個培育箱組成的系統(tǒng)，其特征在于，所述 中間板在所述試樣室(12)中可運動地設(shè)置在水平面內(nèi)，并且可被一驅(qū)動系統(tǒng) 激勵而在該水平面內(nèi)振動。
18. —種培育箱(主培育箱)(2),其包括一殼體(3)， 一設(shè)置在該殼體(3) 內(nèi)用于容納試樣容器(15)的試樣室(12), —溫度控制單元和一控制該溫度控 制單元的電子控制器(4)，其中，所述試樣室(12)可借助于溫度控制單元加熱 和/或冷卻，并且所述殼體(3)具有一用于裝載和卸載試樣室(12)的、可關(guān)閉的 入口孔(13),其中，所述殼體(3)適用于支承至少另一個垂直地堆疊在其上的 培育箱(2),其特征在于，所述培育箱(2)具有一個與其電子控制器(4)共同作 用的總線系統(tǒng)(6)和兩個與該總線系統(tǒng)(6)連接的連接元件(7a,7b,8),其中，培 育箱(2)的總線系統(tǒng)(6)可通過第 一連接元件(7b,8)與 一個中央控制單元連接， 并且可通過第二連接元件(7a)與另 一培育箱(從屬培育箱)(2)的總線系統(tǒng)(6)連 接，由此，通過所述總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可由所述中央控制單元(10)單獨控制所述 培育箱(2)和其它培育箱(2)的電子控制器(4)。
19. 一種培育箱(從屬培育箱)(2),其具有一殼體(3), —設(shè)置在該殼體(3) 內(nèi)用于容納試樣容器(15)的試樣室(12), —溫度控制單元和一控制該溫度控 制單元的電子控制器(4),其中，所述試樣室(12)可借助于所述溫度控制單元 加熱和/或冷卻，并且所述殼體(3)在其前端具有一用于裝載和卸載試樣室(12) 的、可關(guān)閉的入口孔(13),其中，所述殼體(3)適用于支承至少另一個垂直地 堆疊在該殼體之上的培育箱(2)，其特征在于，所述培育箱(2)具有一與其電 子控制器(4)共同作用的總線系統(tǒng)(6)和兩個與所述總線系統(tǒng)(6)連接的連接元 件(7a,7b)，其中，所述培育箱(2)的總線系統(tǒng)(6)可通過所述兩個連接元件(7a,7b) 中的每個分別與其它培育箱(2)的總線系統(tǒng)(6)連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由多個培育箱(2)組成的系統(tǒng)，各培育箱分別包括一殼體(3)，一設(shè)置在殼體(3)內(nèi)部的試樣室(12)，一溫度控制單元和一控制該溫度單元的電子控制器(4)。培育箱(2)的試樣室(12)可被加熱和/或被冷卻；各培育箱(2)的殼體(3)分別具有一用于試樣室(12)裝載或卸載的、可關(guān)閉的入口孔(13)，其中，殼體(3)允許培育箱(2)垂直地堆疊。此外，各培育箱(2)分別具有與它們的電子控制器(4)共同作用的總線系統(tǒng)(6)，其中，各培育箱(2)的總線系統(tǒng)(6)通過相應(yīng)的連接元件(7)相互連接，并且所述系統(tǒng)(1)包括一中央控制單元(10)，該中央控制單元與系統(tǒng)(1)(主培育箱)的培育箱(2)的總線系統(tǒng)(6)相連接，其中，通過所述總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可由中央控制單元(10)單獨控制系統(tǒng)(1)的所有培育箱(2)的電子控制器(4)。
文檔編號C12M1/00GK101283084SQ200680037070
公開日2008年10月8日 申請日期2006年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月4日
發(fā)明者克里斯琴·喬治, 岡特·坦茲勒, 托斯滕·伯達克, 拉爾夫·帕克勞斯基, 朱塞普·馬里諾, 米歇爾·莫姆博伊斯 申請人:英?？乒I(yè)加熱與制冷有限責(zé)任公司