由多个培育箱组成的系统的制作方法

专利名称：由多个培育箱组成的系统的制作方法
由多个培育箱组成的系统
本发明涉及一种由多个培育箱组成的系统，所述各培育箱分别包括一壳 体， 一设置在壳体内部的、用于容纳试验容器的试样室， 一温度控制单元以 及一控制该温度控制单元的电子控制器，其中，培育箱的试样室可借助于温 度控制单元加热和/或冷却，并且各培育箱的壳体分别具有一可关闭的、用于 装载和卸载试样室的入口孔，其中，培育箱的壳体允许培育箱垂直地堆叠。
这种类型的培育箱优选应用于生物、微生物、药学、诊断或化学领域的 试样，所述试样必须在培育箱的试样室内承受特定的环境条件一定时间。在 此，试验容器里的试样被安放在培育箱的试样室内。在试样为液体的情况下， 试验容器是分别带有一个或多个分容器的液体容器，例如所谓的"微孔板"
或"深孔板"。
例如US 6518059 Bl公开了 一种具有本发明前序部分特征的由多个用于 容纳1鼓孔才反"的培育室组成的系统。其中，多个功能相同的培育箱可相叠 地堆叠。此外，按第二种可选的实施形式还规定，培育箱的试样室的温度要 么可通过各培育箱自身的温度控制单元单独调节，要么可以通过所谓的主培 育箱的温度控制单元控制。在后一种情况下，各培育箱只能在基本上相同的 试样室温度下工作。
从之前公知的现有技术出发，本发明所要解决的技术问题是提供一种尽 可能广泛适用的模块化的系统，该系统由多个按前述类型的培育箱组成，该 系统可以尽可能简单的扩展或拆减、尽可能高的功能性，也可以与其它自动 化装置连接。该系统允许同时在不同的环境条件下加载各种试样，并且最终 允许不同结构类型的培育箱灵活地与系统连接。
该技术问题通过一种按前述类型的、具有权利要求1进一步限定的特征 的系统解决，也就是当各培育箱分别具有一个与其电子控制器共同作用的总 线系统，其中，各培育箱的总线系统通过相应的连接元件相互连接，并且该 系统包括一个中央控制单元，该中央控制单元与系统一个培育箱(主培育箱) 的总线系统相连接，其中，中央控制单元可通过总线系统结构单独控制该系 统的所有培育箱的电子控制器。因此按本发明的系统特征在于，仅一个培育箱(所谓的主培育箱)必须与 中央控制单元连接。在各培育箱集成并且相互连接的总线系统中，借助于中 央控制单元允许单独的个别控制系统所有培育箱的电子控制器。因此，可以 在模块化的同时，同时在不同的温度的各个试样室内摆放试样。此外，按本 发明的系统可简单地扩展，因为新加入的培育箱不必为保证其单独控制性而 必须直接与中央控制单元相连接。而是仅仅与其电子控制器共同作用的总线 系统连接在之前业已在所述系统中存在的培育箱的总线系统上，以便可以通 过带有中央控制器的总线结构控制新加入的培育箱的电子控制器。
此外，按本发明的系统开启了在迄今为止的现有技术中没有的可能性， 即，不同结构类型和不同功能的培育箱也可以集成在系统中，只要所述培育 箱具有权利要求1进一步限定的特征，并且尤其是具有与其电子控制器共同 作用的以及可相互兼容的总线系统。
因此，例如其试样室仅可借助于温度控制单元加热的培育箱可以以简单 的方式和方法补充其试样室仅可以冷却的培育箱。
显而易见的是，各培育箱也可以在其它附加的功能方面有所不同，下面 将对此进一步详细说明。
培育箱总线系统的具体设计以及总线系统与各自的电子控制器的连接 对于总线系统的专业人员是现有技术，其中总线系统有多种公知的技术实施 方案。
有利的是，新附加至系统的培育箱自动被中央控制单元识别，并且在必 要时同时分配一个在总线系统上的地址，各新附加的培育箱应可通过该地址 控制。此外，各培育箱的总线系统有利的具有用于识别其类型或功能的装置。 通过前述特征，该系统提供所谓的"即插即用"功能，该功能允许附加的培 育箱尤其简单地投入运行。此外，可以规定，只要新附加的培育箱的空间位 置强制地根据其在总线系统上的连接得出(往下看)，即，培育箱被立即分配 了相应的空间坐标，该空间坐标明显使自动化的机器人系统的联合作业容 易，例如进行培育箱的试样室装载或卸载。
按本发明的系统的第 一种有利的设计可以设计为，系统中每两个相邻的
培育箱可通过形式为相互适应的插接元件的两个连接元件连接，其中，至少 在一部分培育箱的壳体顶部和底部这样对置地设置插接元件，即，插接元件
再次与位于其下或堆叠在其上的培育箱的、相适应的插接元件形成直接的插塞连接。
显然在此优选所有在堆垛中的、分别具有上面和下面相邻的培育箱的培 育箱配备有两个这种类型的连接元件。在堆垛最上面或最下面的两个培育箱 实际上仅在其顶部或底部需要一个相应的连接元件。然而，被证实对系统的 可扩展性有利的是，堆垛最上面的培育箱也配设有两个形式为相互适应的插 接元件的连接元件，因为之后还可加装至少一个其它的培育箱，该培育箱在 其底部具有至少一个相应的插接元件。
在系统的前述设计中不必提供和连接额外的连接电缆。总线系统的连接 在新附加的培育箱堆叠在业已存在的堆垛时已经实现。这种无需额外连接电 缆的连接也尤其使附加的培育箱自动被分配与其空间位置相应的空间坐标 成为可能，因为该培育箱被强制直接放置在堆垛的最上面的培育箱之上，并 且其相对主培育箱的位置可由培育箱预知的几何测量(必要时取决于它由总 线系统识别出的结构类型)得出。
由培育箱的前述设计及其连接元件的布置可知，当与中央控制单元连接 的主培育箱形成按本发明的、堆叠的、由多个培育箱组成的系统中最底下的
培育箱时，特别有利于系统尽可能简便地向后构建(RUckbau)。此外，当该培 育箱在其壳体的底部具有一个插接元件时，其总线系统是有利的，因为通过 该插接元件或必要时也可通过另 一连接元件与中央控制单元连接。
在该系统另 一有利的设计中，至少一部分培育箱具有一个在直线导轨上 引导的、用于试样室装载或卸载的抽屉，该抽屉可借助于电机、经由优选设 置在正面的入口孔从培育箱的壳体中抽出以及再次推入壳体中。
系统的培育箱由此可自动地装载和卸载。因此有利的是培育箱具有 一个 优选可通过总线系统控制的、用于抽屉的驱动结构的电子控制器，该电子控 制器可以优选是业已存在的、用于控制温度控制单元的电子控制器，因此， 该电子控制器承担其它的功能。试样或试样容器可由优选通过中央控制单元 控制的机器人系统输送到完全抽出的抽屉，并被放置在抽屉中。必要时，堆 垛最上面的培育箱可以舍弃这样的抽屉，因为该培育箱也可以通过设置在其 顶部的入口孔自动地装载和卸载。
培育箱的抽屉必须适用于支承试样或试样容器，并且同时可以形成试样 室的底部。在此，抽屉例如设计为完全平的。与此同时这不是强制性的，例 如抽屉也可以是框状的支架，该支架仅在边缘区域支承试样容器。被证实尤其有利的是，当抽屉在两个直线导轨上被固定的支承，与之相 反的是在水平地横向与其运动方向的方向上，在一个直线导轨固定支承，并 且在另 一直线导轨上松开的支承。这种支承方式允许抽屉一定的热膨胀并且 从而避免在膨胀情况下卡住。
在该系统的在一个优选的设计中，抽屉在其完全抽出的最终位置时抵靠 在相应培育箱的至少一个或多个止挡上。这对于以一定精度的误差的止挡与 可自动化的、用于操纵试样容器的机器人系统是尤其有利的，因为通过至少 一个止挡可以在开关循环之后还能非常好的重现抽屉完全抽出的位置，由此 避免试样容器通过机器人的误抓取或误放下。
按本系统 一有利的进一 步发展，用于培育箱试样室的正面的入口孔通过 一个固定在抽屉端侧的翻盖封闭。与设置在培育箱壳体上的翻盖相反的是不 必为翻盖设置独立的开启机构。抽屉的关闭运动也可以转换为翻盖的有效关 闭。
该系统的再一个优选的进一步发展可以设计为，翻盖在抽屉推入时占据 基本上垂直的、封闭入口孔的位置，并且可在抽屉上围绕一水平转轴这样回 转地固定，即，翻盖在抽屉打开时翻转至一基本上水平的位置。在此，翻盖 可以例如通过一个弹簧装置预张紧。因此，翻盖处于其基本上水平的位置时 几乎不妨碍为操试样容器而插入的机器人系统的机械手。
抽屉和翻盖之间的回转轴在翻盖一侧有利地设置在远离其下边缘和上 边缘(在垂直位置看)。通过这种与边缘相隔并从而更确切的说是中间的布置，
勻分布的闭合力。此外，与边缘侧的回转轴不同的是减少了翻转时所需的空 间。
因此，翻盖在抽屉关闭时通过合适的装置再次回到其竖直的或垂直的位 置，以便按规定封闭试样室的入口孔。该封闭过程可以有利地通过壳体上的 相应曲线导板实现，翻盖的一部分在抽屉关闭时抵靠在该曲线导板上，并且 如此地回转，使得翻盖重新竖立。
通过系统的前述设计，该系统可以与不同结构类型的机器人系统或抓取
系统共同协作。尤其是对于微孔板或其它标准的、微长的试样容器已经公知
有多种机器人系统，这些机器人系统为转移试样容器以所谓的纵向模式或横
向模式在试样容器的纵向侧边或横向侧边抓取。正面设有翻盖的直线引导的抽屉允许以纵向模式抓取或放下试验用品。此外，通过翻盖翻转至一基本上 水平的位置来允许以横向模式抓取试样容器。
按本发明的系统的培育箱有利地具有用于在封闭的翻盖上施加一定闭 合力的装置。在此可以例如设计为电机的驱动电机，该电机在抽屉处于关闭 状态时被供应恒定的电机电流，使得翻盖通过电机力保持关闭。另外，也可 以以优选的方式在培育箱和/或翻盖上设置必要时可控的^f兹性元件，以便保证 翻盖足够密封地封闭。
在系统另 一有利的设计中，至少 一个培育箱的温度控制单元包括一个设 置在试样室底部的加热膜,通过该加热膜可加热所述试4f室以及位于其内的 试样。
在一有利的进一步发展中，温度控制单元要么包括一个两区加热膜，要 么包括至少两个加热膜，通过所述加热膜可单独加热至少两个区域。此外， 优选 一 个区域覆盖试样室底部的环形边缘区域，同时第二个区域覆盖位于试 样室底部内部的核心区域。在加热试样室至希望的工作温度时有利地使用所 有加热区总加热功率，在保持已经达到的工作温度时，仅位于试样室外边缘 区域的加热区有利地保持在规定温度工作。因此可以在试样室内部，并从而 也在试样自身内部达到非常均匀的温度分布，因为最大的热损耗出现在试样 室的边缘区域。此外，边缘区域的加热功率密度优选还会这样额外地相适应， 即，平衡试样室各角的或纵向侧和横向侧的不同的散热条件。
按本发明的系统的至少 一 个培育箱的温度控制单元也可以有利地包括 一个冷却装置或一个组合的冷却/加热装置。对此有利的是仅试样室的底部和 /或侧壁可直接冷却，同时试样室的顶盖不直接被冷却。此外，进一步有利的
是使用基于热电效应的珀耳贴组件(Peltier-Modulen)，该组件根据工作电压的 正负号既可冷却又可加热。通过侧壁的冷却(类似于试样室底部的外边缘区 域的加热)，实现相当均匀的温度分布。与核心区相比，试样室底部的外边 缘区域更强烈的冷却经珀耳贴组件证明是非常耗费的(与加热膜不一样)。因 此，试样室的顶盖明确不直接冷却，可以有效地避免在顶盖上形成冷凝液并 从而有效地避免在位于试样容器内的试样上方的、与之相关的冷凝液滴。
为了系统培育箱的结构高度尽可能小可以进一步规定，试样室的底部和 /或侧壁与本来的冷却装置或组合的加热/冷却装置空间分开，并与这些装置 通过所谓的热管相连接。温度控制单元有利地包括一个冷却装置或加热装置/通风器-单元以及一个冷却法兰或加热法兰，该法兰一方面与冷却装置或加 热装置连接，并且另一方面与热管接触。因此，冷却装置或加热装置也可以 定位在试样室的侧面或后面。冷却法兰或加热法兰有利地与要冷却或加热的 底部位于同一高度。(多个)热管基本上水平的工作也就实现了非常好的加热 或冷却能力。
在系统另 一有利的设计中，至少 一个可加热或可冷却的培育箱的隔热结 构包括由至少两种不同的隔热系统组成的夹层结构，其中，外面的夹层做成 真空隔热层。里面的隔热系统可有利地为由硬塑料制成的 一层或由闭孔的泡 沫橡胶制成的一层。进一步优选的是，尤其是考虑使隔热层的厚度尽量小并 从而使培育箱的结构高度小，夹层结构总共有三个隔热层，它们由里向外依 次由硬塑料，闭孔泡沫橡胶和一个真空隔热层构成。培育箱的小结构高度对 系统也产生非常有利的效果，因为从而在同样数目的培育箱时实现较低的堆 垛高度，从而又提高了堆垛的稳定性。因此，在当前的系统中， 一个好的隔 热也是非常重要的，因为必要时在堆垛中相邻的培育向应该可以在不同的温 度下工作。因此可以通过前述的隔热结构减少相邻的培育箱相互的影响。
闭孔泡沫橡胶通过橡胶内部封闭的小空气泡达到非常好的隔热效果。该
真空隔热层优选包括一个抽成真空小于5mbar压力的绝热芯(Daemmkern)， 该绝热芯由微孔的硅酸制成，该绝热芯用由金属镀膜的多层片 (Mehrschichtfolie)制成的外壳真空密封地包封，在实际中证实，当这种真空 隔热结构的厚度仅为4mm时，在试样室内的温度直至大约60oC时是足够的 (没有其它的隔热装置)。然而，在按本发明的系统中，系统也可以有利地包 括至少一个培育箱，该培育箱的温度控制单元在试样室内达到直至80°C的 温度甚至更高(例如100°C或105°C)。在前述两层或三层隔热结构中，由塑 料和/或橡胶制成的内层这样有利地确定尺寸，即，该内层在正常工作时内侧 温度从试样室内的80。C或更高在第二隔热层的外层减少至60。C,因此真空 隔热层能足够地隔绝余热。
在按本发明的系统的 一个有利的设计中，其中培育箱具有一个用于试样 室加载和卸载的抽屉，该抽屉包括一借助于滑杆导轨引导的、用于试样容器 的支架。在此，在抽屉水平推入壳体的最后阶段，滑杆导轨造成支架的垂直 下降，其中，试样容器放在中间板或试样室的底部上面。当底部例如通过热 管与温度控制单元静态地相连接，并且从而自身可以不^1用作试样室装载和卸载的抽屉的一部分时，试样容器放置在试样室的底部被证实是尤其合理 的。因此获得这样的优点，即，试样容器直接放在可冷却和/或可加热的试样 箱的底部上面，这就导致至试样的更好的热传递。
然而，试样或试样容器也可以放在与试样室底板不同的中间板上。因此， 尤其当所使用的试样容器的底侧不平时，通过中间板在其几何形状上在其底 侧与试样室的底板，以及在其顶侧与放入试样室的试样容器的几何形状相适 应,该中间板可以设计作为适配板，保证可加热和/或可冷却的底板尽可能好 的热传递能力和/或冷传递能力。在这种情况下，中间板优选由铝或与铝的导 热能力类似或更好的材料制成。
然而与上述不同地，也可以规定，中间板是集成在培育箱内的摇荡桌
(Shakertisch)的顶侧，试样可以通过该摇荡桌摇动。在此，中间板有利地在 水平面内可运动地设置，并且可借助于一个恰当的驱动系统引起在水平平面 内振动。该振动单元和按本发明系统的培育箱的其它所有有利的电子部件一 样，优选通过培育箱的电子控制器控制，并因此同样可通过总线系统由中央 控制单元控制。
除了到现在为止所述的、用于影响位于试样箱内的试样的环境条件(例 如用于温度的温度控制单元，可选的、用于引起水平摇晃运动的摇晃台)的 各装置之外，按本发明的系统的至少一个培育箱也可以具有至少一个其它的 装置，该装置用于用于影响其它的环境条件。后者尤其是一个用紫外线或红 外线照射试样的相应光源， 一个用于以不同频率范围的电磁场辐射试样的天 线， 一个必要时可电子控制的气体入孔和气体出孔，以^_向试样吹送例如氮 气(N2)或其它的气体，用于提高或降低试样室内的空气湿度的装置，等等。 在一个有利地设计中，当前用于影响试样室内的环境条件的各装置尤其可以 设计为，即，这些装置也可通过电子控制器，并从而可通过中央控制单元控 制。尤其与按本发明的设计的总线系统相关，该总线系统能有利地自动识别 各种通过"即插即用"连接在系统上的培育箱的结构类型和功能，因此按本 发明的系统被证明是非常用户友好的。
显而易见的是，前面详细说明的、系统或培育箱的各种有利的设计可以 任意组合。
此外，除了对于按本发明的由多个培育箱组成的系统请求专利保护之 外，还要补充独立地请求保护相应构造的培育箱。首先，本发明尤其涉及一种培育箱(主培育箱)，该培育箱包括一壳体， 以设置在壳体内部用于容纳试样容器的试样室， 一温度控制单元和以控制该 温度控制单元的电子控制器，其中，试样室可借助于温度控制单元加热或冷 却，并且所述壳体具有一个可关闭的、用于试样室装载的入口孔，其中，该 壳体适用于支承至少一个另外的、垂直堆叠在该壳体上面的培育箱。培育箱 进一步的特征在于，培育箱具有一与其电子控制器共同作用的总线系统和两 个与该总线系统连接的连接元件，其中，其总线系统可通过第一连接元件与 中央控制单元连接，并通过第二连接元件与另 一培育箱的总线系统(从属培 育箱)相连接，因此中央控制单元也可通过总线系统结构单独控制该培育箱 和其它培育箱的电子控制器。
本发明同样也涉及一种可连接在主培育箱或其它从属装置上的培育箱。 这种培育箱包括一个壳体， 一个设置在壳体内部用于容纳试样容器的试样
室， 一个温度控制单元和一个控制该温度控制单元的电子控制器，其中，所 述试样室可借助于温度控制单元加热和/或冷却，并且该壳体具有一个可关闭 的、用于试样室装载的入口孔，其中，该壳体适用于支承至少一个另外的、 垂直地堆叠在该壳体上的培育箱。该培育箱的进一步的特征在于，该培育箱 具有与其电子控制器共同作用的总线系统和两个与该总线系统连接的连接
元件，其中，其总线系统可通过每个连接元件分别与其它培育箱的总线系统 连接。
显而易见的是，所有系统相关的有利设计，即便它只涉及系统的一个培 育箱或培育箱的一部分，可以类似的方式转化为前述两种培育箱。发明者尤 其保留，将独立于现在看作发明基本点的特征的、前述培育箱的各个能保护 的设计作为分案申请的主题。
接下来根据附图详细说明按本发明的系统以及按本发明的培育箱。图
中


图1表示按本发明的系统的一个实施形式，
图2表示按本发明的、带有抽出的抽屉的培育箱的第一实施形式的立体 视图，
图3表示图2所示实施形式单个部件的立体视图，
图4表示图2和3所示实施形式在抽屉关闭时的剖切视图，
图5表示按图2， 3和4所示实施形式的分解图，图6表示按本发明的培育箱的第二种实施形式的立体局部视图以及
图7表示按本发明的培育箱的第三种实施形式的分解视图。
图1示意性地表示按本发明的系统1的一个实施形式的正面视图。该系
统包括多个垂直地相互堆叠的培育箱2，各培育箱分别具有一个壳体3以及
一个在图1中未示出的、可借助于温度控制单元加热和/或冷却的试样室，该
试样室用于容纳试样容器。培育箱的壳体3分别在前侧包括一可借助于翻盖 5关闭的试样室的入口孔。培育箱2各自的温度控制单元可通过一集成在各 培育箱2内的、用虚线表示的电子控制器4控制。此外，每个培育箱2具有 一与其电子控制器4共同作用的总线系统6(同样以虛线示出)。集成在各培 育箱2内的总线系统6通过相应的连接元件7彼此连接并形成一总线系统结 构，该总线结构通过设置在堆垛最下面的培育箱上的连接元件8和连接线路 9与中央控制单元IO连接，其中，该连接线路在必要时也可以无线工作的通 信网替代。然而可选地，中央控制模块10也可以连接在最下面的培育箱的 连接元件7b上。该堆垛最下面的培育箱用作当前的主培育箱。通过中央控 制单元10可单独控制所有培育箱2的电子控制器4。连接元件7涉及到形式 为分别设置在培育箱2顶部的插接元件7a，该插座元件在各培育箱相互堆叠 时与相应的、位于培育箱2底部的插接元件7b连接。此外，各培育箱2具 有脚ll,它们嵌入位于其下的培育箱顶部的相应凹槽(图1中未示出)中。借 助于这些凹槽保证各培育箱在水平方向和垂直方向的精确定位。
图2表示按本发明的培育箱的第一实施形式的立体视图。培育箱2具有 外壳3,用于容纳试样的试样室位于所述壳体之内。为装载和卸载试样室12, 培育箱2的壳体3在前侧具有一个入口孔13，形成试样室12的底部的抽屉 14可通过该孔抽出或推进。当前完全从试样室12抽出的抽屉14承载了一个 试样容器15,该容器在抽屉上借助于弹性夹16防止移动，并且用固定在抽 屉14上的止挡元件17抵靠在固定在培育箱壳体3上的止挡18,由此可精确 地确定抽屉完全抽出的位置。
在抽屉14端侧可围绕水平转轴A回转固定的翻盖5在抽屉14关闭时位 于封闭入口孔13、基本上垂直的位置，并且当前翻开至基本上水平的位置。 这种翻开在抽屉14抽出时自动进行，亦即通过设置在连接元件19上的螺旋 弹簧20开启，该螺旋弹簧一方面抵靠在抽屉14上，另一方面抵靠在翻盖5 上。形成转轴A的连接元件19不是在翻盖的边缘，而是设置在当翻盖位于垂直位置时的上下边缘之间。
在抽屉14推入试样室时，翻盖5又自动回到封闭试样室12的入口孑L 13 的垂直位置。该过程借助于曲线导板21实现，该曲线导板在抽屉14的推入 过程末尾引导一个优选可转动地放置的、翻盖5的元件22。
在试样容器15的下面有一个在图2中没有示出的、用于加热试样或试 样室12的加热膜(Heizfolie),该加热膜通过一个扁形电缆23与在图2中同 样没有示出的培育箱2的电子控制器连接。
在壳体3的顶部设有用于另一培育箱的脚11的容纳槽24。为了避免另 一培育箱的脚11卡在容纳槽24中，容纳槽是这样设计的，即， 一个容纳槽 在水平面固定地支承容纳在其中的脚11，同时另一容纳槽24在两个容纳槽 相连接的方向松动地支承容纳在其中的脚。这由图2中左侧示出的容纳槽24 的椭圓形设计可知。此外，在培育箱2的顶部设有一个插接元件7a,当另一 培育箱堆叠在该培育箱上时，与该培育箱2的电子控制器共同作用的总线系 统可通过所述插接元件与另 一培育箱的总线系统连接。
图3表示按本发明的培育箱的抽屉系统的一个实施形式的立体视图。而 且，为清晰起见，培育箱的多个元件，如尤其是壳体没有被示出。抽屉14 通过一电机25和一齿带传动机构26， 27, 28驱动。此外，齿带27通过两 个导向辊26, 28引导，其中，第一个导向辊通过固定地安装在壳体上的电 机25驱动。齿带27在抽屉14上借助于固定在抽屉上的夹紧块29夹紧，其 中，该夹紧块29同时用作抽屉14除第一止挡元件17的第二止挡元件。
两个止挡元件17、 29在抽屉14完全抽出时分别抵靠在培育箱固定在壳 体上的止挡18、 30上。该抽屉14在两侧都在直线导轨31上被引导，其中， 为清晰起见一个直线导轨在图3中没有被示出。
在抽屉上面设置有一个用于加热试样室的加热膜32，该加热膜通过扁形 电缆23与电路板33相连接。加热膜32设计为两区加热膜，其中，第一区 域32a加热该加热膜32的外围区域，第二区域32b加热该加热膜32的内部 区域。扁形电缆23从加热膜出发，首先从上面穿过一个在基本上完全平地 设计的抽屉14中的没有示出的凹槽，并在夹紧辊34的区域内这样地缠绕两 次，并通过夹紧辊34固定在壳体底部，因此不影响抽屉14的运动。
在电路板33上设置有控制加热膜32的电子控制器4以及培育箱的总线 系统6(示意性示出)。电机25也可通过连接电缆35由电子控制器4控制。电子控制器还与总线系统6相连接，该系统具有所有的前述功能特征并且与
两个连接元件(在图3中未示出)相连通。通过该总线系统6电子控制器4可 由通过连接元件之一直接或间接连接的中央控制单元控制。
图4表示按本发明的培育箱2的一种实施形式在横穿试样室12的截面 上的剖切视图。在试样室12的内部有一试样容器15,其中存在一种或多种 试样(未示出)。该试样容器15容纳在固定在抽屉14上面的支架35内，该支 架在其侧边形成有弹簧夹16,该弹簧夹在侧面将试样容器15固定支架35 内。在抽屉14和容器15之间设置有一个用于加热试样室12的加热膜32, 该加热膜通过扁形电缆23与培育箱2的电子控制器相连接。通过加热膜32 基本上完全平地贴靠在支架35上，该支架又贴靠在试样容器15的底部，从 而保证从加热膜到试样容器，并因而至试样的良好热传递。抽屉14在两侧 都被固定在壳体上的直线导轨31引导，该导轨在垂直方向用于抽屉14的固 定支承。在水平方向和横向于抽屉14的运动方向上，抽屉14固定地支承在 右边示出的直线导轨31上，并且松动地支承在左边示出的直线导轨31上， 以便在这些方向上允许抽屉14的一定的热膨胀。抽屉14在其边缘区域可水 平移动地位于一支承36上，该支承同时也形成直线导轨31的一部分。为实 .现抽屉14尽可能好的滑动特性，由不锈钢制成的抽屉4和采用塑料，优选 为带有特氟隆成份(Teflonanteil)的PETP-TX直线导轨31或支承36的组合被 证实是尤其有利的。同样由图4可知两个固定设置在抽屉14上的止挡元件 17、 29，其中，在图中右侧的止挡元件29同时作为用于连接抽屉14及其驱 动单元的齿带27的夹紧块。壳体包括一个上壳体部分37和一个下壳体部分 38，并且在其顶部或底部具有插接元件7a、 7b,所述插4妾元件用于连接该壳 体的总线系统与位于其上或其下的培育箱的总线系统或中央控制单元。为了 隔热目的，试样室12上方是一夹层结构，该夹层结构首先设有硬塑料制成 的第一隔热层39,并且设有第二真空隔热层40。由硬塑料制成的隔热层39 页在侧面隔热试样室12,其中，在带有支承36的直线导轨31的区域内为抽 屉14考虑一个少许限制的隔热。其它由硬塑料制成的元件41、 42、 43、 44 在下面隔热试样室。在此，必要时也可以在元件41-44下面再设一个第二真 空隔热层。
为了更好地清楚显示，图5示出了按本发明的培育箱的第一种实施形式 的分解视图。图6表示按本发明的培育箱2的第二种实施形式的、右侧斜向下的立体
视图，其中，抽屉14不是完全平的，而是设计为框架形式。该框架在其内 周侧支承有一个用于试样容器的支架45。此外，在抽屉14上固定有一个滑 杆导轨(KulissenfUehrung)，该导轨在两侧分别包括基片46或47以及设计在 其上的导向件48、 49或50、 51。支架45具有四个导向榫托座 (Fuehrungszapfenhaltemng)52、 53、 54、 55，其中，各托座设计有一个指向 滑杆导轨的方向的导向栓56、 57。由于立体的原因，只看到嵌入滑杆导轨的 导向件48、 49中的两个导向栓56， 57。此外，在培育箱2内部设有一个没 有示出的止挡，该止挡用于支架45或设置和固定在该支架45内的试样容器。 该止挡是这样设置的，即，支架45或试样容器在抽屉14的关闭过程结束之 前已经被固定。由此支架45和设置在其中的试样容器在抽屉14关闭过程的 最后阶段相对该抽屉14水平移动，所述滑杆导轨则保_汪，相对于抽屉14水 平运动的支架45通过在导向件48-51上运动的导向栓56， 57垂直下沉。因 此，试样容器在抽屋14关闭过程中可以在试样室12或设置在其中的中间板 上垂直地下降。
最后，图7还示出了按本发明的培育箱2的另 一种实施形式的分解视图， 其壳体包括一个上壳体部分37和一个下壳体部分38。位于试样容器15之内 的试样可借助于通过齿带传动机构58驱动的抽屉14推入培育箱2的壳体中 或从中再次抽出，其中，为此必须的正面入口孔可以通过一个设置在壳体正 面的翻盖5封闭。试样室通过组合的冷却/加热装置59在温度范围+4。C至 +80°C之间既可以加热也可以冷却(实验室温度为室温时)。组合的冷却/加热 装置分别通过一个冷却/加热法兰60和热管61与试样室的侧壁62热连接。 试样室的顶盖63不被直接冷却。试样室在上方及侧面与一个没有详细并且 透明示出的夹层结构64隔热，该加层结构从里向外，首先具有硬塑料，然 后是闭孔泡沫橡胶，最后是真空隔热层。培育箱没有示出的电子控制器通过 总线系统与插接元件7a、 7b连接，该插接元件用于连接该培育箱2的总线 系统和另 一培育箱的总线系统。
权利要求
1.一种由多个培育箱(2)组成的系统(1)，各培育箱分别包括一壳体(3)，一设置在该壳体(3)内用于容纳试样容器(15)的试样室(12)，一个温度控制单元以及一个控制该温度控制单元的电子控制器(4)，其中，所述培育箱(2)的试样室(12)可借助于温度控制单元加热和/或冷却，并且该培育箱(2)的壳体(3)分别具有一个用于试样室(12)装载或卸载的、可关闭的入口孔(13)，其中，所述培育箱(2)的壳体(3)允许培育箱(2)垂直地堆叠，其特征在于，所述培育箱(2)分别具有一与其电子控制器(4)共同作用的总线系统(6)，其中，所述培育箱(2)的总线系统(6)通过相应的连接元件(7)相互连接，并且所述系统(1)包括一中央控制单元(10)，该中央控制单元与系统(1)的其中一个培育箱(主培育箱)(2)的总线系统(6)相连接，其中，通过总线系统结构可由所述中央控制单元(10)单独控制所述系统(1)的所有培育箱(2)的电子控制器(4)。
2. 按权利要求1所述的由多个培育箱组成的系统，其特征在于，每两个 相邻的培育箱(2)可通过两个形式为相互对应的插塞元件(7a，7b)的连接元件 连接，其中，至少在一部分培育箱(2)上如此相互对置地在壳体(3)的顶侧和 底侧设置所述插塞元件(7a，7b),即，使得所述插塞元件又与位于下方或堆叠 在上方的培育箱(2)的相应插塞元件(7a,7b)形成插塞连接。
3. 按权利要求1或2所述的由多个培育箱组成的系统，其特征在于，至 少一部分培育箱(2)为装载和卸载所述试样室(12)具有一在直线导轨(31)中引 导的抽屉(14)，所述抽屉可借助于电机(25)由入口孔(13)从培育箱(2)的壳体(3) 内抽出或推入所述壳体中。
4. 按权利要求3所述的由多个培育箱组成的系统，其特征在于，所述抽 屉(14)在其抽出的最终位置挡靠在相关培育箱(2)的至少一止挡(18，30)上。
5. 按权利要求4所述的由多个培育箱組成的系统，其特征在于，在所述 培育箱(2)的壳体(3)上的所述入口孔(13)可通过固定在抽屉(14)端侧的翻盖(5) 关闭。
6. 按权利要求5所述的由多个培育箱组成的系统，其特征在于，所述翻 盖(5)在抽屉(14)推入时占据一个基本上垂直的、封闭所述入口孔(13)的位置， 并且远离其在垂直位置看的下边缘或上边缘地、可围绕一水平轴(A)回转地 固定在所述抽屉(14)上，使得所述翻盖在抽屉(14)抽出时转开至一基本上水平的位置。
7. 按权利要求1至6之一所述的由多个培育箱组成的系统，其特征在于， 所述系统的至少一个培育箱的温度控制单元包括一设置在试样室(12)底部的加热膜(32)。
8. 按权利要求7所述的由多个培育箱组成的系统，其特征在于，所述加 热膜(32)是一种两区-力a热膜(32)或所述温度控制单元包括至少两个加热膜， 通过所述至少两个加热膜可分别单独加热至少两个区域(32a，32b)。
9. 按权利要求1至6之一所述的由多个培育箱组成的系统，其特征在 于，至少一个培育箱(2)的温度控制单元包括一用于冷却培育箱(12)的冷却装 置(59)。
10. 按权利要求1至6之一所述的由多个培育箱组成的系统，其特征在 于，至少一个培育箱(2)的温度控制单元包括一组合的、用于冷却和加热所述 试样室(12)的冷却/加热装置(59)。
11. 按权利要求9或IO所述的由多个培育箱组成的系统，其特征在于， 仅所述试样室(12)的底部和/或侧壁(62)可直接冷却。
12. 按权利要求11所述的由多个培育箱组成的系统，其特征在于，所述 试样室的底部和/或侧壁(62)与所述冷却装置或所述组合的冷却/力口热装置空 间分离，并且与所述装置通过热管(61)相连。
13. 按权利要求1至12之一所述的由多个培育箱组成的系统，其特征在 于，至少一个培育箱(2)的试样室(12)具有一隔热装置，该隔热装置按三明治 结构形式从里向外具有至少两种不同的隔热类型(38, 40),其中，靠外那种 隔热类型设计为真空-隔热层(40)。
14. 按权利要求13所述的由多个培育箱组成的系统，其特征在于，至少 一个培育箱的试样室从里到外通过一 由硬质塑料、闭孔的泡沫橡胶和 一真空 -隔热层组成的三明治结构(6 4)隔热。
15. 按权利要求3所述的由多个培育箱组成的系统，其特征在于，所述 至少一个培育箱的抽屉(14)包括一借助于滑杆导轨(46-51, 56， 57)引导的、 用于试样容器(15)的支架(45)，并且所述滑杆导轨(46-51, 56， 57)为在中间 板或试样室(12)的底部放置试样容器(15),在抽屉水平地推入所述试样箱(12) 的最后阶段，造成所述支架(45)的垂直下降。
16. 按权利要求15所述的由多个培育箱组成的系统，其特征在于，所述中间板底侧的几何形状与 一通过所述温度控制单元加热和/或冷却的试样室(12)的底部相适应，并且该中间板顶侧的几何形状与放置在所述试样室(12) 内的试样容器(15)的几何形状相适应。
17. 按权利要求15所述的由多个培育箱组成的系统，其特征在于，所述 中间板在所述试样室(12)中可运动地设置在水平面内，并且可被一驱动系统 激励而在该水平面内振动。
18. —种培育箱(主培育箱)(2),其包括一壳体(3)， 一设置在该壳体(3) 内用于容纳试样容器(15)的试样室(12), —温度控制单元和一控制该温度控 制单元的电子控制器(4)，其中，所述试样室(12)可借助于温度控制单元加热 和/或冷却，并且所述壳体(3)具有一用于装载和卸载试样室(12)的、可关闭的 入口孔(13),其中，所述壳体(3)适用于支承至少另一个垂直地堆叠在其上的 培育箱(2),其特征在于，所述培育箱(2)具有一个与其电子控制器(4)共同作 用的总线系统(6)和两个与该总线系统(6)连接的连接元件(7a,7b,8),其中，培 育箱(2)的总线系统(6)可通过第 一连接元件(7b,8)与 一个中央控制单元连接， 并且可通过第二连接元件(7a)与另 一培育箱(从属培育箱)(2)的总线系统(6)连 接，由此，通过所述总线系统结构可由所述中央控制单元(10)单独控制所述 培育箱(2)和其它培育箱(2)的电子控制器(4)。
19. 一种培育箱(从属培育箱)(2),其具有一壳体(3), —设置在该壳体(3) 内用于容纳试样容器(15)的试样室(12), —温度控制单元和一控制该温度控 制单元的电子控制器(4),其中，所述试样室(12)可借助于所述温度控制单元 加热和/或冷却，并且所述壳体(3)在其前端具有一用于装载和卸载试样室(12) 的、可关闭的入口孔(13),其中，所述壳体(3)适用于支承至少另一个垂直地 堆叠在该壳体之上的培育箱(2)，其特征在于，所述培育箱(2)具有一与其电 子控制器(4)共同作用的总线系统(6)和两个与所述总线系统(6)连接的连接元 件(7a,7b)，其中，所述培育箱(2)的总线系统(6)可通过所述两个连接元件(7a,7b) 中的每个分别与其它培育箱(2)的总线系统(6)连接。
全文摘要
本发明涉及一种由多个培育箱(2)组成的系统，各培育箱分别包括一壳体(3)，一设置在壳体(3)内部的试样室(12)，一温度控制单元和一控制该温度单元的电子控制器(4)。培育箱(2)的试样室(12)可被加热和/或被冷却；各培育箱(2)的壳体(3)分别具有一用于试样室(12)装载或卸载的、可关闭的入口孔(13)，其中，壳体(3)允许培育箱(2)垂直地堆叠。此外，各培育箱(2)分别具有与它们的电子控制器(4)共同作用的总线系统(6)，其中，各培育箱(2)的总线系统(6)通过相应的连接元件(7)相互连接，并且所述系统(1)包括一中央控制单元(10)，该中央控制单元与系统(1)(主培育箱)的培育箱(2)的总线系统(6)相连接，其中，通过所述总线系统结构可由中央控制单元(10)单独控制系统(1)的所有培育箱(2)的电子控制器(4)。
文档编号C12M1/00GK101283084SQ200680037070
公开日2008年10月8日 申请日期2006年7月29日 优先权日2005年8月4日
发明者克里斯琴·乔治, 冈特·坦兹勒, 托斯滕·伯达克, 拉尔夫·帕克劳斯基, 朱塞普·马里诺, 米歇尔·莫姆博伊斯 申请人:英希科工业加热与制冷有限责任公司