Die Erfindung betrifft einen Klimaschrank nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 mit einer integrierten Handlingvorrichtung.
Vorrichtungen eingangs erwähnter Art werden überall dort benötigt, wo Objekte unter kontrollierten Klimabedingungen über eine bestimmte Zeit gehalten werden müssen. Ein Anwendungsgebiet ist beispielsweise das Bebrüten von Zellkulturen oder Mikroorganismen, die nur unter bestimmten Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen sowie in einer genau definierten Kohlendioxydatmosphäre optimal gedeihen. Um grosse Mengen von Präparaten bearbeiten zu können, ist ferner ein automatisches Be- und Entladen des Klimaschranks notwendig.
In der EP-0 293 782 ist eine Einrichtung mit einer automatischen Zugriffsmöglichkeit beschrieben. Es ist in der Benutzertüre eine automatisch betätigbare Hilfstüre sowie im Innern des Klimaschranks ein positionierbares Karussell vorgesehen. Ein Roboter kann über die Hilfstüre auf Objekte, die im Karussell liegen, zugreifen. Nachteilig an dieser Anordnung ist, dass beim \ffnen der Hilfstüre grosse Klimaschwankungen entstehen. Dies wirkt sich besonders bei häufigen Zugriffen ungünstig auf die Klimastabilität aus.
In der US-5 470 744 ist eine Einrichtung vorgestellt, bei der die Hilfstüre in Segmente unterteilt ist. Dadurch lassen sich Klimaschwankungen durch Zugriffe reduzieren. Nachteilig ist hier, dass sich eine hochwertige Isolation der segmentierten Hilfstüre nur unter grossem Aufwand realisieren lässt. Bei obigen Einrichtungen muss ferner die Höhenbewegung vom zugreifenden Roboter vollzogen werden. Dies bedeutet einen Freiheitsgrad für den Roboter für die Höhenbewegung.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung eingangs erwähnter Art zu schaffen, die einerseits die Nachteile der bekannten Einrichtungen vermeidet und mit der sich andererseits äusserst stabile Klimaverhältnisse erzielen lassen.
Die Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, dass
- eine hohe Klimastabilität durch kleine Abmessungen der Hilfstüre ermöglicht wird,
- die Zugriffszeit durch ein spezifisch optimiertes Handling verkürzt wird,
- das externe Handling durch eine definierte Übergabeposition vereinfacht wird,
- eine Entlastung des externen Handlings durch Verlagerung des Beschickungsvorgangs erzielt wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Im Folgenden ist die Erfindung in den Fig. 1-3 erläutert.
Fig. 1 zeigt die Aufsicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Einrichtung
Fig. 2 zeigt die Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Einrichtung
Fig. 3a zeigt die Aufsicht eines Ausführungsbeispiels mit zwei nebeneinander angeordneten Karussellen
Fig. 3b zeigt die Aufsicht eines Ausführungsbeispiels mit zwei konzentrischen Karussellen.
In der Fig. 1 ist ein Klimaschrank 1 mit einem Nutzraum 2 und einer Benutzerseite 3 und einer Roboterseite 4 dargestellt. Auf der Benutzerseite 3 befindet sich eine Benutzertüre 5 und auf der Roboterseite 4 eine Hilfstüre 6. Im Nutzraum 2 ist ein Positioniergestell 7 angeordnet, das die Lagerobjekte 8 aufnimmt. Ein Handlingsystem 9 mit einem Höhenlift 10, auf dem ein Handler 11 befestigt ist, befindet sich ebenfalls im Innern des Nutzraumes 2. Das Positioniergestell 7 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Karussell mit einer ersten Anzahl Etagen. Auf jeder Etage ist eine zweite Anzahl Aufnahmen für Lagerobjekte 8 angeordnet. Das Positioniergestell 7 ist mittels eines nicht dargestellten Rotationspositionierers in zweiter Anzahl Rotationspositionen positionierbar. Der Höhenlift 10 ist in wenigstens erster Anzahl Rotationspositionen positionierbar.
Der Handler 11 hat eine innere Position 12a, eine erste mittlere Position 12b, eine zweite mittlere Position 12c und eine äussere Position 12d, die auf einer in radialer Richtung einem Drehzentrum 14 des Handlers 11 verlaufenden Geraden liegen.
Die Fig. 2 zeigt einen Klimaschrank in der Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Handlingsystem 9 in einer Erweiterung des Nutzraums untergebracht. Der Handler 11 hat eine innere Position, eine mittlere Position und eine äussere Position, die auf einer in radialer Richtung zum Positioniergestell 7 verlaufenden Geraden liegen. Die Beschickung kann vom Benutzer über die Benutzertüre 5 vollzogen werden. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Positioniergestell 7 mit herausnehmbaren Kassetten 15 bestückt, die auf einem Positionierteller 22 angeordnet sind.
Die Fig. 3a zeigt ein Ausführungsbeispiel mit zwei nebeneinander angeordneten Karussellen 7a, 7b. Das Handlingsystem bedient beide Karusselle 7a, 7b.
In der Fig. 3b ist ein Ausführungsbeispiel mit zwei konzentrischen Karussellen wiedergegeben. Für den Transport der Lagerobjekte 8 ist ein freier Platz 21 auf dem äusseren Karussell 7a vorgesehen.
Bei einem Entladezyklus wird das Positioniergestell 7 in die gewünschte Position gegenüber dem Handler 11 gedreht. Der Höhenlift 10 fährt den Handler 11 auf die gewünschte Etage. Zum Laden des Lagerobjektes 8 wird der Handler 11 in das Positioniergestell 7 auf die innere Position 12a unter das partiell aufliegende Lagerobjekt 8 gefahren und über eine Höhenbewegung angehoben. Mit dem geladenen Lagerobjekt 8 fährt der Handler 11 in die mittlere Position 12b in welcher der Höhenlift 10 den Handler 11 auf die Höhe der Hilfstüre 6 fährt. Die Hilfstüre 6 wird geöffnet und der Handler 11 fährt in die äussere Position 12d. In der äusseren Position 12d übergibt der Handler 11 das Lagerobjekt 8 an ein übergeordnetes Restsystem. Bei einem Beschickungsvorgang läuft obiger Vorgang in umgekehrter Folge.
The invention relates to a climate chamber according to the preamble of claim 1 with an integrated handling device.
Devices of the type mentioned at the outset are required wherever objects have to be kept under controlled climatic conditions for a certain time. One area of application is, for example, the incubation of cell cultures or microorganisms that only thrive optimally under certain temperature and humidity conditions and in a precisely defined carbon dioxide atmosphere. In order to be able to process large quantities of preparations, automatic loading and unloading of the climate cabinet is necessary.
EP-0 293 782 describes a device with an automatic access option. There is an automatically operated auxiliary door in the user door and a carousel that can be positioned inside the climate cabinet. A robot can access objects in the carousel via the auxiliary door. A disadvantage of this arrangement is that large climatic fluctuations occur when the auxiliary door is opened. This has an unfavorable effect on climate stability, particularly with frequent access.
US Pat. No. 5,470,744 presents a device in which the auxiliary door is divided into segments. This allows climate fluctuations to be reduced through access. The disadvantage here is that high-quality insulation of the segmented auxiliary door can only be achieved with great effort. With the above devices, the height movement must also be carried out by the accessing robot. This means a degree of freedom for the robot for the height movement.
It is therefore an object of the present invention to provide a device of the type mentioned at the beginning which, on the one hand, avoids the disadvantages of the known devices and, on the other hand, can be used to achieve extremely stable climatic conditions.
The advantages of the invention can be seen in the fact that
high climate stability is made possible by the small dimensions of the auxiliary door,
- the access time is shortened by a specifically optimized handling,
- external handling is simplified by a defined transfer position,
- Relief of external handling is achieved by relocating the loading process.
According to the invention, the object is achieved by the characterizing features of patent claim 1.
The invention is explained below in FIGS. 1-3.
Fig. 1 shows the top view of a first embodiment of a device
Fig. 2 shows the side view of an embodiment of a device
3a shows the top view of an exemplary embodiment with two carousels arranged next to one another
3b shows the top view of an exemplary embodiment with two concentric carousels.
1 shows a climate controlled cabinet 1 with a useful space 2 and a user side 3 and a robot side 4. There is a user door 5 on the user side 3 and an auxiliary door 6 on the robot side 4. A positioning frame 7 is arranged in the utility room 2 and holds the storage objects 8. A handling system 9 with a height lift 10, on which a handler 11 is fastened, is also located in the interior of the useful space 2. In this exemplary embodiment, the positioning frame 7 is a carousel with a first number of floors. A second number of receptacles for storage objects 8 are arranged on each floor. The positioning frame 7 can be positioned in a second number of rotation positions by means of a rotation positioner, not shown. The height lift 10 can be positioned in at least the first number of rotational positions.
The handler 11 has an inner position 12a, a first middle position 12b, a second middle position 12c and an outer position 12d, which lie on a straight line running in the radial direction of a center of rotation 14 of the handler 11.
Fig. 2 shows a climate cabinet in the side view of an embodiment. In this exemplary embodiment, the handling system 9 is accommodated in an expansion of the usable space. The handler 11 has an inner position, a middle position and an outer position which lie on a straight line running in the radial direction to the positioning frame 7. The loading can be carried out by the user via the user door 5. In this embodiment, the positioning frame 7 is equipped with removable cassettes 15 which are arranged on a positioning plate 22.
3a shows an embodiment with two carousels 7a, 7b arranged side by side. The handling system serves both carousels 7a, 7b.
3b shows an embodiment with two concentric carousels. A free space 21 is provided on the outer carousel 7a for the transport of the storage objects 8.
In the case of an unloading cycle, the positioning frame 7 is rotated into the desired position relative to the handler 11. The elevator 10 moves the handler 11 to the desired floor. To load the storage object 8, the handler 11 is moved into the positioning frame 7 to the inner position 12a under the partially resting storage object 8 and raised by a vertical movement. With the loaded storage object 8, the handler 11 moves into the middle position 12b, in which the elevator 10 moves the handler 11 to the height of the auxiliary door 6. The auxiliary door 6 is opened and the handler 11 moves to the outer position 12d. In the outer position 12d, the handler 11 transfers the storage object 8 to a higher-level residual system. In the case of a loading process, the above process runs in reverse order.