AT389847B - Elektronisch gesteuerte auswerfvorrichtung fuer fehlerhafte presslinge von einer tablettenpresse mit einem matrizendrehtisch - Google Patents

Description

Nr. 389847

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronisch gesteuerte Auswerfvorrichtung für fehlerhafte Preßlinge von einer Tablettenpresse mit einem Matrizendrehtisch, bestehend aus einer Vorrichtung zur Abgabe eines Steuersignales bei einer Abweichung von der Sollpreßkraft, einem Näherungsschalter für den Preßstempel zur Abgabe eines Steuersignales zu dem Zeitpunkt der Herstellung des fehlerhaften Preßlings, und einem Schieberegister für diese Steuersignale zur zeitversetzten Weitergabe der Steuersignale.

Bei bekannten Tablettiermaschinen erfolgt die Herstellung der Tabletten in Matrizen einer umlaufenden Matrizenscheibe, in denen das Pulver mit Stempeln zusammengepreßt wird. Um eine bestimmte Güte aller Tabletten sicherzustellen, werden die bei der Herstellung der einzelnen Tabletten angewandten Preßkräfte fortlaufend gemessen und mit Sollwerten verglichen. Liegt der gemessene Einzelpreßkraftwert einer Tablette oberhalb oder unterhalb von zwei Sollwertgrenzen, so muß die Tablette aussortiert werden. Dafür wird eine Auswerfeinrichtung benutzt, die hinter der Preßstation angeordnet ist und bei Annäherung der betreffenden schlechten Tablette bzw. "Schlechttablette" betätigt wird. Die Steuerung der Auswerfeinrichtung erfolgt bei einer bekannten Einrichtung über Signale, die von der Preßkraftüberwachungseinheit und einem ersten Stempelnäherungsschalter in ein Schieberegister eingegeben werden.

Die bekannten Einrichtungen haben den Nachteil, daß die sogenannte Aussortierfrequenz so klein ist, daß sie für Hochleistungsmaschinen nicht geeignet sind, wobei unter Aussortierfrequenz die Anzahl der in einer Zeiteinheit wie einer Sekunde möglichen Aussortiervorgänge zu verstehen ist. Das ist insbesondere darauf zurückzuführen, daß bei ihnen keine automatische Verschiebung des Auslösezeitpunktes für das Aussortierelement in Abhängigkeit von der Tablettenpreßgeschwindigkeit erfolgt

Die bekannten Einrichtungen zum Aussortieren arbeiten mit einer Aussortierfrequenz von bis zu 30 Hertz (Hz), d. h. 30 möglichen Arbeitstakten pro Sekunde. Mit Hochleistungstablettiermaschinen jüngerer Bauart lassen sich aber bereits etwa 80 Tabletten/Sec. hersteilen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zum Aussortieren von Tabletten zu schaffen, mit denen im Vergleich zu bekannten Einrichtungen wesentlich höhere Aussortierfrequenzen zu erreichen sind.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß ein zweiter Näherungsschalter für den Preßstempel zur Abgabe eines Steuersignales in Abhängigkeit von der Dauer der Bewegung des Preßstempels über eine vorgegebene Wegstrecke vorgesehen ist, daß eine Schaltung zur Verarbeitung der Steuersignale in Abhängigkeit von der Umlaufgeschwindigkeit des Matrizendrehtisches und der Betätigungsdauer der Auswerfeinrichtung für diese Auswerfeinrichtung zwischengeschaltet ist, und daß die Auswerfeinrichtung eine höhenverstellbare Leitwand aufweist.

Die Erfindung geht dabei aus von der Verwendung einer Leitwand, die als Ablenkblech für eine auszusortierende Tablette, vorzugsweise von oben zwischen zwei aufeinanderfolgende, umlaufende Tablette abgesenkt wird und nach der Ablenkung der festgestellten Schlechttablette wieder in ihre Ausgangslage angehoben wird. Auf diese Weise ist ein Aussortieren von Schlechttabletten mit großer Geschwindigkeit möglich.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß ein durch die Steuersignale betätigbarer Hubmagnet für die Höhenverstellung da- Leitwand vorgesehen ist

Dies ermöglicht ein sehr rasches Ansprechen der Einrichtung auf die Steuersignale. Die Auslösung des Hubmagneten wird dabei mit einer zeitlichen Verschiebung vorgenommen in Abhängigkeit zu der Umlaufgeschwindigkeit der Matrizenscheibe bzw. der Preßfrequenz oder der Drehzahl. Ist die Umlaufgeschwindigkeit relativ hoch, so wird ein Auslösezeitpunkt gewählt, bei dem das Absenken des Leitbleches bereits zu einem Zeitpunkt erfolgt, währenddessen sich die vorlaufende Tablette noch unterhalb der Leitwand befindet. Läuft hingegen die Matrizenscheibe mit geringerer Geschwindigkeit, so erfolgt die Inbetriebnahme des Hubmagneten für die Ableitung der nächstfolgenden Tablette zu einem Zeitpunkt, zu dem die vorlaufende Tablette bereits unter der Leitwand hindurchgelaufen ist. Dadurch wird verhindert, daß einerseits bei langsamer Umlaufgeschwindigkeit die vorlaufende Tablette durch Beaufschlagung von der Leitwand beschädigt wird, während andererseits bei hoher Umlaufgeschwindigkeit bzw. hoher Preßfrequenz die Leitwand die Stellung ihres unteren Totpunktes (UT) einnimmt, bevor die schlechte Tablette gegenläuft.

Mit der Erfindung lassen sich diese Vorteile dadurch erreichen, daß der Impuls, der ausgelöst wird beim Messen der Schlechttablette, aus der als elektronischen Logikbauteil ausgebildeten Preßkraftüberwachungseinheit nach dem Schieberegister nicht unmittelbar zur Ansteuerung des Hubmagneten ausgenutzt wird, sondern in die elektronische Zeitsteuerung eingeleitet wird, welche das Signal erst nach einer von der Preßfrequenz abhängigen Zeitverzögerung weitergeben wird, wobei die Weitergabe durch einen zweiten Näherungsschalter ausgelöst wird. Außerdem wird in der Zeitsteuerung die Trägheitszeit mitberücksichtigt, welche die Auswerfeinrichtung bei ihrem Betrieb erfordert. Um diese Trägheitszeit möglichst kurz zu halten, ist es zweckmäßig, die zu bewegenden Massen bei der Betätigung der Auswerfeinrichtung möglichst gering zu halten. Nach der Erfindung wurde es deshalb weiterhin für zweckmäßig erkannt, wenn die Leitwand aus Titan besteht. Zur Verminderung der Masse trägt es außerdem bei, wenn die Leitwand mit Bohrungen versehen ist. Eine ausreichende Steifigkeit läßt sich durch die Anordnung einer oder mehrerer Sicken erreichen.

Weiters kann vorgesehen sein, daß die Leitwand mit einer Kolbenstange versehen ist, die mit dem Anker des Hubmagneten verbunden ist, wodurch sich eine sehr einfache Lösung ergibt.

Die Steuerung der Auswerfeinrichtung kann in der Weise erfolgen, daß bei geringeren Drehzahlen der Matrizendrehscheibe bzw. niedrigen Preßfrequenzen die Leitwand zeitlich länger in ihrer auf ihrem unteren -2-

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Totpunkt (UT) abgesenkten Ablenklage verbleibt bzw. verweilt als bei hohen Umlaufgeschwindigkeiten, so daß über die Zeitsteuerung nicht nur der zeitliche Einsatz des Hubmagneten in Abhängigkeit zu der Umlaufgeschwindigkeit angepaßt wird, sondern auch die Dauer eines Arbeitszyklus der Auswerfeinrichtung, welcher mindestens besteht aus dem Absenken und Anheben der Leitwand und darüberhinaus als Bestandteil ein Verweilen der Leitwand in der Absenklage umfassen kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und weitere Ausgestaltungen derselben sind nachstehend unter Bezugnahme auf eine Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Teilausschnitt einer Tablettiermaschine in der Draufsicht,

Fig. 2 die Auswerfeinrichtung mit Meßeinrichtungen und Schaltungen in schematischer Darstellung,

Fig. 3 ein Diagramm über den zeitlichen Ablauf des Auswerfvorganges und

Fig. 4 zwei zeitlich verschiedene Auswerfvorgänge in schematischer Darstellung und

Fig. 5 die Leitwand in der Seitenansicht.

In der Figur (1) ist in der Draufsicht eine Matrizenscheibe (1) gezeigt, die unter einer Preßstation (2) durchläuft. Im Bereich dieser Preßstation (2) werden die Tabletten (3) mit Stempeln in Matrizen gepreßt. Die Preßkräfte, die aufgewandt werden für die Herstellung jeder Tablette (3), werden gemessen. Lassen die Preßkräfte keine Mängel der Tabletten erkennen, so werden diese über den Abstreifer (4) in den Kanal (5) von der Matrizenscheibe (1) abgeleitet. Bei mangelhaften bzw. Schlechttabletten erfolgt eine Ableitung in den Schlechtkanal (6). Dafür wird eine Leitwand (7) zum Einsatz gebracht, die mit einem Hubmagneten (8) verbunden ist. Mittels des Hubmagneten (8) wird die Leitwand (7) zwischen zwei aufeinander folgende Tabletten (3) derart geleitet, daß sie die vorlaufende Tablette nicht berührt, die als mangelhaft befundene nachfolgende Tablette jedoch ableitet.

Gemäß Figur 2 erfolgt die Messung der Preßkraft an einer DMS-Meßstelle (10) unter Verwendung von Dehnungsmeßstreifen. Der Dehnungsmeßstelle ist ein Meßverstärker (11) nachgeschaltet, der als Trägerfrequenzverstärker oder Gleichspannungsverstärker ausgebildet sein kann. Die gemessene Preßkraft wird vom Meßverstärker (11) in ein elektronisches Logikbauteil (12) eingegeben, das als Preßkraftüberwachungseinheit ausgebildet ist Dieses Bauelement (12) beinhaltet die elektronische Verarbeitung der empfangenen Preßkraftsignale durch Vergleich mit zwei einstellbaren Sollwertgrenzen. Die Ausweitung im Logikbauteil (12) erfolgt, wenn die Preßkraftüberwachungseinheit (12) von einem ersten Stempelnäherungsschalter (13) das Signal erhält, daß das Maximum der Preßkraft erreicht ist. Der erste Stempelnäherungsschalter (13) gibt also den genauen Zeitpunkt an, zu dem das Maximum der Preßkraft vorliegt, bezogen auf jeden gemessenen EinzelpreßkraftwerL Daneben hat dieser erste Stempelnäherungsschalter (13) die Funktion, einem Schieberegister (14), das dem Preßkraftüberwachungsgerät (12) ebenfalls nachgeschaltet ist, den Zeitpunkt anzugeben bzw. ein Signal zu geben, wann ein neuer Schiebetakt wieder durchzuführen ist.

Vom Schieberegister (14) wird ein Signal weitergegeben in die erfindungsgemäße elektronische Schaltung (16), an die auch ein zweiter Stempelnäherungsschalter (15) angeschlossen ist. Über den zweiten Stempelnäherungsschalter (15) wird in die Schaltung (16) das Signal eingegeben, welches den genauen Beginn der Zeitaufbereitung und die Dauer der Zeitverzögerung für die Weitergabe des Signals bestimmt. Diese Dauer richtet sich nach der Preßfiequenz bzw. der Umlaufgeschwindigkeit der Matrizenscheibe.

Der zweite Stempelnäherungsschalter (15) kann so ausgelegt sein, daß er bei Erreichen eines vorgegebenen Abstandes eines sich nähernden Stempels beginnt, ein Signal so lange abzugeben, bis der betreffende, vorbeilaufende Stempel einen vorgegebenen Abstand erreicht hat. Das Signal hat damit in seiner Dauer eine Abhängigkeit zu der Umfangsgeschwindigkeit der Matrizenscheibe bzw. der Umlaufgeschwindigkeit des Stempels. Ist das Signal langandauemd, so ergibt sich daraus, daß die Tablettiermaschine langsam arbeitet. In diesem Fall ist die nachstehend näher erläuterte Größe (X) größer. In der praktischen Anwendung wurde bei einem Ausführungsbeispiel dieses (X) dreifach so lang andauernd eingerichtet, wie das Signal dauert, das der zweite Stempelnäherungsschalter (15) abgibt. Dies erfolgte, um zu einem günstigeren Verhältnis zu der Größe (W), der Trägheitszeit der Auswerfeinrichtung, zu kommen, die verhältnismäßig kurz ist Dabei ist zu berücksichtigen, daß die sogenannte Bedämpfungszeit, d. h. diejenige Dauer des vom Näherungsschalter (15) abgegebenen Signales in der Praxis noch kürzer sein kann als die Größe (W). Da andererseits die Größe (X) größer sein muß als die Größe (W), wurde die Größe (X) als dreifache Länge der Signaldauer des Näherungsschalters (15) gewählt Eine derartige Verdreifachung der Zeitdauer ist jedoch nicht notwendig, wenn die Maschine verhältnismäßig langsam arbeitet, da in derartigen Fällen die Bedämpfungszeit bzw. die Signaldauer des Schalters (15) lang ist In dem Zeitaufbereitungselement werden somit zum einen die Signale des zweiten Näherungsschalters (15) eingegeben und zum anderen die Signale des Schieberegisters (14). Diese beiden Signale werden in der Schaltung (16) derart zusammen verarbeitet, daß von ihm zum Zeitpunkt (C) an den Hubmagneten (8) ein Signal der Betätigung abgegeben wird, wobei zuvor noch eine Verstärkung erfolgt über einen Leistungsverstärker (17).

Der Zusammenhang der verschiedenen Zeiten ergibt sich aus da* Grafik gemäß Figur 3. Darin bedeuten: (A) = Auslösezeitpunkt für die Zeitaufbereitungselektronik (B) = Zeitpunkt des Eneichens da* Sortierstellung der Leitwand (7) (C) = Zeitpunkt des Auslösens für den Hubmagneten (8) -3-

Nr. 389847 (X) =Von der Preßfirequenz bzw. Umlaufgeschwindigkeit abhängige Zeitverzögerung (umgekehrt proportional), deren Ausgangsgröße in bestimmten Grenzen frei wählbar ist. (W) = Bewegungszeit bzw. Trägheitszeit der Auswerfeinrichtung (7,8) = 5 msec. = konstant (Y) = (X - W) (Zeit von (A) bis (C))

Wobei X abhängig ist von:

F.S X =-

Umdr. D.K.- sek.

Darin bedeuten: (s) = gewählter Teil einer Stempelteilung mm z. B. Bedämpfungsstrecke eines Näherungsschalters (15) ausgelöst durch einen Stempel (F) = Multiplikator, z. B. 3 = Zeitvergrößerungsfaktor (D) = Durchmesser (Stempelteilkreis) [mm]

Umdr. -=Rotorumdrehungen/Sek. sek.

Die vorstehende Gleichung läßt die proportionale Abhängigkeit der Zeitverzögerung (X) von der Stempelteilung, vom Stempelteilkreisdurchmesser und von der Drehzahl erkennen, wobei die in Abstufungen wählbare Stempelteilung und der Teilkreisdurchmesser bei den einzelnen Pressen konstant sind, so daß die Drehzahl die einzige Variable ist. Es ergibt sich auch, daß die Größe (X) um so kleiner ist, je größer die Drehzahl ist

Die Formel läßt weiterhin erkennen, daß die Drehzahl bzw. Umlaufgeschwindigkeit, ein Zeitvergrößerungsfaktor (S) und die Trägheitszeit (W) der Auswerfeinrichtung in der elektronischen Zeitaufbereitung verarbeitet werden müssen. Die fortlaufende Ermittlung der Drehzahl erfolgt bei dem Ausführungsbeispiel über den zweiten Näherungsschalter (15), dessen Bedämpfungszeit (1/3. X) ein Maß für die Drehzahl der Matrizenscheibe darstellt. Innerhalb dieser Bedämpfungszeit werden die mit einem Oszillator erzeugten Impulse in ein Zählregister gezählt. Während des Aufwärtszählens und darüber hinaus wird mit einem Drittel der Zählfrequenz wieder abwärts gezählt. Hierbei würde der Stand (O) im Zählregister nach einer Zeit erreicht werden, die der dreifachen Bedämpfungszeit entspricht. Wie bereits angedeutet, muß die Auswerfeinrichtung (9) um die Trägheitszeit (W) früher ausgelöst werden. Deshalb ist (W) von der dreifachen Bedämpfungszeit abzuziehen. Die Auswerfeinrichtung (9) wird im genannten Beispiel also nicht bei Erreichen des Zählregisterstandes Null ausgelöst, sondern bei einer mit Codierschaltem vorgewählten Zahl, die der Trägheitszeit des Aussortierelementes entspricht. Ist die Auswerfeinrichtung (9) einmal in die Auswertstellung (UT) gestellt worden, so bleibt sie in dieser Stellung so lange, bis die nächste Guttablette ankommt. Für die Aufwärtsbewegung der Leitwand (7) aus der Auswerfstellung (UT) in die Gutstellung (OT) ist die drehzahlabhängige Zeitaufbereitung erforderlich, weil auch hierbei die Massenträgheit der Auswerfeinrichtung berücksichtigt werden muß. Die Ermittlung der Drehzahl erfolgt dabei wiederum wie beschrieben. Auch die Trägheitszeit (W) der Auswerfeinrichtung wird abgezogen, der Auslöseimpuls dient dann jedoch infolge logischer Verknüpfung zur Bewegung der Auswerfeinrichtung aus ihrer Auswerfstellung (UT) in die Gutstellung (OT).

Bei dem Hubmagneten (8) für die Betätigung der Leitwand (7) als Bestandteil der Auswerfeinrichtung handelt es sich um einen polarisierten Umschlag-Hubmagneten, der zwei fixierte Stellungen für den Anker aufweist durch Verwendung von zwei Dauermagneten, die den Anker in der einen oder anderen Stellung festhalten. Dafür ist der Anker verschiebbar in einer Spule zwischen den beiden Dauermagneten geführt. Durch Erregung der Spule wird der Anker in die Endstellung gezogen und von dem Dauermagneten gehalten. Der Anker nimmt die Leitwand (7) über die Kolbenstange (18) mit. Beim Umpolen wird der Anker in die andere Endstellung gezogen und vom anderen Dauermagneten gehalten.

Das in der Fig. 5 wiedergegebene Leitblech (7) besteht zur Verminderung der Masse aus Titan und ist mit einer Sicke (19) zur Versteifung versehen sowie mit Bohrungen (20).

In Fig. 4 sind die Unterschiede der zeitlichen Betätigung der Auswerfeinrichtung (9) in Abhängigkeit von unterschiedlichen Drehzahlen bzw. Umlaufgeschwindigkeiten der Matrizenscheibe schematisch dargestellt. Im Falle I, bei der die Matrizenscheibe mit hoher Umlaufgeschwindigkeit (Vj) rotiert, erfolgt das Absenken der

Leitwand (7) bereits zu einem Zeitpunkt (Zj), zu dem sich die vorlaufende Tablette (C) noch unterhalb der Leitwand (7) befindet.

Der Beginn des Wiederanhebens (Z2) erfolgt, nachdem die inzwischen abgelenkte nachfolgende Tablette (B) bzw. ihre Matrize die Leitwand (7) erreicht hat Im Falle Π, in dem die Umlaufgeschwindigkeit (V2) wesentlich -4-

Claims (6)

1. Nr. 389847 geringer ist, erfolgt das Absenken der Leitwand (7) zu einem Zeitpunkt (Zj), zu dem die vorlaufende Tablette (C) bereits weit über die Ebene der Leitwand (7) hinausgelaufen ist Das Anheben zum Zeitpunkt (Zj) erfolgt in diesem Falle Π, nachdem die Matrize der als schlecht aussortierten Tablette (B) die Ebene der Leitwand bereits in größerem Maße unterlaufen hat Bei niedrigen Arbeitsgeschwindigkeiten bzw. Preßftequenzen gemäß Π tritt also eine Verzögerung in der Betätigung der Auswerfeinrichtung ein, da das Absenken und Anheben der Leitwand (7) stets die gleiche Zeit dauert. Andererseits ist im Falle II die Verweilzeit länger als bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten. Dadurch wird verhindert, daß bei extrem langsamer Umlaufgeschwindigkeit der Matrizenscheibe überhaupt keine Ablenkung einer Tablette stattfmdeL Das Neue der Erfindung liegt demzufolge auch in der Verschiebung des Beginnes der Verweilzeit bis zu seinem Ende in Abhängigkeit von der Drehzahl wie es sich darstellt in den Beispielen I und II, aus denen im übrigen deutlich erkennbar ist, daß bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Auslösezeitpunkt des Magneten bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten vorverlegt wird bzw. allgemein zeitlich ausgelöst wird in Abhängigkeit von der Drehzahl der Matrizenscheibe bezogen auf die Lage einer durchlaufenden Matrize. PATENTANSPRÜCHE 1. Elektronisch gesteuerte Auswerfvorrichtung für fehlerhafte Preßlinge von einer Täblettenpresse mit einem Matrizendrehtisch, bestehend aus einer Vorrichtung zur Abgabe eines Steuersignales bei einer Abweichung von der Sollpreßkraft, einem Näherungsschalter für den Preßstempel zur Abgabe eines Steuersignales zu dem Zeitpunkt der Herstellung des fehlerhaften Preßlings, und einem Schieberegister für diese Steuersignale zur zeitversetzten Weitergabe der Steuersignale, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Näherungsschalter (15) für den Preßstempel zur Abgabe eines Steuersignales in Abhängigkeit von der Dauer der Bewegung des Preßstempels über eine vorgegebene Wegstrecke vorgesehen ist, daß eine Schaltung (16) zur Verarbeitung der Steuersignale in Abhängigkeit von der Umlaufgeschwindigkeit des Matrizendrehtisches (1) und der Betätigungsdauer der Auswerfeinrichtung (9) für diese Auswerfeinrichtung (9) zwischengeschaltet ist, und daß die Auswerfeinrichtung (9) eine höhenverstellbare Leitwand (7) aufweist.
2. 2. Auswerfeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch die Steuersignale betätigbarer Hubmagnet (8) für die Höhenverstellung der Leitwand (7) vorgesehen ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitwand (7) mit einer Kolbenstange (18) versehen ist, die mit dem Anker des Hubmagneten (8) verbunden ist.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitwand (7) aus Titan besteht.
5. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitwand (7) eine Sicke (19) aufweist.
6. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitwand (7) mit Bohrungen (20) versehen ist. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen