DE10064639A1

DE10064639A1 - Tablettenpreßstempel mit Kugelgewindetrieb

Info

Publication number: DE10064639A1
Application number: DE2000164639
Authority: DE
Inventors: Karl-Martin Faeser; Claus-Peter Thiessies; Ferdinand Fieg
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2002-07-04
Anticipated expiration: 2020-12-23
Also published as: DE10064639C2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Tablettenpreßstempel, insbesondere für eine Rundlauf-Tablettenpresse, mit einem hohlen Preßstempelschaft (2) und einem hierin angeordneten Kugel-Gewindetrieb (4), an dessen einem Gewindespindelende (5a) ein Tablettenformwerkzeug (10) drehfest anbringbar ist, so daß dieses gegenüber dem Preßstempelschaft (2) verdrehbar ist.

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft einen Tablettier- oder Tablettenpreßstempel mit einem daran ange brachten Tablettenformwerkzeug. Solche Stempel werden insbesondere in einer Rund lauf-Tablettenpresse eingesetzt und sind üblicherweise in einer Führungseinrichtung, meistens einer Buchse, längsverschiebbar gelagert. Ferner betrifft die Erfindung eine Ta blettenpresse mit zumindest einem Tablettenpreßstempel.

Mit Tablettenpreßstempeln der genannten Art werden Tabletten hergestellt in Matrizen, in denen ein pulverförmiges Preßgut in der Regel durch Ober- und Unterpreßstempel zu sammengepreßt wird, indem mittels Druckrollen die Preßstempel in Auf- und Abwärtsbe wegungen versetzt werden. Beispielsweise werden in einer Rundlaufpresse die Matrizen in einer umlaufenden Matrizenscheibe gehalten.

Stand der Technik

Tablettenpreßstempel der genannten Art sind beispielsweise aus der DE 196 35 186 A1 und WO 00/29205 bekannt. Ferner ist in der US 5,607,704 ein Tablettenpreßstempel be schrieben, der an einem Ende mit einem auswechselbaren Einsatz ausgestattet ist. Die ser Einsatz weist die zur Formgebung der Tablette notwendige Hohlraumgestaltung auf. Schließlich sind in der DE 198 55 328 A1 und der WO 00/27618 Rundlauf- Tablettenpressen gezeigt, die eine größere Anzahl an Tablettenpreßstempeln der vorge nannten Art aufweisen. Üblicherweise sind hier Tablettenpreßstempel-Anordnung als Ober- und Unterstempel herausgebildet.

Bei all den vorgenannten Tablettenpreßstempeln sind die Tablettenpreßstempel ver schiebbar in einer Führung geführt, oftmals sogar so, daß bei der Längsverschiebung in der Führung der Tablettenpreßstempel eine Drehung der Preßstempel möglichst vermie den wird. Beispielsweise sind hierfür Paßfedern an den Tablettenpreßstempeln vorgese hen.

Diese bekannten Tablettenpreßstempel weisen das Problem auf, daß an den Stirnflächen der eigentlichen Formwerkzeuge zur Tablettenherstellung, die an einem Ende der Ta blettenpreßstempel fest, oder wie beim zuvor genannten Stand der Technik erläutert, auswechselbar angebracht sind, Anhaftungen des Preßgutes verbleiben, die zu Ver schlechterungen bei der weiteren Herstellung der Tabletten führen. Zwar hat man auch schon drehbare Preßstempel - siehe beispielsweise DE 88 16 064 U1 oder DE 199 63 262 A1 - entwickelt, um beim Hin- und Zurückfahren eines Preßstempels in seine Aus gangsposition eine Drehbewegung gegenüber dem Preßgut zu erzielen, damit die An haftungen reduziert werden. Diese bisherigen Lösungen sind allerdings mit dem Problem behaftet, daß sie sehr große Abmessungen haben, wodurch sie gerade bei kleineren Rundlaufpressen entweder gar nicht oder nur als Oberstempel verwendbar sind. Die be kannten Drehlösungen für Tablettenpreßstempel sehen nämlich an dem Außenumfang der Tablettenpreßstempel Nocken oder Zahnkranz-Zahnstangenpaarungen vor. Bei ei nem Nockensystem ist gerade bei geringer Drehzahl eine ungewisse Rückführung des Preßstempels in die Ausgangssituation gegeben.

Die Lösung mit Zahnkranz und Zahnstange ist einem hohen Verschleiß unterworfen, was zu häufigen Wartungsintervallen führt.

Darstellung der Erfindung

Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, einen Tabletten preßstempel bereit zu stellen, bei dem trotz geringen Außenabmessungen eine gezielte Verdrehung des eigentlichen Tablettenformwerkzeugs erzielbar ist.

Dieses technische Problem wird durch einen Tablettenpreßstempel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ein erfindungsgemäßer Tablettenpreßstempel umfaßt dement sprechend einen hohlen Preßstempelschaft und einen hierin angeordneten Kugel- Gewindetrieb, an dessen einem Gewindespindelende das Tablettenformwerkzeug dreh fest anbringbar ist, so daß dieses gegenüber dem Preßstempelschaft verdrehbar ist. Damit können unter Beibehaltung der bisherigen kleinen Tablettenpreßstempelabmessungen Drehbewegungen des Tablettenformwerkzeugs herbeigeführt werden, und zwar in jegli cher gewünschter Weise (beispielsweise ist ein Drehwinkel bis zu 720° realisierbar) und ohne daß große Reibungskräfte entstehen. Somit ist es zum erstenmal möglich, "drehba re" Tablettenpreßstempel auch bei kleineren Rundlaufpressen einzusetzen und zwar so wohl für Ober- wie auch Unterstempel. Durch diese Neukonstruktion ist die Drehung eines Stempels bzw. des daran angebrachten Formwerkzeugs auch bei geringen Drehzahlen und niedrigen Preßdrücken realisierbar. Insbesondere erfolgt eine deutliche Reibungs minderung, wodurch eine Verschleißminderung einhergeht und daraus resultiert wieder um eine geringere Pressenstillstandszeit für Wartungsarbeiten.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Mutter des Kugel- Gewindetriebs gegenüber dem Preßstempelschaft in Axialrichtung durch eine Federein richtung gefedert gelagert. Dadurch können abrupte Stöße bei einer Druckbeaufschla gung des Preßstempels und dadurch auftretende große Stoßkräfte abgefedert werden. Darüber hinaus ist in Verbindung mit der gewählten Spindelsteigung der Zeitpunkt der Drehung nach dem Längsverschieben des Preßstempels in einer Führung exakt festleg bar. Schließlich ist über die Federkraft vorgebbar, ab welcher Druckkraft eine Verdrehung des Tablettenformwerkzeugs erfolgt. Die Federkraft beträgt vorzugsweise bis 5000 N, ins besondere 500-2000 N.

Vorzugsweise ist die Federkraft der Federeinrichtung einstellbar. So kann man je nach zu formender Tablette die Federkraft passend wählen. Hierzu ist dann vorzugsweise eine Verstelleinrichtung zur Einstellung der Federkraft der Federeinrichtung auf dem Ende der Gewindespindel des Kugel-Gewindetriebs angebracht. Dadurch ist der konstruktive Auf wand äußerst gering, und damit sind die Baukosten niedrig, aber gleichzeitig ist eine gute Einstellbarkeit gegeben.

Es wird bei einer vorteilhaften Ausführungsform bevorzugt, daß eine Hubeinstelleinrich tung vorhanden ist, mit welcher der Verfahrweg der Gewindespindel in Längsachsenrich tung einstellbar ist. Damit ist der maximale Verfahrweg der Gewindespindel und indirekt hierüber in Verbindung mit der gewählten Gewindesteigung des Kugel-Gewindetriebs der Drehwinkel des Tablettenformwerkzeugs einstellbar.

Die Hubeinstelleinrichtung ist vorzugsweise als Anschlagelement ausgebildet, das über ein Gewinde in Längsachsenrichtung des Preßstempels verstellbar ist. Dieser Aufbau ist technisch einfach und kostengünstig, gleichzeitig ist aber auch eine hervorragende Fein einstellbarkeit gegeben.

Zur weiteren Reibungsverringerung ist vorzugsweise die Gewindespindel des Kugel- Gewindetriebs gegenüber dem Preßstempelschaft über ein Axiallager drehbar gelagert ist.

Um die gewünschte Drehung der Gewindespindel bei einer Längsverschiebung des Preß stempels in der Führung zu erzielen, ist vorzugsweise der Preßstempelschaft mit der Mutter drehfest verbunden.

Vorzugsweise kann die Gewindespindel des Kugel-Gewindetriebs eine Befestigungsein richtung zum lösbaren Anbringen des Tablettenformwerkzeugs aufweisen, wodurch eine einfacher Austausch des Formwerkzeugs möglich ist. Grundsätzlich ist aber auch eine feste Verbindung zwischen diesen Bauteilen denkbar.

Wie beim Stand der Technik bereits bekannt, wird es bevorzugt, daß der Tablettenpreß stempel mit einem u. U. auch austauschbaren Kopf zum Aufbringen einer Druckkraft aus gestattet ist. Hierbei wird es bevorzugt, den Preßstempelkopf gegenüber dem Preßstem pelschaft verdrehbar zu lagern. Vorteilhafterweise ist der Preßstempelkopf mittels eines Gleit- oder Kugellagers verdrehbar gelagert.

Um die Reibungskräfte noch weiter zu verringern ist es besonders bevorzugt, die einer Relativbewegung ausgesetzten Oberflächen mit einer Verschleißschutzbeschichtung zu versehen. Hierzu eignen sich alle bekannten Verfahren wie beispielsweise PVD-, CVC- oder PACVD-Beschichtungsverfahren.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Federeinrichtung, der Kugel- Gewindetrieb und das hierzwischen angeordnete Axiallager als Baueinheit in den Hohl raum in dem Preßstempelschaft eingesetzt, die über zumindest eine Befestigungsein richtung, beispielsweise Schrauben, drehfest mit dem Preßstempelschaft verbunden ist.

Wie bereits eingangs erwähnt, finden erfindungsgemäße Preßstempel insbesondere in einer Rundlauf-Tablettenpresse Verwendung, in der dann mehrere Tablettenpreßstempel als Ober- und Unterpreßstempel vorhanden sind.

Zusammenfassend ist festzuhalten, daß erfindungsgemäß erstmals in einem Tabletten preßstempel eine Einrichtung zur Umsetzung einer Längsbewegung des Tablettenpreß stempels in eine Drehbewegung vorhanden ist, die Reibungskräfte deutlich reduziert und kleine Abmessungen erlaubt. Diese Lösung nutzt erstmals bisher ungenutzten Raum - das Schaftinnere - wodurch das Problem der größeren Abmessungen für drehbare Ta blettenformwerkzeuge wie beim Stand der Technik behoben und damit das Einsatzgebiet für Stempel mit drehbarem Tablettenformwerkzeug stark erweitert ist. Erstmals können derartige Stempel nun in kleineren Pressen und auch als Ober- und Unterstempel einge setzt werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im folgenden ist zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis ein Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht durch einen erfindungsgemäßen Tablettenpreßstempel in nicht niedergedrückter Stellung und

Fig. 2 eine Längsschnittansicht durch den erfindungsgemäßen Tablettenpreßstempel nach Fig. 1 in niedergedrückter Stellung,

Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung

In der Fig. 1 ist ein Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Tablettenpreßstempels 1 in nicht niedergedrücktem Zustand gezeigt. Der Tablettenpreßstempel 1 umfaßt einen Preß stempelschaft 2, an dessen einen Ende ein Preßstempelkopf 3 angeordnet ist. Der Preß stempelkopf 3 ist mittels eines Einsteckabschnitts 15 in einer Bohrung des Preßstempel schafts 2 eingesteckt und mittels eines Gewindestifts 17 fixiert. Der Gewindestift 17 ist in eine Gewindebohrung im Preßstempelschaft 2 eingeschraubt und drückt mit seinem spit zen Ende gegen den Einsteckabschnitt 15 des Preßstempelkopfs 3.

Der Preßstempelschaft 2 ist mit einem Hohlraum 25 ausgebildet, der hier zylindrisch ist und koaxial zur Längs- bzw. Symmetrieachse 30 des Tablettenpreßstempels 1 ausge richtet ist. In dem Hohlraum 25 ist ein Kugel-Gewindetrieb 4 einsetzt, der sich aus einer Gewindespindel 5 und einer Mutter 6 zusammensetzt. Der Kugel-Gewindetrieb 4 ist in üblicher Weise aufgebaut. Hier ist die Mutter 6 des Kugel-Gewindetriebs 4 drehfest be züglich des Preßstempelschafts 2 befestigt. Dazu ist am Preßstempelschaft 2 am Ende ein Befestigungsflansch 7 ausgebildet, in dem gleichmäßig verteilt, mehrere Gewindeboh rungen vorhanden sind.

An der Mutter 6 ist ein Flansch 8 ausgebildet, der mit mehreren Durchgangslöchern aus gebildet ist, durch die Schrauben 9 durchgesteckt sind. Die Schrauben 9 sind in die Ge windebohrungen im Flansch 7 des Preßstempelschafts 2 eingeschraubt. Das untere Ende 5a der Gewindespindel des Kugel-Gewindetriebs 4 ist so ausgebildet, daß hierauf das eigentliche Tablettenformwerkzeug 10 drehfest, aber lösbar anbringbar ist. Dazu ist im Tablettenformwerkzeug 10 eine zentrische Sacklochbohrung vorhanden, die mit dem Ge windespindelende 5a zu paaren ist. Zur Festlegung des Tablettenformwerkzeugs 10 am Gewindespindelende 5a ist ein Gewindestift 18 eingeschraubt.

Am anderen Ende 5b der Gewindespindel 5 ist eine Gewindebohrung 14 vorhanden, in die eine Schraube 13 eingeschraubt ist. Damit ist eine Federeinrichtung 12, hier ein Tel lerfederpaket, vorspannbar. Die Vorspannkraft wird durch zwei Scheiben 21 und 22 auf das Tellerfederpaket 12 übertragen. Dabei ist ein Axialkugellager 11 zwischen dem Tellerfederpaket 12 und der Scheibe 21 angeordnet.

Schließlich ist noch anzumerken, daß ein Innensechskantstift 16 in einer zentrischen Ge windebohrung im Preßstempelschaft 2 vorhanden ist, um den Hub H zur Schraube 13 einzustellen. Der Verfahrweg des Formwerkzeugs 10 ist über ein Abdichtungselement 28 (beispielsweise ein Balg) und einen O-Ring 19 abgedichtet.

Im Vergleich zur Fig. 1 ist der erfindungsgemäße Tablettenpreßstempel 1 der Fig. 2 in niedergedrückter Stellung gezeigt. Hieraus ist ersichtlich, daß beim Aufbringen von Druck auf den Preßstempel zum Verdichten eines Preßguts das Tablettenformwerkzeug 10 nach Erreichen der voreingestellten Federkraft des Tellerfederpakets 12 gegenüber dem Preßstempelschaft 2 sich nach oben verschiebt, solange bis der Hubweg H null ist. Bei dieser Bewegung der Gewindespindel 5 gegenüber dem Preßstempelschaft 2 erfolgt die gewünschte Drehung, die über den verstellbaren Hubweg H indirekt einstellbar ist. Sobald die Kraft auf dem Preßkopf 3 nachläßt, wird durch die Tellerfedern 12 die Gewindespindel 5 wieder nach unten gedrückt und es erfolgt wiederum eine Drehung, was beim Lösen der Druckkraft ein Anhaften des Produkts am Preßwerkzeug 10 vermeidet.

Beim Aufbringen der Druckkraft auf den Kopf 3 des Preßstempels wie auch beim Entla sten wird das Abdichtungselement 28 jeweils verformt, leistet aber eine gute Abdichtung zu den beweglichen Teilen des Kugel-Gewindetriebs 4 und verhindert somit das Eindrin gen von beispielsweise pulvrigen Bestandteilen in den Hohlraum 25 des Preßstempel schafts 2 bzw. in den Kugel-Gewindetrieb 4.

Bezugszeichenliste

1

Tablettenpreßstempel

2

Preßstempelschaft

3

Preßstempelkopf

4

Kugel-Gewindetrieb

5

Gewindespindel

5

a unteres Gewindespindelende

5

b oberes Gewindespindelende

6

Mutter des Kugel-Gewindetriebs

7

Befestigungsflansch des Preßstempelschafts

8

Flansch der Mutter

9

Befestigungsschraube

10

Tablettenformwerkzeug

11

Axialkugellager

12

Tellerfederpaket

13

Zylinderschraube

14

Innengewinde

15

Einsteckabschnitt des Preßstempelkopfs

16

Innensechskantstift

17

Gewindestift

18

Gewindestift

19

O-Ring

20

Preßstempelhalterung

21

Scheibe

22

Aufnahmescheibe

23

24

25

Hohlraum im Preßstempelschaft

26

27

28

Balg

29

30

Längs- bzw. Symmetrieachse des Preßstempels

Claims

1. Tablettenpreßstempel, insbesondere für eine Rundlauf-Tablettenpresse, mit einem hohlen Preßstempelschaft (2) und einem hierin angeordneten Kugel-Gewindetrieb (4), an dessen einem Gewindespindelende (5a) ein Tablettenformwerkzeug (10) drehfest anbringbar ist, so daß dieses gegenüber dem Preßstempelschaft (2) ver drehbar ist.

2. Tablettenpreßstempel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (6) des Kugel-Gewindetriebs (4) gegenüber dem Preßstempelschaft (2) über eine Federeinrichtung (12) in Axialrichtung gefedert gelagert ist.

3. Tablettenpreßstempel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder kraft der Federeinrichtung (12) einstellbar ist.

4. Tablettenpreßstempel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ver stelleinrichtung (13) zur Einstellung der Federkraft der Federeinrichtung (12) an ei nem Ende (5b) der Gewindespindel (5) des Kugel-Gewindetriebs (4) angebracht ist.

5. Tablettenpreßstempel nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß eine Hubeinstelleinrichtung (16) vorhanden ist, mit welcher der Verfahrweg der Gewindespindel (5) in Längsachsenrichtung (30) einstellbar ist.

6. Tablettenpreßstempel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hu beinstelleinrichtung ein Anschlagelement (16) ist, das über ein Gewinde in Längs achsenrichtung (30) des Preßstempels (1) verstellbar ist.

7. Tablettenpreßstempel nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Gewindespindel (5) des Kugel-Gewindetriebs (4) gegenüber dem Preßstempelschaft (2) über ein Axiallager () drehbar gelagert ist.

8. Tablettenpreßstempel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder einrichtung (12), der Kugel-Gewindetrieb (4) und das hierzwischen angeordnete Axiallager (11) als Baueinheit in dem Hohlraum (25) in dem Preßstempelschaft (2) eingesetzt sind, die über zumindest eine Befestigungseinrichtung (9) drehfest mit dem Preßstempelschaft (2) verbunden ist.

9. Tablettenpreßstempel nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Mutter (6) des Kugel-Gewindetrieb (4) mit dem Preßstem pelschaft (2) drehfest verbunden ist.

10. Tablettenpreßstempel nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Gewindespindel (5) des Kugel-Gewindetriebs (4) eine Befe stigungseinrichtung (18) zum lösbaren Anbringen des Tablettenformwerkzeugs (10) aufweist.

11. Tablettenpreßstempel nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der Preßstempel (1) mit einem Kopf (3) zum Aufbringen einer Druckkraft ausgestattet ist.

12. Tablettenpreßstempel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Preß stempelkopf (3) gegenüber dem Preßstempelschaft (2) drehbar gelagert ist.

13. Tablettenpreßstempel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Preß stempelkopf (3) und der Preßstempelschaft (2) mittels eines Gleit- oder Kugellagers um ihre Längsachsen (30) gegeneinander verdrehbar sind.

14. Tablettenpreßstempel nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die einer Relativbewegung ausgesetzten Oberflächen mit einer Verschleißschutzbeschichtung versehen sind.

15. Tablettenpresse mit zumindest einem Tablettenpreßstempel nach einem oder meh reren der voranstehenden Ansprüche.

16. Tablettenpresse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß diese als Rundlauf-Tablettenpresse ausgestaltet ist und mehrere Tablettenpreßstempel (1) als Ober- und Unterpreßstempel umfaßt.