DE102008009364B4

DE102008009364B4 - Tablettenpressmaschine mit neuartiger Rotoreinheit

Info

Publication number: DE102008009364B4
Application number: DE200810009364
Authority: DE
Inventors: Doug Stopforth
Original assignee: Bosch Packaging Technology Ltd
Current assignee: Syntegon Technology GmbH
Priority date: 2008-02-14
Filing date: 2008-02-14
Publication date: 2014-08-07
Anticipated expiration: 2028-02-15
Also published as: EP2197661A1; WO2009101184A1; DE102008009364A1

Abstract

Tablettenpressmaschine mit einer Rotoreinheit (10), die von einer angetriebenen Spindel (5) getragen wird und sich gemeinsam mit dieser um eine Achse D dreht, wobei: a. die Rotoreinheit (10) folgendes umfasst: i. eine einstückige ringförmige Matrizenscheibe (20) mit einer zentralen Innenausnehmung, wobei in der Matrizenscheibe (20) eine Mehrzahl von Matrizen (22) oder Matrizenaufnahmen angeordnet ist, ii. eine oberhalb der Matrizenscheibe (20) angeordnete Oberstempelaufnahme (30), iii. eine unterhalb der Matrizenscheibe (20) angeordnete Unterstempelaufnahme (40), b. Matrizenscheibe (20), Oberstempelaufnahme (30) und Unterstempelaufnahme (40) als separate Teile ausgebildet sind, die mittels zumindest eines mechanischen Haltemittels (12) aneinander festlegbar sind, dergestalt dass die Rotoreinheit (10) als einstückig zusammenhängendes Teil in die Tablettenpressmaschine einsetzbar und aus dieser entnehmbar ist, c. die Oberstempelaufnahme (30) und die Unterstempelaufnahme (40) jeweils einen ringförmigen Kragenabschnitt (34, 44) ausbilden, der jeweils dazu vorgesehen ist, in Eingriff zu gelangen mit der zentralen Innenausnehmung der ringförmigen Matrizenscheibe (20), um einen ausreichenden Rundlauf der Matrizenscheibe (20) mit der Oberstempelaufnahme (30) und der Unterstempelaufnahme (40) um die Achse (D) zu gewährleisten, und ...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Tablettenpressmaschine mit einer Rotoreinheit gemäß des Oberbegriffs des Hauptanspruchs. Insbesondere bezieht sie sich auf eine Tablettenpressmaschine mit einer Rotoreinheit, die eine einstückige Matrizenscheibe umfasst, in der eine Mehrzahl von Matrizen oder Matrizenaufnahmen angeordnet ist.
Tablettenpressmaschinen sind in vielfältiger Zahl aus dem Stand der Technik bekannt. Grundsätzlich weisen Tablettenpressmaschinen eine Rotoreinheit auf, die praktisch immer von einer angetriebenen Spindel getragen wird und die sich gemeinsam mit der Spindel um eine Drehachse D dreht. Die Rotoreinheit umfasst dabei in der Regel eine Matrizenscheibe, in der eine Mehrzahl von Matrizen oder Matrizenaufnahmen angeordnet ist. Die Matrizenaufnahmen sind dazu vorgesehen, separat ausgebildete Matrizen in sich aufzunehmen. Oberhalb und unterhalb der Matrizenscheibe sind in der Regel Ober- bzw. Unterstempelaufnahmen angeordnet, in denen eine Vielzahl in Richtung der Drehachse D verschiebbare Ober- bzw. Unterstempel angeordnet sind, die mit ihren Enden in die Matrizen der Matrizenscheibe eingreifen.
Die Ober- bzw. Unterstempel werden bei einer Drehung der Rotoreinheit von Nocken betätigt, die beispielsweise mechanisch fest mit einem Gestell der Tablettenpressmaschine verbunden sein können, Die Nocken können aber auch als Scheiben ausgebildet sein, die drehbar auf dem Gestell der Tablettenpressmaschine gelagert sind.
Zum heutigen Tage weist die Mehrzahl der in Verwendung befindlichen Tablettenpressmaschinen eine Rotoreinheit auf, bei der in die Matrizenscheibe eine Mehrzahl von separat ausgebildeten Matrizen eingesetzt ist. Beispielhaft hierfür sei die DE 101 59 114 B4 genannt, aus der ein Rotor für eine Tablettenpresse bekannt ist, bei der die Matrizenscheibe als separater Ring ausgebildet ist. Dabei ist der Ring in eine Mehrzahl von Segmenten unterteilt, die über einen Klemmmechanismus an der Unterstempelaufnahme der Rotoreinheit festgelegt werden können. Dabei ist in der Matrizenscheibe eine Mehrzahl von Bohrungen ausgebildet, die unmittelbar als Matrizen dienen. Als Vorteil wird in der in Bezug genommenen Schrift eine geringere Verschmutzungsanfälligkeit der Matrizenscheibe genannt. Soll z. B. die Tablettenform oder -größe gewechselt werden, so werden die einzelnen Segmente der Matrizenscheibe durch Segmente einer Matrizenscheibe mit anderen Matrizen ausgetauscht. Nachteilig an der hieraus bekannten Konstruktion ist allerdings, dass die Segmentierung der Matrizenscheibe ihrerseits wieder die Anfälligkeit für Verschmutzung erhöht, da sich in den Nahtstellen zwischen den Segmenten der Matrizenscheibe das zu tablettierende pulverförmige Material absetzen kann. Auch hat sich der erforderliche Justieraufwand bei einem Austausch der Segmente der Matrizenscheibe als hoch erwiesen.
Aus der EP 1 368 181 B1 ist hingegen eine Tablettenpressmaschine bekannt, bei der die Rotoreinheit wiederum eine Matrizenscheibe, eine oberhalb der Matrizenscheibe angeordnete Oberstempelaufnahme sowie eine unterhalb der Matrizenscheibe angeordnete Unterstempelaufnahme aufweist. Die Matrizenscheibe, die Ober- und die Unterstempelaufnahme sind dabei als separate Teile ausgebildet, eine Segmentierung der Matrizenscheibe ist nicht vorgesehen. Stattdessen weist die Matrizenscheibe eine Mehrzahl von Matrizenaufnahmen auf, die dazu vorgesehen sind, separat ausgebildete Matrizen in sich aufzunehmen. Bei dieser Tablettenpressmaschine ist die gesamte Rotoreinheit bestehend aus Matrizenscheiben sowie Ober- und Unterstempelaufnahme als mechanisch zusammenhängende Einheit ausgeführt, die insgesamt aus der Tablettenpressmaschine entnommen werden kann. Da die hier verwendete Matrizenscheibe jedoch auf wechselbaren Matrizen basiert, ist bei der hier offenbarten Konstruktion der Zerlegbarkeit der Rotoreinheit keine besondere Beachtung geschenkt worden. Soll die Matrizenscheibe der Rotoreinheit getauscht werden, so ist somit eine aufwendige Zerlegung der Rotoreinheit sowie nachfolgend ein aufwendiges Zusammenfügen erforderlich. Der hierzu erforderliche Zeitaufwand verbietet es, die aus diesem Patent bekannte Tablettenpressmaschine mit einer Matrizenscheibe zu verwenden, in der die Matrizen unmittelbar ausgebildet sind.
Weitere Tablettenpressmaschinen mit einer rotierenden Matrizenscheibe, sowie Ober- und Unterstempeln und deren Aufnahmen sind aus den Druckschriften DE 29 14 201 A1 , WO 03/020499 A1 , US 2003/0031744 A1 und US 4 362 491 A bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Tablettenpressmaschine mit einer Rotoreinheit anzugeben, bei der eine einstückig ausgebildete Matrizenscheibe einfach austauschbar ist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Tablettenpressmaschine mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs.
Eine erfindungsgemäße Tablettenpressmaschine umfasst eine Rotoreinheit, die von einer angetriebenen Spindel getragen wird. Dabei drehen sich Spindel und Rotoreinheit um eine gemeinsame Drehachse D. Die Rotoreinheit umfasst eine einstückige Matrizenscheibe, in der eine Mehrzahl von Matrizen oder Matrizenaufnahmen vorzugsweise regelmäßig angeordnet ist. Oberhalb der Matrizenscheibe ist eine bevorzugt scheibenförmige Oberstempelaufnahme angeordnet, unterhalb der Matrizenscheibe ist eine ebenfalls bevorzugte scheibenförmige Unterstempelaufnahme angeordnet. Dabei sind die Matrizenscheibe, die Oberstempelaufnahme und die Unterstempelaufnahme als separate Teile ausgebildet, die mittels zumindest eines mechanischen Haltemittels mechanisch aneinander festlegbar sind, so dass die aus Matrizenscheibe, Oberstempel- und Unterstempelaufnahme bestehende Rotoreinheit als einstückig zusammenhängendes Teil in die Tablettenpressmaschine einsetzbar und aus dieser entnehmbar ist.
Erfindungsgemäß ist nun an der Rotoreinheit eine Positioniereinheit vorgesehen, die bei einem Zusammenfügen der Matrizenscheibe, der Oberstempelaufnahme und der Unterstempelaufnahme zur kompletten Rotoreinheit die Lage der Matrizenscheibe der Oberstempelaufnahme und der Unterstempelaufnahme relativ zueinander in Umfangsrichtung bestimmt. Grundsätzlich ist es möglich, eine erste Positioniereinrichtung vorzusehen, die die relative Lage von Matrizenscheibe und Oberstempelaufnahme zueinander bestimmt, sowie eine zweite Positioniereinheit, die die Lage der Matrizenscheibe und der Unterstempelaufnahme relativ zueinander bestimmt. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Positioniereinheit aber so ausgestaltet, dass sie zugleich die relative Lage von Matrizenscheibe und Oberstempelaufnahme sowie von Matrizenscheibe und Unterstempelaufnahme in Umfangsrichtung bestimmt.
In dem eine solche Positioniereinrichtung vorgesehen wird, wird der erforderliche Justieraufwand beim Zusammenfügen von Matrizenscheibe sowie Oberstempel und Unterstempelaufnahme zur Rotoreinheit z. B. nach einem Austausch der Matrizenscheibe dramatisch verringert. Insbesondere ist es möglich, die Positioniereinrichtung durch geeignete mechanische Ausgestaltung so zu realisieren, dass beim Zusammenfügen von Matrizenscheibe und Oberstempelaufnahme bzw. Unterstempelaufnahme automatisch die korrekte Ausrichtung von Matrizenscheibe und Oberstempelaufnahme bzw. Unterstempelaufnahme in Umfangsrichtung stattfindet. Hierzu kann die Positioniereinrichtung beispielsweise Zapfen mit gegenüber der Drehachse D der Spindel geneigte Führungsflächen ausbilden, die bei einem Eingreifen der Zapfen in komplementär ausgebildete Ausnehmungen in einer gegenüber seiner Soll-Position geringfügig verdrehten Komponente der Rotoreinheit eine Kraft erzeugen, die eine Relativbewegung von Matrizenscheibe und Oberstempelaufnahme bzw. Unterstempelaufnahme bewirken und somit automatisch zu einer korrekten Ausrichtung der genannten Teile in Umfangsrichtung führen.
In einer bevorzugten Weiterbildung bestimmt die Positioniereinrichtung nicht nur die Lage von Matrizenscheibe und Oberstempelaufnahme und/oder Unterstempelaufnahme relativ zueinander in Umfangsrichtung, vielmehr bestimmt sie die relative Lage der vorgenannten Teile auch in einer zur Drehachse D der Spindel senkrecht stehenden Ebene. Auf diese Weise kann nicht nur der Justieraufwand minimiert werden, der erforderlich ist, um die Lage von Matrizenscheibe, Oberstempelaufnahme und/oder Unterstempelaufnahme in Umfangsrichtung relativ zueinander in ausreichender Genauigkeit herzustellen. Indem Matrizenscheibe, Oberstempelaufnahme und/oder Unterstempelaufnahme auch in einer Ebene, die senkrecht zur Drehachse D der Spindel ist, automatisch zueinander positioniert werden, ergeben sich deutliche Vorteile bezüglich des Vermeidens einer Unwucht der gesamten Rotoreinheit. Der für den erneuten Zusammenbau der Rotoreinheit z. B. nach dem Austausch der Matrizenscheibe erforderliche Aufwand kann dadurch dramatisch reduziert werden.
Erfindungsgemäß umfasst die Positioniereinheit einen ersten Zapfen, der sich von der Oberseite der Matrizenscheibe erstreckt und in eine Ausnehmung in der Oberstempelaufnahme eingreift, oder umgekehrt.
Erfindungsgemäß umfasst die Positioniereinheit der erfindungsgemäßen Tablettenpressmaschine einen zweiten Zapfen, der sich von der Unterseite der Matrizenscheibe erstreckt und in einer Ausnehmung in der Unterstempelaufnahme eingreift, oder umgekehrt.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind sowohl der erste als auch der zweite Zapfenteil eines einstückigen Positionierstifts, der insbesondere in eine Ausnehmung in der Matrizenscheibe eingesetzt sein kann. Durch eine entsprechende Ausgestaltung der Außenumfangsflächen eines beispielsweise leicht konischen Positionierstifts können dabei die vorstehenden erwähnten selbstzentrierenden Eigenschaften der Positioniereinrichtung realisiert werden.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Tablettenpressmaschine weist die Rotoreinheit weiterhin eine Montageeinheit auf, die ein Kragenteil umfasst, welches dafür vorgesehen ist, oberseitig auf die Oberstempelaufnahme aufgesetzt zu werden. Dabei bildet das Kragenteil eine zentrale Durchgangsbohrung aus. Weiterhin umfasst die Montageeinheit einen Montagebolzen, der durch die zentrale Durchgangsbohrung im Kragenteil hindurchgeführt ist. Der Montagebolzen dient dazu, die Rotoreinheit im Betriebszustand der Tablettenpressmaschine mechanisch auf der Spindel festzulegen. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der Montagebolzen der Montageeinheit unverlierbar mit dem Kragenteil verbunden. Weiterhin kann die Montageeinheit so ausgestaltet sein, dass der Montagebolzen zumindest zwei Gebrauchsstellungen aufweist. In einer Verriegelungsstellung legt der Montagebolzen die Rotoreinheit auf der Spindel der Tablettenpressmaschine fest. In einer Entnahmestellung hingegen ist die Rotoreinheit mittels einer z. B. am Montagebolzen angreifenden Entnahmevorrichtung als einstückig zusammenhängendes Teil in die Tablettenpressmaschine einsetzbar oder aus dieser entnehmbar. Hierzu bildet der Montagebolzen bevorzugt einen mechanischen Angriffspunkt für die Entnahmevorrichtung aus.
Eine bevorzugte Rotoreinheit umfasst eine Matrizenscheibe, in der eine Mehrzahl von Matrizen oder Matrizenaufnahmen angeordnet ist, eine oberhalb der Matrizenscheibe angeordnete Oberstempelaufnahme sowie eine unterhalb der Matrizenscheibe angeordnete Unterstempelaufnahme. Matrizenscheibe, Oberstempelaufnahme und Unterstempelaufnahme sind als separate Teile ausgebildet, die mittels zumindest eines mechanischen Haltemittels aneinander festlegbar sind, dergestalt dass die Rotoreinheit als einstückig zusammenhängendes Teil in die Tablettenpressmaschine einsetzbar und aus dieser entnehmbar ist. Weiterhin weist die Rotoreinheit eine Montageeinheit, die ein Kragenteil umfasst, welches dafür vorgesehen ist, oberseitig auf die Oberstempelaufnahme aufgesetzt zu werden. Dabei bildet das Kragenteil eine zentrale Durchgangsbohrung aus. Weiterhin umfasst die Montageeinheit einen Montagebolzen, der durch die zentrale Durchgangsbohrung im Kragenteil hindurchgeführt. ist. Der Montagebolzen dient dazu, die Rotoreinheit im Betriebszustand der Tablettenpressmaschine mechanisch auf der Spindel festzulegen. In der bevorzugten Ausführungsform kann die Oberstempelaufnahme z. B. unter Verwendung geeigneter mechanischer Verbindungsmittel wie Schrauben oder einem Schnellverschlusssystem zu einer mechanischen Einheit mit der Montageeinheit zusammengefasst werden. Diese Verbindungsmittel sind bevorzugt unabhängig von den ersten mechanischen Haltemitteln.
Indem die Oberstempelaufnahme und die Montageeinheit zu einer separaten mechanischen Einheit zusammen gefasst werden, ist es möglich durch Lösen der ersten mechanischen Haltemittel die Rotoreinheit in zwei Baugruppen – eine obere und eine untere – zu zerlegen. Durch Abheben der oberen Baugruppe, welche die Montageeinheit sowie die Oberstempelaufnahme umfasst, wird die Matrizenscheibe für einen Zugriff bzw. Austausch freigegeben.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorgenannten Rotoreinheit ist am Montagebolzen eine Spanneinrichtung vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, den Montagebolzen in der Verriegelungsstellung mit einer Vorspannung zu beaufschlagen und somit in der Verriegelungsstellung zu arretieren. Das Einleiten einer solchen Vorspannung in den Montagebolzen weist insbesondere dann Vorteile auf, wenn der Montagebolzen mit der Spindel der Tablettenpressmaschine verschraubt wird. Durch das Einleiten einer Vorspannung in den Montagebolzen kann dann eine optimale Festigkeit der Schraubverbindung realisiert werden. Dabei kann es die Spanneinrichtung insbesondere ermöglichen, das erforderliche Anzugmoment eines mit der Spindel verschraubten Montagebolzens zu erzielen, ohne dass großformatige Werkzeuge verwendet werden müssen, mit denen ausreichend hohe Drehmomente unmittelbar auf den Montagebolzen aufgebracht werden können. Beispielsweise kann der Montagebolzen einen Flansch ausbilden, an dem eine Mehrzahl von Spannschrauben bevorzugt äquidistant angeordnet ist. Da diese Spannschrauben mit deutlich kleinerem Gewinde ausgestattet sein können als der Montagebolzen selbst und eine Mehrzahl von Spannschrauben vorgesehen werden kann, reicht das Beaufschlagen der Mehrzahl von Spannschrauben mit einem verhältnismäßig geringem Anzugmoment bereits aus, um eine ausreichende Vorspannung in den Montagebolzen einzuleiten. Auf diese Weise ist es möglich, den betriebsbereiten Zustand der Rotoreinheit auf der Spindel der Tablettenpressmaschine herzustellen, indem der Montagebolzen in einem ersten Schritt von Hand mit der Spindel verschraubt wird. Nachfolgend wird die erforderliche Vorspannung in den Montagebolzen eingeleitet, indem die Mehrzahl der Spannschrauben mit einem ausreichenden Anzugmoment beaufschlagt werden. Dieses kann gegebenenfalls mit einfachstem Werkszeug erfolgen.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Montageeinheit ist zwischen dem Montagebolzen und dem Kragenteil ein Drucklager angeordnet, welches in der Entnahmestellung des Montagebolzens eine relative Drehbewegung von Montagebolzen und Kragenteil ermöglicht. Auf diese Weise kann eine relative Ausrichtung von Rotoreinheit und Spindel in Umfangsrichtung beim Einsetzen der Rotoreinheit in die Tablettenpressmaschine deutlich vereinfacht werden. Insbesondere können die erforderlichen Betätigungskräfte minimiert werden. Die Rotoreinheit der erfindungsgemäßen Tablettenpressmaschine umfasst bevorzugt ein mechanisches Verbindungsmittel, mit dem zumindest die Matrizenscheibe, die Oberstempelaufnahme und die Unterstempelaufnahme zu einer mechanischen Einheit verbunden werden. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen oder mehrere Schraubbolzen handeln, die die vorgenannten Komponenten der Rotoreinheit durchgreifen und miteinander verbinden. Bevorzugt ist das mechanische Verbindungsmittel aber auch dazu vorgesehen, das Kragenteil der Rotoreinheit mit der Matrizenscheibe, der Oberstempelaufnahme und der Unterstempelaufnahme zu einer mechanischen Einheit zu verbinden.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn die Montageeinheit neben dem bereits erwähnten Kragenteil auch eine Druckplatte umfasst, die oberseitig auf das Kragenteil aufgesetzt wird. Dabei wirkt die Druckplatte mit dem mechanischen Verbindungsmittel zusammen, so dass die vom mechanischen Verbindungsmittel auf das Kragenteil ausgeübte Kraft vergleichmäßigt wird. Dabei kann die Druckplatte insbesondere ringförmig ausgestaltet sein und Durchlässe für eine Mehrzahl von Schraubbolzen ausbilden.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass die in der Oberstempelführung und der Unterstempelführung geführten Stempel bei einem Rotieren der gesamten Rotoreinheit durch Nocken betätigt werden, die auf geeignete Weise an der Tablettenpressmaschine, beispielsweise an einem Gestell der Tablettenpressmaschine, mechanisch festgelegt sind, so dass sie der Rotation der Spindel und der mit ihr verbundenen Rotoreinheit nicht folgen. Dabei können diese Nocken beispielsweise als feststehende Mimik in Form einer entsprechend konturierten Scheibe ausgestaltet sein. Alternativ ist es aber auch möglich, drehbar gelagerte Scheiben als Nocken zu verwenden, deren Drehachse senkrecht zur Drehachse D der Spindel orientiert ist. Allen diesen vorgenannten Konstruktionen ist aber gemein, dass die Nockenaufnahme stets mechanisch mit der Tablettenpressmaschine und nicht mit der Rotoreinheit verbunden ist, sodass bei einen Entnehmen der Rotoreinheit aus der Tablettenpressmaschine die Nockenaufnahme in der Regel in der Tablettenpressmaschine verbleibt. Bei der erfindungsgemäßen Maschine ist nun vorgesehen, an der Rotoreinheit selbst eine Nockenaufnahme vorzusehen, die eine mechanische Einheit mit der Rotoreinheit ausbildet, so dass die Nockenaufnahme gemeinsam mit der Rotoreinheit aus der Tablettenpressmaschine entnommen werden kann. Gleichzeitig ist die Nockenaufnahme drehbar an der Rotoreinheit angeordnet, so dass durch geeignete Maßnahmen die Drehbewegung der Rotoreinheit entkoppelt werden kann von der Nockenaufnahme. Vielmehr kann die Nockenaufnahme beispielsweise fest mit einem ortsfesten Gestell der Tablettenpressmaschine verbunden werden, in welchem die angetriebene Spindel drehbar gelagert ist. Durch die Drehlagerung der Nockenaufnahme an der Rotoreinheit kann sich dann im betriebsbereiten Zustand der Tablettenpressmaschine die Rotoreinheit relativ zur ortsfesten Nockenaufnahme drehen.
In dem die Nockenaufnahme mechanisch zur Rotoreinheit hinzugefügt wird, vereinfacht sich die Entnahme der Rotoreinheit der Tablettenpressmaschine wesentlich. Weiterhin wird der Aufwand zum Justieren der Nocken relativ zu den Stempeln der Presse beim Wiedereinsetzen der Rotoreinheit in die Tablettenpressmaschine wesentlich verringert. Besonders bevorzugt nimmt die Nockenaufnahme dabei die Nocken zur Steuerung der unteren Stempel auf, jedoch kann die Nockenaufnahme auch zur Aufnahme von Nocken vorgesehen sein, die die oberen Stempel der Tablettenpressmaschine betätigen.
In einer bevorzugten Weiterbildung umfasst die erfindungsgemäße Tablettenpressmaschine zusätzlich zur Nockenaufnahme an der Rotoreinheit eine zweite Positioniereinrichtung, welche beim Einsetzen der Rotoreinheit in die Tablettenpressmaschine die relative Lage der Nockenaufnahme und der Tablettenpressmaschine im Allgemeinen, insbesondere aber des Gestells der Tablettenpressmaschine, in Umfangsrichtung bestimmt. Insbesondere kann die zweite Positioniereinrichtung so ausgestaltet werden, dass ein Einsetzen der Rotoreinheit in die Tablettenpressmaschine überhaupt nur in einer durch die zweite Positioniereinrichtung vorgegebenen Position überhaupt möglich ist. Weiterhin kann auch die zweite Positioniereinrichtung so ausgestaltet werden, dass sie beim Einsetzen der Rotoreinheit in die Tablettenpressmaschine ein Drehmoment auf die Rotoreinheit, insbesondere deren Nockenaufnahme, ausübt, sofern die Nockenaufnahme nicht korrekt relativ zur Tablettenpressmaschine, insbesondere zum Gestell der Tablettenpressmaschine, ausgerichtet ist.
Schließlich kann die Tablettenpressmaschine auch eine Entnahmevorrichtung umfassen, mit der die Rotoreinheit als einstückig zusammenhängendes Teil in die Tablettenpressmaschine einsetzbar und aus dieser entnehmbar ist. Dabei kann diese Entnahmevorrichtung insbesondere an einem ortsfesten Gestell der Pressmaschine angeordnet sein, in welchem insbesondere die angetriebene Spindel der Tablettenpressmaschine drehbar gelagert sein kann.
Weitere Vorteile und Merkmale der erfindungsgemäßen Tablettenpressmaschine ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie den nachfolgend diskutierten Ausführungsbeispielen, die anhand der Zeichnung näher erläutert werden. In dieser zeigen:
1: eine Schnittdarstellung einer Rotoreinheit einer erfindungsgemäßen Tablettenpressmaschine,
2: eine Schnittansicht der Rotoreinheit aus 1 beim Lösen des mechanischen Haltemittels der Rotoreinheit,
3: eine Schnittansicht der Rotoreinheit aus 1 mit angehobener Oberstempelaufnahme,
4: die Schnittansicht der Rotoreinheit aus 3 mit entnommener Matrizenscheibe,
5: eine Mehrzahl von Matrizenscheiben in Schnittdarstellung, und
6: eine Schnittansicht der weitergebildeten Rotoreinheit beim Entnehmen aus der Tablettenpressmaschine.
1 zeigt schematisch eine Schnittdarstellung einer Rotoreinheit 10 einer erfindungsgemäßen Tablettenpressmaschine, die auf eine angetriebene Spindel 5 der Tablettenpressmaschine aufgesetzt ist. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind neben der Rotoreinheit 10 und der Spindel 5 keine weiteren Teile der erfindungsgemäßen Tablettenpressmaschine dargestellt, da die erfindungswesentlichen Merkmale praktisch vollständig im Zusammenhang stehen mit der Rotoreinheit 10 der Tablettenpressmaschine. Der Anmelder behält sich daher vor, ggf. einen separaten Schutz für eine Rotoreinheit 10 einer Tablettenpressmaschine anzustreben.
Die Rotoreinheit 10 der erfindungsgemäßen Tablettenpressmaschine umfasst eine Matrizenscheibe 20, die ringförmig ausgebildet ist. In der Matrizenscheibe 20 ist eine Vielzahl von Matrizen 22 ausgebildet in Form von Durchgangsbohrungen, die sich in Richtung der Rotationsachse D der Spindel 5 der Tablettenpressmaschine erstrecken.. Typische Tablettenpressmaschinen weisen fünfzig oder mehr Matrizen 22 oder Ausnehmungen für separat ausgebildete Matrizen 22 auf, die äquidistant auf der Matrizenscheibe 20 angeordnet sind. Bei der Fertigung von Tabletten mit der erfindungsgemäßen Tablettenpressmaschine wird das zu tablettierende Pulverförmige Material in der Regel von oben den Matrizen 22 in der Matrizenscheibe 20 zugeführt und durch in Richtung der Drehachse D der Spindel verschiebbare Oberstempel bzw. Unterstempel, die über geeignete Nocken bei einer Drehung der Rotoreinheit 10 der Tablettenpressmaschine betätigt werden, komprimiert und nachfolgend ausgeworfen.
Die Rotoreinheit 10 der erfindungsgemäßen Tablettenpressmaschine umfasst neben der Matrizenscheibe 20 eine oberhalb dieser angeordnete Oberstempelaufnahme 30 sowie eine unterhalb der Matrizenscheibe 20 angeordnete Unterstempelaufnahme 40. Die Oberstempelaufnahme 30 umfasst eine Mehrzahl von Bohrungen 32, die sich ebenfalls in Richtung der Drehachse D der Spindel 5 erstrecken. Dabei entspricht die Zahl der Bohrungen 32 der Zahl der Matrizen 22 in der Matrizenscheibe 20. Weiterhin sind die Bohrungen 32 an den Matrizen 22 der Matrizenscheibe 20 ausgerichtet. Die Bohrungen 32 in der Oberstempelaufnahme 30 sind dazu vorgesehen, in 1 nicht dargestellte Oberstempel aufzunehmen, die beim Pressvorgang in Eingriff gelangen mit den Matrizen 22. Analog sind in der Unterstempelaufnahme 40 Durchgangsbohrungen 42 ausgebildet, die wiederum in Richtung der Drehachse D in der Spindel 5 der erfindungsgemäßen Tablettenpressmaschine orientiert sind. Auch hier ist die Zahl und die Anordnung der Bohrungen 42 an der Zahl und Anordnung der Matrizen 22 in der Matrizenscheibe 20 orientiert.
Die Unterstempelaufnahme 40 bildet unterseitig einen Hülsenabschnitt auf. Die angetriebene Spindel 5 der erfindungsgemäßen Tablettenpressmaschine bildet einen komplementär ausgebildeten Nabenabschnitt aus, auf den die Unterstempelaufnahme 40 mit ihrem Hülsenabschnitt aufgesetzt ist. Dabei sind Nabenabschnitt und Hülsenabschnitt komplementär in ihrer Formgebung und in ihrer Präzision gefertigt, dergestalt dass sich bei einem Aufsetzen der Rotoreinheit 10 auf die Spindel 5 ein ausreichend guter Rundlauf der Rotoreinheit 10 ergibt, auch wenn die Rotoreinheit 10 wiederholt von der Spindel 5 abgehoben und auf diese aufgesetzt wurde. Insbesondere können der Hülsenabschnitt und vor allem auch der Nabenabschnitt so ausgestaltet sein, dass sich eine Selbstzentrierung der Unterstempelaufnahme 40 beim Aufsetzen auf die Spindel 5 der Tablettenpressmaschine ergibt.
Oberseitig bildet die Unterstempelaufnahme 40 einen ringförmigen Kragenabschnitt 44 aus, in der bezüglich seiner Abmessungen an den Innenumfang 26 der in der Matrizenscheibe 20 ausgebildeten zentralen Ausnehmung angepasst ist. Diese Anpassung soll dabei dergestalt ausgeführt sein, dass bei einem Aufsetzen der Matrizenscheibe 20 auf die Unterstempelaufnahme 40, wobei der Kragenabschnitt 44 in Eingriff gelangt mit der zentralen Ausnehmung, ein ausreichender Rundlauf der Unterstempelaufnahme 40 mit der Matrizenscheibe 20 um die Achse der Spindel 5 gewährleistet ist, auch wenn die Matrizenscheibe 20 wiederholt von der Unterstempelaufnahme 40 abgehoben und wieder auf diese aufgesetzt wurde.
Oberseitig auf die Matrizenscheibe 20 ist eine Oberstempelaufnahme 30 aufgesetzt, die an ihrem unteren Ende wiederum einen Kragenabschnitt 34 ausbildet, der komplementär ausgebildet ist, zu der zentralen Ausnehmung der ringförmigen Matrizenscheibe 20. Wird die Oberstempelaufnahme 30 oberseitig auf die Matrizenscheibe 20 aufgesetzt, so gelangt der Kragenabschnitt 34 mit seiner äußeren Umfangsfläche zur Anlage an den Innenumfang 26 der zentralen Ausnehmung der Matrizenscheibe 20. Auch hier sind die Abmessungen des Innenumfangs 26 der Matrizenscheibe 20 sowie des Außenumfangs des Kragenabschnitts 34 der Oberstempelaufnahme 30 dergestalt aneinander angepasst, dass sich bei einem Aufsetzen der Oberstempelaufnahme 30 auf die Matrizenscheibe 20 ein ausreichend guter Rundlauf. Der aus Unterstempelaufnahme 40, Oberstempelaufnahme 30 und Matrizenscheibe 20 bestehenden Untereinheit der Rotoreinheit 10 ergibt.
Von elementar wichtiger Bedeutung für ein ausfallsicheres Arbeiten der erfindungsgemäßen Tablettenpressmaschine ist eine sehr genau Positionierung der Bohrungen 32 der Oberstempelaufnahme relativ zu den Matrizen 22 in der Matrizenscheibe 20, ebenso wie der Bohrungen 42 in der Unterstempelaufnahme 40. Wie im Folgenden noch genauer erläutert werden wird, ist die erfindungsgemäße Tablettenpressmaschine dazu vorgesehen, durch partielle Demontage der Rotoreinheit 10 auf einfachste Weise einen Wechsel der Matrizenscheibe 20 zu ermöglichen. Es ist daher von wesentlicher Bedeutung, bei einem Austausch der Matrizenscheibe 20 eine hochgenaue relative Ausrichtung von Matrizenscheibe 20, Oberstempelaufnahme 30 und Unterstempelaufnahme 40 zu gewährleisten. Hierzu ist nun an der Rotoreinheit 10 erfindungsgemäß eine erste Positioniereinrichtung 14 vorgesehen, die im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem ersten Zapfen 16 und einem zweiten Zapfen 18 besteht. In einer nicht in den Figuren dargestellten Ausführungsform sind sowohl der erste Zapfen 16 als auch der zweite Zapfen 18 in eine Ausnehmung 24, welche in der Matrizenscheibe ausgebildet ist, eingeschraubt, so dass sich der erste Zapfen 16 von der Oberseite der Matrizenscheibe 20 und der zweite Zapfen 18 von der Unterseite der Matrizenscheibe 20 erhebt. Gleichzeitig sind in der Oberstempelaufnahme 30 und in der Unterstempelaufnahme 40 nicht näher bezeichnete Ausnehmungen ausgebildet, die in ihrer Formgebung an den ersten Zapfen 16 bzw. den zweiten Zapfen 18 angepasst sind. In den 1–3 dargestellt ist eine weitere Ausführungsform mit einer umgekehrten Geometrie, wobei der erste Zapfen 16 in der Oberstempelaufnahme 30 und der zweite Zapfen 18 in der Unterstempelaufnahme 40 eingeschraubt ist und sich beide Zapfen 16 und 18 im zusammengebauten Zustand der Rotoreinheit 10 in eine Ausnehmung 24 in der Matrizenscheibe 20 hinein erstrecken. In beiden Ausführungsformen ist die relative Anpassung von Zapfen und komplementärer Ausnehmung dergestalt, dass bei einem Aufsetzen der Matrizenscheibe 20 auf die Unterstempelaufnahme 40 und einem in Eingriff gelangen der erster Positioniereinrichtung 14 automatisch die korrekte relative Winkellage von Matrizenscheibe 20 und Unterstempelaufnahme 40 gewährleistet ist. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der zweiten Zapfen 18 so ausgestalten, dass gewisse Winkelfehler beim Aufsetzen der Matrizenscheibe 20 auf die Unterstempelaufnahme 40 automatisch ausgeglichen werden. D. h. bei einer Winkelfehlstellung von Matrizenscheibe 20 und Unterstempelaufnahme wird ein Drehmoment auf die Matrizenscheibe 20 ausgeübt, welches automatisch die korrekte Winkellage zwischen Matrizenscheibe 20 und Unterstempelaufnahme 40 herstellt.
Auch ein Aufsetzen der Oberstempelaufnahme 30 auf die Matrizenscheibe 20 ist nur dann möglich, wenn der erste Zapfen 16 und die in der Oberstempelaufnahme 30 oder der Matrizenscheibe 20 ausgebildete komplementäre Ausnehmung zur Deckung gebracht werden. Auch hier kann eine gewisse Winkelfehlstellung zwischen Oberstempelaufnahme 30 und Matrizenscheibe 20 durch eine geeignete Ausgestaltung der ersten Positioniereinrichtung 14, insbesondere durch entsprechende Formgebung der Zylinderaußenfläche des ersten Zapfens 16, automatisch korrigiert werden.
Indem an der Matrizenscheibe 20 die erste Positioniereinrichtung 14 vorgesehen wird, die in einem Ausführungsbeispiel aus erstem Zapfen 16 und zweitem Zapfen 18 besteht, die in komplementär ausgebildete Ausnehmungen an der Oberstempelaufnahme 30 und der Unterstempelaufnahme 40 eingreifen, kann eine ausreichend genaue Positionierung von Oberstempelaufnahme 30, Matrizenscheibe 20 und Unterstempelaufnahme 40 in Umfangsrichtung bereits im nicht verschraubten Zustand der gesamten Rotoreinheit 10 gewährleistet werden. Wie bereits erwähnt wurde kann durch das Zusammenspiel der Kragenabschnitte 34 bzw. 44 an der Oberstempelaufnahme 30 bzw. der Unterstempelaufnahme 40 mit dem Innenumfang 26 der zentralen Ausnehmung der Matrizenscheibe 20 darüber hinaus die relative Positionierung der genannten drei Komponenten in einer Ebene senkrecht zur Drehachse D der Spindel 5 sichergestellt werden, so dass auch bei einer wiederholten Demontage und Montage der erfindungsgemäßen Rotoreinheit 10 ein ausreichend guter Rundlauf der Rotoreinheit 10 gewährleistet ist, ohne das aufwendige Justagemaßnahmen zur Herstellung des Rundlaufs erforderlich wären.
Zu einer aus der Tablettenmaschine entnehmbaren mechanischen Einheit werden die Matrizenscheibe 20, die Oberstempelaufnahme 30 und die Unterstempelaufnahme 40 zusammengefügt unter Verwendung einer Montageeinheit 50, die oberseitig auf die Oberstempelaufnahme 30 aufgesetzt wird. Die Montageeinheit 50 umfasst ein Kragenteil 52, welches oberseitig auf die Oberstempelaufnahme 30 aufgesetzt wird und in seiner Formgebung an die Formgebung der Oberstempelaufnahme 30 angepasst ist. Auch hier ist die relative Formgebung von Oberstempelaufnahme 40 und Kragenteil 52 so gewählt, dass sich eine ausreichend genaue Zentrierung des Kragenteils 52 auf der Oberstempelaufnahme 30 automatisch ergibt, wenn das Kragenteil 52 auf die Oberstempelaufnahme 30 aufgesetzt wird und formschlüssig in deren zentrale Ausnehmung eingreift. Das Kragenteil 52 weist eine zentrale Durchgangsbohrung 53 auf, deren Längsachse mit der Drehachse D der Spindel 5 zusammenfällt. In diese Durchgangsbohrung 53 ist ein mehrteiliger Montagebolzen 54 eingesetzt, der an seinem oberen Ende einen Flansch 58 und an seinem unteren Ende einen Gewindeabschnitt 55 ausbildet. Der Gewindeabschnitt 55 ist dazu vorgesehen, in eine Gewindeausnehmung 6 der Spindel 5 eingeschraubt zu werden, deren Längsachse wiederum mit der Drehachse D der Spindel 5 zusammenfällt. Ist der Montagebolzen 54 ausreichend weit in die Gewindeausnehmung 6 der Spindel 5 eingeschraubt, so gelangt sein oberseitiger Flansch 58 zur Anlage an die Oberseite des Kragenteils 52. Indem der Montagebolzen 54 mit einem ausreichend großen Anzugmoment beaufschlagt wird, wird die gesamte Rotoreinheit 10 auf der Spindel 5 der Tablettenpressmaschine festgelegt, so dass der betriebsbereite Zustand der Rotoreinheit 10 hergestellt wird. Bei der aus 1 ersichtlichen Rotoreinheit 10 ist es möglich, das erforderliche Anzugmoment des Montagebolzens 54 durch unmittelbares Aufbringen eines entsprechenden Drehmoments auf den Bolzenkopf zu erzeugen. Alternativ ist es möglich, die im Flansch 58 des Montagebolzens 54 angeordnete Spanneinrichtung 59 zu verwenden, die im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einer Mehrzahl von Schrauben besteht, die gleich beanstandet im Flansch 58 angeordnet sind und sich auf der Oberseite des Kragenteils 52 abstützen. So können im Flansch 58 beispielsweise sechs oder acht gleich beanstandete Schrauben vorgesehen werden, die von Hand vom Bedienpersonal angezogen werden können. Hierdurch kann mit geringstem Kraftaufwand eine Vorspannung im Montagebolzen 54 aufgebaut werden, die ohne weiteres ausreichend ist, um den Montagebolzen 54 in der Gewindeausnehmung 6 der Spindel 5 zu sichern.
Um die Rotoreinheit 10 zu einer mechanischen Einheit zusammenzufassen ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ein mechanisches Haltemittel 12 in Form einer Mehrzahl von Schraubenbolzen vorgesehen, die durch Durchgangsbohrungen im Kragenteil 52, der Oberstempelaufnahme 30 und der Matrizenscheibe 20 hindurch greifen. Dabei sind die Durchgangsbohrungen entlang der Rotationsachse D der Spindel 5 orientiert. Die Durchgangsbolzen greifen ein in Gewindebohrungen in der Unterstempelaufnahme 40, deren Längsachsen wiederum parallel zur Spindelachse D orientiert sind. In der Schnittansicht gemäß 1 ist nur ein Schraubbolzen sichtbar, tatsächlich ist aber eine Mehrzahl von Schraubbolzen vorgesehen, die äquidistant entlang des Umfangs der Rotoreinheit 10 angeordnet sind. In einer bevorzugten Ausgestaltung werden zumindest drei Schraubbolzen verwendet, bevorzugt aber fünf oder mehr Schraubbolzen. Um eine gleichmäßige Krafteinleitung in das Kragenteil 52 der Rotoreinheit 10 zu gewährleisten, ist zwischen der Oberseite des Kragenteils 52 und den Köpfen der Schraubbolzen 12 eine Druckplatte 57 angeordnet, die die von den Bolzenköpfen in das Kragenteil 52 eingeleitete Kraft vergleichmäßigt.
Aus 1 ist der Montagebolzen 54 in seiner Verriegelungsstellung sichtbar, in der der Montagebolzen 54 die Rotoreinheit 10 auf der Spindel 5 festlegt. Deutlich sichtbar ist, dass der Gewindeabschnitt 55 des Montagebolzens 54 in die Gewindeausnehmung 6 der Spindel 5 eingreift. Weiterhin ist zu erkennen, dass im unteren Abschnitt des Montagebolzens 54 dieser außenseitig von einer Hülse 56 umfasst wird, welche sich an einem Absatz, welcher am Schaft des Montagebolzens 54 ausgebildet ist, abstützt. Oberseitig der Hülse 56 ist zwischen dieser und der Unterseite des Kragenteils 52 ein Drucklager 51 angeordnet, dessen Funktion aus den nachfolgenden Figuren deutlicher erkennbar wird.
2 zeigt den Prozess zur Zerlegung der Rotoreinheit (10) aus 1, wobei die Rotoreinheit 10 bei der Zerlegung, deren Zweck die Entnahme der Matrizenscheibe 20 ist, mit ihrer Unterstempelaufnahme 40 auf der Spindel 5 verbleibt. Um die mechanische Einheit der Rotoreinheit 10 demontieren zu können, werden in einem ersten Schritt die Schraubbolzen, welche die mechanischen Haltemittel 12 darstellen, gelöst. Hier zeigt 2 exemplarisch nur die Entnahme nur eines Montagebolzens, wobei vorstehend bereits erwähnt wurde, dass bevorzugt zumindest drei, besser aber fünf oder sieben dieser Schraubbolzen vorgesehen sind. Durch die Entnahme der Schraubbolzen wird die mechanische Einheit von Kragenteil 52, Oberstempelaufnahme 30, Matrizenscheibe 20 und Unterstempelaufnahme 40 aufgelöst, so dass nachfolgend die Rotoreinheit 10 zerlegt werden kann.
Im ersten Schritt wird der Montagebolzen 54 von der Spindel 5 gelöst. Zu diesem Zweck werden die Schrauben der Spanneinrichtung 59 gelöst, so dass der Montagebolzen 54 entspannt wird. Ohne eingeleitete Vorspannung lässt sich der Montagebolzen 54 dann händisch aus der Gewindeausnehmung 6 der Spindel 5 herausschrauben und nachfolgend aus seiner Verriegelungsstellung, die aus 1 ersichtlich ist, in seine in 2 gezeigte Entnahmestellung bringen. In der Entnahmestellung des Montagebolzens 54 gelangt das Drucklager 51, welches oberseitig der Hülse 56 angeordnet ist, zur Anlage an der Unterseite des Kragenteils 52.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn weitere Verbindungsmittel vorgesehen sind, mit denen die Oberstempelaufnahme 30 zu einer mechanischen Einheit mit der Montageeinheit 50 zusammengefasst werden kann. Diese Verbindungsmittel sind bevorzugt unabhängig von den ersten mechanischen Haltemitteln 12, die dazu dienen, die Oberstempelaufnahme 30, die Matrizenscheibe 20 sowie die Unterstempelaufnahme 40 zu einer gemeinsamen mechanischen Einheit zusammenzufügen. Indem die Oberstempelaufnahme 30 und die Montageeinheit 50 zu einer separaten mechanischen Einheit zusammen gefasst werden, ist es möglich durch Lösen der ersten mechanischen Haltemittel 12 die Rotoreinheit 10 in zwei Baugruppen – eine obere und eine untere – zu zerlegen, wie dies in 3 gezeigt ist. Durch Abheben der oberen Baugruppe, welche die Montagegruppe 50 sowie die Oberstempelaufnahme 30 umfasst, wird die Matrizenscheibe 20 für einen Zugriff freigegeben. Da vor dem Zerlegen der Rotoreinheit 10 in die obere und die untere Baugruppe die mechanischen Haltemittel 12 der Rotoreinheit 10 bereits entfernt wurden, liegt in der in 3 dargestellten Konstellation die Matrizenscheibe 20 nur noch lose auf der Unterstempelaufnahme 40 auf. Zu einer Entnahme der Matrizenscheibe 20 sind somit keine weiteren Haltemittel mehr zu lösen. Auf diese Weise kann ein Austausch der Matrizenscheibe 20 auf einfachste Weise erfolgen, ohne dass die gesamte Rotoreinheit 10 aus der Tablettenpressmaschine entnommen werden muss.
3 zeigt nun den nächsten Zerlegeschritt der Rotoreinheit 10, der eingeleitet wird, indem der Montagebolzen 54 in Richtung der Drehachse D der Spindel 5 angehoben wird. Da das Kragenteil 52 unverlierbar mit dem Montagebolzen 54 verbunden ist, wird die komplette Montageeinheit 50 abgehoben. Über eine aus den Figuren nicht ersichtliche zusätzliche Verschraubung ist die Oberstempelaufnahme 30 fest mit dem Kragenteil 52 der Montageeinheit 50 verbunden. Wird also der Montagebolzen 54 nach oben bewegt, wird die Rotoreinheit 10 in zwei Teile zerlegt, nämlich eine obere und eine untere Baugruppe, so dass die Matrizenscheibe 20 für eine Entnahme zugänglich wird. Um den Montagebolzen 54 in Richtung der Drehachse D anheben zu können, weist der Montagebolzen 54 an seinem oberen Ende einen Angriffspunkt 70 für eine Entnahmevorrichtung auf, die in den Figuren aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist. Eine solche Entnahmevorrichtung kann insbesondere an einem ortsfesten Gestell der Tablettenpressmaschine angeordnet sein, beispielsweise als kranartiges Element ausgebildet sein. Bevorzugt ist eine solche Entnahmevorrichtung maschinell betätigt und vom Bediener fernsteuerbar, wobei bevorzugt die in 3 ersichtliche angehobene obere Baugruppe in jeder vom Benutzer gewünschten Lage arretierbar ist.
4 zeigt schließlich, dass in der in 3 ersichtlichen Lage der oberen Baugruppe der Rotoreinheit 10 die Matrizenscheibe 20 z. B. händisch vom Benutzer entnommen werden kann. Je nach Art der verwendeten Matrizenscheibe 20 kann dann die Matrizenscheibe 20 durch eine andere Matrizenscheibe ausgewechselt werden, bei welcher beispielsweise die integrierten Matrizen 22 eine andere Größe und/oder Formgebung aufweisen. Auch ist es möglich, anstelle einer Matrizenscheibe 20 mit integrierten Matrizen 22 eine Matrizenscheibe 20 zu verwenden, in welcher Ausnehmungen vorgesehen sind, in die separat ausgebildete Matrizen 22 eingesetzt werden können, wie dies beispielsweise in 5 bei der zuunterst gezeigten Matrize 20 der Fall ist. Die beiden oberen aus 5 ersichtlichen Matrizenscheiben 20 unterscheiden sich darin, dass die integriert ausgebildeten Matrizen 22 in ihrer Formgebung unterschiedlich gestaltet sind. Aus 5 wird weiterhin deutlich, dass sämtliche Matrizenscheiben 20 eine Ausnehmung 24 aufweisen, die dazu vorgesehen ist, die ersten und zweiten Zapfen 16 und 18 der ersten Positioniereinrichtung 14 in sich aufzunehmen. Weiterhin weisen alle Matrizenscheiben 20 Durchgangsbohrungen 28 auf, durch die die Schraubbolzen, die das mechanische Haltemittel 12 der Rotoreinheit 10 ausbilden, hindurch geführt werden können, um die Rotoreinheit 10 zu verschrauben.
Neben der aus 5 ersichtlichen Variabilität der verwendbaren Matrizenscheiben 20 bezüglich Formgebung und Größe der Matrizen 22 ist es bei der erfindungsgemäßen Tablettenpressmaschine ebenfalls möglich, die verschiedensten Materialien für die Matrizenscheiben 20 zu verwenden. Dies ermöglicht Matrizenscheiben, die an den speziellen Einsatzzweck der Tablettenpressmaschine angepasst sind. So können beispielsweise Matrizenscheiben in korrosionsgeschützter Ausführung z. B. aus Edelstahl, oder Matrizenscheiben mit speziell ausgestalteten lebensmittelgeeigneten Oberflächen, beispielsweise durch Beschichtung der Matrizenscheibe mit PTFE oder ähnlichem, erzeugt werden.
Eine besondere Vereinfachung bei der Herstellung der Matrizenscheiben 20 ergibt sich, wenn die Matrizenscheibe 20 mit standardisierten, beispielsweise zylindrischen Ausnehmungen für das Einbringen von individuell geformten Matrizen 22 versehen ist. Dann können diese Matrizen 22 so ausgestaltet sein, dass sie bei der Individualisierung der Matrizenscheibe 20 in die dort vorgesehenen Ausnehmungen eingesetzt werden, beispielsweise eingepresst, und dort verbleiben. D. h. dass eine Wechselbarkeit der Matrizen 22 nicht vorgesehen werden muss. Die Herstellung einer solchen Matrizenscheibe 20 ist verhältnismäßig unaufwendig, da zylindrische Ausnehmungen in der Matrizenscheibe 20 auf einfache Weise maschinell erzeugt werden können. Individuell ausgestaltete Matrizen 22 lassen sich aber aufgrund ihrer deutlich geringeren Größe wesentlich einfacher maschinell herstellen als die Einbringung solch individuell ausgestalteter Ausnehmungen unmittelbar in der Matrizenscheibe 20.
Grundsätzlich können mit der erfindungsgemäßen Rotoreinheit 10 aber einstückige Matrizenscheiben 20 aller Art verwendet werden, insbesondere auch Matrizenscheiben 20 mit separat ausgebildeten austauschbaren Matrizen 22, wie sie im Stand der Technik weit verbreitet sind.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn der Austausch der Matrizenscheibe 20 im zerlegten Zustand der Rotoreinheit 10 (vgl. 4) nicht manuell erfolgt, sondern eine separate Hubeinrichtung für die Matrizenscheibe 20 an der erfindungsgemäßen Tablettenpressmaschine vorgesehen ist. Eine solche Hubeinrichtung kann wiederum mechanisch mit einer feststehenden Komponente der Tablettenpressmaschine verbunden sein, beispielsweise mit deren Gestell. Die Hubeinrichtung ist dazu vorgesehen, die Matrizenscheibe 20 von der Unterstempelaufnahme 40 abzuheben. Ggf. ist sie weiterhin dazu vorgesehen, die von der Unterstempelaufnahme 40 abgehobene Matrizenscheibe 20 in Lateralrichtung zu bewegen, beispielsweise um sie auf einer neben der Tablettenpressmaschine stehenden Transporteinrichtung abzulegen.
Aus 6 ist nun ersichtlich, wie eine vollständige erfindungsgemäße Rotoreinheit 10 einer erfindungsgemäßen Tablettenpressmaschine von der Spindel 5 der Tablettenpressmaschine abgehoben wird, um insgesamt ausgetauscht zu werden. Nach dem Lösen des Montagebolzens 54 wird an seinem Angriffspunkt 70 eine Hubvorrichtung (in 6 nicht dargestellt) angeordnet, die beispielsweise fest an einem Gestell der Tablettenpressmaschine angeordnet sein kann. Danach wird der Montagebolzen 54 mittels der Hubvorrichtung aus seiner Verriegelungsstellung in die Entnahmestellung gebracht, d. h. das Drucklager 51 gelangt zur Anlage an das Kragenteil 52. Nachfolgend wird die gesamte einstückig zusammenhängende Rotoreinheit 10 von der Spindel 5 abgehoben. Durch entsprechende Ausgestaltung der Hubvorrichtung, insbesondere durch eine Lagerung der selben in einem Schienensystem, kann die Rotoreinheit 10 nicht nur von der Spindel abgehoben werden, vielmehr kann sie auch im abgehobenen Zustand in horizontaler Richtung verfahren werden, beispielsweise um aus dem Gestell der Tablettenpressmaschine heraus in eine separate Transportvorrichtung verbracht zu werden.
Bei der aus 6 ersichtlichen Rotoreinheit 10, bei der es sich um eine Weiterbildung der aus den vorstehenden Figuren bekannten Rotoreinheit 10 handelt, ist unterseitig der Unterstempelaufnahme 40 weiterhin eine Nockenaufnahme 60 mechanisch an Rotoreinheit 10 festgelegt, so dass diese mitsamt der Rotoreinheit 10 aus der Tablettenpressmaschine entnommen werden kann. Hierdurch entfällt nach Wartungsarbeiten an der Rotoreinheit 10 und dem Wiedereinsetzen der Rotoreinheit 10 in die Tablettenpressmaschine eine aufwendige Justierung der Nockenaufnahme 60 relativ zu der Unterstempelaufnahme 40 und den dort geführten Unterstempeln.
Da die Nockenaufnahme 60 im Betrieb der Tablettenpressmaschine ortsfest bleibt, d. h. sich die Rotoreinheit 10 relativ zur Nockenaufnahme 60 dreht, wird die mechanische Verbindung zwischen der Nockenaufnahme 60 und der Rotoreinheit 10 hergestellt über ein Schräglager 62, welches eingefügt ist zwischen das untere Ende der Unterstempelaufnahme 40 und einem Tragflansch 66, an welchem die Nockenaufnahme 60 angeordnet ist. Das Schräglager 62 weist dabei eine Belastbarkeit sowohl in axialer als auch in radialer Richtung auf. Es kann sich also beispielsweise um ein Schrägkugellager oder um ein Schrägrollenlager handeln.
Nach dem Einsetzen der Rotoreinheit 10 in die Tablettenpressmaschine wird die Nockenaufnahme 60 mechanisch an einer feststehenden Komponente der Tablettenpressmaschine festgelegt, beispielsweise an einem Gestell. Dabei ist vorzugsweise zwischen der vorgenannten mechanischen Komponente der Tablettenpressmaschine und der Nockenaufnahme 60 eine zweite Positioniereinheit 64 angeordnet, die sicherstellt, dass die Nockenaufnahme 60 nur in einer vorgegebenen Position relativ zur feststehenden Komponente der Tablettenpressmaschine angeordnet werden kann. Hier ist es wiederum möglich, diese zweite Positioniereinrichtung 64 mit selbstjustierenden Eigenschaften auszustatten, wie dies bereits am Beispiel der ersten Positioniereinheit 14 diskutiert wurde. Insbesondere kann die zweite Positioniereinheit 64 nach dem Feder-Nut-Prinzip arbeiten, d. h. auf einem Formschluss basieren.
Schließlich kann auch an der Spindel 5 der Tablettenpressmaschine sowie der Rotoreinheit 10 eine dritte Positioniereinheit 9 vorgesehen werden, die sicherstellt, dass die Rotoreinheit 10 nur in einer definierten Winkelstellung auf den Nabenabschnitt der Spindel 5 aufgesetzt werden kann. Auch hier kann nach dem Feder-Nut-Prinzip gearbeitet werden.
Insbesondere kann der Nabenabschnitt keinen runden Querschnitt aufweisen, sondern z. B. polygonartig ausgebildet sein, beispielsweise in Form eines sechs- oder achteckigen Säulenabschnitts. Auch ist es möglich, einen an sich kreisförmigen Querschnitt des Nabenabschnitts an einer Stelle abzuflachen und die Formgebung der Innenausnehmung der unterhalb der Unterstempelaufnahme 40 angeordneten Koppelscheibe mit einer komplementären Formgebung zu versehen. Im aus 6 ersichtlichen Ausführungsbeispiel ist die mit 9 bezeichnete Positioniereinrichtung aber in Form einer Feder-Nut-Verbindung ausgestaltet.

Claims

Tablettenpressmaschine mit einer Rotoreinheit (10), die von einer angetriebenen Spindel (5) getragen wird und sich gemeinsam mit dieser um eine Achse D dreht, wobei: a. die Rotoreinheit (10) folgendes umfasst: i. eine einstückige ringförmige Matrizenscheibe (20) mit einer zentralen Innenausnehmung, wobei in der Matrizenscheibe (20) eine Mehrzahl von Matrizen (22) oder Matrizenaufnahmen angeordnet ist, ii. eine oberhalb der Matrizenscheibe (20) angeordnete Oberstempelaufnahme (30), iii. eine unterhalb der Matrizenscheibe (20) angeordnete Unterstempelaufnahme (40), b. Matrizenscheibe (20), Oberstempelaufnahme (30) und Unterstempelaufnahme (40) als separate Teile ausgebildet sind, die mittels zumindest eines mechanischen Haltemittels (12) aneinander festlegbar sind, dergestalt dass die Rotoreinheit (10) als einstückig zusammenhängendes Teil in die Tablettenpressmaschine einsetzbar und aus dieser entnehmbar ist, c. die Oberstempelaufnahme (30) und die Unterstempelaufnahme (40) jeweils einen ringförmigen Kragenabschnitt (34, 44) ausbilden, der jeweils dazu vorgesehen ist, in Eingriff zu gelangen mit der zentralen Innenausnehmung der ringförmigen Matrizenscheibe (20), um einen ausreichenden Rundlauf der Matrizenscheibe (20) mit der Oberstempelaufnahme (30) und der Unterstempelaufnahme (40) um die Achse (D) zu gewährleisten, und d. an der Rotoreinheit (10) eine Positioniereinrichtung (14) vorgesehen ist, die bei einem Zusammenfügen von Matrizenscheibe (20), Oberstempelaufnahme (30) und Unterstempelaufnahme (40) zur Rotoreinheit (10) die Lage der Matrizenscheibe (20), der Oberstempelaufnahme (30) und/oder der Unterstempelaufnahme (40) relativ zueinander in Umfangsrichtung bestimmt, wobei die Positioniereinrichtung (14) i. einen ersten Zapfen (16) umfasst, der sich von der Oberseite der Matrizenscheibe (20) erstreckt und in eine Ausnehmung in der Oberstempelaufnahme (30) eingreift, oder umgekehrt, und ii. einen zweiten Zapfen (18) umfasst, der sich von der Unterseite der Matrizenscheibe (20) erstreckt und in eine Ausnehmung in der Unterstempelaufnahme (40) eingreift, oder umgekehrt.
Tablettenpressmaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Zapfen (16, 18) Teil eines einstückigen Positionierstifts sind.
Tablettenpressmaschine gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionierstift in eine Ausnehmung (24) in der Matrizenscheibe (20) eingesetzt ist.
Tablettenpressmaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoreinheit (10) weiterhin eine Montageeinheit (50) umfasst mit: a. einem Kragenteil (52), welches dazu vorgesehen ist, oberseitig auf die Oberstempelaufnahme (30) aufgesetzt zu werden, wobei das Kragenteil (52) eine zentrale Durchgangsbohrung (53) ausbildet, b. einem Montagebolzen (54), der durch die zentrale Durchgangsbohrung (53) hindurchgeführt ist, wobei der Montagebolzen (54) dazu dient, die Rotoreinheit (10) im Betriebszustand der Tablettenpressmaschine mechanisch auf der Spindel (5) festzulegen.
Tablettenpressmaschine gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mechanische Verbindungsmittel vorgesehen sind, mit denen die Oberstempelaufnahme (30) zu einer mechanischen Einheit mit der Montageeinheit (50) zusammengefasst werden kann, so dass die Rotoreinheit (10) durch Lösen der ersten mechanischen Haltemittel (12) in eine obere und eine untere Baugruppe zerlegt werden kann.
Tablettenpressmaschine gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Montagebolzen (54) unverlierbar mit dem Kragenteil (52) verbunden ist.
Tablettenpressmaschine gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Montagebolzen (54) zumindest zwei Gebrauchsstellungen aufweist: a. eine Verriegelungsstellung, in der der Montagebolzen (54) die Rotoreinheit (10) auf der Spindel (5) festlegt, b. eine Entnahmestellung, in der die Rotoreinheit (10) mittels einer am Montagebolzen (54) angreifenden Entnahmevorrichtung als einstückig zusammenhängendes Teil in die Tablettenpressmaschine einsetzbar und aus dieser entnehmbar ist.
Tablettenpressmaschine gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Montagebolzen (54) einen definierten mechanischen Angriffspunkt (70) für die Entnahmevorrichtung ausbildet.
Tablettenpressmaschine gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Montagebolzen (54) eine Spanneinrichtung (59) vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, den Montagebolzen (54) in der Verriegelungsstellung mit einer Vorspannung zu beaufschlagen.
Tablettenpressmaschine gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung (59) eine Mehrzahl von Spannschrauben umfasst, die in einem am Montagebolzen ausgebildeten Flansch (58) angeordnet sind.
Tablettenpressmaschine gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Montagebolzen (54) und Kragenteil (52) ein Drucklager (51) angeordnet ist, welches in der Entnahmestellung des Montagebolzens (54) eine relative Drehbewegung von Montagebolzen (54) und Kragenteil (52) ermöglicht.
Tablettenpressmaschine gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Haltemittel (12) weiterhin das Kragenteil (52) mit der Matrizenscheibe (20), der Oberstempelaufnahme (30) und der Unterstempelaufnahme (40) zu einer mechanischen Einheit verbindet.
Tablettenpressmaschine gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Montageeinheit (50) weiterhin eine Druckplatte (57) umfasst, die oberseitig auf das Kragenteil (52) aufgesetzt ist und mit dem mechanischen Haltemittel (12) zusammenwirkt, dergestalt dass die vom mechanischen Haltemittel (12) auf das Kragenteil (52) ausgeübte Kraft vergleichmäßigt wird.
Tablettenpressmaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoreinheit (10) eine Nockenaufnahme (60) umfasst, die a. eine mechanische Einheit mit der Rotoreinheit (10) ausbildet, und b. drehbar an der Rotoreinheit (10) angeordnet ist.
Tablettenpressmaschine gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass a. diese weiterhin ein ortsfestes Gestell umfasst, in welchem die angetriebene Spindel (5) drehbar gelagert ist, und b. die Nockenaufnahme (60) in betriebsbereiten Zustand der Tablettenpressmaschine mechanisch am Gestell festgelegt ist.
Tablettenpressmaschine gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass diese weiterhin eine zweite Positioniereinrichtung (64) umfasst, welche beim Einsetzen der Rotoreinheit (10) in die Tablettenpressmaschine die Lage der Nockenaufnahme (60) und des Gestells relativ zueinander in Umfangsrichtung bestimmt.
Tablettenpressmaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese weiterhin eine Entnahmevorrichtung umfasst, mit der die Rotoreinheit (10) als einstückig zusammenhängendes Teil in die Tablettenpressmaschine einsetzbar und aus dieser entnehmbar ist.
Tablettenpressmaschine gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass diese weiterhin ein ortsfestes Gestell umfasst, in welchem die angetriebene Spindel drehbar gelagert und an dem die Entnahmevorrichtung angeordnet ist.