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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Tablettenpresse, wobei der Pressvorgang
in einem Tablettenrevolver erfolgt.
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In 1 ist der Aufbau einer handelsüblichen
Tablettenpresse dargestellt. Der Antrieb einer solchen Presse erfolgt
dabei über
einen Motor 2, der über
ein Getriebe 4 und einen Zahnriemen 5, einen zylinderförmigen Tablettenrevolver 1 antreibt.
Im Tablettenrevolver 1 findet der eigentliche Pressvorgang statt.
Hierzu ist der Tablettenrevolver 1 mit senkrecht verlaufenden
Bohrungen versehen, welche in 1 der Übersichtlichkeit
halber nicht dargestellt sind. Über
eine Befüllvorrichtung 6 wird
der Tablettenrevolver 1 mit einem Befüllmedium, welches zu einer
Tablettenform gepresst werden soll, befüllt. Über eine antriebslose obere
Druckwalze 7 und eine weitere antriebslose untere Druckwalze 8 wird über zwei
Pressstößel Druck
auf das Befüllmedium
ausgeübt
und solchermaßen
aus dem Befüllmedium
eine Tablette gepresst.
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In 2 ist das Prinzip des Pressvorgangs schematisiert
dargestellt. Zunächst
erfolgt über
die Befüllvorrichtung 6 eine
Befüllung 16 des
Tablettenrevolvers 1. Anschließend wird über einen oberen Pressstößel 11 und
einen unteren Pressstößel 10, die
der Übersichtlichkeit
halber jeweils nur einmal mit Bezugszeichen versehen sind, von der
oberen Druckwalze 7 und der unteren Druckwalze 8 erzeugte
Druckkräfte
auf das Befüllmedium 14 übertragen und
solchermaßen
die Tablette gepresst. Anschließend
erfolgt der Auswurf 15 der gepressten Tablette.
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Durch
die vom Antrieb erzeugte Drehbewegung des Tablettenrevolvers 1 wird
der Tablettenrevolver 1 zwischen der oberen Druckwalze 7 und
der unteren Druckwalze 8 mit großer Kraft hindurch gedreht
und solchermaßen
die Presskraft auf den oberen Pressstößel 11 und den unteren
Pressstößel 10 erzeugt.
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Da
die Druckwalzen erhebliche Kräfte
auf das Befüllmedium
ausüben
und die Presskraft in kurzen zeitlichen Abständen beim Durchlaufen der Pressstößel unter
den Druckwalzen aufgebracht wird, ergeben sich erhebliche Drehmomentstöße und Schwingungsanregungen
auf die gesamte Mechanik bzw. auf den aus dem Motor 2,
dem Getriebe 4, dem Zahnriemen 5 und der Antriebswelle 9 bestehenden Antriebsstrang
der Tablettenpresse. Die hierdurch entstehenden mechanischen Schwingungen
bilden eine erhebliche Schwingungsbelastung für alle Bauteile des Antriebsstranges.
Durch den handelsüblich eingesetzten
elastischen und somit selbst schwingungsfähigen Antriebsstrang erfolgt
in der Regel eine weitere Ausprägung
des Schwingungsspektrums, was eine Verschlechterung des dynamischen
Gesamtverhaltens der Presse bzw. des Antriebsstranges zur Folge
hat. Die große
räumliche
Trennung von Tablettenrevolver 1 und dem eigentlichen Motor 2 erschwert
eine steife Ausführung
der Mechanik. Zur Schwingungsbedämpfung
ist deshalb ein erheblicher Dämpfungsaufwand
mittels mechanischen und aufwendigen regelungstechnischen Maßnahmen
notwendig. Selbst mit einem hohen Dämpfungsaufwand lässt sich
die Schwingungsbelastung aber nur sehr begrenzt reduzieren, so dass
die mechanischen Bauteile der Presse weiterhin einer hohen mechanischen Belastung
ausgesetzt sind.
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Aus
der deutschen Patentschrift 197 05 094 C1 ist eine handelsübliche Rotationstablettenpresse, mit
einem außerhalb
des Rotorbereichs angeordneten Antriebsmotor, der über einen
Zahnriemen und weitere Getriebemittel den Rotor antreibt, bekannt.
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Aus
dem Dokument "Patent
abstract of Japan",
CD-ROM. 1999,
JP 11267896
A ist ein Antriebsmotor und eine Rotorantriebswelle die
miteinander fluchten und ohne Zahnriemen ausgeführt sind, offenbart, wobei
jedoch ein Reduktionsgetriebe zwischen Antriebsmotor und Rotorantriebswelle
angeordnet ist.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Tablettenpresse
zu schaffen, bei der die Schwingungsbelastung der Mechanik bzw.
des Antriebsstrangs der Presse stark reduziert ist.
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Diese
Aufgabe wird für
eine Tablettenpresse der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass
der Tablettenrevolver mit einem Direktantrieb antreibbar ist.
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Durch
den Einsatz eines Direktantriebs zum Antreiben des Tablettenrevolvers
können
Antriebsteile wie Zahnriemen und Getriebe vollständig entfallen. Da der Antrieb
nun direkt über
die Antriebswelle den Tablettenrevolver antreibt entfallen die sonst üblichen Schwingungserscheinungen
an relativ weit entfernten Antriebsteilen, wie z.B. dem Motor oder
dem Getriebe. Außerdem
sind schwingungsanregende und durch Resonanzen zusätzlich verstärkende Effekte des
Antriebs automatisch eliminiert, da ein Direktantrieb ständer- und
läuferseitig
sehr kompakt gekuppelt werden kann. Durch den Fortfall des schwingungsfähigen Antriebsstrangs
ergibt sich eine deutlich verbesserte Dynamik und ein verbessertes
Regelverhalten der Presse. Die kompakte Ausführung des Antriebsstrangs ermöglicht einen
kompakteren Kraftfluss der Maschinenbasiskonstruktion was eine reduzierte
Verschleißanfälligkeit
des Antriebsstrangs über
die Lebensdauer der Presse und damit eine Reduzierung der Kosten
für Wartung
und Service der Presse zur Folge hat. Weiterhin resultieren die
stark reduzierten mechanischen Schwingungen in einer wesentlichen
Verminderung von Geräuschquellen.
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Wenn
der Tablettenrevolver über
eine Antriebswelle mit dem Direktantrieb verbindbar ist, lässt sich
eine besonders steife mechanische Ausführung realisieren.
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In
diesem Zusammenhang erweist es sich als vorteilhaft, wenn Antriebswelle
und Motor des Direktantriebs eine bauliche Einheit bilden. Hierdurch können die
für den
Antrieb benötigten
Bauteile auf ein Mindestmaß reduziert
werden.
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Ferner
erweist es sich als vorteilhaft, wenn Antriebswelle und Tablettenrevolver
entkoppelbar sind. Hierdurch ist eine einfache Montage und Demontage
des Tablettenrevolver von der Antriebswelle gewährleistet.
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Ferner
erweist es sich als vorteilhaft, wenn eine schwingungsdämpfende
Kopplung zwischen Antriebswelle und Tablettenrevolver vorgesehen
ist. Eine solche schwingungsdämpfende
Kopplung zwischen Antriebswelle und Tablettenrevolver kann neben
der schwingungsarmen Konstruktion eventuell noch auftretende Restschwingungen
weiter dämpfen.
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Weiterhin
ist es von Vorteil, wenn eine schwingungsdämpfende Kopplung zwischen Stator des
Direktantriebs und Maschinenbett vorgesehen ist. Eine solche schwingungsdämpfende
Kopplung zwischen Stator des Direktantriebs und Maschinenbett stellt
eine zusätzliche
schwingungsdämpfende Maßnahme dar.
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Ferner
erweist es sich als vorteilhaft, wenn als Direktantrieb ein Torquemotor
vorgesehen ist. Ein Torquemotor ist ein in der Technik weit verbreiteter bewährter Direktantrieb.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden
näher erläutert. Dabei
zeigen:
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1 eine handelsübliche Tablettenpresse,
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2 eine detaillierte Darstellung
des Pressvorgangs und
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3 eine erfindungsgemäße Tablettenpresse
mit Direktantrieb.
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Die
Erfindung beruht auf dem Gedanken anstatt des handelsüblichen
aus einem Motor, Getriebe, Zahnriemen und Antriebswelle bestehenden
Antriebsstranges, einen Tablettenrevolver einer Tablettenpresse
mit einem Direktantrieb, d.h. ohne Getriebe und Zahnriemen, anzutreiben.
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In 3 ist in Form eines Ausführungsbeispiels
eine erfindungsgemäße Tablettenpresse
schematisch dargestellt. In den Tablettenrevolver 1 wird über eine
Befüllvorrichtung 6 der
Tablettenrevolver 1 mit einem Befüllmedium, das gepresst werden
soll, gefüllt. Über die
obere antriebslose Druckwalze 7 und über die untere antriebslose
Druckwalze 8 wird der für
den Pressvorgang benötigte
Druck über,
der Übersichtlichkeit
halber nicht dargestellte Pressstößel, auf das Befüllmedium
ausgeübt.
Der mechanische Vorgang des Pressen bzw. die Funktionsweise der
Presse entspricht der in 1 bzw. 2 beschriebenen handelsüblichen
Presse.
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Im
Unterschied zu der handelsüblichen
Tablettenpresse gemäß 1 weist die erfindungsgemäße Tablettenpresse
aber ein vollkommen neuartiges Antriebskonzept für Tablettenpressen auf. Der Antrieb
des zwischen den beiden Druckwalzen 7 und 8 sich
drehenden Tablettenrevolvers 1 wird nicht mehr wie in 1 über ein Getriebe und einen
Zahnriemen 5 indirekt durchgeführt, sondern erfolgt über einen
Direktantrieb. Damit entfallen die Antriebsteile Zahnriemen und
Getriebe. Außerdem
ist der gesamte Kraftfluss über
die Antriebswelle 9 und den Stator 17 des Direktantriebs
auf das Maschinenbett 18 wesentlich kompakter und steifer
ausführbar.
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Der
Tablettenrevolver 1 ist hierzu über eine durch zwei punktierte
Striche angedeutete Kopplung 12 mit der Antriebswelle 9 verbunden,
wobei nur ein Strich mit einem Bezugszeichen versehen ist. Die Antriebswelle 9 und
der Rotor des Direktantriebs bilden in dem Ausführungsbeispiel besonders vorteilhaft
eine bauliche Einheit, so dass die Antriebswelle 9 im Ausführungsbeispiel
integraler Bestandteil des Rotors des Direktantriebes ist. Somit
wird nur ein Mindestmaß an
mechanischen Bauteilen für
den Antrieb des Tablettenrevolvers benötigt. Die Antriebswelle 9 bzw.
der Rotor des Direktantriebs ist drehbar in dem Stator 17 des
Direktantriebs gelagert. Der Direktantrieb setzt sich somit aus
dem Stator 17 und einem Rotor, der in dem Ausführungsbeispiel
auch gleich als Antriebswelle 9 ausgebildet ist, zusammen. Selbstverständlich kann
jedoch die Antriebswelle 9 und der Rotor des Direktantriebes
auch aus zwei verschiedenen Bauteilen bestehen.
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Über eine
Koppelung 13 ist der Stator 17 des Direktantriebs
mit dem Maschinenbett 18 verbunden. Dies ist in 3 durch zwei punktierte
Striche angedeutet, wobei nur ein Strich mit einem Bezugszeichen
versehen ist.
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Die
Koppelung 12 bzw. die Koppelung 13 kann dabei
z.B. aus einer schwingungsgedämpft
gelagerten Schraubverbindung bestehen.
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Der
Antrieb des Tablettenrevolvers 1 erfolgt nun direkt über den
als Antriebswelle 9 ausgeprägten Rotor des Direktantriebs.
Durch die kompakte und starre Ausführung des Antriebs des Tablettenrevolvers
werden mechanische Schwingungen stark reduziert bzw. weitgehendst
vermieden.
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In
dem Ausführungsbeispiel
wird als Direktantrieb ein Torquemotor verwendet, weil dieser sich durch
seine relativ niedrige Drehzahl in Verbindung mit einem hohen Drehmoment
auszeichnet. Selbstverständlich
ist die Verwendung jedoch auch andere Arten von direkt antreibenden
Motoren bzw. Direktantrieben denkbar.
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Die
vorangehende Beschreibung mit einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist zum Zwecke der Veranschaulichung angegeben. Die
Erfindung ist nicht auf die genaue angegebene Ausführungsform
beschränkt,
sondern es sind zahlreiche Modifikationen und Änderungen im Rahmen der vorstehend
angegebenen technischen Lehre möglich. Eine
bevorzugte Ausführungsform
wurde gewählt und
beschrieben, um die prinzipiellen Details der Erfindung und praktischen
Anwendungen zu verdeutlichen, um den Fachmann in die Lage zu versetzen, die
Erfindung zu realisieren. Eine Vielzahl weiterer Ausführungsformen
kommen bei speziellen Anwendungsgebieten in Betracht.
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Es
sei an dieser Stelle ebenfalls bemerkt, dass der Begriff Tablette
den Begriff "Pellets" mit einschließen soll.
So ist unter dem Begriff Tablettenpresse auch eine Presse zum Herstellen
von Pellets zu verstehen, wie sie z.B. zum Herstellen von Nahrungsmitteln,
Futtermitteln, Verbrennungsmitteln oder ähnlichem verwendet wird. Insbesondere
sei darauf hingewiesen, dass der im Ausführungsbeispiel beschriebene
zylinderförmige
Tablettenrevolver nur eine mögliche
Ausführungsform
eines solchen Tablettenrevolvers darstellt.
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Selbstverständlich gibt
es neben den im Ausführungsbeispiel
beschriebenen Möglichkeit
den Pressdruck mittels zweier Presswalzen und Pressstößeln auf
das Befüllmedium
auszuüben
noch zahlreiche andere Möglichkeiten
den Pressdruck zu erzeugen. Das Problem der Schwingungsanregung bzw.
der stark auftretenden mechanischen Schwingungen bleibt jedoch auch
bei anderen Ausführungsformen
bestehen.