DE10326175B3

DE10326175B3 - Tablettenpresse

Info

Publication number: DE10326175B3
Application number: DE10326175A
Authority: DE
Inventors: Christof Dr. Meier
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2003-06-10
Filing date: 2003-06-10
Publication date: 2005-02-10
Anticipated expiration: 2023-06-11
Also published as: US20050003038A1; US7229267B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Tablettenpresse, wobei der Pressvorgang in einem Tablettenrevolver (1) erfolgt, wobei der Tablettenrevolver (1) mit einem Direktantrieb antreibbar ist. Die Erfindung ermöglicht somit einen einfachen, kostengünstigen und schwingungsarmen Antrieb eines Tablettenrevolvers (1) einer Tablettenpresse. Die Erfindung ermöglicht somit eine Tablettenpresse, bei der die Schwingungsbelastung der Mechanik bzw. des Antriebsstrangs der Presse stark reduziert ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tablettenpresse, wobei der Pressvorgang in einem Tablettenrevolver erfolgt.
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.
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.
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.
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.

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.

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.

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.

Diese Aufgabe wird für eine Tablettenpresse der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Tablettenrevolver mit einem Direktantrieb antreibbar ist.

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.

Wenn der Tablettenrevolver über eine Antriebswelle mit dem Direktantrieb verbindbar ist, lässt sich eine besonders steife mechanische Ausführung realisieren.

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.

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.

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.

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.

Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn als Direktantrieb ein Torquemotor vorgesehen ist. Ein Torquemotor ist ein in der Technik weit verbreiteter bewährter Direktantrieb.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine handelsübliche Tablettenpresse,
2 eine detaillierte Darstellung des Pressvorgangs und
3 eine erfindungsgemäße Tablettenpresse mit Direktantrieb.
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.
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.
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.
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.
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.
Die Koppelung 12 bzw. die Koppelung 13 kann dabei z.B. aus einer schwingungsgedämpft gelagerten Schraubverbindung bestehen.
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.
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.
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.
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.
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.

Claims

Tablettenpresse, wobei der Pressvorgang in einem Tablettenrevolver (1) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der Tablettenrevolver (1) mit einem Direktantrieb antreibbar ist.
Tablettenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tablettenrevolver (1) über eine Antriebswelle (9) mit dem Direktantrieb verbindbar ist.
Tablettenpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Antriebswelle (9) und Rotor des Direktantriebs eine bauliche Einheit bilden.
Tablettenpresse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass Antriebswelle (9) und Tablettenrevolver (1) entkoppelbar sind.
Tablettenpresse nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine schwingungsdämpfende Koppelung (12) zwischen Antriebswelle (9) und Tablettenrevolver (1) vorgesehen ist.
Tablettenpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine schwingungsdämpfende Koppelung (13) zwischen Stator (17) des Direktantriebs und Maschinenbett (18) vorgesehen ist.
Tablettenpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Direktantrieb ein Torquemotor vorgesehen ist.