DE19733969A1 - Rundlauf-Tablettenpresse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rundlauf-Tablettenpresse mit einem rotierenden Matrizentisch und Ober- und Unterstempeln, die ko­ axial zu den Matrizen in Stempelführungen hubbeweglich sind, wo­ bei wenigstens die Unterstempel zur Ausführung ihres Hubes und Rückhubes kurvengesteuert und zur Verhinderung einer Übersteue­ rung ihrer Hub- bzw. Rückhubbewegung von einem Dämpfungselement beaufschlagt sind.

Beim Pressen von Tabletten in Rundlauf-Tablettenpressen wird das Gewicht der herzustellenden Tabletten von dem Füllvolumen des in die Matrizen eingebrachten, zu verpressenden Pulvers bestimmt. Es ist daher wichtig, daß die unten von den Unterstempeln ver­ schlossenen Matrizen vor dem Pressen immer dasselbe Pulvervolu­ men aufnehmen. Die Unterstempel, die bei einem Umlauf des rotie­ renden Matrizentisches von mehreren Steuerkurven angehoben und abgesenkt werden, erfahren bei diesen Vertikalbewegungen große Beschleunigungskräfte. Da es fertigungstechnisch bislang prak­ tisch nicht möglich ist, ein spiel freies Zusammenwirken von Stempeln und Steuerkurven zu erreichen, ist es erforderlich, den Stempeln ein Dämpfungselement zuzuordnen, um eine Übersteuerung von deren Hubbewegung, das heißt ein Abheben des Stempels von der Steuerkurve zu vermeiden, was sonst zu Ungenauigkeiten beim Befüllungsgrad und damit beim Gewicht der zu pressenden Tablet­ ten führen würde.

Als Dämpfungselement sind in der Vergangenheit sogenannte Brems­ stifte zur Anwendung gekommen, die in einer in die Stempelfüh­ rung einmündenden Querbohrung eingesteckt und von einer Druckfe­ der über eine einstellbare Andruckplatte gegen den jeweiligen Stempel gedrückt werden und so auf den Stempel eine quer zur Be­ wegungsrichtung gerichtete Kraft ausüben, wodurch die Reibungs­ kraft zwischen Stempelführung und darin beweglichem Stempel ver­ größert wird. In ähnlicher Weise ist es auch möglich, jedem Stempel ein als genormtes Standardbauteil erhältliches Feder­ druckstück zuzuordnen, wie sie bei Schnapp-Arretierungen häufig Verwendung finden. Das Federdruckstück wird dann ebenfalls in einer in die Stempelführung einmündenden Querbohrung angeordnet und drückt mit einem federbelasteten Andruckkopf quer zur Bewe­ gungsrichtung gegen den Stempel, so daß dieser infolge der dar­ aus resultierenden Reibkraft bei seiner vertikalen Bewegung eine Dämpfung erfährt.

Diese bekannten Lösungen haben den Nachteil, daß es sehr schwie­ rig ist, die Vorspannung der Feder und damit die auf den Stempel ausgeübte Querkraft exakt einzustellen, um einerseits das Über­ steuern des Stempels bei seiner Hubbewegung zuverlässig zu ver­ meiden, andererseits die Reibkräfte zwischen Stempelführung und Stempelschaft so gering wie möglich zu halten, um unnötigen Ver­ schleiß zu vermeiden. Die Einstellung der Federspannung, die üb­ licherweise mittels einer Schraube durchgeführt wird, bleibt in­ folge der Maschinenvibration selten lange erhalten, so daß es schon nach vergleichsweise kurzen Maschinenlaufzeiten erforder­ lich werden kann, diese mechanischen Dämpfungselemente neu zu justieren. Insbesondere bei großen Tablettenpressen, die nicht selten mehr als 50 Matrizen und eine entsprechende Anzahl Unter­ stempel aufweisen, ist die Justierung von so vielen Dämpfungsele­ menten sehr zeitaufwendig. Darüber hinaus haben diese Dämpfung­ selemente den besonderen Nachteil, daß sie zur Demontage der Stempel meist vollständig entfernt werden müssen, da es sonst dazu kommen kann, das der gegen den Stempel drückende Bremsstift beim Herausziehen des Stempels aus der Stempelführung in eine am Stempel befindliche Hinterschneidung eingreift und den vollstän­ digen Ausbau somit unmöglich macht.

Um den Zeitaufwand zu verringern, der für die Demontage, den Einbau und das Einstellen der großen Anzahl der beschriebenen Dämpfungselemente erforderlich ist, ist auch bereits vorgeschla­ gen worden, am Matrizentisch umfangsseitig im Bereich der Stem­ pelführungen für die Unterstempel eine umlaufende Nut vorzuse­ hen, wobei die Stempel ein kleines Stück über den Nutgrund seit­ lich vorspringen. In die Nut ist als Dämpfungselement ein spann­ bares Bremsband eingelegt, das mittels einer einfachen Spann­ schelle befestigt oder gelöst werden kann und das im montierten Zustand mit seiner inneren Umfangsfläche gegen die Stempel drückt und so eine Dämpfung von deren Bewegung erreichen soll. Diese Ausführung hat zwar den Vorteil, daß sie zum Ausbau der Stempel schnell entfernt und nach deren Einbau wieder schnell montiert werden kann; jedoch ist damit nicht sichergestellt, daß auf jeden Stempel die erforderliche, möglichst gleichgroße Reib- bzw. Dämpfungskraft ausgeübt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rundlauf-Tablettenpresse der eingangs genannten Art mit einer Dämpfung für die kurvengesteu­ erten Stempel zu versehen, die verschleiß- und wartungsfrei ist und dennoch eine weitgehend gleichbleibende Dämpfung aller Stem­ pel gewährleistet. Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß das Dämpfungselement aus mindestens einem auf die Stempel einwirkenden Magnetelement besteht. In einer bevorzugten Ausgestaltung wirkt/wirken dabei das bzw. die Magnetelement(e) quer zur Bewegungsrichtung der Stempel auf diese ein.

Erfindungsgemäß wird bei dieser Ausführungsform also die auf die einzelnen Stempel einwirkende, die Reibung in der Stempelführung vergrößernde Querkraft nicht mehr mechanisch unter Berührung der Stempel infolge einer Feder- oder Vorspannkraft ausgeübt, son­ dern mit Hilfe eines Magneten, der den Stempel gegen die Stem­ pelführungswandung zieht und so eine Dämpfung der Stempelbewe­ gung infolge erhöhter Reibkraft bewirkt. Die auf die einzelnen Stempel dabei ausgeübten Magnetkräfte ändern sich auch nach lan­ gen Maschinenlaufzeiten und starken Maschinenvibrationen nicht, da die vom Magneten auf dem Stempel ausgeübten Kräfte aus­ schließlich von der Magnetstärke und dem zwischen Magnet und Stempel befindlichen Spalt abhängen und sich diese Größen beim Betrieb der Maschine praktisch nicht verändern. Beim Ein- und Ausbau eines Stempels muß das zugehörige Magnetelement nicht entfernt werden, da es nicht in die Stempelführung hineinragt und somit auch die Montage oder Demontage nicht behindern kann.

Bevorzugt ist jedem Unterstempel ein eigenes Magnetelement zuge­ ordnet, das zweckmäßig in einer in die Stempelführung einmünden­ den Querbohrung am Matrizentisch angeordnet ist. Es ist jedoch auch denkbar, am Matrizentisch eine umlaufende, in der Tiefe bis zu den Stempelführungen reichende Nut vorzusehen, in die ein oder mehrere Magnetelemente in den Bereichen der Steuerkurven hineinragen, in denen die Stempel ihre Auf- und Abwärtsbewegun­ gen und damit ihre Vertikalbeschleunigungen erfahren. Das bzw. die Magnetelement(e) laufen dann nicht zusammen mit dem Matri­ zentisch und den Stempeln um, sondern sind feststehend an geeig­ neten Halterungen angeordnet. Selbstverständlich können die Ma­ gnete auch Stabmagneten mit rechteckigem Querschnitt sein, die dann zweckmäßig in Nute an der Oberseite oder Unterseite des Stempelführungsrings eingelassen sind.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung besteht das Magnet­ element im wesentlichen aus einem Dauermagneten. Derartige Ma­ gnete sind auch mit hohen Magnetkräften, die leicht im Bereich von 50 bis 500 Newton liegen können, als Standardbauteile preis­ wert erhältlich.

Das bzw. die Magnetelement(e) kann/können so angeordnet sein, daß zwischen Magnet und dem Stempel, auf den es einwirkt, ein Spalt verbleibt. Dies ist besonders dann zweckmäßig, wenn das Magnetelement erst dann in die Queröffnung im Matrizentisch ein­ gesetzt wird, nachdem die Stempelführung mit hoher Genauigkeit gefertigt wurde. Es ist selbstverständlich auch möglich, beim Herstellen des Matrizentisches erst die Queröffnung(en) an des­ sen Umfangsseite herzustellen und den Magnet darin einzusetzen und dann die Stempelführung(en) zu bohren, wobei ein Teil des Magnetelements bzw. der Magnetelemente mit ausgebohrt wird, die somit eine Fläche ohne Übergang mit der Stempelführung bilden. Bei dieser Vorgehensweise ist das Magnetelement mit seinem zum Stempel weisenden Vorderende also an die Umfangsfläche des Stem­ pels genau angepaßt, wodurch eine besonders große Kraft auf den Stempel einwirken kann.

Das Magnetelement bzw. die Magnetelemente können einen Elektro­ magneten aufweisen bzw. aus einem Elektromagneten bestehen. Wenn das bzw. die Magnetelement(e) aus einem Elektromagneten beste­ hen, kann die auf die Stempel ausgeübte Kraft durch Veränderung des Stroms vergrößert oder verringert werden bzw. bei Abschalten des oder der Magnete die Dämpfungskraft vollständig aufgehoben werden. Es ist auch möglich, eine Kombination von Dauermagneten und Elektromagneten zur Einstellung der Magnetkraft vorzusehen, wobei die Elektromagnete dem von den Dauermagneten erzeugten ma­ gnetischen Feld ein Streufeld überlagern und so die magnetische Feldstärke vergrößern oder verringern können.

Insbesondere, wenn das Magnetelement erst nachträglich in einen bereits mit fertigen Stempelführungen versehenen Matrizentisch eingesetzt werden soll, beispielsweise bei der Nachrüstung von Maschinen, die bisher mit mechanischen Andruckmitteln versehen waren, ist dieses zweckmäßig an seinem vom Stempel abgewandten, hinteren Ende mit einem vorspringenden Anschlagbund versehen. Damit wird sichergestellt, daß der Magnet nicht zu tief in die Querbohrung am Matrizentisch eingesteckt wird und dadurch in die Stempelführung hineinragt. Zweckmäßig ist das Magnetelement in der dazugehörigen Queröffnung im Matrizentisch lösbar befestigt, wodurch es leicht gegen einen anderen Magneten ausgetauscht wer­ den kann, beispielsweise wenn ein Magnet mit größerer oder ge­ ringerer Magnetkraft eingebaut werden soll.

Eine besonders vorteilhafte, weitere Ausführungsform der Erfin­ dung ergibt sich, wenn das Magnetelement im Bereich der Steuer­ kurve angeordnet ist und in Bewegungsrichtung der Stempel auf diese einwirkt. Bei dieser Ausgestaltung wird also jeder Stempel von dem Magnetelement nach unten bzw. oben gegen die Steuerkurve gezogen und liegt auch bei großen Beschleunigungskräften in Ver­ tikalrichtung spiel frei an dieser an. Bei dieser Ausführungsform wird also nicht einmal die Reibung in der Stempelführung vergrö­ ßert, sondern mit Hilfe der magnetischen Steuerkurve ein Abheben der Stempel unmittelbar vermieden.

Es ist auch möglich, die Magnete nicht an der Stempelführung oder der Steuerkurve, sondern an den Stempeln selbst anzuordnen. Bei dieser Ausführungsform sind also alle Stempel selbst magne­ tisch bzw. mit Magneten versehen. Bevorzugt sind diese dann in Querbohrungen in den Stempeln angeordnet. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß Stempel unterschiedlicher Durchmesser, die zum Herstellen unterschiedlich großer Tabletten verwendet wer­ den, mit Magneten mit verschieden großen Magnetkräften ausge­ stattet sein können, die dann immer eine optimal an den verwen­ deten Stempeln angepaßte Dämpfung bewirken.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, worin eine be­ vorzugte Ausführungsform der Erfindung an einem Beispiel näher erläutert ist. Es zeigt:

Fig. 1 einen Ausschnitt einer Abwicklung eines Matrizenti­ sches für eine Rundlauf-Tablettenpresse im Bereich des durch die Matrizen verlaufenden Teilkreises;

Fig. 2 einen Teilbereich des Matrizentisches im Bereich eines Unterstempels in einem Schnitt längs der Linie II-II nach Fig. 1; und

Fig. 3 den Gegenstand der Fig. 2 in einem Schnitt längs der Linie III-III.

In der Zeichnung bezeichnet 10 einen Matrizentisch einer Rund­ lauf-Tablettenpresse, der mit einer nicht dargestellten Hauptwelle horizontal umläuft und einen oberen Stempelführungs­ ring 11 und einen unteren Stempelführungsring 12 aufweist, die drehfest miteinander verbunden sind. Der untere Stempelführungs­ ring 12 trägt an seinem oberen Rand den Matrizenteller 13, in dem die Matrizenbohrungen 14 im Kreis angeordnet sind, in denen die Matrizen 15 sitzen. Koaxial zu den Matrizen 15 sind im Ma­ trizentisch im oberen Stempelführungsring 11 Oberstempel 16 und im unteren Stempelführungsring 12 Unterstempel 17 angeordnet, deren Stempelschäfte 18 bzw. 19 in Stempelführungen 20 bzw. 21 gleitend auf- und abbeweglich geführt sind.

Jeder Matrize 15 ist jeweils ein Oberstempel 16 und ein Unter­ stempel 18 zugeordnet, deren Kopfenden 22 bzw. Fußenden 23 in Gleitschienen 24 bzw. 25 gleiten, die als Steuerkurven die Auf- und Abbewegung der Stempel 16 und 17 beim Rundlauf der Presse steuern.

Infolge der hohen Drehgeschwindigkeiten des Matrizentisches sind die Stempel 16 und 17 beim Entlangfahren an ihren die Hubbewe­ gung steuernden Gleitschienen 24 und 25 erheblichen Beschleuni­ gungen in Vertikalrichtung ausgesetzt. Insbesondere bei den Un­ terstempeln 17 muß trotz dieser hohen Beschleunigungskräfte zu­ verlässig vermieden werden, daß sich die Stempel von ihren Steu­ erkurven abheben, da sich sonst kein konstanter Befüllungsgrad der Matrizen 15 mit Tablettenpulver einstellen könnte und da­ durch die geforderte Gewichtskonstanz nicht erreicht würde. Da die als Steuerkurven dienenden Gleitschienen 25 nicht so exakt gefertigt werden können, daß sie eine spiel freie Führung der Un­ terstempel gewährleisten, ist jeder Unterstempel 17 mit einem Dämpfungselement 26 versehen, das auf den Stempel eine quer zu dessen Bewegungsrichtung 27 wirkende Querkraft 28 ausübt, in­ folge deren der Stempel in der Stempelführung gegen diese gezo­ gen wird, was eine zusätzliche Reibkraft zwischen Stempel und Stempelführung bewirkt. Diese Reibkraft reicht aus, ein Über­ steuern des Unterstempels, das heißt ein Abheben von der jewei­ ligen Steuerkurve 25 zu vermeiden. Wie sich aus den Fig. 2 und 3 ergibt, bestehen die einzelnen Dämpfungselemente 26 aus Perma­ nentmagneten 29 mit rundem Querschnitt, die in umfangsseitig am Matrizentisch 10 angeordnete, bis zu den Stempelführungen 21 reichende Querbohrungen 30 eingesteckt sind. An ihrem hinteren Ende 31 sind die Magneten 29 mit einem vorspringenden Anschlag­ bund 32 versehen, der an der Umfangsfläche 33 des unteren Stem­ pelführungsrings 12 anschlägt und so sicherstellt, daß der Ma­ gnet nicht zu tief in die jeweilige Querbohrung 30 eingesteckt werden kann. An seinem vorderen Ende 34 ist jeder Magnet mit ei­ nem konkaven Einschnitt 35 versehen, dessen Krümmungsradius dem halben Durchmesser eines Unterstempels 17 entspricht, so daß der Magnet an die Umfangsfläche des Stempels angepaßt ist und sich zwischen diesem und dem Magneten ein gleichmäßig schmaler Spalt 36 ausbildet.

Wie sich aus Fig. 2 ergibt, übt jeder Permanentmagnet 29 auf den ihm zugeordneten Unterstempel 17 eine radial nach außen wirkende Querkraft 28 aus, die zur Folge hat, daß sich der Stempel mit dem radial nach außen weisenden Teil seiner Umfangsfläche 33 mit einer Flächenpressung 37 gegen den äußeren Bereich 38 der Stem­ pelführung 21 anliegt. Die daraus resultierende, auf den Stempel in dessen Bewegungsrichtung 27 wirkende Reibungskraft 39 wirkt dämpfend auf die Bewegungen des Stempels und verhindert zuver­ lässig, daß sich dieser beim Umlauf des Matrizentisches von den Steuerkurven 25 abhebt.

Die Permanentmagnete als krafterzeugende Dämpfungselemente be­ halten ihre Magnetkraft praktisch unbegrenzt und sind somit ver­ schleiß- und wartungsfrei. Zur Sicherung in der Querbohrung 30 können sie daher problemlos auf Dauer eingeklebt werden. Es ist allerdings auch denkbar, andere geeignete Sicherungsmittel zum Befestigen der Magnete vorzusehen, wenn diese gegebenenfalls ge­ gen andere Magnete mit einer größeren oder geringeren Magnet­ kraft ausgetauscht werden sollen. Denkbar wäre hier beispiels­ weise, die Magnete mit einem Außengewinde zu versehen und sie in die mit Innengewinde ausgestatteten Querbohrungen einzuschrau­ ben, wobei sie zweckmäßig an ihrem vorderen Ende 34 nicht konkav ausgestaltet, sondern mit einer ebenen Fläche versehen sind.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es ergeben sich eine Vielzahl von Abwandlungen und Änderungen, ohne den Rahmen zu verlassen. So ist es beispielsweise möglich, an der unteren Stempelführung ein Magnetelement 29' vorzusehen, das unterhalb der Fußenden 23 der Unterstempel 17 angeordnet ist und die Un­ terstempel bei ihrem Umlauf mit dem Matrizentisch immer fest ge­ gen die untere Steuerkurve zieht. Auch dadurch kann leicht si­ chergestellt werden, daß die Unterstempel sich nicht von den Steuerkurven abheben, was Ungenauigkeiten beim Gewicht der her­ zustellenden Tabletten zur Folge hätte.

Anstelle der Dauermagnete können auch Elektromagnete verwendet werden, deren auf die Stempel ausgeübte Kraft leicht durch Ver­ änderung des durch die Magnetspule fließenden Stroms vergrößert oder verringert werden kann. Dadurch ist es leicht möglich, die auf den Stempel einwirkende Reibungskraft und damit den Dämp­ fungsgrad zu verändern. Es ist auch denkbar, nicht für jeden Stempel ein eigenes Magnetelement in einer Querbohrung vorzuse­ hen, sondern den unteren Stempelführungsring mit einer umlaufen­ den Nut auszustatten, die in ihrer Tiefe bis zu den Stempelfüh­ rungen reicht und in die ein gegenüber dem Matrizentisch fest­ stehend angeordneter Magnet einfaßt, der im Bereich der schrä­ gen Flächen der Steuerkurven 25 die erforderliche Dämpfungskraft auf die Stempel ausübt.

Claims (13)

1. Rundlauf-Tablettenpresse mit einem rotierenden Matrizentisch und Ober- und Unterstempeln, die koaxial zu den Matrizen in Stempelführungen hubbeweglich sind, wobei wenigstens die Unter­ stempel zur Ausführung ihres Hubes und Rückhubes kurvengesteuert und zur Verhinderung einer Übersteuerung ihrer Hub- bzw. Rück­ hubbewegung von einem Dämpfungselement beaufschlagt sind, da­ durch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement (26) aus mindestens einem zwischen den Stempeln (17) und der Stempel­ führung (21) bzw. der Steuerkurve (25) wirksamen Magnetelement (29) besteht.

2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. die Magnetelement(e) (29) quer zur Bewegungsrich­ tung (27) der Stempel (17) auf diese einwirkt bzw. einwirken.

3. Presse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß jedem Unterstempel (17) ein eigenes Magnetelement (29) zugeordnet ist.

4. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Magnetelement (29) im wesentlichen aus einem Permanentmagneten besteht.

5. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Magnetelement (29) in einer bis zur Stempelführung (21) reichenden Queröffnung (30) im Matrizentisch (10) angeordnet ist.

6. Presse nach einem der Ansprüche l bis 5, gekennzeichnet durch einen Spalt (36) zwischen dem Stempel (17) und dem auf dieses einwirkenden Magnetelement (29).

7. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Magnetelement (29) mit seinem zum Stempel (17) weisenden Vorderende (34) an die Umfangsflächen (33) des Stempels (17) angepaßt ist.

8. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Magnetelement (29) mindestens einen Elektromagneten aufweist.

9. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Magnetelement (29) an seinem vom Stempel (17) abgewandten Ende (31) mit einem vorspringenden An­ schlagbund (32) versehen ist.

10. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Magnetelement (29) in der zugehöri­ gen Queröffnung (30) im Matrizentisch (10) lösbar befestigt ist.

11. Presse nach einem der Ansprüche 1, 4 oder 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Magnetelement (29) im Bereich der Steuerkurve (25) angeordnet ist und in Bewegungsrichtung (27) der Stempel (17) auf diese einwirkt.

12. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jeder Stempel (17) mit einem eigenen Magnetelement (29) versehen ist.

13. Presse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetelemente (29) in Querbohrungen in den Stempeln (17) angeordnet sind.