DE19828004B4 - Method for achieving a constant pressing force in tableting machines - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Erzielung einer konstanten Preßkraft bei Tablettiermaschinen mit rechnergesteuert über Stellmotore verstellbaren Druckrollen, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Druckrollen bei jedem einzelnen Komprimierungsvorgang je Tablette durch positive und negative Verstellung so positioniert wird, daß eine zuvor eingestellte maximale Preßkraft über eine definierte Zeit konstant eingehalten wird.method to achieve a constant compressive force in tableting machines with computer-controlled over Stellmotore adjustable pressure rollers, characterized in that one of Rollers for each individual compression process per tablet is positioned by positive and negative adjustment so that a previously set maximum pressing force over one defined time is constantly maintained.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzielung einer konstanten Preßkraft bei Tablettiermaschinen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a method for achieving a constant pressing force in Tablettiermaschinen according to the preamble of claim 1.

Eine der Hauptforderungen bei der Herstellung von Tabletten ist die Erzielung eines möglichst konstanten Tablettengewichts. Vorausgesetzt, daß die Tablettensteghöhe konstant ist, ergibt sich eine direkte Korrelation zwischen dem Tablettengewicht und der notwendigen Preßkraft zur Herstellung der Tablette.A The main requirement in the production of tablets is the achievement as constant as possible Tablet weight. Provided that the tabletop height is constant is, there is a direct correlation between the tablet weight and the necessary pressing force for the preparation of the tablet.

Diese Eigenschaft wird von den meisten Herstellern von Tablettiermaschinen dazu genutzt, um das Tablettengewicht in engsten Toleranzgrenzen zu halten.These Property is used by most manufacturers of tableting machines used to keep the tablet weight within tight tolerance limits to keep.

Für einige Anwendungsfälle, zum Beispiel in der Waschmittelindustrie, ist es wichtig, daß die Tabletten nicht nur ein konstantes Gewicht aufweisen, sondern auch eine konstante Bruchhärte, da sie die Auflösezeit während des Waschvorganges bestimmt. Die Tablettenbruchfestigkeit wird im wesentlichen durch die Tablettendichte bestimmt.For some Use cases, For example, in the detergent industry, it is important that the tablets not only have a constant weight, but also a constant Fracture toughness, since they are the dissolution time while the washing process determined. The tablet breaking strength is in essentially determined by the tablet density.

Für die Steuerung der Preßkraft ist die Hauptdruckstation einer Tablettiermaschine von ausschlag gebender Bedeutung. Die Hauptdruckstationen von Tablettiermaschinen lassen sich auf drei Konstruktions prinzipien zurückführen, nach denen die Druckrollen in ihrer Position voreingestellt werden können.For the controller the pressing force is the main printing station of a tabletting machine of rash giving meaning. The main printing stations of tabletting machines can be traced back to three design principles, according to which the pressure rollers can be preset in their position.

Die Verstellung der Druckrollen hat jeweils eine Änderung der Tablettensteghöhe zur Folge.The Adjustment of the pressure rollers each has a change in the tabletop height result.

Aus DE 26 23 737 A1 ist eine Drucküberwachung bei Tablettenpressen bekannt, bei der während des Preßvorganges kein Ausweichen der Druckrollen vorgesehen ist. Mit den voreingestellten Druckrollen wird eine Tablette gepreßt, danach geprüft, und bei Erfüllung der vorgegebenen Parameter wird die daraus resultierende aufgetretene und gemessene maximale Preßkraft als Optimalwert festgelegt.Out DE 26 23 737 A1 is a pressure monitoring in tablet presses known in which no deflection of the pressure rollers is provided during the pressing process. With the preset pressure rollers, a tablet is pressed, then tested, and on satisfaction of the predetermined parameters, the resulting occurred and measured maximum pressing force is set as the optimum value.

Aus EP 0 204 266 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung der Druckrollen einer Rundläufer-Tablettiermaschine bekannt, bei dem bei Überschreitung einer voreingestellten maximalen Preßkraft ein Ausweichen der Hauptdruckrollen vorgesehen ist. Eine Hauptdruckrolle ist mit einem rechnergesteuerten Stellmotor versehen, mit dem der Abstand zwischen den Hauptdruckrollen zueinander verändert wird, wenn an den Vordruckrollen eine unzulässig hohe Preßkraft gemessen wird. Damit verbunden wird in den meisten Fällen die Presse gestoppt, um den Werkzeugschutz zu gewährleisten.Out EP 0 204 266 A1 a method for controlling the pressure rollers of a rotary tabletting machine is known, in which a deflection of the main pressure rollers is provided when exceeding a preset maximum pressing force. A main pressure roller is provided with a computer-controlled servomotor, with which the distance between the main pressure rollers is changed to each other when an inadmissibly high compressive force is measured at the Vordruckrollen. Associated with this, in most cases, the press is stopped to ensure tool protection.

In DE 25 50 680 A1 wird eine Einrichtung zur Kontrolle des Gewichts von Tabletten während der Herstellung beschrieben, um das Tablettengewicht konstant zu halten. Dazu wird die Druckrolle mit einem Pneumatikzylinder verbunden. Der beaufschlagte Druck wird entsprechend den Herstellungsbedingungen der Tablette eingestellt. Die Druckrolle kann, je nach beaufschlagtem Druck im Pneumatikzylinder, im Bedarfsfall eine Ausweichbewegung vornehmen. Der bei der Ausweichbewegung zurückgelegte Weg dient als Regelgröße der Dosierung. Durch die vorhandene Trägheit der Masse kann diese Lösung nur für einen bestimmten Drehzahlbereich eingesetzt werden. Die Einstellung des pneumatischen Druckes am Pneumatikzylinder erfolgt zudem manuell und ist stark von der Erfahrung und dem Geschick des Einstellenden abhängig. Die Qualität der Regelung hängt im wesentlichen von dieser Einstellung ab. Durch das eventuelle Ausweichen der Druckrolle während des Preßvorganges wird als Nebenergebnis eine im Verhältnis zu anderen Verfahren konstantere Dichte erreicht. Nachteilig ist es jedoch, daß dabei Tabletten unterschiedlicher Steghöhe entstehen, was bei einigen Produkten unerwünscht ist.In DE 25 50 680 A1 A device for controlling the weight of tablets during manufacture is described in order to keep the tablet weight constant. For this purpose, the pressure roller is connected to a pneumatic cylinder. The applied pressure is adjusted according to the production conditions of the tablet. The pressure roller can, depending on the applied pressure in the pneumatic cylinder, if necessary, make an evasive movement. The path traveled during the evasive movement serves as a controlled variable of the dosage. Due to the existing inertia of the mass, this solution can only be used for a certain speed range. The pneumatic pressure setting on the pneumatic cylinder is also manual and highly dependent on the experience and skill of the operator. The quality of the control depends essentially on this setting. Due to the possible deflection of the pressure roller during the pressing process as a result of a more constant relative to other methods density is achieved. The disadvantage, however, is that in this case tablets of different web height arise, which is undesirable in some products.

Es ist weiterhin bekannt, daß ein Zusammenhang zwischen der Druckhaltezeit (Preßkraftverlauf) zur Erstellung einer Tablette und der daraus resultierenden Tablettenhärte besteht (I.M. Newton and al.: "Computer analysis of the relation between tablet strength and compaction pressure", Journal of Pharm. ... 23(1971)19; E.N. Hiestand and al.: "Tensile Strength of Compressed Powders and an Example of Incompatibility as End-Point on Shear Yield Locus", Journal of Pharmaceutical Sciences 63, 605 (1974), S. 73ff.). Die Bruchhärte steht im Zusammenhang mit der Preßkraft und der verwendeten Preßzeit. So kann eine gleiche Tablettenhärte bei kürzeren Preßzeiten erzielt werden, indem der Preßdruck erhöht wird. Diesem Verfahren sind natürliche Grenzen gesetzt. Um also die Druckhaltezeit zu beeinflussen, stehen zur Zeit drei bekannte Verfahren zur Verfügung:

  • 1. Veränderung der Stempelkopfformen, damit ein möglichst großes Plateau entsteht und die Verweildauer des Stempels unter der Druckrolle möglichst lang ist.
  • 2. Reduzierung der Tischdrehzahl mit dem Effekt, daß die Druckhaltezeit vergrößert wird.
  • 3. Installation von Druckhalteschienen zwischen der Vor- und der Hauptdruckstation, um somit notfalls Einfluß auf die Druckhaltezeit auszuüben.
It is also known that there is a relationship between the pressure holding time (Preßkraftverlauf) for preparing a tablet and the resulting tablet hardness (IM Newton and al.: "Computer analysis of the relationship between tablet strength and compaction pressure", Journal of Pharm. 23 (1971) 19; EN Hiestand et al., "Tensile Strength of Compressed Powders and an Example of Incompatibility as End-Point on Shear Yield Locus", Journal of Pharmaceutical Sciences 63, 605 (1974), pp. 73ff. ). The fracture hardness is related to the pressing force and the pressing time used. Thus, a similar tablet hardness can be achieved with shorter pressing times by the pressing pressure is increased. This process has natural limits. So to influence the pressure hold time, three known methods are currently available:
  • 1. Change the stamp head shapes, so that the largest possible plateau is formed and the residence time of the punch under the pressure roller is as long as possible.
  • 2. Reduce the table speed with the effect that the pressure hold time is increased.
  • 3. Installation of Druckhalteschienen between the pre and the main pressure station, thus, if necessary, to exert influence on the pressure holding time.

Mit diesen Verfahren ist es möglich, auf die Tablettenbruchfestigkeit Einfluß zu nehmen, jedoch nicht auf die Steuerung der Bruchhärteschwankungen. Der Grund für hohe Streuungen ist darin begründet, daß sich kleinste Volumenschwankungen bei konstanter Steghöhe signifikant auf die Bruchhärte auswirken. Die typische relative Standardabweichung beträgt > 15%.With these methods it is possible to influence the tablet breaking strength, but not to control the fracture hardness variations. The reason for high variability is green det that smallest volume fluctuations at constant web height significantly affect the hardness of fracture. The typical relative standard deviation is> 15%.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfahren zu entwickeln, mit dem die Herstellung von Tabletten in engsten Gewichtsgrenzen und mit deutlich reduzierten Bruchhärteschwankungen gewährleistet wird.task The invention is to develop a generic method, with the production of tablets in tightest weight limits and guaranteed with significantly reduced fracture hardness variations becomes.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruches 1. Durch die Begrenzung der maximalen Preßkraft während des Komprimierens jeder Tablette durch die Verstellung der Hauptdruckrolle in Abhängigkeit von der Preßkraft während des Preßvor gangs, wird eine konstante Dichte und eine deutliche Reduzierung der Bruchhärteschwankungen erreicht. Als Folge der Verstellung wird nicht nur eine konstante Preßkraft, sondern auch eine Verlängerung der Druckhaltezeit erzielt. Die Druckrolle wird während des Komprimierungsprozesses sowohl in positiver als auch in negativer Richtung verstellt. Die Folge der verlängerten Druckhaltezeit ist auch, daß die Tabletten bei gleicher Ausstoßleistung mit einer geringeren Preßkraft hergestellt werden können.The solution the problem arises from the features of claim 1. By limiting the maximum compressive force while compressing each Tablet by adjusting the main pressure roller in dependence from the pressing force during the Pressing, will have a constant density and a significant reduction in fracture hardness variations reached. As a result of the adjustment will not only be a constant pressing force but also an extension achieved the pressure holding time. The pressure roller is during the Compression process in both positive and negative Direction adjusted. The consequence of the extended pressure hold time is also that the Tablets with the same output with a lower pressing force can be produced.

Dadurch wird nicht nur ein Anstieg der Preßkraft verhindert (durch Wegbewegen der Druckrollen), sondern auch im umgekehrten Falle eine möglichst konstante Preßkraft erreicht, indem bei Nichterreichen der Preßkraft die Druckrollen zusammengefahren werden.Thereby Not only is an increase in the pressing force prevented (by moving away the pressure rollers), but also in the opposite case one constant pressing force achieved by collapsing the pressure rollers when the pressing force is not reached become.

Der Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung besteht insbesondere darin, daß die Pressen mit einer höheren Ausstoßleistung bei deutlich reduzierter Preßkraft betrieben werden können. Gegenüber den bekannten Pressen werden ein geringerer Verschleiß und eine höhere Produktivität sowie ein zuverlässiger Werkzeugschutz erreicht.Of the Advantage of the method according to the invention is in particular that the Pressing with a higher output capacity at significantly reduced pressing force can be operated. Across from The known presses are less wear and a higher productivity as well as a reliable one Tool protection achieved.

Zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.Expedient embodiments The invention are described in the subclaims.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The Invention will be explained in more detail in an embodiment.

Beim Pressen von Tabletten, bei denen die definierte Tablettenbruchfestigkeit von erhöhter Bedeutung ist, um zum Beispiel ein möglichst zuverlässiges und schnelles Auflösen in einem flüssigen Medium und gleichzeitig die Transportfähigkeit sowie das Handling der Tablette zu gewährleisten, spielt es eine große Rolle, die Preßkraft über eine möglichst definierte Druckhaltezeit konstant zu halten.At the Pressing of tablets in which the defined tablet breaking strength from elevated Meaning is, for example, the most reliable and possible fast dissolution in a liquid Medium and at the same time transportability and handling to ensure the tablet it plays a big one Role, the pressing force over a as defined Keep pressure holding time constant.

Das Verfahren nach der Erfindung sieht dazu vor, die Druckrolle während des Komprimiervorganges bei jeder Tablette sowohl in positiver als auch in negativer Richtung so zu verstellen, daß eine Verlängerung der Druckhaltezeit für die eingestellte maximale Preßkraft erreicht wird.The Method according to the invention provides for the pressure roller during the Compression process at each tablet both in positive as well to be adjusted in the negative direction so that an extension of the pressure holding time for the set maximum pressing force is reached.

Die Kurve des Verlaufs des Preßdrucks in Abhängigkeit vom Preßweg weist dabei ein definiertes Plateau auf, d.h., während einer definierten Zeit wird auf die Tablette eine konstante maximale Preßkraft ausgeübt.The Curve of the course of the pressing pressure dependent on from the press route has a defined plateau, that is, during a defined time on the tablet exerted a constant maximum pressing force.

Durch die verlängerte Druckhaltezeit wird dem Preßmaterial mehr Zeit eingeräumt, sich auszurichten. In der Folge werden mit einer geringeren Preßkraft eine konstantere Dichte und damit konstantere Werte der Bruchhärte der Tablette erzielt.By the extended one Pressure holding time is the press material granted more time, to align. As a result, with a lower pressing force a more constant density and thus more constant values of the fracture hardness of the Scored tablet.

Die Erfindung ist nicht auf das hier beschriebene Ausführungsbeispiel bei der Tablettenherstellung beschränkt. Vielmehr ist es möglich, durch Kombination der Merkmale weitere Ausführungsformen zu realisieren, die auch Preßlinge allgemein betreffen.The Invention is not on the embodiment described here limited in the production of tablets. Rather, it is possible through Combination of the features to realize further embodiments, which also briquettes generally concern.

Claims (4)

Verfahren zur Erzielung einer konstanten Preßkraft bei Tablettiermaschinen mit rechnergesteuert über Stellmotore verstellbaren Druckrollen, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Druckrollen bei jedem einzelnen Komprimierungsvorgang je Tablette durch positive und negative Verstellung so positioniert wird, daß eine zuvor eingestellte maximale Preßkraft über eine definierte Zeit konstant eingehalten wird.A method for achieving a constant compressive force in Tablettiermaschinen with computer controlled adjustable by Stellmotore pressure rollers, characterized in that one of the pressure rollers in each compression process per tablet by positive and negative adjustment is positioned so that a previously set maximum compressive force over a defined time is maintained constant , Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassung und Ausregelung der Preßkraft in Echtzeit erfolgen.Method according to claim 1, characterized in that that the Recording and adjustment of the pressing force done in real time. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Integral Preßkraft-Zeit als Regelungsgröße zur Dosierung (Konstanthaltung des Tablettengewichts) verwendet wird.Method according to claim 1, characterized in that that this Integral pressing force time as control variable for dosage (Constant weight of the tablet weight) is used. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die tatsächlich gemessenen Tablettenparameter für das Gewicht und die Bruchfestigkeit rückgeführt und daraus von einem Rechner die neuen Einstellungen der Maschine berechnet werden und somit eine konstante Produktqualität in engsten Toleranzen erreicht wird.Method according to claim 1, characterized in that that the indeed measured tablet parameters for the weight and the breaking strength returned and from a computer the new settings of the machine are calculated and thus a constant product quality is achieved in tight tolerances.
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