DE19940701A1 - Rundlaufpresse - Google Patents

Abstract

Rundlaufpresse zum Pressen zylindrischer Formkörper, insbesondere Tabletten, mit einem drehend angetriebenen Rotor, der eine Matrizenscheibe und eine obere und eine untere Stempelführung aufweist für mit den Matrizenbohrungen zusammenwirkende Ober- und Unterstempel und einer Druckstation mit oberer und unterer Druckrolle zum Aufbringen einer Preßkraft auf die Stempel, wobei die Stempel am Umfang jeweils eine ringförmige Zahnung aufweisen, die mit einer Gegenzahnung im Bereich einer Druckstation für die Stempel zusammenwirkt zwecks Drehung der Stempel in deren Matrizenbohrungen, wobei die Gegenzahnung von einem drehbar gelagerten Zahnrad gebildet wird, auf das ein vorgegebenes Bremsmoment wirkt, wobei das Bremsmoment so gewählt ist, daß es kleiner ist als das Drehmoment des Stempels bei maximaler Preßkraft.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rundlaufpresse zum Pressen von zylindrischen Formkörpern, insbesondere Tabletten, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus DE-GM 88 16 064 ist eine Rundlaufpresse der gattungsgemäßen Art bekannt, bei der der Schaft der Preßstempel eine Verzahnung hat, welche mit einer stationär ange­ ordneten Zahnstange zusammenwirkt. Durch die Drehbewegung von Ober- und Un­ terstempel unmittelbar nach dem Preßvorgang und während des Herausziehens der Stempel aus der Matrize soll eine Trennung von der Oberfläche der gepreßten Tablette erreicht werden. Bei besonders haftfähigen zu verpressenden Materialien ist ohne eine Drehbewegung eine Haftung zwischen den Stempeln und dem Material zu befürchten. Nachteilig bei der bekannten Presse ist, daß beim Eingriff der Verzahnungen von Ober- und Unterstempel in die Zahnstange Verklemmungen auftreten können, je nachdem in welcher Stellung der jeweilige Ober- und Unterstempel nach dem Verlas­ sen der zugehörigen Zahnstange stehen geblieben ist. Ein weiterer Nachteil ist, daß die Drehung der Stempel erst nach dem Passieren der Druckrollen erfolgt. Dadurch wird nicht verhindert, daß die gepreßten Formkörper bereits an den Stempeln anhaften, bevor eine Drehbewegung ausgeübt wird.

Aus EP 0 448 190 ist eine Rundlaufpresse bekannt geworden, bei der Ober- und Un­ terstempel in Buchsen geführt sind, die ihrerseits drehbar gelagert und verzahnt sind, um mit einer stationären Verzahnung zusammenzuwirken. In den Buchsen sind die Stempelschäfte linear geführt. Nachteilig an dieser relativ aufwendigen Anordnung ist, daß eine Drehung der Stempel auch unter maximaler Preßkraft erfolgt. Dies führt jedoch zu einem erheblichen Verschleiß und kann auch die gewünschte Verdichtung des Materials beeinträchtigen. Um den Verschleiß an den Druckrollen bzw. an den zugekehrten Köpfen der Stempel zu reduzieren, ist auch bereits bekannt geworden, die Stempel zweiteilig auszuführen und gegeneinander drehbar zu gestalten. Dadurch wird zwar der Stempelkopf geschont, dafür tritt jedoch eine erhebliche Belastung an den Lagern zwischen den Stempelteilen auf. Außerdem sind derartige Lager außeror­ dentlich aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rundlaufpresse zu schaffen, bei der die Erzeugung einer Drehbewegung der Preßstempel mit einfachen Mitteln vorge­ nommen wird bei gleichzeitiger Vermeidung signifikanten Verschleißes.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Rundlaufpresse wird die Gegenzahnung von einem dreh­ bar gelagerten Zahnrad gebildet, auf das ein vorgegebenes Bremsmoment wirkt. Das Bremsmoment ist so gewählt, daß es kleiner ist als das Drehmoment des Stempels bei maximaler Preßkraft.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß es zwar erwünscht ist, eine Drehung der Stempel vorzunehmen, wenn auf diese noch eine Preßkraft aufgebracht wird, dies muß jedoch keineswegs die maximale Preßkraft sein. Vielmehr reicht es aus, wenn eine Drehung erst dann erzeugt wird, wenn die Preßkraft einen relativ geringen Wert erreicht hat. In diesem Fall wirkt sich dann diese Drehung nicht mehr negativ auf den Stempelkopf bzw. die Druckrolle aus. Erfindungsgemäß wird dies erreicht dadurch, daß auf das Zahnrad ein gewisses Bremsmoment ausgeübt wird, wodurch das Zahnrad mitdreht, wenn das Bremsmoment kleiner ist als das Drehmoment, das erforderlich ist, um den Stempel zu drehen. Bei mehr oder weniger großen Preßkräften, insbesondere bei der maximalen Preßkraft, findet daher eine Drehung des Stempels nicht statt, auch wenn die Zahnung des Stempels mit dem Zahnrad in Eingriff ist. Erst wenn das Drehmoment am Stempel das Bremsmoment unterschreitet, hält das Zahnrad an und der Stempel wird nunmehr gedreht. Die hierbei verursachte Drehung findet zwar nur während einer geringen Wegstrecke des Stempels statt und führt mithin auch nur zu einer kleinen Winkeldrehung, sie reicht jedoch völlig aus, um ein Anhaften des Materials am Stempel zu vermeiden bzw. ein Lösen angehafteten Materials zu be­ werkstelligen.

Das Bremsmoment ist so bemessen, daß eine Drehung des Preßstempels nur bei einer Preßkraft stattfindet, die ein Drehmoment erzeugt, das nur einen Bruchteil der maxi­ malen Preßkraft ist.

Da nicht sichergestellt werden kann, daß von Anfang an ein vollständiges Ineinander­ greifen der Zahnungen stattfindet, vielmehr geschehen kann, daß die Zähne zunächst aufeinanderstehen, sorgt nach einer Ausgestaltung der Erfindung die Federanordnung dafür, daß das Zahnrad nachgeben kann, bis die Zahnungen satt ineinanderrutschen. Es versteht sich, daß das Lagerbauteil auf der der Federanordnung gegenüberliegen­ den Seite gegen einen Anschlag anliegt, damit das Zahnrad eine richtige Ausgangs­ position hat für das Ineinandergreifen der Verzahnung von Stempel und Zahnrad.

Es sind verschiedene konstruktive Möglichkeiten denkbar, ein Bremsmoment auf das Zahnrad wirken zu lassen. Eine besteht erfindungsgemäß darin, daß das Zahnrad an mindestens einer Stirnseite eine Reibfläche aufweist, die mit jeweils einer Gegenreib­ fläche zusammenwirkt. Vorzugsweise werden die Reibflächen durch eine Federanord­ nung gegeneinander gepreßt. Die Federanordnung kann nach einer anderen Ausge­ staltung der Erfindung von einem Tellerfederpaket gebildet sein. Die Vorspannung der Bremsfeder ist vorzugsweise veränderbar, um ein gewünschtes Bremsmoment ein­ stellen zu können.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt im Schnitt einen Teil eines Rotors einer Rundlaufpresse mit Ober- und Unterstempel und einer Vorrichtung nach der Erfindung.

Fig. 2 zeigt perspektivisch vergrößert den unteren Teil der Vorrichtung nach der Er­ findung gemäß Fig. 1.

Fig. 3 zeigt vergrößert einen Schnitt durch das Zahnrad der Vorrichtung nach Fig. 2.

In Fig. 1 ist ein Rotor 10 einer Rundläuferpresse zu erkennen mit einer Matrizen­ scheibe 12, einer oberen Stempelführung 14 und einer unteren Stempelführung 16. Letztere halten am Umfang eine Reihe gleichmäßig beabstandeter Ober- und Unter­ stempel, wobei in Fig. 1 nur ein Oberstempel 18 und ein Unterstempel 20 dargestellt sind. Die Führung der Schäfte der Stempel 18, 20 erfolgt in Bohrungen 22 bzw. 24 der Stempelführungen 14, 16. In Fig. 1 ist die Anordnung der Stempel 18, 20 in einer Druckstation wiedergegeben, welche von einer oberen Druckrolle 26 und einer unte­ ren Druckrolle 28 gebildet ist. Die Druckrollen 26, 28 wirken mit Köpfen 30, 32 der Stempel 18, 20 zusammen. Der Stempel 20 befindet sich ständig innerhalb einer Ma­ trize 34 der Matrizenscheibe, in welche pulverartiges Material 36 eingefüllt wird. Während des Einfüllens ist der Oberstempel 18 außerhalb der Matrize 34. Während des Preßvorgangs wird der Oberstempel 18 in die Matrize eingeführt und bewirkt zu­ sammen mit dem Unterstempel 20 das Zusammenpressen des Materials in an sich be­ kannter Weise. Der Verlauf der durch die Druckrollen 26, 28 aufgebrachten Preßkraft ist nach Art einer Sinuskurve.

Die Preßstempel 18, 20 weisen an ihrem Umfang eine Ringzahnung 38 bzw. 40 auf. Die Ringzahnungen 38, 40 erstrecken sich nicht radial über die Peripherie der Schäfte der Stempel 18, 20, so daß sie nicht mit der Bohrungswandung der Stempelführungen 14, 16 in Eingriff treten. In Fig. 1 ist ferner zu erkennen, daß Zahnräder 42, 44 mit ei­ ner Umfangszahnung mit den Verzahnungen 38, 40 zusammenwirken. Bezüglich der Verzahnung 38 erstreckt sich das Zahnrad 42 durch eine seitliche Öffnung der Stem­ pelführung 14. Das Zahnrad 44 wirkt mit der Verzahnung 40 des Unterstempels 20 unterhalb der Stempelführung 16 zusammen. Die Zahnräder 42, 44 werden von Halte­ ringen 46 bzw. 48 gehalten. Die Lagerung der Zahnräder 42, 44 und ihre Halterung wird ausführlicher anhand der Fig. 2 und 3 beschrieben.

In Fig. 2 ist nur die untere Druckrolle 28 und das untere Zahnrad 44 dargestellt. Dafür ist der Unterstempel 20 in drei unterschiedlichen Positionen dargestellt. Es kann sich jedoch auch um eine Mehrzahl von Stempeln handeln, die im Rotor gemäß Fig. 1 an­ geordnet sind.

Ein plattenförmiges Haltebauteil 50 ruht auf zwei Säulen 52, 56, die in nicht näher zu erkennender Weise am Gestell der Rundläuferpresse befestigt sind. Wie in Fig. 2 fer­ ner zu erkennen, kommen die Stempel 20 bei der Annäherung an das Zahnrad 44 all­ mählich mit der Zahnung des Zahnrads 44 in Eingriff, bis sie den Eingriff wieder auf­ heben, wenn sie sich wieder entfernen. Der Eingriff findet im wesentlichen während der Betätigung der Stempel 20 durch die Druckrolle 28 statt.

Wie sich aus Fig. 3 ergibt, weist die Halteplatte 50 eine T-förmige Nut 58 auf, welche am rechten Ende durch ein korrespondierendes Element 60 verschlossen ist. In der Nut 58 befindet sich ferner ein Lagerbauteil 62, das in der Nut beweglich geführt ist und das einen Zapfen 64 hält, auf dem das Zahnrad 44 drehbar gelagert ist. Dies kann mit Hilfe eines Lagers 66 erfolgen, auf dessen Aufbau nicht weiter eingegangen wer­ den soll.

Wie sich aus Fig. 1 ergibt, befindet sich zwischen dem Element 60 und dem Lager­ bauteil 62 eine Druckfeder 68, mit welcher das Lagerbauteil 62 in Richtung Stempel 20 vorgespannt wird. In der Nut 58 ist auch eine Rolle 70 aus dämpfendem elastome­ rem Material angeordnet, gegen welche das Lagerbauteil 62 anläuft, wenn das Zahn­ rad 44 nicht mit einer Verzahnung 40 des Stempels 20 in Eingriff tritt.

In einer Ausnehmung des Zahnrads 44 auf gegenüberliegenden Stirnseiten ist jeweils eine Bremsscheibe 72 bzw. 74 angeordnet. Sie besteht aus einem geeigneten Reibmaterial und ist drehfest mit dem Zapfen 64 verbunden. Oberhalb und unterhalb der Bremsscheibe 72, 74 ist eine Druckscheibe 76, 78a angeordnet. Oberhalb der Druckscheibe 76 ist ein Tellerfederpaket 78 angeordnet, das mit Hilfe einer Mutter 80 vorgespannt ist, die auf einem Gewindeabschnitt (nicht zu erkennen) des Zapfens 64 geschraubt ist. Eine Drehung des Zahnrads 44 ist daher nur beim Aufbringen eines entsprechenden Drehmoments möglich, das das Bremsmoment überwindet. Das Bremsmoment kann über die Mutter 80 und das Tellerfederpaket 78 eingestellt wer­ den.

Wie zu erkennen, greift das Zahnrad 44 im Bereich der Druckstation in die Stempel­ verzahnung 40 ein. Zu Beginn wird der Stempel 20a bzw. 20b, 20c durch das ge­ bremste Zahnrad 44 gedreht. Dies geschieht solange, bis das Bremsmoment des Zahn­ rads 44 größer ist als das Drehmoment des Stempels aufgrund der ansteigenden Preß­ kraft durch die Druckrolle 28. Danach wird nicht der Stempel gedreht, sondern das gebremste Zahnrad 44. Sobald das Bremsmoment des Zahnrads 44 wieder größer ist als das Drehmoment des Preßstempels bei abfallender Preßkraft wird wieder der Stempel gedreht. Dadurch wird erreicht, daß sich der Stempel zwar noch unter Preß­ kraft dreht und sich von der Tablette lösen kann, daß jedoch diese Preßkraft sehr klein sein kann, so daß insbesondere ein Verschleiß zwischen dem Kopf des Preßstempels und der Druckrolle vermieden wird.

Die federnde Lagerung des Zahnrads 44 ermöglicht einen einfachen Eingriff des Zahnrads in die Verzahnung des Stempels, unabhängig davon, ob die Zähne des Zahn­ rads 44 und der Verzahnung sofort kämmen.

Claims (8)

1. Rundlaufpresse zum Pressen zylindrischer Formkörper, insbesondere Tabletten, mit einem drehend angetriebenen Rotor, der eine Matrizenscheibe und eine obere und eine untere Stempelführung aufweist für mit den Matrizenbohrungen zusam­ menwirkende Ober- und Unterstempel und einer Druckstation mit oberer und un­ terer Druckrolle zum Aufbringen einer Preßkraft auf die Stempel, wobei die Stem­ pel am Umfang jeweils eine ringförmige Zahnung aufweisen, die mit einer Gegen­ zahnung im Bereich einer Druckstation für die Stempel zusammenwirkt zwecks Drehung der Stempel in deren Matrizenbohrungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenzahnung von einem drehbar gelagerten Zahnrad (42, 44) gebildet wird, auf das ein vorgegebenes Bremsmoment wirkt, wobei das Bremsmoment so ge­ wählt ist, daß es kleiner ist als das Drehmoment des Stempels (18, 20) bei maxi­ maler Preßkraft.

2. Rundlaufpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsmoment einem Drehmoment des Stempels (18, 20) entspricht, das bei einer Preßkraft er­ zeugt wird, die ein Bruchteil der maximalen Preßkraft ist.

3. Rundlaufpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lager­ bauteil (62) für das Zahnrad (42, 44) durch eine Federanordnung (68) in Richtung der Stempel (18, 20) vorgespannt ist.

4. Rundlaufpresse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanord­ nung (68) das Lagerbauteil (62) gegen einen nachgiebigen Anschlag (70), vor­ zugsweise eine Rolle aus elastomerem Material, drückt, wenn das Zahnrad (42, 44) mit der Zahnung (38, 40) außer Eingriff ist.

5. Rundlaufpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad an mindestens einer Stirnseite eine Bremsscheibe (72, 74) aufweist, die mit dem Zahnrad (42, 44) zusammenwirkt.

6. Rundlaufpresse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibflächen (72 bis 78a) über eine Bremsfeder gegeneinander gedrückt werden.

7. Rundlaufpresse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsfeder von einem Tellerfederpaket (78) gebildet ist.

8. Rundlaufpresse nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vor­ spannung der Bremsfeder veränderbar ist.