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nRundlauftablettenpresse Die Erfindung bezieht sich auf Rundlauftablettenpressen
und hat ein neues Konstruktionsprinzip zum Gegenstand, das die konstruktive Entwicklung
dieser Pressen in eine neue Richtung lenkt.
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Bei den bisher bekannten Rundlauftablettenpressen werden die buf-
und Abwärtsbewegungen der Ober- und Unterstempel durch feststehende Stahlschienen
und Kurvenbacken bewirkt. Demgegenüber ist bei der Rundlauftablettenpresse gemäß
der Erfindung oberhalb und/oder unterhalb der um eine Mittelsäule umlaufenden Matrizenscheibe
ein synchron umlaufender, gegenüber der Matrizenscheibe geneigter Druckring angeordnet,
der mit Aushebe- bzw. Abzugsscheiben kombiniert ist und dessen der Matrizenscheibe
zugewandter Tiefstpunkt bzw. Höchstpunkt bei einem Umlauf des Matrizentisches vollständig
herumwandert.
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Konstruktiv kann dieses dadurch bewirkt werden, daß oberhalb des
oberen Druckringes und unterhalb des unteren Druckringes je ein Stützlager mit geneigter
Lauffläche
ruhend angeordnet ist, das bei umlaufendem Druckring
die schräge Lage der Druckringebene im Raum unverändert aufrecht erhält.
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Das Konstruktionsprinzip kann auf mehreren verschiedenen Wegen verwirklicht
werden. So ist es denkbar, nur oberhalb der Matrizenscheibe einen geneigten Druckring
der genannten Art anzuordnen, unterhalb der Matrizenscheibe jedoch die bisher gebräuchliche
Anordnung beizubehalten. Das Gegenstück hierzu wäre die Verwendung eines geneigten
Druckringes unterhalb der Matrizenscheibe, während die Anordnung oberhalb der Matrizenscheibe
in der bisher üblichen Weise ausgebildet bleibt. Die beste Verwirklichung des Erfindungegedankens
besteht aber darin, sowohl oberhalb als auch unterhalb der Matrizenscheibe je einen
geneigten Druckring zu verwenden. Hierbei genügt es, den oberen Druckring anzutreiben,
was von der Mittelsäule aus erfolgen kann, während der untere Druckring einfach
durch die Matrizenscheibe mitgenommen wird.
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Konstruktiv besser ist es aber, auch die untere Druckscheibe unmittelbar
anzutreiben, was allerdings eine gewisse Verteuerung bedeutet.
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Zur Veranschaulichung des Erfindungsgedankens ist in der Zeichnung
ein Ausführungebeispiel dargestellt. Da die Ausführung mit Je einem schrägen Druckring
oben und unten die beste ist, ist eine Rundlauftablettenpresee dieser
Art
für die Veranschaulichung gewählt. Die Zeichnung stellt dieses Ausführungsbeispiel
in Ansicht von der Seite dar, und zwar gemäß einem durch die Achse der Presse verlaufenden
senkrechten Schnitt. Dieser Schnitt ist so geführt, daß er oben durch den Tiefstpunkt
des oberen Druckringes und unten durch den Höchstpunkt des unteren Druckringes hindurch
verläuft. Die beiden genannten senkrechten Schnittebenen sind also gegeneinander
um einen gewissen, nachetehend noch zu erläuternden Phasenwinkel verdreht.
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Bei der dargestellten Rundlauftablettenpresse sind in der Matrizenscheibe
1 die Preßwerkzeuge in der üblichen Weise gehaltert, nämlich die Oberstempel 2 und
die Unterstempel 3, die sich in den Führungen der Matrizenscheibe 1 auf- und abwärts
bewegen.
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Oberhalb der Matrizenscheibe 1 befindet sich der erwähnte drehbar
gehalterte obere Druckring 4, der mit einer Aushebescheibe 5 kombiniert ist. Diese
beiden Teile werden durch die Matrizenscheibe 1 über die Mittelsäule 6 mittels eines
Doppelwellengelenks 7 angetrieben, haben also die gleiche Drehzahl wie die Matrizenscheibe
1. Der Druckring 4 und die Aushebescheibe 5 sind unter dem gleichen Winkel gegenüber
der Matrizenscheibe 1 geneigt.
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Dieses wird durch ein Kopfstück 8 bewirkt, das mit einem Kugellager
9 ausgestattet ist und das im Raum ruhend verharrt. Der Tiefstpunkt des Druckringes
4 verbleibt also
im Raum an der gleichen Stelle, während der in
der Zeichnung an dieser Stelle befindliche Punkt des Druckringes 4 sich beim Umlaufen
des Druckringes anhebt,nach einem halben Umlauf nach rechts gelangt und dort seine
höchste Lage einnimmt, um nach Vollendung eines vollständigen Umlaufs wieder auf
der linken Seite der Zeichnung in seine tiefste Stellung zurückzukehren.
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Da der Aushebering 5 an dieser Bewegung teilnimmt, bedeutet dieses,
daß der in der Zeichnung auf der linken Seite dargestellte, in seiner tiefsten Stellung
befindliche Oberstempel 2 bei einem halben Umlauf in die rechts dargestellte höchste
Stellung emporgezogen wird, um bei Beendigung des Umlaufs wieder in die tiefste
Stellung zurückzukehren.
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Unterhalb der Matrizenscheibe 1 ist die Führung der Unterstempel
3 entsprechend ausgebildet. Dort ist der mit geneigter Achse umlaufende untere Druckring
10 angeordnet, der'sich auf dem Kugellager 11 eines ortsfest angebrachten Fußstücks
12 abstützt. Dieses Fußstück 12 ist so angebracht, daß der untere Druckring 10 gegenüber
dem oberen Druckring 4 um einen bestimmten Winkel verdreht ist, so daß das Auf-
und Niedergehen der Oberstempel 2 einerseits und der Unterstempel 3 andererseits
mit der erforderlichen Phasenverschiebung erfolgt. Die Größe des genannten Winkels
hängt von der geforderten Tablettenstärke (Tablettenhöhe) ab.
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Mit dem unteren Druckring 10 ist die Abzugascheibe 13 gekuppelt,
die ebenfalls unter einem bestimmten Winkel - der kleiner ist als der Neigungswinkel
des unteren Druckringes 10 - geneigt und außerdem gegenüber dem unteren Druckring
um einen bestimmten Winkel verdreht ist.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt der Antrieb des
oberen Druckringes 4 durch die Mittelsäule 6, während für den unteren Druckring
10 ein besonderer Antrieb nicht vorgesehen ist. Der untere Druckring 10 wird vielmehr
durch den oberen Druckring 4 über die Oberstempel 2, die Matrizen 14, die Matrizenscheibe
1, die Unterstempel 3 und die Abzugsscheibe 13 mitgenommen.
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Wie es aber schon eingangs angedeutet wurde, kann der untere Druckring
10 bzw. die Abzugsscheibe 13 natürlich auch unmittelbar von der Mittelsäule 6 aus
angetrieben werden.
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Aus dieser Beschreibung der wichtigsten Elemente ist der grundlegende
Unterschied der Rundlauftablettenpresse gemäß der Erfindung gegenüber den bisher
allgemein gebräuchlichen Pressen dieser Art ersichtlich: Statt der üblichen Gleitschienen
und Kurvenbacken werden zur Betätigung der Oberstempel und der Unterstempel umlaufende
Druckringe benutzt, von denen der obere Druckring 4 mit einer Aushebescheibe 5 und
der untere Druckring 10 mit einer Abzugsscheibe 13 gekuppelt sind.
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Die Unterstempel 3 besitzen hier einen Doppelkopf 15/16.
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Der untere Kopf 16 ist wirksam beim Preß-, Ausstoß- und Dosiervorgang,
während der obere Kopf 15 nur dem Füllvorgang dient. Dieser obere Kopf hat eine
Oberfläche von der Form einer Kugelkalotte. Diese stützt sich von unten gegen eine
Pfanne 17, deren Ausnehmung ebenfalls die Form eines Kugelkalottenringes aufweisen
kann, jedoch genügt auch die einfachere Form eines Kugelstumpfmantels. So ergibt
sich während des Umlaufs ständig eine gute Anpassung des Kopfes 15 an die pfanne
17, obwohl sich der Abzugswinkel beim Umlauf der Matrizenscheibe 1 fortlaufend ändert.
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Der Preßvorgang spielt sich in der Weise ab, daß der den Arbeitsgang
beginnende Unterstempel 3 durch die Abzugescheibe 13 nach unten gezogen wird, so
daß er beim Durchlaufen unter dem (nicht dargestellten) Füllschuh die erforderliche
Fülltiefe besitzt. Dann bewegt sich der Unterstempel 3 frei auf der Füllplatte 18
weiter, wobei der restliche freie Raum der Matrize 14 mit Material gefüllt wird.
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Beim Weiterdrehen der Matrizenscheibe 1 wird der Unterstempel 3 durch
ein Dosierstück 19 aufwärts bewegt, und es wird dann der überschub abgestrichen,
so daß die Matrize nur die definierte Materialmenge enthält. Im Anschluß hieran
wird der Unterstempel 3 wieder auf die Höhe der Füllplatte 18 herabgezogen und läuft
auf dieser weiter.
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Während dieser Zeit wandert der entsprechende Oberstempel 2 oberhalb
des (nicht dargestellten) Füllschuhs weiter. Nach Beendigung des vorgenannten Dosiervorgangs
taucht dann der Oberstempel 2 in die Matrize 14 ein, während zugleich der Unterstempel
3 durch den unteren Druckring 10 übernommen und nach oben gedrückt wird.
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Wie schon gesagt, sind die beiden Druckringe 4 und 10 um einen Phasenwinkel
gegeneinander versetzt. Es ist auch die Möglichkeit vorgesehen, diesen Phasenwinkel
wahlweise zu ändern und auf einen gewünschten Betrag einzustellen, um die jeweils
erforderliche Tablettenstärke zu erzeugen.
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Diese Einstellung der jeweils erforderlichen Matrizenfülltiefe geschieht
über eine Welle 20, ein Kegelradgetriebe 21/22 und eine Antriebshülse 23. Der Punkt
größten Druckes liegt in der Mitte der beiden Scheitelpunkte, wenn die Neigung der
beiden Druckringe die gleiche ist.
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Nach tberschreiten dieses Druckpunktes vollzieht sich die Aufwärtsbewegung
des Oberstempels 2 schneller als diejenige des Unterstempels 3, so daß der Oberstempel
2 sch von der Tablette abhebt, während der Unterstempel 3 die Tablette auszustoßen
beginnt. Die Ausstoßgeschwindigseit der Tablette verringert sich hierbei allmählich,
je weiter die Tablette hochgeschoben wird, und sie ist im sstoßpunkt gleich null.
Alsdann beginnt ein neuer teitszyklus.
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Bei dem dargestellten Ausführwigsbeispiel erfolgt der Antrieb über
ein nicht dargestelltes Getriebe direkt auf die Antriebswelle 6. Die Art des Antriebs
ist aber von untergeordneter Bedeutung. Selbstverständlich kommen auch andere Formen
des Antriebs in Frage.
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Nachdem vorstehend die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Rundlauftablettenpresse
beschrieben ist, seien nunmehr die Vorteile erläutert, die sich aufgrund dieser
neuen Arbeitsweise gegenüber dem Herstellungsverfahren mittels der herkömmlichen
Tablettenpressen ergeben.
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Bei den gebräuchlichen Pressen hebt sich zuerst der Oberstempel von
der gepreßten Tablette ab. Diese hat das Bestreben, zu expandieren, kann sich jedoch
nur in Richtung nach oben frei ausdehnen, während sie seitlich durch den Matrizenkanal
daran gehindert wird. Dies hat zur Folge, daß sich dem Unterstempel, wenn er über
die ruhende Ausstoßbahn nach oben geschoben wird, ein entsprechend großer Reibungswiderstand
entgegensetzt. Wenn aber dieser Reibungswiderstand ein bestimmtes Maß überschreitet,
so ergibt sich als Folge ein entsprechender Verschleiß der Ausstoßbahn und der Unterstempel.
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Demgegenüber tritt diese Erscheinung bei der erfindungsgemäßen Presse
nicht auf, da sich die Unterstempel und der untere Druckring mit gleicher Drehzahl
bewegen.
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Hierbei wird der Unterstempel nicht durch eine ruhende, als Gleitbahn
wirkende schiefe Ebene hochgeschoben, sondern er erfährt durch die Drehung des unteren
Druckringes eine reine Hubbewegung. Hierbei ist die Relativbewegung zwischen dem
Unterstempel und dem Druckring nur sehr gering, so daß die hier auftretende Reibung
praktisch keine Rolle spielt.
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Ein ähnliches Bild ergibt sich beim Abziehvorgang der Unterstempel
bei den herkömmlichen Maschinen, wenn diese Unterstempel in die Füllstellung gebracht
werden.
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Wenn es sich nämlich um Preßmassen handelt, die zum Kleben oder Aufbauen
neigen, dann treten infolge der großen Relativbewegung zwischen der feststehenden
Kurvenbahn und dem Stempel ungewöhnlich hohe Reibungskräfte auf, die verhältnismäßig
schnell zum Verschleiß der Kurvenbahn und der Stempelabzugsflächen führen.
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Demgegenüber ist auch dieser Nachteil bei der erfindungsgemäßen Presse
vermieden, da sich die Abzugsscheibe 13 mit der gleichen Drehzahl wie die Matrizenscheibe
1 bewegt. Durch die Kugel- bzw. Kegelpfanne 17 ist im übrigen zwischen dem Kopf
15 des Unterstempels 3 und der Abzugsscheibe 13 eine volltragende Berührungsfläche
geschaffen.
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Ein weiterer Nachteil der herkömmlichen Pressen, der einen starken
Verschleiß zur Folge hat, ergibt sich durch den intermittierenden Lauf der Preßwerkzeuge.
Dieser intermittierende Lauf kommt dadurch zustande, daß die Stempel gegen die ruhenden
Gleitschienen und Kurvenbahnen anfahren, dann diese wieder verlassen, hiernach gegen
die Druckrollen laufen und diese wieder verlassen, um schließlich erneut gegen die
Gleitschienen und Kurvenbahnen zu fshren. Je höher hierbei die Umlaufgeschwindigkeit
der Matrizenscheibe ist, umso größer wird auch der Verschleiß, insbesondere der
Ober- und Unterstempel. Dieser intermittierende Lauf hat aufgrund der erzeugten
Stöße weiterhin zur Folge, daß die Tablettenpressen in Vibration geraten und dadurch
einen verhältnismäßig hohen Geräuschpegel erzeugen können.
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Bei der Presse gemäß der Erfindung treten demgegenüber solche Erscheinungen
nicht auf. Die Stempel fahren niemals gegen ortsfeste Gleitschienen und Kurven bzw.
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Kurvenbacken. Aufgrund der Führung durch die umlaufenden schräg gestellten
Scheiben führen die Stempel reine Hubbewegungen aus. Dadurch ergibt sich ein vibrationsfreier
und dementsprechend geräuscharmer Lauf der Maschine. Die Relativbewegungen zwsichen
den Stempeln und den Druckringen sind derart geringfügig, daß sie keine Rolle spielen
und in keiner Weise störend in die Erscheinung treten.
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Zu erwähnen ist schließlich noch, daß bei allen Tablettenpressen,
die eine hohe Umlaufgeschwindigkeit haben, eine zusätzliche Druckrolle, nämlich
die sogenannte Vorpreßrolle, erforderlich ist. Diese wird vor die normale Druckrolle
geschaltet, um die im Preßmaterial eingeschlpssene Luft vor dem Endpreßvorgang zu
verdrängen, weil andernfalls die Tabletten zur Rißbildung (Deckeln) neigen. Dieser
Nachteil ist bei der Tablettenpresse gemäß der Erfindung nicht vorhanden, und zwar
deshalb nicht, weil der obere und der untere Druckring, die beide gegeneinander
geneigt sind, sich nur sehr langsam und allmählich ihrem Druckpunkt nähern. Dadurch
steht der im Preßmaterial eingeschlossenen Luft eine besonders lange Zeit zum Entweichen
zur Verfügung, so daß aufgrund dieses Druckausgleichs die unangenehme spätere Rißbildung
entfällt.