DE3902293A1 - Neues verfahren zur presskammerbeschichtung mittels schmiermittelringbildung an der matrizenwand von tablettenpressen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum intermittierend ar­ beitenden Beschichten von Formwerkzeugen, vornehmlich in Tablettenmaschinen, mittels diskreter Tröpfchen flüssiger oder suspendierter Schmiermittel, wie auch Schmiermittel­ schmelzen, wobei in der Hauptsache die Matrizenwände mit einem Schmiermittelring beaufschlagt werden, zur Herstellung von Formlingen im Pharma-, Lebensmittel- und Katalysatorenbereich.

Die bisherigen Preßkammerbeschichtungs-Techniken, bzw., das bisherige Aufbringen von Schmiermitteln an den aktiven Werkzeugoberflächen, berücksichtigte nicht das Haupt-(rei­ bungs)problem, nämlich, wenn der Formling nach dem Pressen ausgestoßen wird und an der Matrizenwand nicht gezielt das notwendige Schmiermittel angebracht werden konnte. Es wurde nun gefunden, daß mit einer besonderen Düsen­ anordnung, kombiniert mit einer rechnergestützten An­ steuerung, diese Schmiermittelringbildung realisiert werden konnte. Gegenstand dieser Erfindung ist vorzugsweise eine Zweistoffdüse mit nachgeschalteter Luftdüse, die, nach­ dem die erste (Zweistoff)-Düse eine geringe Schmiermittel­ menge gezielt und dosiert auf die Werkzeugoberflächen ab­ gegeben hat, diese "abgesetzte" Schmiermittelmenge zu einem "Ring" an die Matrizenwand anbläst. Dieses An- oder "Aufblasen" zu einem Schmiermittelring, geschieht so rasch, innerhalb von 1-3 Millisekunden, unmittelbar vor der Befüllung der Matrize, also vor dem Preß­ vorgang, daß noch ausreichend Lösungsmittelmengen vorhanden sind oder die Schmiermittel-Schmelze noch nicht erstarrt ist, damit es zu einer (Schmier-)Verformung kommen kann. Versuche haben gezeigt, daß bei den sogen. Preßkammerbeschichtungsverfahren nur etwa 2% der Schmier­ mittelmenge für den Oberstempel u. ca. 3% für den Unterstempel genügen. Es wird ein Düsenstock benutzt, in dem Schnell­ schlußventile, die entweder elektromagnetisch oder auf Piezobasis arbeiten, integriert sind. Sie teilen die per Mikropumpe eindosierte Schmiermittelmenge und werden, adäquat zur Pressengeschwindigkeit, über übliche Pulsgene­ ratoren angesteuert.

Der Düsenstock befindet sich vorzugsweise, unmittelbar vor dem Füllschuh (hinter dem Tabletten-Abstreifer) und weist je 1 Zweistoffdüse, nach unten und oben ge­ richtet, mit nachfolgend angeordneter Luftdüse auf, mit der die jeweils aus der Zweistoffdüse applizierte und dosierte Schmiermittelmenge auf dem Unterstempel in Ringform an die Matrizenwand "angeblasen" wird.

Dieser Vorgang gilt gleichermaßen für den Oberstempel, jedoch, da die Matrizenwand fehlt, wird hier die auf­ dosierte Schmiermittelmenge nur bis zum Oberstempelrand geblasen (vermittels eines definierten Luftstoßes).

Der "Schmiermittelauftrag" sieht, beispielsweise, wie folgt aus: über einen Sensor wird ein Stempelschaft abgegriffen und startet, nach einem wählbaren Delay, die erste Zeit für die Ansteuerung des Flüssigkeitsven­ tils, die z. Bs. 1,35 ms betragen kann. Die Schmiermittel­ flüssigkeit befindet sich vorzugsweise in einem, unter Druck (0,1-3,5 bar) stehenden Behälter. Die herausdo­ sierte Schmiermittelmenge beträgt etwa, je nach Größe des Formlings, 30-150 Mikrogramm. Die zweite Zeit, die mit einem wählbaren Delay startet, wird für das Luft­ ventil, für die Zweistoffdüse benutzt, um die Schmier­ mittelmenge mit erhöhter Geschwindigkeit, unter Zuhilfe­ nahme eines definierten Luftstoßes, auf die aktiven Werkzeugoberflächen gezielt aufzubringen. Nun startet das 3. Ventil, das die 2. Luftdüse versorgt, nach eben­ falls einstellbarem Delay, um die aufgetragene Schmier­ mittelmenge zu einem Ring an die Matrizenwand "anzublasen", bzw., um die Schmiermittelmenge auf dem Oberstempel an den Stempelrand zu blasen.

Das "Ansteuerprogramm" der Ventile, das auch mit einer Dosierpumpe kombiniert werden kann, die synchron zur Maschinentaktzahl (der Presse) mitläuft, kommt aus einem Pulsgenerator.

Steigt die Aushebekraft der Unterstempel an, was auf eine verstärkte Reibung hinweisen würde (des Formlings beim Ausstoß aus der Matrize), kann dem Pulsgenerator dieses über Signale aus Dehnungsmeßstreifen mitgeteilt werden. Die wiederum beeinflussen die Ansteuerzeit des Flüssig­ keitsventils, d. h., es bleibt länger offen und damit wird mehr Schmiermittel für die Matrizenschmierung freigegeben. Oder es wird in umgekehrter Weise verfahren.

Als Beispiel für das Schmiermittel kann Sterarinsäure in alkoholischer Lösung genannt werden. Wie auch Magnesium­ sterat in suspendierter Form, in einem geeigneten Medium.

Die Düsen werden vorzugsweise in den Dimensionen 0,2- 0,9 mm für die Mediumdüse gebaut und 1,0-2,5 mm für die Luftdüsen. Das ist jedoch Werkzeugflächenabhängig.

Das heißt, der Durchmesser der Düsenbohrungen richtet sich auch nach der Größe des Formlings. In Oblongtabletten kann, z. Bs., auch mit einer besonderen "Programmsteuerung" die Schmiermittel-Ring-Ausformung gefördert werden. Nach dem Eindosieren des Schmiermittels übernimmt die 2. Luft­ düse die Aufgabe, das Material an die Matrizenwand gezielt anzublasen. In Längsrichtung (des Maschinenlaufs) ange­ ordnete Matrizen erhalten eine länger anstehende "Luft­ zeit" aus der 2. Düse. Bei anderen Anordnungen können nicht senkrecht zielende Luftdüsen diesen Vorgang be­ günstigen. Vorteilhafterweise sollten die Pressen während des Beschichtungsvorganges so gestaltet sein, daß über sogen. Herabziehkurven (für den Unterstempel) der Matrizen­ rand 3-5 mm freigelegt wird, um auch die Matrizenwände erreichen zu können.

Die zur Verformung benötigte Luft kann auch mittels eines synchron zur Maschinentaktzahl mitlaufenden Mini- Luftkompressor erzeugt werden, damit bei hohen Um­ laufgeschwindigkeiten die Werkzeugoberflächen gezielt "getroffen" werden können. Der Minikompressor wird dann im Beschichtungsschuh eingebaut, um unmittelbar vor den Düsen und/oder den Ventilen die erforderliche Luftmenge er­ zeugen zu können.

Claims (9)

1. Verfahren zur Beschichtung von Formwerkzeugen zur Herstellung von Formlingen im Pharma-, Lebensmittel- oder Katalysatorenbereich, dadurch gekennzeichnet, daß flüssiges, suspendiertes oder ein im geschmolzenen Zustand befindliches Schmiermittel vor jedem Preß­ vorgang in definierten Mengen in Form eines speziellen Tröpfchenspektrums auf die beanspruchten Zonen der Preßwerkzeuge gerichtet aufdosiert wird und noch vor der Granulateinfüllstation (Füllschuh) eine Ringbildung erfährt, um damit vornehmlich die Matrizen­ wand zu schmieren.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiermittelringbildung unter Verwendung einer 2. Luftdüse erfolgt, die der 1. Zweistoffdüse nachgeordnet ist.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Düsen, der Schmiermittelbehälter, alle Leitungen eine Heizeinrichtung enthalten können.

14. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Vehikel und zur Verformung dienende Luft durch Heizelemente erwärmt werden kann.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß Elemente, die die Ausstoßkraft messen, rechner­ gestützt das Programm steuern, d. h., die jeweils erforderliche Schmiermittelmenge steuern können.

6. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß eine, synchron zur Maschinentaktzahl mitlaufende Dosierpumpe die erforderliche Schmiermittelmenge zur Zweistoffdüse hinfördert, die auch, auf der Mediumseite, ventillos betrieben werden kann.

7. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Ringbildungsdüse keine Zweistoffdüse, sondern eine andere, z. Bs. eine Einstoff- oder eine Einstoffwechseldüse sich befindet. (In der alter­ nierend - Schmiermittel-Luft eingespeist wird).

8. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß für die Erzeugung der Luft, ein, vorzugsweise im Beschichtungsschuh angeordneter synchron zur Takt­ zahl der Maschine mitlaufender Luft-Minikompressor benutzt wird.

9. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Schmiermittelringbildung der 2. Luftstoß, um den Schmiermittelring zu bilden (zu formen), über eine 2. Ansteuerung der Luftdüse, d. h., über einen 2. Luftstoß erzeugt wird. Dieses kann ein 2. Luft­ ventil sein, daß über ein Y-Stück mit der Luftlei­ tung der Zweistoffdüse verbunden ist, oder aber das Luftventil erhält vom Rechner, bzw., vom Pulsgene­ rator eine längere Ansteuerzeit zugeteilt, damit der Ring gebildet werden.