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ZIEL DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
hochkonzentrierten Manganminitabletten (Mn) zum Legieren von Aluminiumbädern (Al),
dessen Gegenstand es ist, Mn-Minitabletten mit einer Konzentration
zwischen 90 und 98% diesen Metalls zum Hinzufügen zur Aluminiumschmelze herzustellen.
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Das
Ziel der Erfindung ist es, ein Minitabletten-Produkt bestehend aus Mn und Al-Pulver
herzustellen, deren erste Komponente durch Elektrolyse und Mahlen
erhalten wird, während
die zweite Komponente ein zerstäubtes
Pulver ist, welches durch ein mechanisches Verfahren hergestellt
wird. Beide Komponenten werden anschließend vermischt und komprimiert,
um Minitabletten mit einer hohen Mn-Konzentration zu formen.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Verwirklichung
des oben genannten Verfahrens zur Verfügung zu stellen, mit der die
Zuführung,
die Verteilung, das Komprimieren und das abschließende Formen
der Minitabletten stattfindet.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Das
Legieren von Aluminiumbädern
mit Mangan hat sich in der letzten Zeit erheblich verändert. Ursprünglich wurden
große
Metallstücke
beigemengt, was zu erheblichen Problemen bezüglich der Reinheit und der
Auflösungsgeschwindigkeit
geführt
hat. Daraufhin hat es eine Veränderung
in Richtung zweier unterschiedlicher Konzepte des Legierens gegeben:
einerseits der Einsatt von Ausgangslegierungen, bestehend aus Al
und Mn Manganlegierungen mit einer Konzentration von 10 bis 25%
Mn, und andererseits die Zugabe von pulverförmigen Mn, wobei das Pulver
in den Ofen injiziert wird. Obwohl beide Methoden heute noch angewendet
werden, ist ihr Einsatz stark zurückgegangen, seitdem das erste
kompakte Mn-Granulat
Ende der 70er Jahre eingeführt
wurde. Diases Granulat, in Form von Tabletten, Minitabletten oder
Briketts, verbindet die Konzepte der beiden früheren Methoden, indem ihre
Vorteile genutzt werden und ihre Nachteile verringert werden. Das
Granulat besteht aus Mn-Pulver,
welches üblicherweise
mit einer Konzentration von über
75% komprimiert wird, und Al-Pulver als Bindemittel oder einem Schmelzmittel
oder einer Mischung aus beiden mit einer Konzentration von bis zu
25%. Diese Materialien reduzieren im wesentlichen die Menge an kaltem
Material, welches dem Al-Ofen während
des Legierungsvorgangs zugeführt
wird, im Gegensatz zu der Verwendung von Ausgangslegierungen. Des
Weiteren beinhalten Ausgangslegierungen üblicherweise 75 bis 90% sekundär schmelzendes
Aluminium, was zu Problemen in dem geschmolzenen Metall führen kann,
und zudem ist ein viermal höherer
Vorrat als bei kompakten pulverförmigen
Legierungsmitteln erforderlich. Darüber hinaus sind es einfach
zu handhabende Materialien, die keine Kosten bezogen auf die Anlage
und die Sicherheit erfordern, die beim Pulverinjektionsverfahren
notwendig sind.
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Der
große
finanzielle Schritt, der durch den Wechsel von Ausgangslegierungen,
die ein Maximum von 25% Mn enthalten, hin zur Verwendung von komprimierten
Aluminiummitteln, deren Mn-Konzentration 75% oder mehr beträgt, erreicht
wurde, hat einen konstanten Druck auf die Hersteller von komprimierten
Aluminiummitteln hervorgerufen, Materialien herzustellen, die sowohl
während
des Legierungsverfahrens von Aluminiumbädern effektiv sind, als auch
die Mn-Konzentration in dem komprimierten Aluminiummittel steigern.
Im Hinblick darauf ist derzeit kein Material auf dem Markt verfügbar, welches
einen Prozentsatz von mehr als 85% Mn enthält. Der Grund dafür liegt
hauptsächlich
in den Problemen der Komprimierbarkeit von Mn, welches ein abrasives
und nicht duktiles Material ist. Außerdem wird vermutet, dass
das Material sich nicht so schnell auflöst wie komprimiertes Material
mit einer geringeren Mn-Konzentration, aufgrund des reduzierten
Anteils an Al und/oder Schmelzmittels, welche auch als Auflöser für die komprimierten
Materialien wirken, sobald sie in den Ofen gelangen, wie in der
dazu bekannten wissenschaftlichen Fachliteratur berichtet wird.
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Da
das aktive Legierungselement des komprimierten Materials Mn ist,
bringt die Verminderung der Al-Konzentration
eine Reihe von Vorteilen für
den Schmelzer. Die Menge an Material, die in den Ofen eingebracht
werden muss, ist geringer, was bedeutet, dass weniger kaltes Material
dem Aluminiumbad zugeführt wird
und dass Vorräte
an Rohmaterial reduziert werden können. Ebenso verringern sich
die Transportkosten für
das Material, welche deutlich geringer sein werden als bei den 75%
oder 80% komprimierten Materialien. Weiterhin sind die Preise der
Produkte weniger vom Wert des Aluminiums abhängig, bezogen auf die Kursschwankungen
an der Londoner Metallbörse,
und da Aluminium zurzeit teurer als Mangan ist, würden auch die
Kosten für
einen Satz an Rohmaterial, welches in der Produktion eingesetzt
wird, geringer sein. Schließlich muss
berücksichtigt
werden, dass der Schmelzer/Benutzer nicht daran interessiert ist,
ein Material (Al-Pulver) in seinen Ofen zu geben, welches er selber
verkaufen könnte
und welches, darüber
hinaus, aufgrund der Zerstäubung
einen Mehrwert hat, der verloren geht, sobald es wieder eingeschmolzen
wird.
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Trotz
dieser finanziellen Vorteile, sind bisher keine komprimierten Mn-Materialien
mit einer Konzentration von 90% oder mehr auf dem Markt erschienen.
Das Erreichen dieses Zieles steigert ein Reihe von wissenschaftlichen
Herausforderungen, wenn es zu einer Fließfertigung dieses Produktes
kommen soll. Auf der einen Seite zeigen Experimente, dass der Pressprozess
verbessert werden muss, um diesen Prozentsatz an Mn zu erreichen.
Auf der anderen Seite weisen die Rohmaterialien eine Reihe von Faktoren
auf, die modifiziert werden können,
wenn eine bessere Durchführung
erreicht wird. Des Weiteren muss geprüft werden, ob es wirklich notwendig
ist, in dem Ofen komprimierte Materialien mit einer Konzentration
an Al-Pulver von mehr als 10% oder 15% zu verarbeiten, damit die
Auflösungsgeschwindigkeit
des Mn akzeptabel ist, oder ob sich auch komprimierte Materialien
mit weniger als 10% Al in einer angemessenen Geschwindigkeit im
Ofen auflösen.
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Die
vorliegende Untersuchung konzentriert sich auf die Fließproduktion
und die Durchführung
des Legierens von Minitabletten (mit einer zylindrischen Form) in
einem Aluminiumofen, welche Mn mit einer Konzentration von mehr
als 90% beinhalten und Al das verbleibende Material darstellt. Obwohl
es wünschenswert
wäre, diese
Konzentration auch in Tabletten mit Standardgröße zu realisieren, würde dies
bedeuten, dass hohe Drücke
auf das Material notwendig wären,
so dass die Untersuchung schwierig wird, wenn die Größe des kompakten
Durchmessers mehr als 40 mm beträgt.
Auf der anderen Seite wurde der Einsatz von Schmelzmitteln in der
Untersuchung anfänglich
abgelehnt insofern, als dass es Materialien sind, deren Bindungswirkung
um einiges schlechter sind als die von Al-Pulver.
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Bezüglich der
eingesetzten Rohmaterialien stellt Mn das Material dar, welches
als erstes eingeschränkt
wurde. Die chemischen Anforderungen von Aluminiumbädern führen dazu,
dass nur Mn mit einer hohen chemischen Reinheit eingesetzt werden
kann, üblicherweise
mit einem Grad von mehr als 99,7%, was nur erreicht werden kann,
wenn das Mn mittels Elektrolyse hergestellt wird. Zurzeit wird elektrolytisches
Mn nur in Südafrika
und in China hergestellt, wodurch die Möglichkeiten, Materialien mit
anderen Spezifikationen zu finden, gering sind. Mn, was normalerweise
in Flockenform vorliegt, muss mittels Mahlen in Pulver umgewandelt werden.
Das normalerweise beim Komprimieren von Mn-Minitabletten verwendete
Material besitzt eine Korngröße von weniger
als 450 μm.
Mn-Pulver ist sehr abrasiv, eine Eigenschaft, die gesteigert wird,
wenn sich die Menge an Feinanteilen (Pulver mit weniger als 100 μm) erhöht, und
welche einen direkten Einfluss auf die Pressqualität und auf
die durchschnittliche Lebensdauer der Materialien der Presse (Stanze
und Einsatz), in welcher das Material komprimiert wird, hat.
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Die
Situation bezogen auf das beteiligte Al-Pulver unterscheidet sich
davon sehr. Es gibt eine große Vielfalt
an Al-Pulvern auf dem Markt, die in kontinuierlichen industriellen
Verfahren und für unterschiedliche
Anwendungen eingesetzt werden. Im Falle des Komprimierens von Mn-Halbtabletten
ist es üblich,
Al-Anteile mit über 100 μm und unter
1000 μm
zu verwenden, so weit die Korngröße von Bedeutung
ist. Diese Anteile sind diejenigen, die Al-Hersteller für gewöhnlich als
Nebenprodukt bei ihren Herstellungsverfahren ansehen, wobei die
Feinanteile des Al (unter 100 μm)
diejenigen sind, die nützlich
in der Aeronautik und in der Pyrotechnik, aufgrund der explosiven
Eigenschaften des Aluminiums, eingesetzt werden. Daraus folgt, dass
die Herstellung eines Materials mit spezifischen Eigenschaften zur
Komprimierung von Mn-Tabletten nicht gleich erfolgt oder gemäß den Produktionsbedingungen
unabhängig
von der Anwendung ist, was diese Untersuchung darlegt.
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Im
Allgemeinen ist das Al, welches bei der Herstellung von Mn-Minitabletten
eingesetzt wird, ein gas-zerstäubtes
Pulver. Es können
aber auch Materialien, die mittels eines mechanisierten Zerstäubungsverfahren
hergestellt wurden, geglühte
Materialien oder sehr fein gemahlene Späne eingesetzt werden. In der
Regel ist jedoch zerstäubtes
Pulver das Material, welches für
die Anforderungen der Hauptfunktionen des Aluminiums am geeignetesten
ist.
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Bei
der Herstellung von Mn-Minitabletten hat Aluminium die Funktion
eines Bindemittels, wohingegen das elektrolytische Mangan, welches
sehr abrasiv und nicht duktil ist, ein Material ist, das sich nicht
von alleine komprimiert. Mögliche
Verbesserungen in dem Verfahren ergeben sich offensichtlich durch
den Einsatz von höheren
Drücken,
so dass auch diese Materialien komprimiert werden können. Abgesehen
von dem Einsatz von Hydraulikanlagen mit einer höheren Leistung und dem Einsatz
höher Kräfte bei
der Pressstanze, besteht eine weitere Möglichkeit darin, den Durchmesser
der Minitabletten zu reduzieren, da je kleiner die Anwendungsfläche, desto
größer der
effektive Druck ist. Dies stellt jedoch ein Problem auf industrieller
Ebene dar, da kleinere Durchmesser der Minitabletten gleichzeitig
zu einer geringeren Produktivität
führen
(Minitabletten wiegen weniger). Um dieses Problem zu überwinden,
ist es notwendig, mit mehreren Stanzen gleichzeitig zu arbeiten
und das Pressverfahren muss für
alle in einem Zyklus hergestellten Minitabletten effektiv sein.
Das heißt,
dass alle Einsätze
mit dem zu komprimierenden Material genau gefüllt werden müssen, dass
diese richtig gemischt werden müssen,
so dass sich die mit dem Material gefüllten Einsätze nicht voneinander unterscheiden
und dass das Material gleichmäßig in die
Einsätze
fließen
muss. Daher ist es sehr wichtig, dass verhindert wird, dass sich
die Mischung von Mn und Al-Pulver
während
des Verfahrens separieren kann (dies ist ein Problem, dass leicht
auftreten kann, da die zwei Materialien sehr unterschiedliche Dichten
aufweisen) und darüber
hinaus, dass die Anlage eine geeignete Größe haben sollte, um den für das Komprimieren
benötigten Druck
aufbringen zu können.
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BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Das
beanspruchte Verfahren stellt eine Lösung für die in dem vorherigen Abschnitt
genannten Probleme und Schwierigkeiten zur Verfügung, für dessen Zweck spezifiziert
wird, ausgehend von der Verwendung der zwei Komponenten, welche
gemischt werden müssen,
und zwar Mn und Al, dass Mn-Minitabletten mit einer Konzentration
von mehr als 90% komprimiert werden sollen, wobei Mn, welches durch
Elektrolyse hergestellt wird und aus einer Masse aus Mn-Flocken
mit einer chemischen Reinheit von 99,7% besteht, eingesetzt wird,
welches einem Siebungsprozess unterworfen wird, wobei die Maschenweite
des Siebes weniger als 450 μm
beträgt;
die Besonderheit des Mahlprozesses des Mangans besteht darin, dass
dieser so kontrolliert wird, dass der Gehalt an feinem Mn-Pulver, mit einer
Korngröße von weniger
als 100 μm,
nicht mehr als 15% beträgt, da
oberhalb dieses Verhältnisses
das Komprimieren der Mn-Minitabletten, mit einem Anteil von mehr
als 90% Mn in ihrer Zusammensetzung, nicht sichergestellt werden
kann.
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Das
Verfahren beinhaltet ebenso die Tatsache, dass das Aluminium, welches
am besten zum erfolgreichen Komprimieren von Mn-Minitabletten geeignet
ist, zerstäubtes
Pulver ist, welches mittels eines mechanischen Verfahrens hergestellt
wird, mit einer kontrollierten Größenverteilung, wobei die Nennkorngrößenintervalle
zwischen 100 und 800 μm
liegen, wobei mehr als 80% des Pulvers eine Korngröße von 350
bis 720 μm aufweist.
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Die
Korngrößenverteilung
ist ausreichend grob, um das Material komprimieren zu können, und
ausreichend fein, so dass sich die Auflösungsgeschwindigkeit nicht
verzögert.
Dies wird dadurch erreicht, indem die Anzahl der Al-Körner reduziert
wird und die Konzentration des Mangans in den Minitabletten erhöht wird.
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Die
Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zur Realisierung des
vorhergehenden Verfahrens bestehend aus einem Trichter zur Aufnahme
der Mn- und Al-Mischung mit den zuvor beschriebenen Eigenschaften, wobei
sich in dem Trichter ein zentraler Produktzerstäuber befindet, welcher das
Produkt dazu zwingt, entlang der Seiten des Trichter zu fließen, um
zu verhindern, dass die Mischung direkt zu dem Fülltrichter eines zweiten Trichters
gelangt, der in die jeweilige Press- oder Komprimierkammer einmündet, in
denen die Stanzen zum Pressen angeordnet sind.
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Die
Vorrichtung weist zugehörige
Mittel auf, die in der Komprimierkammer das Maximumniveau, das Minimumniveau
und das Sicherheitsniveau überwachen,
so dass die Komprimierkammer die ganze Zeit ein Füllniveau
aufweist, bei dem sichergestellt ist, dass keine der Stanzen ein
Hub zum Komprimieren macht, ohne dass ausreichend Material zur Verfügung steht.
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Als
ein weiteres Hauptmerkmal der Erfindung, neben dem zuvor beschriebenen
zentralen Zerstäuber, weist
die Vorrichtung ein Kreuzventil zum Verteilen auf, welches zwischen
dem Fülltrichter
und der Komprimierkammer angeordnet ist. Die Komprimierkammer ist
mit einer Reihe von Plättchen
ausgestattet, welche auf einer Stützplatte angeordnet sind, die
mit der eigentlichen Komprimierkammer fest verbunden ist, so dass
die Stütztrichteranordnung
entlang von Führungen
mit Hilfe einer pneumatischen Vorrichtung in beide Richtungen bewegbar
ist. An diesen Führungen
ist wiederum eine Stützplatte
für die
bewegliche Stanze angebracht, die ebenfalls mittels einer Druckluft-Aufstoßvorrichtung
bewegt wird, so dass die Bewegung des Stütztrichters unabhängig von
der Bewegung der beweglichen Stanze ist, trotzdem müssen diese
Bewegungen zum Füllen, Pressen,
Komprimieren und Auswerfen der geformten Minitablette synchronisiert
werden.
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Neben
dem zuvor genannten zentralen Zerstäuber, der Anordnung und dem
Gebrauch des Kreuzventils zur Verteilung weist die Vorrichtung als
ein weiteres vorteilhaftes Merkmal drei elektrische Steuereinrichtungen
zur Überwachung
des Höchstniveaus,
des Mindestniveaus und des Sicherheitsniveaus entsprechend der Füllung der
Komprimierkammer auf.
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BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Zur
Ergänzung
der dargelegten Beschreibung und zum besseren Verständnis der
Merkmale der Erfindung werden gemäß eines bevorzugten Beispiels
einer angewandten Ausführungsform
als ein integraler Bestandteil dieser Beschreibung ein Zeichnungssatz
beigefügt,
in dem, zu reinen erläuternden
und uneingeschränkten
Zwecken, das Folgende dargestellt ist:
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1 zeigt
einen Graphen, in dem die Standardkorngrößenverteilung des in dem erfindungsgemäßen Verfahrens
eingesetzten Mangans dargestellt ist. Auf der y-Achse sind die Korngrößenintervalle
in Millimeter und auf der x-Achse ist der Volumenprozentsatz jedes
Anteils aufgetragen. Die Korngröße wurde
mittels Laserdiffraktion mit trockener Probenaufgabe gemessen.
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2 zeigt
eine Darstellung eines Kleingefügebildes
des Al-Pulvers in dem Granulat, welches in der Erfindung eingesetzt
wird.
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3 zeigt
einen Graphen, in dem die Standardkorngrößenverteilung des in dem erfindungsgemäßen Verfahrens
eingesetzten Aluminiums dargestellt ist. Auf der y-Achse sind die
Korngrößenintervalle
in Millimeter und auf der x-Achse ist der Gewichtsprozentsatz jedes
Anteils aufgetragen. Die Korngröße wurde
mittels eines Siebturms gemessen.
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4 zeigt
eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht der Vorrichtung
zur Ausführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens.
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5 zeigt
eine geschnittene Vorderansicht der selben Vorrichtung, wie in der
vorhergehenden Figur.
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BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM
DER ERFINDUNG
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zur Herstellung von Mn-Minitabletten durch Komprimieren, mit einer Konzentration
von mehr als 90% dieses Metalls, basiert auf der Verwendung einer
elektrolytischen Mn-Masse aus Flocken mit einer chemischen Reinheit
von 99,7% oder mehr. Dieses Produkt wird mit einem Sieb gesiebt, dessen
Maschenweite weniger als 450 μm
beträgt,
da herausgefunden wurde, dass Materialien, die erhebliche Anteile
einer größeren Korngröße aufweisen,
zu einer sehr viel niedrigeren Auflösungsgeschwindigkeit im Aluminiumofen
führen.
Der Mahlprozess wird so kontrolliert, dass die Konzentration an
Mn-Feinpulver (weniger als 100 μm)
nicht mehr als 15% beträgt.
Liegt die Konzentration über
diesem Prozentsatz hat sich gezeigt, dass das Komprimieren der Minitabletten,
deren Zusammensatzung mehr als 90% Mn enthält, nicht gewährleistet
werden kann. 1 zeigt einen Graphen, in dem
die Standardkorngrößenverteilung
des verwendeten Mangans dargestellt ist.
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Die
durchgeführten
Tests zeigen, dass Al-Pulver zur Komprimierung von Mn-Tabletten
mit einer Konzentration von mehr als 90% am geeignetesten ist, welcher
mittels mechanischer Verfahren zerstäubt wird. Die besonderen Eigenschaften
dieses Al-Pulvers ergeben sich aus der schwammartigen Granulatstruktur,
die auf der Metalloberfläche
des Trichters eine geeignete Fließfähigkeit besitzt, aber gleichzeitig
ausreichend viele Luftlöcher
in den Körnern
behält,
so dass das Material eine größere Kompressibilität aufweist. 2 zeigt
die Kleingefügestruktur
des Al-Puders in den Körnern,
entsprechend einer Vergrößerung dieser
Pulverart mit Hilfe eines Mikroskops.
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Das
zuvor beschriebene Al-Pulver hat eine kontrollierte Korngrößenverteilung,
wobei das Nennkorngrößenintervall
zwischen 100 und 800 μm
liegt, wobei mehr als 80% des Pulvers eine Korngröße zwischen
350 und 720 μm
aufweist. Die Korngrößenverteilung
ist ausreichend grob, um das Material komprimieren zu können, und
ausreichend fein, so dass sich die Auflösungsgeschwindigkeit nicht
verzögert.
Dies wurde dadurch erreicht, in dem die Anzahl der Al-Körner (welche
die Auflösungsreaktion
der Minitabletten im Ofen auslösen) reduziert
wurde und die Konzentration des Mangans in den Minitabletten erhöht wurde. 3 zeigt
einen Graphen, in dem die Standardkorngrößenverteilung des Aluminiums
in den Körner
dargestellt ist.
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Die
Vorrichtung zur Verwirklichung des Verfahrens ist in der 4 und 5 dargestellt,
welche einen Trichter 1 zur Aufnahme und Speicherung der
Mischung, bestehend aus Mn und Al, wie bereits ausgeführt, die über den
entsprechenden Einfüllstutzen 2 zugeführt wird,
aufweist. Die Mischung muss dabei homogen sein. Sobald sie vom Trichter 1 aufgenommen
wurde, fällt
sie auf einen zentral angeordneten Zerstäuber 3. Der Zerstäuber 3 besitzt
eine konische Gestalt und wird durch Beine 4 gestützt, so
dass der Zerstäuber
das Produkt dazu zwingt, entlang der Seiten des Trichters 1 und
nicht direkt auf den Fülltrichter 5 zu
fließen,
welcher am Ablass des Trichters 1 angeordnet ist. Von dem
Fülltrichter 5 gelangt
das Produkt in die Komprimierkammer 6. Der Zerstäuber 3 verhindert,
dass sich das Produkt separiert und stellt sicher, dass in dem Trichter 1 eine
kontinuierliche Fluidität
des Produkts auf gleichbleibenden Niveau stattfindet. Die Komprimierkammer 6 stellt
eine vertikale Weiterführung
des Fülltrichters 5 dar,
so dass der Formgeber eine Kammer definiert, die ein bestimmtes
Produktniveau konstant hält
und in der das Komprimieren mit Hilfe von sowohl festen Stanzen 7 als
auch beweglichen Stanzen 8 erfolgt.
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Die
Komprimierkammer 6 weist eine Reihe von Plättchen 9 auf,
deren Anzahl von der Größe der Vorrichtung
abhängt.
Das Produkt bzw. Mn und Al-Pulver gelangen zu diesen Plättchen 9 über ein
Kreuzventil 10, welches zwischen dem Fülltrichter 5 und der
Komprimierkammer 6 angeordnet ist, so dass eine abgemessene Menge
des Produktes das Ventil passiert und in jeweils eines der Plättchen 9 gefüllt wird.
Da das Kreuzventil 10 eine Art zylinderförmigen Abschnitt
bildet, welcher mit einer bestimmten Menge des Produktes gefüllt wird, wird,
wenn das Ventil in einem bestimmten Winkel gedreht wird, die Fracht
aus dem entsprechenden Abschnitt in die Komprimierkammer 6 abgeführt und
das Produkt gelangt in das jeweilige Plättchen 9. Die Plättchen sind auf
einer Stützplatte 11 angeordnet,
die mit der eigentlichen Komprimierkammer 6 fest verbunden
ist. Die Stütztrichteranordnung
ist auf Führungen
angebracht, so dass sie in beide Richtungen mit Hilfe einer pneumatischen
Vorrichtung bewegt werden kann. An diesen Führungen ist wiederum eine Stützplatte 13 für die bewegliche
Stanze 8 angebracht, die auch mittels einer Druckluft-Aufstoßvorrichtung
oder einer pneumatischen Vorrichtung bewegt wird. Die Bewegung des
Stütztrichters
ist unabhängig
von der Bewegung der beweglichen Stanze, trotzdem müssen diese
Bewegungen zum Füllen,
Pressen, Komprimieren und Auswerfen der geformten Minitabletten
synchronisiert werden.
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Die
festen Stanzen 7 sind koaxial zu den beweglichen Stanzen
(8) angeordnet, wobei die letzte an einer Gleichgewichtsstützplatte 14 befestigt
ist.
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Auf
diese Art und Weise, wenn die Stützplatte 11 zusammen
mit der Komprimierkammer 6 sich nach vorne bewegt, wird
das Plättchen 9 gefüllt und
die bewegliche Stanze 8 ausgelöst, welche sich vorwärts bewegt
und das Material, welches sich zwischen der beweglichen Stanze und
der festen Stanze 7 befindet, somit komprimiert. Die bewegliche
Stanze 8 wird anschließend
zurückgefahren
und die Stütztrichteranordnung
gleitet etwas nach vorne, so dass die feste Stanze 7 die
Minitablette auswerfen kann, worauf der Zyklus erneut beginnt.
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Für die Vorrichtung
ist wesentlich, dass in der Komprimierkammer 6 ein Minimumsäulenniveau
des Produkts eingehalten wird, damit keine Stanze versucht, ein
leeres Plättchen
zu komprimieren, was zu einem Bruch der Stanzen und der Säule oder
Kammer führen
würde.
Dieses Niveau wird mit Hilfe von drei elektrischen Steuerungen und
dem oben beschriebenen Kreuzventil 10 erfüllt. Die
Steuerungen entsprechen den Bezeichnungen A, B und S und kennzeichnen
das Maximumniveau, das Minimumniveau und das Sicherheitsniveau des
Produktes in der Komprimierkammer 6. Dies geschieht in
der Art, dass das Sicherheitsniveau S die Vorrichtung veranlasst
sich abzuschalten, falls das Produkt unter dieses Niveau fällt, da
dann das Leeren der Kammer ein Risiko darstellt. Das Niveau B hingegen,
welches das Produktniveau darstellt, ermöglicht ein reproduzierbares
Säulengewicht,
um eine geeignete Fluidität
und eine gleichbleibende, reproduzierbare Füllung bei allen Stanzen gewährleisten
zu können.
Wenn das Produkt dieses Niveau erreicht hat, öffnet sich das Kreuzventil 10 und
gibt weiter Produkt aus dem Trichter 1 ab. Das Kreuzventil 10 schließt sich,
sobald das Produkt das Maximumniveau A erreicht.
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Um
eine einwandfreie Komprimierung der Halbtabletten mit einer Mn-Konzentration
von 90% oder mehr zu erreichen, ist es notwendig, Stanzen einzusetzen,
die einen Druck von 7500 kg/cm2 pro Stanze
aufbringen. In einem Praxisversuch wurde die mechanische Festigkeit
des Produktes, welches 90% und 95% Mn enthält, unter den nachfolgend beschriebenen
Bedingungen überprüft. Der Überprüfung der
mechanischen Festigkeit wurde mittels eines Falltests durchgeführt, bei
dem etliche Minitabletten aus einer Höhe von 1 m auf einen Zementfußboden fallengelassen
wurden, wobei die Anzahl der Aufpralle notiert wurde, die dafür benötigt wurden,
einen Bruch und einen 2%-igen Gewichtsverlust der Minitablette herbeizuführen.
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In
Aluminiumbädern
wurden Auflösungstests
dieser Mn-Minitabletten mit Konzentrationen von 90% oder mehr durchgeführt, wofür ein drehender,
gasbeheizter, halbtechnischer Ofen mit einer Kapazität von 400 kgAl
eingesetzt wurde. Die Experimente wurden gemäß regulären Standardverfahren hinsichtlich
der Beimengung von Minitabletten, der Badschlackenentfernung, des
Durchmischens und der Stichprobensammlung durchgeführt. Die
Stichproben wurden mittels Funkenspektroskopie analysiert.
