EP0842763A2 - Vorrichtung zum kontrollierten Aufsprühen von pulverförmigen Schmiermitteln auf Stempel und Matrizen von Tablettenpressen - Google Patents

Vorrichtung zum kontrollierten Aufsprühen von pulverförmigen Schmiermitteln auf Stempel und Matrizen von Tablettenpressen Download PDF

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EP0842763A2
EP0842763A2 EP97119143A EP97119143A EP0842763A2 EP 0842763 A2 EP0842763 A2 EP 0842763A2 EP 97119143 A EP97119143 A EP 97119143A EP 97119143 A EP97119143 A EP 97119143A EP 0842763 A2 EP0842763 A2 EP 0842763A2
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EP
European Patent Office
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lubricant
sensor
output signal
suction
limit value
Prior art date
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EP97119143A
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EP0842763B1 (de
EP0842763A3 (de
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Guido Schmitz
Hans-Dieter Schmitz
Peter Dr. Kurka
Joachim Dr. Maasz
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Bayer AG
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Bayer AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/14—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas designed for spraying particulate materials
    • B05B7/1404—Arrangements for supplying particulate material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/08—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means
    • B05B12/084—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means responsive to condition of liquid or other fluent material already sprayed on the target, e.g. coating thickness, weight or pattern
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05B14/00—Arrangements for collecting, re-using or eliminating excess spraying material
    • B05B14/10—Arrangements for collecting, re-using or eliminating excess spraying material the excess material being particulate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/0005—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing for briquetting presses
    • B30B15/0011—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing for briquetting presses lubricating means

Definitions

  • the present invention relates to a device for spraying powdery Lubricants on punches and dies in tablet presses.
  • lubricant systems describe both the lubricant in liquid form (as a dispersion in alcoholic solvents) and in powder form Spray on stamps and dies of tablet presses.
  • EP 262 538 describes a system that takes a lubricant from a reservoir transported to a nozzle via a pump.
  • the pump is here with the tablet machine synchronized.
  • the lubricant consists of an alcoholic lubricant dispersion, which, for GMP reasons, is more problematic than the use of powder Lubricant.
  • EP 0 336 197 describes the targeted delivery of metered amounts of finely divided solids described with a Venturi nozzle. This is done by a discontinuous Control for the lubricant transport made use of. It is also not a regulation intended for the addition of lubricant. Furthermore, in this device Lubricant supply, the delivery system and the nozzle right next to the tablet press and cannot be moved to another room for GMP reasons.
  • the invention is an improvement on a device for Spraying the pressing tools in a tablet press with one in an air stream dispersed powdered lubricants or release agents.
  • This device exists from at least one spray nozzle for loading the pressing tools with the powder-containing air flow, a suction system for suctioning off the excess Lubricant residues on the pressing tools and a dosing device with one Air jet injector for the reproducible loading of the air flow with the lubricant.
  • the task is based on the lubricant supply to improve the tablet press in such a way that even with critical to Adequate lubrication of the pressing tools is always required for tablets that tend to stick with the powdered lubricant and by attaching Operational disruptions caused by tabletting on the stamp surfaces are reliably avoided will.
  • the pressing tools Tablet press with a sensor in a swirling connection one for occupancy the pressing tool surfaces with the lubricant characteristic output signal Generates the amount of air extracted from the suction system and / or the load of the air flow with the powder controls. So either the amount of air extracted or the loading of the air flow with the powder is adjusted in such a way that a sufficient Allocation of the press tool surfaces with the lubricant ensured is. But it is also possible and in many cases an advantage if both types the adjustment can be combined. Through this special feedback becomes a reproducible, needs-based regardless of the operating state adjustable, optimal lubrication of the pressing tools guaranteed.
  • a force sensor for example, a force sensor is suitable, one for ejecting the Tablets from the pressing tools required force characteristic output signal generated.
  • a sensor which consists of an optical reflection sensor to detect the reflected on the surface of the pressing tools Light dies.
  • the effect of this optical sensor is based on the fact that at a stronger coating of the stamp surfaces with the powdered lubricant less light is reflected, so that the sensor signal decreases.
  • the senor is connected to a control circuit which, when the sensor output signal changes, adjusts the suction power of the suction system and thus the occupancy of the press tool surfaces with the lubricant in such a way that the deviation of the sensor output signal from a preset one Setpoint S 0 or K 0 is minimized.
  • the suction power of the suction system is therefore used as a manipulated variable to readjust the lubricant occupancy and thus the intensity and effectiveness of the lubrication. With a lower suction, a larger proportion of lubricant adheres to the press ram surfaces. With a stronger suction, however, more powder is sucked off, so that the occupancy is lower.
  • the control is carried out in such a way that the force sensor causes the suction system to reduce the suction power when the output signal increases up to a limit value K 1 .
  • a reflection sensor is preferably used as a measuring sensor for the assignment.
  • the regulation is carried out so that the reflection sensor causes the suction system to increase the suction power when its output signal decreases up to a limit value S 1 .
  • a further development of the invention is characterized in that the output signal of the force sensor when the limit value K 1 is exceeded or the output signal of the reflection sensor when the limit value S 1 is undershot causes the metering device to meter in more lubricant into the air stream flowing to the spray nozzle until the limit value K 1 again falls below or the limit value S 1 is exceeded again.
  • the output signal of the force sensor when the limit value K 1 is exceeded or the output signal of the reflection sensor when the limit value S 1 is undershot causes the metering device to meter in more lubricant into the air stream flowing to the spray nozzle until the limit value K 1 again falls below or the limit value S 1 is exceeded again.
  • Another important improvement of the invention is that the spray nozzle for the application of the lubricant to the pressing tools together with the suction device to remove the excess lubricant in the filling shoe the tablet press is installed. If necessary, the can also be transported of the ejected tablets wipers also attached to the filling shoe will.
  • This integrated space-saving design has the advantage that existing ones Tablet presses easily retrofitted with the new lubricant system can be.
  • the dosing device for feeding the powdered lubricant into the conveying air flow generated with an injector consists of two with a Mixing arms and a vertically positioned storage container provided with a mixing basket, which has a discharge opening on its bottom.
  • a mixing basket which has a discharge opening on its bottom.
  • For further transport of the discharged Powder in the air jet injector advantageously serves one below the discharge opening of the storage container arranged vibratory conveyor trough (vibrating trough).
  • the powdered lubricant e.g. Magnesium stearate
  • a cylindrical storage container 1 In the storage container 1 an agitator 2 is installed with a basket-like agitator 3 and agitator blades 4. The agitator 2 is driven by a speed-controlled motor 5. The revolving agitator 2 constantly loosens the lubricant in the container and trickles through the outlet opening 6 (see FIG. Fig. 3) on the bottom of the storage container 1 attached to a below the storage container Vibrating trough 7 (vibrating conveyor) leading to the filling opening 8 of an air jet injector 9 leads. The air jet injector 9 is connected to a compressed air source via a valve 10 connected.
  • the powdered lubricant is in the Air jet injector 9 sucked in and through a hose 12 which is several meters long can be built into a filling shoe 13 of a rotary tablet press Spray nozzle 14 promoted (see. Fig. 2).
  • the slit-shaped spray nozzle 14 divides the air jet charged with the lubricant in the direction of upper punch 15a and lower punch 15b of the tablet press. With the help of this nozzle construction, it is possible to use upper and lower stamps Spray the tablet press die with the lubricant. Also in the Filling shoe is built in a suction device 16 sur removal of the excess, lubricant not adhering to the press tool surfaces. it consists of one arranged in the direction of the press ram behind the spray nozzle 14, also Integrated, conically expanded suction opening in the filling shoe, the only one Suction line 17 is connected (see FIG. 1).
  • Next bin is the one to redirect into one Ejection chute required tablet wipers 18 to save space the filler 13 attached and not, as usual, directly on the Tablet press.
  • the suction line 17 is via a control valve 19 with a suction pump 20 connected.
  • the suction power at the Suction opening 16 can be varied. It has been found that the suction power is suitable
  • the manipulated variable represents the occupancy of the press ram surface with the Control lubricant. The occupancy increases with decreasing suction power and conversely, with increasing suction power.
  • the coating of the press ram surfaces with the lubricant is done with the help a reflection sensor 21 measured behind the tablet stamp in the running direction the suction device 16 to the side of the passing stamp on the tablet press is appropriate.
  • the reflection sensor 21 is a commercially available one Component in which the primary light and the measuring light are fed in or out through light guides becomes.
  • the measuring light is photoelectrically converted into an electrical measuring signal converted, which is inversely proportional to the occupancy of the lubricant is. The greater the occupancy, the smaller the intensity of the stamp surface reflected light and the smaller the size of the measurement signal.
  • the measurement signal is amplified (measurement amplifier 22) and a control unit 23 fed, whose function is described below:
  • the control unit 23 comprises an input for the measuring line 24 and four outputs for control lines.
  • the control line 25 is connected to the metering device 2, the control line 26 to the vibrating trough 7, the control line 27 to the air jet injector valve 10 and the control line 28 to the control valve 19 in the suction line 17.
  • the normal operating state of the control unit 23 is characterized in that when the measurement signal at the reflection sensor 21 decreases, which corresponds to an increase in the coating of the stamp surface with lubricant, the suction power at the suction opening 16 is increased in that the control valve 19 continues via the control line 28 opened and vice versa is closed more with an increase in the reflection signal (corresponding to a decrease in the lubricant occupancy) to reduce the suction power.
  • a low lubrication leads to a large measured value
  • a strong lubrication leads to a small measured value.
  • the valve 19 and thus the suction power is now adjusted by the control unit 23 so that the lubricant occupancy of the pressing tools is kept at a predetermined target value S 0 , or the deviation from this target value is minimized.
  • the speed of the metering motor 5 and thus also the amount of lubricant metered into the air jet injector 9 is increased so far via the control line 25 until the product on the stamps disappears.
  • the measured value then again exceeds the limit value S 1 , so that the control can be returned to the normal control range, in which the suction power is again used as a control variable for the lubricant occupancy.
  • the oscillation frequency of the vibrating trough 7 (via the control line 26) and the volume flow of the conveying air into the air jet injector 9 (via the valve 10 and the control line 27) can be adjusted by the control unit 23 when the lubricant is metered in at an increased rate.
  • a force sensor can also be used, which measures the force (ejection force) required to eject the finished tablets from the die of the tablet press.
  • force sensors are already installed in most commercially available tablet presses. In this case, use is made of the functional connection that the ejection force decreases with increasing lubricant occupancy and increases with decreasing lubricant occupancy. Analogous to the pre-freezing control based on the reflection sensor, the measured ejection force is compared with a preselected setpoint K 0 and the suction power is adjusted so that the deviation from this setpoint is again as small as possible.
  • the option of increasing the powder load in the conveying air flow can be used if experience shows that after a limit value K 1 for the ejection force is exceeded, the change in suction power in the case of product build-up on the stamp surfaces is no longer sufficient, the originally set target value K 0 for regulate the ejection force.
  • a variant of the invention is that the suction on the press rams is not used as a manipulated variable to readjust the lubricant occupancy of the press ram surfaces, but rather the powder loading of the injector air flow from the outset.
  • the suction power is kept constant and only the metering rate for the metering of the lubricant into the injector air flow and possibly also the amount of injector air is adjusted in such a way that the difference between the actual value of the lubricant occupancy measured with the force sensor or reflection sensor and the setpoint K 0 or S 0 is brought to zero (minimized).
  • this type of control may result in a greater consumption of lubricant.

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Abstract

Die Vorrichtung zum Besprühen der Preßwerkzeuge in einer Tablettenpresse mit einem in einem Luftstrom dispergierten pulverförmigen Schmier- oder Trennmittel besteht aus mindestens einer Sprühdüse 14 zur Beaufschlagung der Preßwerkzeuge mit dem pulverhaltigen Luftstrom, einem Saugsystem 16, 19, 20 zur Absaugung der überschüssigen Schmiermittelreste an den Preßwerkzeugen und einer Dosiereinrichtung 1, 2, 3, 4, 5, 6 mit einem Luftstrahlinjektor 3 zur reproduzierbaren Beladung des Luftstroms mit dem Schmiermittel. Der wesentliche Schritt besteht darin, daß die Preßwerkzeuge 15a,15b der Tablettenpresse mit einem Sensor 21 in Verbindung stehen, der ein für die Belegung der Preßwerkzeug-Oberflächen mit dem Schmiermittel charakteristisches Ausgangssignal erzeugt, das die am Saugsystem 16, 19, 20 abgesaugte Luftmenge und/oder die Beladung des Luftstroms mit dem Pulver steuert. Dadurch kann auch bei der Tablettierung von kritischen, zum Ansetzen neigenden Produkten eine zuverlässige und betriebssichere Schmierung der Stempeloberflächen in der Tablettiermaschine erreicht werden. Außerdem werden die Betriebssicherheit und die Standzeit der Maschine verbessert. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufsprühen von pulveförmigen Schmiermitteln auf Stempel und Matrizen von Tablettenpressen.
In der Literatur werden Schmiermittelsysteme beschreiben, die das Schmiermittel sowohl in flüssiger Form (als Dispersion in alkoholischen Lösungsmitteln) als auch pulverförming auf Stempel und Matrizen von Tablettenpressen aufsprühen.
In EP 262 538 wird ein System beschrieben, das ein Schmiermittel aus einem Reservoir über eine Pumpe zu einer Düse transportiert. Die Pumpe ist hierbei mit der Tablettenmaschine synchronisiert. Das Schmiermittel besteht aus einer alkoholischen Schmiermitteldispersion, die aus GMP-Gründen problematischer ist als die Verwendung des pulverförmigen Schmiermittels.
Ähnliches gilt für die Vorrichtungen gemäß DE 42 03 273. Diesen Vorrichtungen ist gemeinsam, daß eine flüssige Schmiermitteldispersion mit den genannten Nachteilen versprüht wird.
Ferner wird in EP 0 336 197 die gezielte Abgabe dosierter Mengen von feinverteilten Feststoffen mit einer Venturi-Düse beschrieben. Dabei wird von einer diskontinuierlichen Steuerung für den Schmiermitteltransport Gebrauch gemacht. Es ist auch keine Regelung für die Schmiermittelzugabe vorgesehen. Weiterhin stehen bei dieser Vorrichtung der Schmiermittelvorrat, das Fördersystem un die Düse unmittelbar neben der Tablettenpresse und können aus GMP-Gründen nicht in einen anderen Raum verlagert werden.
Bei der Erfindung handelt es sich um eine Verbesserung an einer Vorrichtung zum Besprühen der Preßwerkzeuge in einer Tablettenpresse mit einem in einem Luftstrom dispergierten pulverförmigen Schmier- oder Trennmittel. Diese Vorrichtung besteht aus mindestens einer Sprühduse zur Beaufschlagung der Preßwerkzeuge mit dem pulverhaltigen Luftstrom, einem Saugsustem zur Absaugung der überschüssigen Schmiermittelreste an den Preßwerkzeugen und einer Dosiereinrichtung mit einem Luftstrahlinjektor zur reproduzierbaren Beladung des Luftstroms mit dem Schmiermittel.
Ausgehend von dieser Vorrichtung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schmiermittelzuführung zur Tablettenpresse in der Weise zu verbessern, daß auch bei kritischem, zum Anbacken neigenden Tablettiergut stets eine ausreichende Schmierung der Preßwerkzeuge mit dem pulverförmigen Schmiermittel erfolgt und durch Ansetzen von Tablettiergut an den Stempeloberflächen bedingte Betriebsstörungen sicher vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Preßwerkzeuge der Tablettenpresse mit einem Sensor in Wirbverbindung stehen, der ein für die Belegung der Preßwerkzeug-Oberflächen mit dem Schmiermittel charakteristisches Ausgangssignal erzeugt, das die am Saugsystem abgesaugte Luftmenge und/oder die Beladung des Luftstroms mit dem Pulver steuert. Entweder wird also die abgesaugte Luftmenge oder die Beladung des Luftstroms mit dem Pulver derart nachgestellt, daß eine ausreichende Belegung der Preßwerkzeug-Oberflächen mit dem Schmiermittel sichergestellt ist. Es ist aber auch möglich und in vielen Fällen von Vorteil, wenn beide Arten der Nachstellung miteinander kombiniert werden. Durch diese spezielle Rückkopplung wird unabhängig vom Betriebszustand eine bedarfsgerechte, reproduzierbar einstellbare, optimaie Schmierung der Preßwerkzeuge gewährleistet.
Als Sensor ist z.B, ein Kraftmeßfühler geeignet, der ein für die zum Ausstoßen der Tabletten aus den Preßwerkzeugen erforderliche Kraft charakteristisches Ausgangssignal erzeugt.
Vorteilhaft wird jedoch ein Sensor eingesetzt, der aus einem optischen Reflexionssensor zur Erfassung des an der Obefläche der Preßwerkzeuge reflektierten Lichts bestebt. Die Wirkung dieses optischen Sensors berubt darauf, daß bei einer stärkeren Belegung der Stempeloberflächen mit dem pulverförmigen Schmiermittel weniger Licht reflektiert wird, so daß das Sensorsignal abnimmt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Sensor mit einem Regelkreis verbunden, der bei einer Änderung des Sensor-Ausgangssignals die Absaugleistung des Saugsystems und damit die Belegung der Preßwerkzeug-Obeflächen mit dem Schmiermittel so nachregelt, daß die Abweichung des Sensor-Ausgangssignals von einem voreingestellten Sollwert S0 oder K0 minimiert wird. Die Absaugleistung des Saugsystems wird also als Stellgröße benutzt, um die Belegung mit Schmiermittel und damit die Intensität und Wirksamkeit der Schmierung nachzuregeln. Bei einer geringeren Absaugung bleibt nämlich ein größerer Schmiermittelanteil auf den Preßstempel-Oberflächen haften. Bei einer stärkeren Absaugung wird dagegen mehr Pulver abgesaugt, so daß die Belegung geringer wird.
Bei Verwendung eines Kraftsensors als Meßfühler für die Belegung wird die Regelung so ausgeführt, daß der Kraftsensor bei einer Zunahme des Ausgangssignals bis zu einem Grenzwert K1 das Saugsystem zur Verringerung der Absaugleistung veranlaßt.
Wie schon erwähnt, wird jedoch vorzugsweise ein Refexionssensor als Meßfühler für die Belegung verwendet. In diesem Fall ist die Regelung dann so ausgefüht, daß der Reflexionssensor bei einer Abnabme seines Ausgangssignals bis zu einem Grenzwert S1 das Saugsystem zu einer Erhöhung der Absaugleistung veranlaßt.
Eine Weiterentwicklung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Kraftsensors bei Überschreitung des Grenzwerts K1 oder das Ausgangssignal des Reflexionssensors bei Unterschreitung des Grenzwerts S1 die Dosiereinrichtung zu einer erhöhten Eindosierung von Schmiermittel in den zur Sprühdüse strömenden Luftstrom veranlaßt, bis der Grenzwert K1 wieder unterschritten bzw. der Grenzwert S1 wieder überschritten wird. Auf diese Weise wird einem Betriebszustand Rechnung getragen, bei dem sich Produkt (Tablettiergut) an den Stempeloberflächen abzusetzen beginnt und der Sensor trotz Verringerung der Schmiermittelabsaugung eine weiter erhöhte Tableften-Ausstoßkraft oder (im Falle des optischen Sensors) eine weiter verringerte Reflexion signalisiert. Die in diesem Fall erforderliche noch stärkere Inteasivierung der Schmierung kann hier offensichtlich durch eine weitere Verringerung der Schmiermittelabsaugung nicht mehr erreicht werden. Eine Rückführung in den normalen Regelzustand ist dann nur noch mit Hilfe einer stärkeren Beladung des Luftstroms mit dem pulverförmigen Schmiermittel möglich. Die stärkere Beladung wird also als Hilfsstellgröße eingeführt, wenn die Nachstellung der Absaugleistung nicht mehr ausreicht, die Refelgröße, d.h. das für die Schmiermittelbelegung der Preßwerkzeuge charakteristische Sensorsignal, auf den Sollwert zurückzuführen. Wie schon erwähnt, tritt erfahrungsgemäß dieser Fall ein, wenn sich an den Oberflächen der Preßwerkzeuge Produkt absetzt.
Fur den Fall, daß besonders hohe Anforderungen an die Dosiergenauigkeit gestellt werden, kann es es zwechmäßig sein, eine zusätzliche, mit der Dosiervorrichtung zusammenarbeitende Regelvorrichtung einzubauen, um eine hohe Konstanz der Beladung des Förderluftstroms mit dem Schmiermittel zu gewährleisten.
Ein weitere wichtige Verbesserung der Erfindung besteht darin, daß die Sprühdüse für die Beaufschlagung der Preßwerkzeuge mit dem Schmiermittel zusammen mit der Absaugeinrichtung zur Entfernung des überschüssigen Schmiermittels in den Füllschuh der Tablettenpresse eingebaut ist. Im Bedartsfall kann auch noch der zum Abtransport der ausgestoßenen Tabletten erforderliche Abstreifer ebenfalls am Füllschuh befestigt werden. Diese integrierte platzsparende Bauweise hat den Vorteil, daß bereits vorhandene Tablettenpressen mit dem neuen Schmiermittelsystem problemlos nachgerüstet werden können.
Die Dosiereinrichtung für die Einspeisung des pulverförmigen Schmiermittels in den mit einem Injektor erzeugten Förderluftstrom besteht zwechmäßig aus einem mit Rührarmen und einem Rührkorb versehenen vertikal aufgestellten Vorratsbehälter, der an seinem Boden eine Austragsöffnung aufweist. Zum Weitertransport des ausgetragenen Pulvers in den Luftstrahlinjektor dient vorteilhaft eine unterhalb der Austragsöffnung des Vorratsbehälters angeordnete Schwingförderrinne (Rüttelrinne).
Mit der Erfindung werde folgende Vorteile erzielt:
  • Das neue geregelte Schmiermittelsystem gewährleistet auch bei der Tablettierung von kritischen, zum Ansetzen neigenden Produkten eine zuverlässige und betriebssichere Schmierung der Stempelobeflächen in der Tablettiermaschine. Dadurch können Betriebssicherheit und Standzeit verbessert werden.
  • Da nur wenige zusätzliche Bauteile erforderlich sind, die im Füllschuh der Tablettenpresse integriert werden können, ist es ohne große Schwierigkeiten möglich, auch bereits vorhandene Anlagen mit relativ geringen Kosten nachzurüsten. Insbesondere können auch bei Tablettenpressen mit engen Raumverhältnissen im Füllschuhbereich die Vorteile der externen Tablettenschmierung realisiert werden.
  • Das Konstruktionsprinzip des erfindungsgemäßen Schmiermittelsystems ermöglicht eine räumlich getrennte Aufstellung des Schmiermittelvorrats und der pneumatischen Fördereinrichtung von der Tablettenpresse, so daß die Voraussetzungen für einen GMP-gerechten Betrieb erfüllt sind.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näber erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
das Regelschema für die Schmiermittelzugabe
Fig. 2
eine Draufsicht eines modifizierten Füllschuhs mit den zum Schmiermittelsystem gehörenden Einbauten und
Fig. 3
die Dosier- und Fördereinrichtung für das pulverförmige Schmiermittel
Gemäß Fig. 1 und Fig. 3 befindet sich das pulverförmige Schmiermittel, z.B. Magnesiumstearat, in einem zylindrischen Vorratsbehälter 1. In den Vorratsbehälter 1 ist ein Rührwerk 2 nut einem korbähnlichen Rührkörper 3 und Rührflügeln 4 eingebaut. Das Rührwerk 2 wird von einem Drehzahl-gesteuerten Motor 5 angetrieben. Durch das umlaufende Rührwerk 2 wird das Schmiermittel im Behälter standig aufgelockert und rieselt im gleichmäßigen Produktstrom durch die Austrittsöffnung 6 (s. Fig. 3) am Boden des Vorratsbehälters 1 auf eine unterhalb des Vorratsbehälters angebrachte Rüttelrinne 7 (Schwingförderer), die zur Einfüllöffnung 8 eines Luftstrahlinjektors 9 füht. Der Luftstrahlinjektor 9 ist über ein Ventil 10 mit einer Druckluftquelle verbunden. Mit dem Ventil 10 wird die Luftmenge und damit die Förderleistung des Luftstrahlinjektors 9 gesteuert. Das pulverförmige Schmiermittel wird im Luftstrahlinjektor 9 angesaugt und durch einen Schlauch 12, der mehrere Meter lang sein kann, zu einer in den Füllschuh 13 einer Rundläufer-Tablettenpresse eingebauten Sprühdüse 14 gefördert (s. Fig. 2).
Die schlitzförmige Sprühdüse 14 teilt den mit dem Schmiermittel beschickten Luftstrahl in Richtung auf Oberstempel 15a und Unterstempel 15b der Tablettenpresse. Mit Hilfe dieser Düsenkonstruktion ist es möglich, Ober- und Unterstempel und die Matrize der Tablettenpresse mit dem Schmiermittel zu besprühen. Eberfalls in den Füllschuh eingebaut ist eine Absaugeinrichtung 16 sur Entfernung des überschüssigen, nicht auf den Preßwerkzeug-Oberflächen haftenden Schmiermittels. Sie besteht aus einer in Laufrichtung der Preßstempel hinter der Sprühdüse 14 angeordneten, ebenfalls im Füllschuh integrierten, konisch erweiterten Absaugöffnung, die nut einer Saugleitung 17 verbunden ist (s. Fig. 1). Weiterbin ist bier der zum Umlenken in einen Auswurfschacht erforderliche Tablettenabstreifer 18 aus Platzersparnisgründen an dem Füllschub 13 angebracht und nicht, wie sonst üblich, direkt an der Tablettenpresse. Die Saugleitung 17 ist über ein Regelventil 19 mit einer Saugpumpe 20 verbunden. Mit dem ferneinstellbaren Regelventil 19 kann die Saugleistung an der Absaugöffnung 16 variiert werden. Es wurde gefunden, daß die Saugleistung eine geeignete Stellgröße darstellt, um die Belegung der Preßstempel-Obeflächen mit dem Schmiermittel zu steuern. Die Belegung nimmt nut abnehmender Saugleistung zu und umgekehrt mit wachsender Saugleistung ab.
Die Belegung der Preßstempel-Oberflächen mit dem Schmiermittel wird mit Hilfe eines Reflexionssensors 21 gemessen, der in Laufrichtung der Tablettenstempel hinter der Absaugeinrichtung 16 seitlich der vorbeilaufenden Stempel an der Tablettenpresse angebracht ist. Bei dem Reflexionssensor 21 handelt es sich um ein handelsübliches Bauelement, bei dem das Primärlicht und das Meßlicht durch Lichtleiter zu- bzw. abgeführt wird. Das Meßlicht wird dabei photoelektrisch in ein elektrisches Meßsignal umgewandelt, das umgekehrt proportional zu der Belegung mit dem Schmiermittel ist. Je größer also die Belegung, desto kleiner ist die Intensität des an der Stempeloberfläche reflektierten Lichts und desto kleiner auch die Größe des Meßsignals. Das Meßsignal wird verstäkt (Meßverstärker 22) und einer Steuer- bzw. Regeleinheit 23 zugeführt, deren Funktion nachfolgend beschrieben wird:
Die Regeleinheit 23 umfaßt einem Eingang für die Meßleitung 24 und vier Ausgänge für Steuerleitungen. Die Steuerleitung 25 ist mit der Dosiervorrichtung 2, die Steuerleitung 26 mit der Rüttelrinne 7, die Steuerleitung 27 mit dem Luftstrahlinjektor-Ventil 10 und die Steuerleitung 28 mit dem Stellventil 19 in der Saugleitung 17 verbunden. Der normale Betriebszustand der Regeleinheit 23 ist dadurch charakterisiert, daß bei einer Abnahme des Meßsignals am Reflexionssensor 21, was einer Zunahme der Belegung der Stempeloberfläche mit Schmiermittel entspricht, die Absaugleistung an der Saugöffnung 16 dadurch erhöht wird, daß das Stellventil 19 über die Steuerleitung 28 weiter geöffnet und umgekehrt bei einer Zunahme des Reflexionssignals (entsprechend einer Abnahme der Schmiermittelbelegung) zur Verminderung der Absaugleistung stärker geschlossen wird. Eine geringe Schmierung (bei einer starken Absaugung) führt also zu einem großen Meßwert, eine starke Schmierung (bei einer schwachen Absaugung) zu einem kleinen Meßwert. Das Ventil 19 und damit die Absaugleistung wird nun von der Regeleinheit 23 so nachgestellt, daß die Schmiermittelbelegung der Preßwerkzeuge auf einem vorgegebenen Sollwert S0 gehalten wird, bzw. die Abweichung von diesem Sollwert minimiert wird.
Die Praxis hat aber gezeigt, daß es Fälle gibt, wo das Meßsignal erfahrungsgemäß nach Unterschreitung eines bestimmten Grenzwerts S1 trotz Erhöhung der Absaugung nicht ansteigt, sondern konstant bleibt oder sogar noch weiter abnimmt. In diesem Fall hat sich Tablettiergut (Produkt) an der Stempeloberfläche abgesetzt und die Erhöhung der Schmiermittelbelegung durch Verringerung der Absaugleistung reicht nicht mehr aus, um das Ansetzen von Produkt zu verhindern. Dies bedeutet, daß die Nachstellung der Absaugleistung nicht mehr zu dem gewünschten Erfolg führt, so daß die Regelung blockiert ist und audfällt. Das Problem läßt sich aber mit Hilfe einer zusätzlichen Regelung (Tandem-Regelung) lösen, die in diesem Fall für eine höhere Beladung des Injektorluftstroms mit dem Schmiermittel sorgt. Zu diesem Zweck wird über die Steuerleitung 25 die Drebzahl des Dosierer-Motors 5 und damit auch die in den Luftstrahlinjektor 9 eindosierte Schmiermittel menge so weit erhöht, bis der Produktansatz an den Stempeln verschwindet. Der Meßwert überschreitet dann wieder den Grenzwert S1, so daß die Regelung in den normalen Regelbereich zurückgeführt werden kann, in dem wieder die Absaugleistung als Stellgröße für die Schmiermittelbelegung verwendet wird. Falls erforderlich, kann beider erhöhten Eindosierung von Schmiermittel die Schwingfrequenz der Rüttelrinne 7 (über die Steuerleitung 26) und der Mengenstrom der Förderluft in den Luftstrahlinjektor 9 (über das Ventil 10 und die Steuerleitung 27) von der Regeleinheit 23 nachgestellt werden.
Anstelle des optischen Reflexionssensors 21 kann auch ein Kraftsensor verwendet werden, der die zum Austoßen der fertigen Tabletten aus der Matrize der Tablettenpresse erforderliche Kraft (Ausstoßkraft) mißt. Solche Kraftsensoren sind bei den meisten handelsüblichen Tablettenpressen bereits eingebaut. Dabei wird von dem funktionalen Zusammenhang Gebrauch gemacht, daß die Ausstoßkraft mit wachsender Schmiermittelbelegung abnimmt und nut abnehmender Schmiermittelbelegung zunimmt. Analog zu der vorbeschrierbenen Regelung auf Basis des Reflexionssensors wird die gemessene Ausstoßkraft mit einem vorgewählten Sollwert K0 verglichen und die Absaugleistung so nachgestellt, daß die Abweichung von diesem Sollwert wieder möglichst gering ist. Auch hier kann wiederum von der Option der Erhöhung der Pulverbeladung im Förderluftstrom Gebrauch gemacht werden, wenn erfahrungsgemäß nach Überschreitung eines Grenzwerts K1 für die Ausstoßkraft die Veränderung der Absaugleistung im Falle von Produktansatz an den Stempeloberflächen nicht mehr ausreicht, den ursprünglich eingestellten Sollwert K0 für die Ausstoßkraft einzuregeln.
Eine Variante der Erfindung besteht darin, daß nicht die Absaugung an den Preßstempeln als Stellgröße benutzt wird, um die Schmiermittelbelegung der Preßstempel-Oberflächen nachzuregeln, sondern von vornherein die Pulverbeladung des Injektorluftstroms. In diesem Fall wird die Absaugleistung konstant gehalten und nur die Dosierrate für die Eindosierung des Schmiermittels in den Injektorluftstrom und gegebenenfalls auch noch die Menge der Injektorluft derart nachgestellt, daß die Differenz zwischen dem mit dem Kraftsensor oder Reflexionssensor gemessenen Ist-wert der Schmiermittelbelegung und dem Sollwert K0 bzw. S0 auf Null gebracht (minimiert) wird. Diese Art der Regelung hat aber unter Umständen einen größeren Schmiermittelverbrauch zur Folge.

Claims (10)

  1. Vorrichtung zum Besprühen der Preßwerkzeuge in einer Tablettenpresse mit einem in einem Luftstrom dispergierten pulverförmigen Schmier- oder Trennmittel, bestehend aus mindestens einer Sprüdüse (14) zur Beaufschlagung der Preßwerkzeuge mit dem pulverhaltigen Luftstrom, einem Saugsystem (16, 19, 20) zur Absaugung der überschüssigen Schmiermittelreste an den Preßwerkzeugen und einer Dosiereinrichtung (1, 2, 3, 4, 5, 6) mit einem Luftstrahlinjektor (3) zur reproduzierbaren Beladung des Luftstroms mit dem Schmiermittel, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßwerkzeuge (15a, 15b) der Tablettenpresse mit einem Sensor (21) in Wirkverbindung stehen, der ein für die Belegung der Preßwerkzeug-Oberflächen mit dem Schmiermittel charakteristisches Ausganssignal erzeugt, das die am Saugsystem (16, 19, 20) abgesaugte Luftmenge und/oder die Beladung des Luftstroms mit dem Pulver steuert.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor aus einem Kraftmeßfühler besteht, der ein für die zum Ausstoßen der Tabletten aus den Preßwerkzeugen erforderliche Kraft charakteristisches Ausgangssignal erzeugt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor aus einem optischen Reflexionssensor (21) zur Erfassung des an der Oberfläche der Preßwerkzeuge reflektierten Lichts besteht.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (21) mit einem Regelkreis (16, 17, 19, 23) verbunden ist, der bei einer Änderung des Sensor-Ausgangssignals die Absaugleistung des Saugsystems (16, 19, 20) und damit die Belegung der Preßwerkzeug-Oberflächen mit dem Schmiermittel so nachstellt, daß die Abweichung des Sensor-Ausgangssignal von einem vorgegeben Sollwert minimiert wird.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftsensor bei einer Zunahme des Ausgangssignals bis zu einem Grenzwert K1 das Saugsystem zur Verringerung der Absaugleistung veranlaßt.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflexionssensor (21) bei einer Abnahme seines Ausgangssignals bis zu einem Grenzwert S1 das Saugsystem (16, 19, 20) zu einer Erhöhung der Absaugleistung veranlaßt.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Kraftsensors bei Überschreitung des Grenzwerts K1 oder das Ausgangsignal des Reflexionssensors (21) bei Unterschreitung des Grenzwerts S1 die Dosiereinrichtung (1, 2, 3, 4, 5, 6) zu einer erhöhten Eindosierung von Schmiermittel in den Luftstrom veranlaßt, bis der Grenzwert K1 wieder unterschritten bzw. der Grenzwert S1 wieder überschritten wird.
  8. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine Regelvorrichtung vorgesehen ist, die die Dosierrate für die Beladung des Luftstroms konstant hält.
  9. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühdüse (14) für die Beaufschlagung der Preßwerkzeuge (15a, 15b) mit dem Schmiermittel zusammen mit einem Abstreifer (18) für die Tabletten und einer Absaugeinrichtung (16) zur Entfernung des überschüssigen Schmiermittels in den Füllschuh der Tablettenpresse eingebaut ist.
  10. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtung aus einem nut Rührarmen (4) und einem Rührkorb (3) versehenen, vertikal aufgestellten Vorratsbehälter (1) besteht, der an seinem Boden eine Austragsöffnung (6) aufweist, und daß unterhalb der Austragsöffnung (6) eine Schwingförderrinne (7) zum Transport des aus dem Vorratsbehälter (1) herausrieselnden pulverförmigen Schmiermittels in den Luftstrahlinjektor (9) angeordnet ist.
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