FR2951989A1 - Installation pour la realisation d'un produit solide a partir d'un ou de plusieurs materiaux pulverulents - Google Patents

Abstract

Cette installation pour la réalisation d'un produit solide à partir d'un ou de plusieurs matériaux pulvérulents, comprend : • des moyens d'alimentation en matériau(x) pulvérulent(s) ; • une matrice de réception dudit ou desdits matériaux pulvérulents, et de conformation du produit solide à réaliser, solidarisée avantageusement réversiblement à une table porte-matrice (5) solidaire du bâti de l'installation ; • un poinçon supérieur (8) et un poinçon inférieur, animés d'un mouvement en translation, aptes à coopérer entre eux au niveau de ladite matrice afin d'assurer la compression du ou des matériaux pulvérulents et la réalisation du produit solide. Le poinçon inférieur au moins est animé d'un mouvement de translation au niveau de la matrice au moyen d'une vis à billes ou à rouleaux (13) actionnée par un moteur électrique.

Description

-1- INSTALLATION POUR LA REALISATION D'UN PRODUIT SOLIDE A PARTIR D'UN OU DE PLUSIEURS MATERIAUX PULVERULENTS.

DOMAINE DE L'INVENTION L'invention vise une installation permettant de réaliser, à partir d'un ou de plusieurs matériaux pulvérulents, un produit solide, monocouche ou multicouche.

Elle s'inscrit plus spécifiquement dans les domaines pharmaceutiques et chimiques, dans le cadre de la fabrication automatisée de tablettes, comprimés et autres doses, susceptibles d'intégrer un ou plusieurs principes actifs.

ART ANTERIEUR La réalisation de produits solides à partir de produits pulvérulents passe traditionnellement par la compression au niveau d'une matrice du matériau pulvérulent de base, cette compression étant réalisée au moyen de poinçons coulissant au niveau de ladite matrice, cette dernière conférant la forme souhaitée au produit solide fini.

Pour les besoins de la recherche et du développement, tendant à mettre au point des presses de simulation des presses industrielles ou pour certaines applications spécifiques, des presses mono-poinçons fonctionnant lentement et utilisant une faible quantité de poudre ont été développées. Chacun desdits poinçons, respectivement supérieur et inférieur, est motorisé tel que par exemple au moyen d'un organe bielle-manivelle, permettant de faire varier la hauteur de translation desdits poinçons, et corolairement, le taux de compression. Dans de telles installations, le remplissage de la matrice en poudre s'effectue par positionnement spécifique du poinçon inférieur, et la compression est réalisée en actionnant le poinçon supérieur de telle sorte à le faire descendre au sein de ladite matrice.

Outre le fait que la mise en oeuvre d'un tel système d'actionnement des poinçons présente une inertie importante et une vitesse faible par rapport aux machines de production, on observe également des problèmes de fiabilité au niveau de la cohésion du produit solide 2951989 -2- en résultant, dans la mesure où l'on observe fréquemment soit un éclatement dudit produit, soit un manque de cohésion de ce dernier, se traduisant par un retour à la forme pulvérulente. Dans tous les cas, ces presses se caractérisent par une simulation imparfaite voire nulle des phénomènes se produisant au niveau des presses de production 5 industrielle.

Les machines de production de comprimés font typiquement varier la hauteur de translation des poinçons par un système continu d'entrainement des poinçons en rotation par une tourelle et de compression par des galets. Ce dispositif est plus difficilement 10 utilisable en R&D de par le volume minimum de poudre nécessaire ainsi que par les contraintes mécaniques que ce type de presse rotative impose au comprimé.

Afin de s'affranchir de ces inconvénients, on a tout d'abord proposé, par exemple dans le document FR-A-2 791 602, un dispositif comprenant des moyens d'entraînement 15 respectifs des poinçons respectivement supérieur et inférieur, mettant en oeuvre des moyens de transmission interposés cinématiquement entre des moyens moteur et lesdits poinçons, ces moyens de transmission intégrant chacun une came. Ce faisant, on élimine le déplacement sinusoïdal des poinçons de l'état antérieur de la technique par un déplacement linéaire, favorisant la phase de compression. En outre, l'utilisation de cames 20 permet de modifier de façon simple l'allure de la course des poinçons en fonction de la nature des produits pulvérulents utilisés, favorisant dès lors l'adaptabilité du dispositif.

On a également proposé dans le document FR-A-2 855 094, un perfectionnement de cet état antérieur de la technique. Ce perfectionnement consiste à munir l'une au moins des 25 deux cames du dispositif décrit précédemment d'un profil extérieur déformable, destiné à induire des actions particulières au moins du poinçon inférieur au niveau de la matrice, et notamment à favoriser l'éjection du produit hors de la matrice après réalisation. La vitesse de compression de ce système est alors similaire à celle des presses de production industrielle. 30 Si incontestablement, ce perfectionnement constitue une amélioration significative par rapport aux dispositifs de l'état antérieur de la technique, (presses hydrauliques extrêmement couteuses), il s'avère cependant complexe à réaliser, et coûteux à produire. -3- L'objectif visé par la présente invention est de proposer un dispositif du type en question, à la fois plus simple à réaliser, et donc moins coûteux, tout en offrant une certaine fiabilité en termes de compression, et susceptible en outre de permettre la fabrication de produits solides et notamment de comprimés multicouches dans l'objectif de mettre au point les lignes de fabrication desdits produits solides à partir de matériaux pulvérulents.

EXPOSE DE L'INVENTION

Aussi l'invention vise-t-elle une installation pour la réalisation d'un produit solide à partir 10 d'un ou de plusieurs matériaux pulvérulents, comprenant : • des moyens d'alimentation en matériau(x) pulvérulent(s) ; • une matrice de réception dudit ou desdits matériaux pulvérulents, et de conformation du produit solide à réaliser, solidarisée avantageusement réversiblement à une table porte-matrice solidaire du bâti de l'installation ; 15 • un poinçon supérieur et un poinçon inférieur, aptes à coopérer entre eux au niveau de ladite matrice afin d'assurer la compression du ou des matériaux pulvérulents et la réalisation du produit solide.

Selon l'invention, le poinçon inférieur au moins est animé d'un mouvement de translation 20 au niveau de la matrice au moyen d'une vis à billes ou à rouleaux actionnée par un moteur électrique.

En l'espèce, ledit poinçon inférieur est donc animé d'un mouvement de translation ascendant ou descendant, directement par des moyens agissant en prise directe sur ledit 25 poinçon, en l'absence de tout élément intermédiaire du type came, cardan ou autres. La mise en oeuvre d'un tel système de vis à billes ou à rouleaux permet de disposer d'une puissance élevée selon une distance réduite, et corolairement de générer une très faible inertie, propre à favoriser les cycles de compression dans un laps de temps particulièrement réduit. Au demeurant, la capacité de charge et donc de pression 30 susceptible d'être appliquée, peut atteindre des valeurs très élevées, typiquement plus de 10 tonnes 2951989 -4- En outre, la compression intervient par le poinçon inférieur, contrairement à tous les dispositifs de l'art antérieur qui mettent en oeuvre une compression par le poinçon supérieur.

5 A cet effet, le poinçon inférieur est associé à un chariot inférieur, mobile en translation, en l'espèce ascendante et descendante, et guidé au niveau de colonnes de guidage à billes montées au sein du bâti recevant l'installation en question.

Ce faisant, en raison de la précision de telles colonnes à bille, le poinçon en tant que tel 10 n'a plus besoin d'être guidé, ce guidage étant inhérent au seul guidage du chariot auquel il est solidarisé sur lesdites colonnes à bille.

Selon une première variante de l'invention, le poinçon supérieur n'est mobile qu'entre deux positions, respectivement haute et basse, au moyen d'un système de type bielle - 15 manivelle, la position haute étant mise en oeuvre lorsque l'on procède à l'alimentation de la matrice avec le ou les matériaux pulvérulents et lors de l'éjection du produit solide hors de la matrice.

Selon cette variante, le poinçon inférieur est couplé à un frein, apte à limiter son 20 débattement en direction du bas, afin de conserver le contact dudit poinçon avec le matériau pulvérulent présent dans la matrice lors de la réalisation de produits solides multicouches, et corollairement, afin de ne pas engendrer de compression additionnelle lors du déplacement dans la matrice des différents amalgames intermédiaires de produit pulvérulent, en particulier lors des phases intermédiaires de remplissage de ladite matrice 25 aux fins de constituer chacune des couches du produit multicouches.

Cependant, selon une autre variante de l'invention, le poinçon supérieur peut lui-même être soumis à l'action d'un système vis à billes ou à rouleaux, actionnée également par un moteur électrique, lorsque l'on souhaite complexifier le cycle de compression. Les 30 avantages inhérents à la mise en oeuvre d'un tel système sont identiques à ceux décrits en relation avec le poinçon inférieur. Cette combinaison de mouvements permet avantageusement de simuler le déplacement des poinçons sur presses de production rotatives avec très peu de matériau pulvérulent. 2951989 -5- Le ou les moteurs électriques actionnant la ou les vis à billes ou à rouleaux sont de type brushless et sont avantageusement couplés à un variateur programmable, de telle sorte à contrôler et synchroniser le déplacement du poinçon inférieur et, le cas échéant du poinçon supérieur. Avantageusement, on munit le support des poinçons inférieur et supérieur d'un capteur de force permettant de mesurer le taux de compression exercée et de procéder au réglage de l'installation.

En outre, un système de mesure des déplacements respectifs des poinçons peut également être mis en oeuvre, afin de contrôler la position des poinçons supérieur et inférieur. En l'espèce, ce système de mesure peut être constitué d'un ou de plusieurs capteurs de mesure linéaire du déplacement des poinçons, destinés à déterminer la position respective des poinçons inférieur et supérieur, et corollairement la hauteur de remplissage de la matrice en matériau pulvérulent et l'épaisseur du produit solide réalisé.

Selon l'invention, le moyen d'alimentation en matériau pulvérulent est constitué d'un carrousel mu en rotation au dessus et en contact avec une table porte-matrice, chacun des bras du carrousel étant muni, au voisinage de son extrémité libre, d'un orifice traversant susceptible de coïncider avec ladite matrice, lesdits bras faisant également fonction d'arasage après remplissage de la matrice en question.

Avantageusement, les bras servent également à décoller le produit solide après sa réalisation et son éjection hors de la matrice par le poinçon inférieur, et à l'acheminer vers au moins une trémie d'évacuation émanant de la table porte-matrice, cette dernière étant pourvue d'un alésage en communication avec ladite trémie.

En outre, lesdits bras peuvent inclure un organe d'aspiration des résidus de produit pulvérulent, de telle sorte à permettre d'éviter la contamination croisée entre les différentes couches de produits pulvérulents dans le cadre de la réalisation d'un produit solide multicouches. 5 Selon l'invention, le carrousel est mu en rotation au moyen d'un moteur électrique. -6- Chacun de ses bras est en outre susceptible d'être associé à une trémie apte à favoriser le remplissage.

Selon l'invention, l'alimentation en produit pulvérulent peut résulter de la simple gravité, ou être forcée. Dans cette dernière hypothèse, la ou les trémies sont associées à un système d'entrainement de la poudre (vis sans fin ou pale rotative), actionnée par un moteur électrique indépendant.

DESCRIPTION SOMMAIRE DES FIGURES La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent, ressortiront mieux des exemples de réalisation qui suivent, donnés à titre indicatif et non limitatif, à l'appui des figures annexées.

15 La figure 1 est une représentation schématique en perspective de l'installation conforme à une première forme de réalisation de l'invention. La figure 2 est une vue analogue de la figure 1 vue sous un autre angle. La figure 3 est une vue schématique en perspective d'une seconde forme de réalisation de l'invention mettant en oeuvre deux vis à billes ou à rouleaux, actionnant respectivement le 20 poinçon inférieur et le poinçon supérieur. La figure 4 est une vue analogue à la figure 3 vue sous un autre angle. La figure 5 est une vue schématique en section transversale de l'installation des figures 1 et 2. La figure 6 est une représentation schématique en section transversale d'un détail de 25 l'installation des figures 1 et 2. La figure 7 est une représentation schématique illustrant la coopération des poinçons inférieur et supérieur avec la matrice. La figure 8 est une vue du dessus du système d'alimentation en matériau pulvérulent dont la figure 9 est une représentation illustrant les trémies d'alimentation. 30 Les figures l0a et l0b sont des vues schématiques illustrant le principe de motorisation de la rotation du système d'alimentation, et de l'alimentation forcée en matériau pulvérulent. Les figures 1 1 a et l l b sont des représentations schématiques en section et en vue de dessus du système d'alimentation forcé de la matrice en matériau pulvérulent.10 -7- Les figures 12a et 12b sont des représentations schématiques en section et en vue de dessus du système d'alimentation par gravitation de ladite matrice en matériau pulvérulent. Les figures 13a et 13b sont des représentations schématiques en perspective du système d'évacuation du produit solide après réalisation.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION

La description qui suit est plus particulièrement orientée vers la réalisation de comprimés à usage médical. Il est cependant bien entendu que l'invention ne saurait se limiter à cette seule application.

On a donc représenté en relation avec les figures 1 et 2 une vue en perspective d'un premier mode de réalisation de l'invention.

Cette installation comprend fondamentalement un bâti (1), notamment métallique, reposant sur le sol par le biais d'une embase (2) (voir figure 5). Ce bâti (1) comporte un système de guidage vertical assurant la précision du déplacement des poinçons décrits ci-après. En l'espèce, ce système comporte deux colonnes verticales évidées (3, 4), permettant de loger les moyens de guidage des organes mobiles essentiels de l'installation. Ces deux colonnes (3) et (4) sont rapportées de part et d'autre d'une table (5), dont l'une des premières fonctions est d'assurer la fixation de la matrice au sein de laquelle sont destinés à être réalisés les produits solides conformément à l'invention. A cet effet, elle comporte deux alésages (6) ménagés au sein de son épaisseur, et aptes à recevoir chacun une vis de fixation d'un porte-matrice (voir figure 7), permettant ainsi l'interchangeabilité de la matrice et par voie de conséquence, permettant d'adapter l'installation à la forme du produit solide souhaitée.

Selon l'invention, l'installation comporte un poinçon inférieur (7) et un poinçon supérieur (8) destinés à coopérer au sein de la matrice (9), afin d'assurer la compression du matériau pulvérulent préalablement introduit au sein de la matrice et corollairement la réalisation en un produit solide, en l'espèce un comprimé. 2951989 -8- A cet effet, le poinçon inférieur (7) est associé à un chariot mobile (10) susceptible de se déplacer entre les colonnes (3) et (4) du bâti. Plus précisément, ce chariot mobile est pourvu au niveau de ses deux extrémités de guides à bille (11) coopérant avec deux colonnes de guidage (12) parallèles entre elles et fixées au sein des colonnes 5 respectivement (3) et (4). En raison de la précision de ces guides à bille, on peut s'affranchir de tout système de guidage du poinçon proprement dit, le réglage s'effectuant lors de la construction.

Le chariot mobile (10) est mu en translation ascendante ou descendante au moyen d'une 10 vis à billes ou à rouleaux satellites (13), elle-même mue en rotation au moyen d'un moteur électrique (14) de type brushless. A cet effet, elle est solidarisée au niveau de son extrémité inférieure à une poulie (16) entrainée en rotation par ledit moteur (14) par l'intermédiaire d'une courroie crantée (15).

15 Les vis à billes ou à rouleaux satellites sont d'un type en soi connu, de sorte qu'il n'y a pas lieu de les décrire ici plus en détail. Il convient simplement de rappeler qu'elles constituent un mécanisme assurant la conversion d'un mouvement de rotation en un mouvement de translation selon une liaison hélicoïdale. Elles permettent une transmission de puissance tout en assurant la précision requise en termes de déplacement de ladite 20 translation.

Ce faisant, il devient possible, en coopération avec le moteur brushless, de disposer d'une très grande souplesse et d'assurer par le mouvement de rotation de la vis (13) une translation selon une distance courte, tout en assurant le transfert de puissance requis. En 25 l'espèce, la force de compression exercée par le poinçon inférieur est susceptible de dépasser plus de 10 tonnes de pression.

Selon une caractéristique de l'invention, et dans cette configuration, le poinçon inférieur (7) est associé à un système de frein (39), en l'espèce constitué par un ressort réglable 30 agissant radialement sur ledit poinçon, destiné à limiter sa course en direction du bas. On a représenté sur la figure 6 ce principe. Ce faisant, le poinçon inférieur n'est en contact avec la vis (13) et le chariot mobile inférieur (10) que dans le sens ascendant ou vers le haut, ladite vis (13) et le chariot mobile (10) pouvant redescendre d'une longueur fixe 2951989 -9- sans action sur ledit poinçon, ce dernier étant maintenu par le frein û ressort (39), par ailleurs réglable, pour maintenir le poinçon en contact avec la poudre. Ceci afin de ne pas détruire la cohésion de chacune des couches constitutives d'un comprimé multicouches lors des phases subséquentes de remplissage en poudre de la matrice, afin de réaliser les 5 couches supérieures.

On observe en outre sur la figure 6 que la course du poinçon (7) est limitée, typiquement d'une hauteur de 8 millimètres, (en l'espèce constituant la hauteur standard dans l'industrie pour la pénétration du poinçon supérieur), de par la coopération de la base (45) 10 dudit poinçon avec un adaptateur (46), destiné à permettre l'interchangeabilité du poinçon en fonction de la matrice mise en oeuvre, ledit adaptateur étant lui-même fixé sur l'ensemble intégrant le porte-capteur (19).

On peut également observer sur la figure 6 que c'est l'ensemble des éléments référencés 15 (47) qui est soumis à l'action de la vis (13) et du chariot mobile inférieur (10).

Lors de la réalisation de tels comprimés multicouches, après réalisation de la première couche ou couche inférieure, le poinçon supérieur (8), après avoir été escamoté pour permettre l'introduction d'une nouvelle quantité de matériau pulvérulent apte à constituer 20 la seconde couche, puis réintroduit dans la matrice, induit le déplacement à l'intérieur de la matrice, et donc en direction du bas, du lit de poudre précomprimé ainsi réalisé, lorsque le poinçon inférieur adopte sa position basse. Ce positionnement est obtenu en utilisant la liberté apportée par le système. Ainsi, le déplacement exercé par le poinçon supérieur en contact avec la poudre lors de sa descente se traduit par la descente du comprimé en cours 25 de réalisation dans la matrice sans exercer de force notoire, c'est à dire uniquement la faible force du frein à vaincre, et permettant de repositionner le comprimé en cours de réalisation sans altérer sa cohésion.

Le moteur brushless associé à la vis à billes permet la programmation et le contrôle du 30 déplacement du poinçon associé. Ce contrôle associé à la synchronisation des deux poinçons permet une reproduction du déplacement dans le temps des poinçons, permettant la reproduction des déplacements des éléments des machines dites rotatives lors des différentes phases de réalisation des comprimés. 2951989 - 10 - En effet, la problématique de la compression est inhérente au comportement du matériau pulvérulent lorsque ce dernier est soumis à une pression, en l'espèce de compactage pour aboutir à un produit solide. Ainsi, chaque poudre ou matériau pulvérulent réagit différemment aux déplacements des poinçons (réduction de volume du lit de poudre au 5 sein de la matrice), et donc corollairement à la pression exercée. Il convient donc de pouvoir agir sur le déplacement des poinçons, et dans le mode de réalisation décrit du poinçon inférieur en fonction de la force mesurée au niveau de la poudre.

Cette force n'est que la force de réaction de la poudre à la réduction de volume imprimée 10 par le mouvement relatif des poinçons.

Ainsi, certains matériaux pulvérulents réagissent très tôt : le contact dudit matériau avec le poinçon créant un compact et une force élevée avec très peu de déplacement dans le lit de poudre. D'autres matériaux pulvérulents autorisent une réduction de volume par échappement d'air sans toutefois aboutir à la cohésion du compact ni générer de force résultante avant un déplacement important dans le lit de poudre.

20 Un système extérieur, typiquement constitué d'un asservissement électronique au niveau duquel aboutissent les mesures réalisées par les capteurs, contrôle la force et le déplacement des poinçons, et à tout le moins du poinçon inférieur, permettant ainsi d'influencer sur ledit déplacement en fonction de la force de compression résultante mesurée (par exemple déplacement arrêté dés qu'un niveau de force est atteint). 25 A cet effet, le chariot (10) reçoit un support de capteur (19) intégrant un capteur de force proprement dit (28), typiquement constitué d'une jauge de contrainte, et permettant de caler la force exercée par le poinçon inférieur.

30 En outre, le moteur brushless (14) est équipé d'un frein ou d'un maintien en couple, susceptible d'opposer un couple voisin de 80 N/m. Ce frein peut être intégré au moteur ou extérieur à celui-ci, et ce, de manière connue. 15 2951989 - 11 - Le système permet donc de contrôler le déplacement du poinçon inférieur en fonction des deux modes de comportement des matériaux pulvérulents décrits ci-dessus.

Dans la forme de réalisation décrite en relation avec les figures 1 et 2, le poinçon 5 supérieur (8) n'assure que la fonction de contre-réaction lorsqu'il coopère avec le poinçon inférieur (7) au sein de la matrice. Ce faisant, et dans cette forme de réalisation, il n'est animé d'un mouvement ascendant que pour permettre le remplissage de la matrice en produit pulvérulent et l'éjection du comprimé une fois réalisé. Il est animé d'un mouvement descendant et ne pénètre dans la matrice que pour prendre sa position sans 10 exercer de force notoire (Cf supra). Il fonctionne ainsi en principe tout ou rien à l'aide d'un ensemble bielle-manivelle (20), actionné par un moteur électrique (18), et agissant sur un chariot supérieur (21), lui-même reçu au niveau de colonnes de guidage (22) à l'instar du chariot inférieur (10).

15 Cependant, ledit chariot supérieur (21) est également reçu, contrairement au chariot inférieur, sur des ressorts extérieurs (23) de telle sorte à équilibrer le poids de l'ensemble. Ainsi, deux ressorts de compression (23) réglables sont solidarisés au chariot (21) à chacune de ses extrémités pour équilibrer l'ensemble du chariot et de ses équipements. Ce dispositif procure de plus une sécurité contre la chute du chariot en cas de défaillance du 20 système électrique.

Là encore, est solidarisé au chariot (21) un porte capteur (24) intégrant un capteur de force proprement dit d'un type analogue à celui associé au chariot inférieur (10) et permettant de déterminer en coopération avec ce dernier la contrainte et donc la pression 25 exercée au niveau du matériau pulvérulent, et corollairement le déplacement dudit poinçon inférieur.

Cette première forme de réalisation correspond à un mode simplifiée de l'installation de l'invention. Elle met en oeuvre le principe essentiel visée par l'invention, à savoir la 30 compression du matériau pulvérulent par le bas, avantageusement associée à un système de freinage tout particulièrement novateur au regard de l'état antérieur de la technique. Dans cette configuration, le poinçon inférieur (7) permet d'assurer les phases de remplissage/dosage, de par sa course libre, et de compression. 2951989 - 12 - Les figures 3 et 4 sont des vues analogues aux figures 1 et 2, à la réserve près que le déplacement du poinçon supérieur (8) est, dans ce mode de réalisation particulier, également réalisé par une vis à billes ou à rouleaux satellites du type de la vis (13) animant en translation le poinçon inférieur. Cette réalisation plus couteuse apporte de 5 nombreux avantages en termes de contrôle et de simulation de presses de production aux déplacements symétriques.

A cet effet, cette vis (non représentée pour ne pas surcharger la figure) est animée en rotation par le biais d'un moteur électrique brushless (25) actionnant une poulie (26) par 10 le biais d'une courroie crantée (27).

L'avantage de l'actionnement du poinçon inférieur et du poinçon supérieur par une vis à billes ou à rouleaux réside dans le fait qu'on se rapproche davantage de la simulation des presses dites rotatives. En effet, sur de telles presses rotatives, la compression se fait 15 simultanément par les poinçons inférieur et supérieur. Dans l'invention, le fait de mettre en oeuvre une vis motorisée pour assurer le déplacement du poinçon inférieur et du poinçon supérieur permet de se situer dans la même configuration et de disposer des mêmes mouvements qu'une presse rotative.

20 En combinant le contrôle précis en force résultant de la mise en oeuvre de vis à billes ou à rouleaux, la programmation du moteur brushless à l'aide d'un variateur, et l'analyse et l'anticipation de l'évolution dans le temps de la force exercée lors de la compression et/ou du déplacement des poinçons que permettent de réaliser les éléments de mesure (capteurs de force et de déplacement), les modèles mis en oeuvre par l'installation de l'invention 25 selon la seconde forme de réalisation décrite peuvent soit simuler complètement le comportement des machines de production industrielle (traditionnellement contrôlées en déplacement sur les presses rotatives), soit comprimer en utilisant la force comme seul élément de contrôle afin d'avoir une densité du comprimé indépendante des variations inhérentes au remplissage. Ces résultats sont particulièrement novateurs et apportent de 30 nombreux avantages en termes de développements, d'aide à la production d'obtention de comprimés et de leur caractéristique sans perte de poudre initiale. 2951989 - 13 - En outre, le mouvement des poinçons inférieur et supérieur sont contrôlés en position ou en force ou alternativement en position et en force au moyen d'un asservissement extérieur électronique, favorisant la simulation. La simulation de machine rotative de production utilisant ces deux principes de contrôle est alors possible. 5 On a représenté en relation avec la figure 7 la coopération des poinçons inférieur (7) et supérieur (8) avec la matrice (9). La matrice est amovible, et est reçu dans un outil porte-matrice (29) solidarisé à la table (5). Les poinçons, respectivement inférieur (7) et supérieur (8) sont quant à eux reçus chacun dans un adaptateur, respectivement inférieur 10 (46) et supérieur (47), permettant leur interchangeabilité en fonction des dimensions de la matrice mise en oeuvre.

On a représenté en relation avec les figures 8 et 9 le système d'alimentation de la matrice en matériau pulvérulent. Le fond de la figure représente la table (5) précitée. Celle-ci 15 comporte un orifice traversant (30) en communication avec l'extrémité supérieure de la matrice, au sein de laquelle sont destinés à venir coopérer respectivement les poinçons inférieur (7) et supérieur (8). On observe dans le cas présent la présence d'un carrousel constitué de trois bras radiaux (31), présentant entre eux deux à deux un angle de 120°, et solidarisés à un plateau rotatif (32). Ce dernier est mu en rotation par un moteur électrique 20 (33) (voir figure 10) par l'intermédiaire d'une courroie crantée (34) coopérant avec une poulie (35) solidaire d'un axe (36), lui-même solidaire au plateau (32).

Chacun de ces bras (31) est pourvu au voisinage de son extrémité libre d'une trémie partielle (37), associée (voir figure 9) avec une trémie proprement dite (38) apte à 25 favoriser l'introduction du matériau pulvérulent.

La présence de ces trois bras et corollairement de ces trois trémies d'alimentation (38) a pour vocation de permettre la réalisation de produits solides multicouches en l'espèce tri-couches avec compression intermédiaire pour tassage de chacune des couches A également été représenté sur les figures 8 et 9 l'organe de sélection et d'évacuation (40) des comprimés une fois réalisés. Il s'agit en l'espèce d'une platine rotative (41) munie d'un alésage (42) susceptible d'être motorisée selon un mode pas à pas afin de faire 30 2951989 - 14 - coïncider l'alésage (42) avec deux trémies d'évacuation représentées sur la figure 13, respectivement une trémie correspondant au produit satisfaisant aux prescriptions requises en termes de compression et une autre trémie pour le rebus. La rotation de la platine (41) dépend de la pression détectée ou de l'épaisseur mesurée lors de la phase de compression 5 par les capteurs mentionnés précédemment.

Les bras (31), aussi dénommés sabots, remplissent également la fonction d'arasage en matériau pulvérulent. De fait, et ainsi que l'on peut bien l'observer sur les figures 1 à 4 notamment, ils sont en contact avec la table (5).

Ils assurent également une fois le comprimé réalisé et éjecté hors de la matrice par le poinçon inférieur (7), le transfert dudit comprimé au niveau de l'organe d'évacuation (40). Ce faisant, les orifices (42) et l'orifice (30) sont situés sur un même cercle dont le centre est constitué par l'axe de rotation du plateau (32). On a représenté en relation avec la figure 10b la motorisation dudit plateau (32).

Selon un premier mode d'alimentation, dit à alimentation forcée, et plus particulièrement représenté en relation avec les figures 1la et llb, le produit pulvérulent ou la poudre 20 débouchant de la trémie (38) est acheminé par une pale ou palette rotative (50) au niveau de l'orifice (30) afin d'assurer une véritable alimentation de la matrice, ladite pale ou palette étant positionnée à l'extrémité inférieure de la trémie (38).

Cette palette rotative (50) est mue en rotation par un axe (51), lui-même mu en rotation 25 par une courroie (52) coopérant avec une poulie de renvoi (53), dont la rotation est assurée par un axe (54) associé à un galet (55). Ce galet (55) est actionné en rotation par coopération avec un autre galet (56), qualifié de galet menant, typiquement réalisé en polyuréthane, et donc à fort coefficient de friction, mu par un motoréducteur (57) (voir figures 9a et 9b). Plus spécifiquement, cette rotation n'intervient que lorsque la trémie 30 correspondante est à l'aplomb de l'orifice (30). L'axe du galet menant (56) est excentré ce qui permet un contact avec le galet (55) que sur un secteur d'angle d'environ 60° dans cette réalisation lorsque le bras se trouve au-dessus de la matrice. 10 15 2951989 - 15 - En d'autres termes, la palette est limitativement mue en rotation lorsque le bras (31) correspondant, auquel elle est solidarisée, est positionné à l'aplomb de l'orifice supérieur de la matrice (9).

5 Selon un second mode d'alimentation, il peut être choisi une alimentation en produit pulvérulent par simple gravité au moyen d'une trémie de facture classique, représentée au sein des figures 12a et 12b.

On conçoit tout l'intérêt de l'installation conforme à l'invention. Tout d'abord, et 10 notamment en relation avec les figures 1 et 2, on appréhende facilement la simplicité technologique de cette installation par la mise en oeuvre d'une seule compression par le bas et non par le double actionnement des poinçons inférieur et supérieur, puisqu'aussi bien dans cette forme de réalisation, le poinçon supérieur ne remplit, comme déjà dit, qu'une fonction de contre-réaction. 15 On conçoit également l'intérêt du guidage des chariots respectivement supérieur et inférieur au niveau de colonnes de guidage latérales permettant de s'affranchir de tout système de guidage des poinçons proprement dits, délicat à mettre en oeuvre. Ainsi, un simple réglage par construction permet ensuite de s'affranchir de tout réglage du guidage 20 du ou des poinçons au niveau de la matrice.

Au surplus, en raison du système d'alimentation décrit et notamment d'un carrousel trois bras, il devient possible de manière aisée de réaliser des produits solides monocouches, bicouches ou tricouches, ce que l'on ne savait faire efficacement et simplement à ce jour, 25 notamment avec compression intermédiaire de chacune des couches.

Ainsi donc, pour procéder à la réalisation d'un tel produit solide multicouche, on remplit les trois trémies des différents matériaux pulvérulents à mettre en oeuvre.

30 On positionne la première trémie à l'aplomb de la matrice afin de permettre son remplissage avec le premier desdits matériaux pulvérulents. 2951989 - 16 - On soumet le carrousel à une rotation en vue de permettre d'une part, l'arasage de la matrice et donc l'évacuation du matériau pulvérulent en excès, et d'autre part une première compression, par libération de l'accès de la matrice au poinçon supérieur afin de réaliser cette première compression. Le poinçon supérieur prend ainsi sa position stable basse à l'intérieur de la matrice (maximum 8mm). Cette position est prédéfinie par des rondelles ou inserts qui sont montés lors de la réalisation de l'installation.

10 Une nouvelle rotation imprimée au carrousel permet de positionner à l'aplomb de la matrice le second sabot ou trémie pour assurer l'alimentation par gravité ou forcée de ladite matrice avec le second matériau pulvérulent. Une nouvelle rotation du carrousel assure un nouvel arasage de la matrice et l'évacuation du second matériau pulvérulent excédentaire, et libère l'accès de la matrice au poinçon supérieur et la réalisation d'une 15 nouvelle étape de compression.

Enfin, une nouvelle rotation du carrousel permet l'introduction du matériau pulvérulent de troisième type au sein de la matrice dont la rotation assure l'arasement et la libération de l'accès du poinçon supérieur et ainsi assurer une troisième compression pour aboutir 20 au produit fini.

On soumet le carrousel à une nouvelle rotation afin de libérer l'accès à la matrice, le poinçon inférieur assurant l'éjection du produit fini au niveau de l'organe d'évacuation.

25 A tout moment, les capteurs mesurent force et déplacement, ainsi que d'autres paramètres. La mesure de sélection s'effectue lors de la compression finale. C'est à ce moment que le système déclare le comprimé conforme ou rebuté, et induit son évacuation dans l'une des deux trémies (61, 62).

30 L'organe d'évacuation est mu en rotation au moyen d'un moteur électrique (60), afin de placer l'alésage (42) dont il est muni à l'aplomb de l'une (61) ou l'autre (62) des trémies d'évacuation des produits solides finis, en fonction de la sélection réalisée. 5

Claims (14)

1. REVENDICATIONS1. Installation pour la réalisation d'un produit solide à partir d'un ou de plusieurs matériaux pulvérulents, comprenant : • des moyens d'alimentation (31, 32, 38) en matériau(x) pulvérulent(s) ; • une matrice (9) de réception dudit ou desdits matériaux pulvérulents, et de conformation du produit solide à réaliser, solidarisée avantageusement réversiblement à une table porte-matrice (5) solidaire du bâti de l'installation ; • un poinçon supérieur (8) et un poinçon inférieur (7), animés d'un mouvement en translation, aptes à coopérer entre eux au niveau de ladite matrice (9) afin d'assurer la compression du ou des matériaux pulvérulents et la réalisation du produit solide ; caractérisée en ce que le poinçon inférieur (7) au moins est animé d'un mouvement de translation au niveau de la matrice au moyen d'une vis à billes ou à rouleaux (13) actionnée par un moteur électrique.
2. 2. Installation pour la réalisation d'un produit solide à partir d'un ou de plusieurs matériaux pulvérulents selon la revendication 1, caractérisée en ce que le poinçon inférieur (7) est associé à un chariot inférieur (10), mobile en translation et guidé au niveau de colonnes de guidage à billes (11, 12) montées au sein du bâti de l'installation.
3. 3. Installation pour la réalisation d'un produit solide à partir d'un ou de plusieurs matériaux pulvérulents selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le poinçon inférieur (7) est couplé à un frein, apte à limiter sa course en direction du bas afin de conserver le contact dudit poinçon avec le matériau pulvérulent présent dans la matrice lors de la réalisation de produits solides multicouches, et corollairement, afin de ne pas engendrer de compression additionnelle lors du déplacement dans la matrice des différents amalgames de produit pulvérulent lors des phases intermédiaires de remplissage pour chaque couche de produit . 2951989 - 18 -
4. 4. Installation pour la réalisation d'un produit solide à partir d'un ou de plusieurs matériaux pulvérulents selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le poinçon supérieur (8) n'est mobile en translation qu'entre deux positions, respectivement haute et basse, au moyen d'un système de type bielle ûmanivelle 5 (20), la position haute étant mise en oeuvre lorsque l'on procède à l'alimentation de la matrice avec le ou les matériaux pulvérulents et lors de l'éjection du produit solide hors de la matrice, et la position basse étant mise en oeuvre lors des phases de compactage du produit pulvérulent. 10
5. 5. Installation pour la réalisation d'un produit solide à partir d'un ou de plusieurs matériaux pulvérulents selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le poinçon supérieur (8) est également animé d'un mouvement de translation par le biais d'un système vis à billes ou à rouleaux, actionnée également par un moteur électrique. 15
6. 6. Installation pour la réalisation d'un produit solide à partir d'un ou de plusieurs matériaux pulvérulents selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le ou les moteurs électriques actionnant la ou les vis à billes ou à rouleaux sont de type brushless et sont couplés à un variateur programmable, de telle sorte à contrôler 20 et synchroniser le déplacement du poinçon inférieur (7) et, le cas échéant du poinçon supérieur (8).
7. 7. Installation pour la réalisation d'un produit solide à partir d'un ou de plusieurs matériaux pulvérulents selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que 25 le support des poinçons inférieur (7) et supérieur (8) intègre un capteur de force permettant de mesurer le taux de compression exercée et de procéder au réglage de l'installation.
8. 8. Installation pour la réalisation d'un produit solide à partir d'un ou de plusieurs 30 matériaux pulvérulents selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un ou plusieurs capteurs de mesure linéaire du déplacement des poinçons, destinés à déterminer la position respective des poinçons 2951989 - 19 - inférieur et supérieur, et corollairement la hauteur de remplissage de la matrice en matériau pulvérulent et l'épaisseur du produit solide réalisé.
9. 9. Installation pour la réalisation d'un produit solide à partir d'un ou de plusieurs 5 matériaux pulvérulents selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisée en ce que le mouvement des poinçons inférieur et supérieur sont contrôlés en position ou en force ou alternativement en position et en force au moyen d'un asservissement extérieur électronique. 10
10. 10. Installation pour la réalisation d'un produit solide à partir d'un ou de plusieurs matériaux pulvérulents selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le moyen d'alimentation en matériau pulvérulent est constitué d'un carrousel mu en rotation comprenant trois bras radiaux (31) au dessus et en contact avec la table porte-matrice (5), chacun des bras (31) du carrousel étant muni au voisinage de son 15 extrémité libre, d'un orifice traversant (30) susceptible de coïncider avec ladite matrice (9), lesdits bras faisant également fonction d'arasage après remplissage de la matrice en question par le matériau pulvérulent.
11. 11. Installation pour la réalisation d'un produit solide à partir d'un ou de plusieurs 20 matériaux pulvérulents selon la revendication 10, caractérisée en ce que chacun des bras (31) du carrousel est associé à une trémie (38) recevant un matériau pulvérulent.
12. 12. Installation pour la réalisation d'un produit solide à partir d'un ou de plusieurs 25 matériaux pulvérulents selon l'une des revendications 10 et 11, caractérisée en ce que le moyen d'alimentation en produit pulvérulent comporte un organe d'alimentation forcée de la matrice (9) en produit pulvérulent, constitué d'une pale ou palette rotative (50) positionnée à l'extrémité inférieure de la trémie (38) et limitativement mue en rotation lorsque le bras (31) correspondant est positionné à 30 l'aplomb de l'orifice supérieur de la matrice (9). 2951989 - 20 -
13. 13. Installation pour la réalisation d'un produit solide à partir d'un ou de plusieurs matériaux pulvérulents selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un organe d'évacuation (40) des produits solides intégré au sein de la table porte-matrice (5). 5
14. 14. Installation pour la réalisation d'un produit solide à partir d'un ou de plusieurs matériaux pulvérulents selon la revendication 13, caractérisée en ce que l'organe d'évacuation des produits solides est constitué d'un disque rotatif (41) muni d'un alésage (42) susceptible de communiquer avec au moins une trémie d'évacuation 10 (61, 62) des produits solides.