DE1627966B2 - Pulver- und tablettenpresse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Pulver- oder Tablettenpresse mit Matrizendrehtisch und je Matrize einem mit dem Tisch mitlaufenden Ober- und einem Unterstempel, die beim Durchgang der Matrize zwischen einem Paar drehbarer Druckrollen in die Matrize gepreßt werden, während die Stempelköpfe außerhalb des Bereichs der Druckrollen etwa durch Führungsschienen auf- und abbewegt werden.

Es ist bekannt, Tabletten in Maschinen herzustellen, die mit Stempeln und Matrizen ausgerüstet sind. Diese Matrizen befinden sich in einem Block, der die Form eines Drehtisches haben kann. Das Material, das in die Matrizen eingefüllt wird, wird durch Ober- und Unterstempel verdichtet, die in bekannten Maschinen durch Steuerkurven so gesteuert werden, daß eine äußerst gleichförmige Verdichtung der Preßlinge in den Matrizen erreicht wird. Es ist weiter bekannt, nach einer Anfangsbewegung der Stempel, die Ober- und Unterstempel eine zeitlang in der Stellung festzuhalten, in der diese die Preßlinge maximal verdichten.

Ferner ist es bereits bekannt, mehrere Paare von Druckrollen vorzusehen. Schließlich wurden auch schon mehrere Matrizenbahnen verwendet.

In bekannten Tablettenpressen wird die Verdichtungsgeschwindigkeit der Stempel so gering wie möglich und die Zeit, während der diese Stempel in der maximalen Verdichtungsstellung verharren, solange wie möglich gehalten. Hierfür wurde zweckmäßig auf die. Stempel nacheinander ein Druck mit mehreren Druckrollen mit gleichen oder verschiedenen Durchmessern oder mit einer ganz bestimmten konturierten Führungsschiene für die Stempel ausgeübt. Es ist jedoch sehr schwierig, mit vielen Druckrollen zu arbeiten, da einerseits der Platz in der Maschine beschränkt ist und andererseits eine größere Abmessung des Drehtisches, der die Matrizenhohlräume enthält, unvermeidlich zu einer unförmigen und unhandlichen Maschine führt. Bei Führung mit einer Führungsschiene werden die Stempel nur durch einen Gleitkontakt geführt und können nicht für eine wirksame Verdichtung herangezogen werden, ohne daß sowohl die Stempelköpfe als auch die Führungsschienen einem starken Verschleiß ausgesetzt werden. Bei Verwendung einer Rolle, die als Zylinder mit achsenparallelen Mantelflächen ausgebildet ist und deren Drehachse senkrecht zu der Drehachse des Drehtisches orientiert ist, erweist es sich zur Führung der Stempel als nachteilig, daß zwischen der Kontaktfläche der Rolle und den Stempelköpfen ein großer Schlupf vorhanden sein kann, der den Verschleiß oder die Abnutzung beider Teile begünstigt. Da dieser Schlupf die übertragung einer großen Querkraft auf die Stempel bewirkt, kann die Preßgeschwindigkeit nur begrenzt erhöht werden, insbesondere, wenn Tabletten hergestellt werden sollen, deren Form nicht kreisförmig ist, z.B. viereckige oder elliptische Tabletten, bei denen die Stempel in den Matrizenhohlräumen sich nicht drehen dürfen.

Die oben geschilderten Nachteile bekannter Tablettenpressen vermeidet die Erfindung dadurch, daß die Druckrollen als Kegelrollen ausgebildet sind, deren Achsen mit der Drehachse des Drehtisches einen Winkel ungleich 90° einschließen, und daß eine Berührung zwischen der Mantelfläche der Kegelrollen und den Stempelköpfen vorgesehen ist. Hierdurch ist es nicht nur möglich, mit größeren Betriebsgeschwindigkeiten als mit den bekannten Tablettenpressen zu arbeiten, sondern der Verschleiß der Stempelköpfe und der Preßrollen wird auch wesentlich verringert. Diese Vorteile werden insbesondere dadurch erreicht, daß die geometrischen ürter, längs denen die Stempel vorgeschoben werden, auf etwa elliptischen Kurven liegen.

An Hand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht der funktionsnotwendigen Teile einer erfindungsgemäß ausgebildeten Tablettenpresse,

F i g. 2 einen vertikalen Schnitt durch den Drehtisch, wobei auch die Stempel und die Kegelrollen ersichtlich sind.

Die Kegelrollen 7,18, deren jeweils auf den Kegelmantelflächen beschriebene Mittelkreise mit dem Radius r in F i g. 1 gestrichelt angedeutet sind, sind auf dem Maschinengestell der Presse angeordnet. Der Durchmesser der Kegelrollen 7, 18 sowie der Neigungswinkel Φ werden so gewählt, daß der Mittelkreis jeder Kegelrolle, auf eine Ebene parallel zu der Oberfläche des Drehtisches projiziert, mit dem Grundkreis J?, längs dem die Stempel vorgeschoben werden, in etwa zusammenfällt, wobei .sich theoretisch die Projektionen der Mittelkreise an den Grundkreis des Drehtisches jeweils möglichst dicht anschmiegen.

Damit möchte man den Schlupf zwischen den Kegelrollen und den Köpfen der Stempel möglichst klein, und die Drehkräfte, die auf die Stempel ausgeübt werden, sowie die Beanspruchung der Stempel in den Matrizenhohlräumen möglichst gering halten. Damit bewirkt man 1. eine Abnahme des Verschleißes an den Kontaktflächen der Kegelrollen und der Stempelköpfe und verhindert 2., daß sich die Matrizenhohlräume verändern; 3. wird die Erzeugung von nicht kreisförmigen Tabletten erleichtert; 4. wird die Drehfrequenz des Drehtisches wesentlich vergrößert, und 5. wird der Stoß, der von den Kegelrollen auf die Stempel ausgeübt wird, wenn diese von der Führungsschiene auf die Mantelfläche während ihres Vorschubs

auftreffen, verringert. Die Summe dieser Wirkungen ermöglicht die Verlängerung der Lebensdauer der Kegelrollen und der Stempel und die Verringerung der Betriebskosten und der auftretenden Geräusche.

In F i g. 2 ist der Drehtisch 1 mit Stempelblöcken 3 und 4 im Schnitt dargestellt. Es ist eine Vielzahl von Matrizenhohlräumen I₁, 2₂, 2₃ ... 2₂₆ (nachstehend werden die Matrizenhohlräume 2 und die Stempel 5 und 6, von links nach rechts, bezogen auf die Zeichnungen mit Indizes bezeichnet) ersichtlich. Es wird hervorgehoben, daß zwei oder mehrere Tablettier- bzw. Matrizenbannen in einem einzigen Maschinengestell vorgesehen sein können.

Zum Zwecke der Darstellung sind sämtliche drehbaren Teile, d. h. Matrizendrehtisch 1 und die oberen und unteren Stempelblöcke 3 und 4 so gezeigt, als ob sie sich kontinuierlich von links nach rechts, wie durch den Pfeil angedeutet, bewegen würden. Diese Teile bewegen sich natürlich gleichmäßig. Die Stempel 5 und 6 rücken deshalb von links nach rechts vor, wobei auf die Stempel 5₂₆ und 6₂₆ rechts außen die Stempel S₁ und O₁ an der linken Seite folgen.

Andererseits sind die obere und die untere Kegelrolle 7 und 18, eine Beschickungsvorrichtung 9, eine Abstreifschaufel 10, eine Ablenkplatte 11 sowie obere und untere Führungsschienen 12 und 13, die in Wirklichkeit ringförmig ausgebildet sind, mit dem festen, nicht gezeigten Maschinengestell verbunden.

An der Stelle, an der die Stempel 6₄ und 6₅ am weitesten unten sind, werden die Matrizenhohlräume 2₄ und 2₅ mit dem zu formenden Stoff, z. B. mit Pulver oder Granulate, gefüllt, die intermittierend durch die Beschickungseinrichtung 9 eingegeben werden.

Das Anheben der Stempel in ihre Stellungen 6₆ und 6₇ wird durch die Führungsschiene 13 bewirkt, die den überschüssigen Teil des eingefüllten Materials über die Oberfläche des Drehtisches 1 ausstößt, so daß dieser Überschuß von der Abstreifschaufel 10 der Beschickungsvorrichtung 9 abgestreift werden kann. Die Stempel, die auf die ursprüngliche Höhe durch die Führungsschiene 13 und eine Hilfsschiene 13' abgesenkt werden, werden bis zur Stellung 6₁₇ weitergeschoben, ohne daß irgendeine axiale Verschiebung während der Drehung des Stempelblockes 4 erfolgt.

Die oberen Stempel 5 hängen mit ihren Köpfen auf der Führungsschiene 12, bis sie in die entsprechenden Stellungen 5₁₇ ... 5₂₂ kommen, in der die Drehung des Stempelblockes 3 den Beginn der Berührung der Stempelköpfe mit der Mantelfläche der Kegelrolle 7 bewirkt. Diese Berührung hat zur Folge, daß die Stempel 5 nach unten gedrückt und mit ihren Preßfiächen in die Matrizenhohlräume 2 eingeführt werden. Dadurch wird ein Verdichtungs- und Formungsdruck auf das zu tablettierende Material 14 ausgeübt. In ähnlicher Weise werden inzwischen die unteren Stempel 6 in den entsprechenden Stellungen 6₁₇ ... 6₂₂ verschoben und arbeiten mit den oberen Stempeln zusammen.

Die oberen Stempel werden dann, bedingt durch die Drehung des Stempelblocks 3, von der Führungsschiene 12 auf die ursprüngliche Höhe angehoben. Die unteren Stempel werden inzwischen weiter durch die Führungsschiene 13 in den Stellungen 6₂₃ ... 6₂₆ angehoben, um das Ausstoßen der geformten Tablette aus dem Matrizenhohlraum 2 zu bewirken. Die Tablette wird dann durch Kontakt mit der Ablenkplatte 11 von der Oberfläche des Drehtisches zu einem Behälter (nicht dargestellt) geleitet.

Die mit der Pulver- oder Tablettenpresse unter Verwendung von Kegelrollen 7,18 nach dieser Erfindung geformten Tabletten sind im wesentlichen frei von überständen und haben im allgemeinen dieselbe Qualität wie Tabletten, die von Maschinen erzeugt werden, welche gerade zylindrische Rollen in zwei Verdichtungsstufen verwenden. Es wurde zwar eine Tablettiermaschine mit nur einem Paar Kegelrollen dargestellt, jedoch können vorteilhaft auch zwei oder mehrere Paare von Rollen in einer Maschine verwendet werden.
Aus Tabelle I ist ein Vergleich zwischen der wirksamen Verdichtungsdauer einer Vorrichtung nach der Erfindung mit Kegelrollen und einer bekannten Vorrichtung mit Zylinderrollen wiedergegeben, wobei die erste Stufe der Zylinderrollen unterschiedliche Abmessungen und die zweite Stufe die gleichen Abmessungen (9 cm) hat.

Tabelle I

Kegelstumpfrolle r = 9 cm	wirksame Ver dichtungsdauer	Zylinderrolle	2. Stufe	wirksame Ver dichtungsdauer
Einstufen verdichtung	(see)	Zweistufen verdichtung		(see)
0	0,069	Rollenradius (cm)	9
	0,072	1. Stufe	9	0,071
70°	0,074	—	9	0,074
60°	0,077	1	9	0,077
55°	0,081	2	9	0,080
50°	0,083	3	9	0,083
44°	0,087	4	9	0,086
41°	0,089	5	9	0,089
37°	0,092	6	9	0,092
35°	0,095	7	0,095
32°		8
30°	9

In Tabelle II ist ein Vergleich der wirksamen Verdichtungsdauern einer Vorrichtung unter Verwendung von zwei Paaren von Kegelrollen nach dieser Erfindung und einer Vorrichtung unter Verwendung von drei oder vier Paaren Zylinderrollen zusammengefaßt.

Tabelle II

Kegelstumpfrolle	wirksame Ver	Zylinderrolle	wirksame Ver
Zweistufen Verdichtung	dichtungsdauer (see)		dichtungsdauer (see)
	0,107		0,095
55 φ	0,113	Stufen der Verdichtung	0,116
60°	0,134	2	0,134
6o 45°	3
30°	4

Die Versuchsergebnisse haben gezeigt, daß, je kleiner der Winkel Φ ist, den jede Kegelrollenachse mit der Drehtischachse einschließt, desto länger ist die wirksame Verdichtungsdauer, und desto kleiner ist die Verdichtungsgeschwindigkeit. Diese Ergebnisse können klar aus Tabelle 1 entnommen werden. Die

wirksame Verdichtungsdauer der Presse mit Kegelrollen, die in einem Winkel von Φ = 30° geneigt sind, hat einen Wert, der etwa gleich der gesamten effektiven Verdichtungsdauer ist, die von einer Presse erwartet wird, die in zwei Stufen gerade zylindrische Rollen mit den gleichen Durchmessern hat. In gleicher Weise kann eine Verdichtungsdauer, die beim Betrieb mit zylindrischen Rollen in vier Stufen erhalten wird, durch Verwendung von Kegelrollen in zwei Stufen erreicht werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Pulver- oder Tablettenpresse mit Matrizen-. drehtisch und je Matrize einem mit dem Tisch mitlaufenden Ober- und einem Unterstempel, die beim Durchgang der Matrize zwischen einem Paar stationärer drehbarer Preßdruckrollen in die Matrize gepreßt werden, während die Stempelköpfe außerhalb des Bereiches der Druckrollen etwa durch Führungsschienen auf- und abbewegt werden, gekennzeichnet durch Kegelrollen (7, 18) als Druckrollen, deren Achsen mit der Drehachse des Drehtisches einen Winkel (Φ) ungleich 90° einschließen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Paare von Kegelrollen (7, 18) auf der Bahn, längs der die Stempel (5, 6) vorrücken, vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Tablettier- bzw. Matrizenbahnen in einem einzigen Maschinengestell vorgesehen sind.