EP0417406B1 - Rundlauf-Tablettiermaschine - Google Patents

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EP0417406B1
EP0417406B1 EP90111313A EP90111313A EP0417406B1 EP 0417406 B1 EP0417406 B1 EP 0417406B1 EP 90111313 A EP90111313 A EP 90111313A EP 90111313 A EP90111313 A EP 90111313A EP 0417406 B1 EP0417406 B1 EP 0417406B1
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EP
European Patent Office
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tabletting machine
punches
machine according
cam ring
guided
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP90111313A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP0417406A3 (en
EP0417406A2 (de
Inventor
Jürgen Dipl.-Ing. FH. Hinzpeter
Ulrich Zeuschner
Hans-Joachim Dipl.-Ing. Fh. Pierags
Kurt Dipl.-Ing. Fh. Marquardt
Ulrich Arndt
Günter Harten
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fette GmbH
Original Assignee
Wilhelm Fette GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/005—Control arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/0094—Press load monitoring means

Definitions

  • the invention relates to a rotary tableting machine with a die plate rotatably mounted in a housing and connected to a drive shaft, in which upper and lower punches are guided, the position of which is controlled by annular curves when the die plate rotates.
  • They are designed as cam rings, each of which is provided with an annular groove in the manner of a control cam in which the stamp heads are guided.
  • the cam rings and control cams are used to move the individual punches up and down in the guides of a rotor, that is to say in their axial direction, when a die disk rotates. These movements However, they are stiff when the stamps and their stamp guides are dusty due to the press material to be pressed by the stamps. Lubricants, which are used for smooth movement of the punches, also contribute to such contamination.
  • the object of the invention is to provide an arrangement which makes it possible to continuously reduce the frictional resistance of the punches during the rotation of a die plate to be able to determine in order to be able to take appropriate measures, such as for example a lubricant supply, in good time with a relatively high frictional resistance and thus to improve the operational safety of the machine with little effort.
  • the upper punches are guided in a cam ring which is rotatably mounted to the housing and the drive shaft and is connected to a measuring device for its torque.
  • the invention is therefore based on the knowledge that the greater the friction of the punches in their guides, the greater the forces exerted by the punches when they rotate on the guides or directly on the cam rings, in particular also in their bores intended for axial guidance in the rotor. These forces and thus the frictional resistance that the punches have to overcome during their movements can be measured as the torque of the cam ring when it is rotatably mounted.
  • the cam ring can be connected to an inner support ring which is roller-mounted on the drive shaft and carries a lever arm which is connected to a load cell.
  • the lever arm is also arranged, for example, directly on the cam ring can be. Rather, the decisive factor is that the cam ring itself is easily rotatable on the one hand relative to the housing, and on the other hand is rotatably mounted with respect to the drive shaft so that it is not carried along by it, but solely through the influence of the frictional forces.
  • the solution according to the invention can also be used in the same way for the lower punches.
  • the upper punches normally have to be driven with very little lubrication in order to avoid that the material to be pressed below the upper punches is contaminated by lubricants, the measurement of the friction of the upper punches is of relatively greater importance compared to the lower punches.
  • the solution according to the invention has the particular advantage that the frictional resistance is measured not only at a specific point on a control curve or the continuous curve in order to measure the stiffness of individual stamps, but across the entire curve. It is possible to electronically evaluate the measured torque using a computer and to control the lubricant supply to the punches as a function of the measurement results obtained.
  • the rotary tablet machine shown in the drawing has a rotatable driven die plate 2 which is connected to a drive shaft 4.
  • the die plate 2 is provided with a plurality of dies not shown in the drawing, which are arranged evenly distributed over the circumference.
  • compressed material from tablets with lower punches and upper punches 12 is pressed together.
  • the upper punches are guided axially adjustable in bores 10 which are located in a rotor 6 which is connected to the drive shaft 4 by a driver 8.
  • a cam ring 14 is provided, which has an annular groove 16, which is effective as a control curve for the stamp heads 18 and the stamp 12.
  • the cam ring 14 is designed as a partial ring, as can be seen in FIG. 2.
  • the pre-printing station with the pre-pressure roller 36 and the main printing station with the main pressure roller 38.
  • the compression material 36 is pressed first by the pre-pressure roller 36 and then by the main pressure roller 38.
  • the die plate 2 with the rotor 6 and the punches 12 rotate in the guides 10 according to the arrow 32 in FIG. 2 counterclockwise.
  • the cam ring 14 is connected by screws 20 to a support ring 22 which is roller-mounted on the drive shaft 4 by a bearing 24.
  • This support ring carries a lever arm 26 which extends radially outward beyond the cam ring 14 and interacts with a load cell 28 which is mounted on a stationary housing part 30.
  • the lever arm 26 is connected to the support ring 22 with screws 34.
  • stamp If a stamp is subjected to greater friction during its movement, a force has to be exerted to overcome the resistance, which is symbolically represented in FIG. 2 by the arrow 40.
  • the sum of the resistance forces of all stamps which have to be overcome when the stamp is moved Stamp during the rotation of the die plate 2 acts as a torque via the lever 26 on the load cell 28. Via this load cell, the frictional resistance can thus be measured, namely continuously over the entire course of the curve of the annular groove 16 or control curve and the guide bores 10, within which the stamp 12 move as it rotates.
  • the measurement result to be determined continuously can be used, among other things, for controlling the supply of lubricants, in particular for the bores 10 of the rotor 6, but also for the supply of lubricants for the heads 18 of the stamps 12.
  • the load cell 28 has, for example, a known strain gauge for this purpose, which outputs a signal to an amplifier 44 for the purpose of further electronic evaluation.
  • the load cell 28 thus corresponds in principle to a known Wheatstone bridge 42. According to FIG. 3, the amplifier sends the signal to an analog-to-digital converter 46, which inputs the digital result into a computer 48, in which an evaluation takes place.
  • a signal can be triggered via the computer 48 via a signal transmitter 50, for example, in such a way that lubricants are added or, for example, the machine is stopped for the purpose of cleaning.
  • a signal transmitter 50 for example, in such a way that lubricants are added or, for example, the machine is stopped for the purpose of cleaning.
  • an alarm system of an optical or acoustic type There is also the possibility of triggering an alarm system of an optical or acoustic type.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Rundlauf-Tablettiermaschine mit einer in einem Gehäuse drehbar gelagerten und mit einer Antriebswelle verbundenen Matrizenscheibe, in der Ober- und Unterstempel geführt sind, die in ihrer Stellung beim Umlauf der Matrizenscheibe durch ringförmige Kurven gesteuert werden. Sie sind ausgebildet als Kurvenringe, die jeweils mit einer Ringnut in der Art einer Steuerkurve versehen sind, in der die Stempelköpfe geführt sind. Die Kurvenringe und Steuerkurven dienen dazu, die einzelnen Stempel beim Umlauf einer Matrizenscheibe höhenmäßig in den Führungen eines Rotors, das heißt in ihrer axialen Richtung auf und ab zu bewegen. Diese Bewegungen sind jedoch schwergängig, wenn die Stempel und ihre Stempelführungen verstaubt sind durch das von den Stempeln zu pressende Pressmaterial. Zu derartigen Verschmutzungen tragen daneben auch Schmiermittel bei, die eingesetzt werden für eine leichtgängige Bewegung der Stempel.
  • In Abhängigkeit von dem Ausmaß der Verschmutzung der Führungen und der Stempel steht die stärke der Reibung der Stempel in ihren Führungen und damit die Belastung der Stempel und die Sicherheit des Betriebes der Tablettiermaschine. Zweckmäßig ist es deshalb, fortlaufend das Ausmaß der Reibung der Stempel zu überwachen, um in Abhängigkeit von den dabei gewonnenen Ergebnissen die Zufuhr von Schmiermitteln insbesondere für die Oberstempel zu steuern. Derartiges gilt zwar grundsätzlich auch für die Unterstempel, wenngleich diese im allgemeinen nicht so stark Verschmutzungen ausgesetzt sind und die Schmierung der Unterstempel einfacher ist, weil nicht die Gefahr besteht, daß bei einer hohen Schmiermittelzufuhr das zu verpressende Gut von den Schmiermitteln durchsetzt wird, wie es der Fall ist, wenn die Oberstempel zu stark geschmiert werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zu schaffen, die es erlaubt, fortlaufend den Reibungswiderstand der Stempel beim Umlauf einer Matrizenscheibe feststellen zu können, um bei verhältnismäßig hohem Reibungswiderstand geeignete Maßnahmen, wie beispielsweise eine Schmiermittelzufuhr rechtzeitig ergreifen zu können und damit unter geringem Aufwand die Betriebssicherheit der Maschine zu verbessern.
  • Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß die Oberstempel in einem Kurvenring geführt sind, der zu dem Gehäuse und der Antriebswelle drehbeweglich gelagert ist und mit einer Meßeinrichtung für sein Drehmoment verbunden ist. Die Erfindung geht damit von der Erkenntnis aus, daß die Kräfte, die von den Stempeln bei ihrem Umlauf auf die Führungen beziehungsweise unmittelbar auf die Kurvenringe ausgeübt werden um so größer sind, je stärker die Reibung der Stempel in ihren Führungen ist, und zwar insbesondere auch in ihren für die axiale Führung vorgesehenen Bohrungen im Rotor ist. Diese Kräfte und damit der Reibungswiderstand, den die Stempel bei ihren Bewegungen überwinden müssen, lassen sich messen als Drehmoment des Kurvenringes, wenn dieser verdrehbar gelagert ist. Dafür kann der Kurvenring mit einem innenliegenden Tragring verbunden sein, der auf der Antriebswelle wälzgelagert ist und einen Hebelarm trägt, der an eine Kraftmeßdose angeschlossen ist. Es versteht sich jedoch, daß der Hebelarm beispielsweise auch unmittelbar an dem Kurvenring angeordnet sein kann. Entscheidend ist somit vielmehr, daß der Kurvenring selber einerseits zum Gehäuse leicht verdrehbar ist, andererseits gegenüber der Antriebswelle drehbar gelagert ist, so daß er nicht von dieser mitgenommen wird, sondern allein durch den Einfluß der Reibungskräfte.
  • Grundsätzlich läßt sich die erfindungsgemäße Lösung auch in gleicher Art und Weise bei den Unterstempeln anwenden. Da aber die Oberstempel im Normalfall mit sehr geringer Schmierung gefahren werden müssen, um zu vermeiden, daß das Pressgut unterhalb der Oberstempel durch Schmiermittel verunreinigt wird, hat die Messung der Reibung der Oberstempel eine verhältnismäßig größere Bedeutung im Vergleich zu den Unterstempeln.
  • Gegenüber bekannten Anordnungen hat die erfindungsgemäße Lösung den besonderen Vorteil, daß eine Messung des Reibungswiderstandes nicht nur an einer bestimmten Stelle einer Steuerkurve beziehungsweiwse des durchgehenden Kurvenzugs erfolgt, um die Schwergängigkeit einzelner Stempel zu messen, sondern über den gesamten Kurvenzug hinweg. Dabei besteht die Möglichkeit, das gemessene Drehmoment über einen Rechner elektronisch auszuwerten und in Abhängigkeit der dabei gewonnenen Meßergebnisse die Schmiermittelzufuhr der Stempel zu steuern.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und seiner weiteren Ausgestaltungen sind nachstehend unter Bezugnahme auf eine Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1:
    Eine Rundlauf-Tablettiermaschine in der Seitenansicht, teilweise im Schnitt.
    Fig. 2:
    Die Draufsicht auf eine Rundlauf-Tablettiermaschine in schematischer Darstellung und
    Fig. 3:
    Ein Blockschaltbild für die Auswertung von Meßergebnissen.
  • Die in der Zeichnung wiedergegebene Rundlauf-Tablettiermaschine besitzt eine drehbare angetriebene Matrizenscheibe 2, die mit einer Antriebswelle 4 verbunden ist. Die Matrizenscheibe 2 ist mit einer Vielzahl von in der Zeichnung nicht wiedergegebenen Matrizen versehen, die gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet sind. In diesen Matrizen erfolgt ein Zusammenpressen von Pressmaterial von Tabletten mit Unterstempeln sowie Oberstempeln 12. Die Oberstempel sind axial verstellbar in Bohrungen 10 geführt, die sich in einem Rotor 6 befinden, der durch einen Mitnehmer 8 mit der Antriebswelle 4 verbunden ist.
  • Für die höhenmäßige Verstellung der Oberstempel 12 bei ihrem Umlauf ist ein Kurvenring 14 vorgesehen, der eine ringförmige Nut 16 aufweist, die als Steuerkurve für die Stempelköpfe 18 und die Stempel 12 wirksam ist.
  • Der Kurvenring 14 ist als Teilring ausgebildet, wie der Figur 2 zu entnehmen ist. In dem Zwischenraum zwischen den beiden Enden des Kurvenrings 14 befinden sich die Vordruckstation mit der Vordruckrolle 36 sowie die Hauptdruckstation mit der Hauptdruckrolle 38. An diesen beiden Stationen erfolgt zunächst durch die Vordruckrolle 36 und danach durch die Hauptdruckrolle 38 ein Zusammenpressen des Pressmaterials zu Tabletten. Dafür rotieren die Matrizenscheibe 2 mit dem Rotor 6 und den Stempeln 12 in den Führungen 10 entsprechend dem Pfeil 32 in der Figur 2 gegen den Uhrzeigersinn.
  • Bei der fortlaufenden Auf- und Abwärtsbewegung der Stempel 12 in den Bohrungen 10 und dem fortlaufenden Gleiten der Stempelköpfe 18 in der Ringnut 16 sind Reibungskräfte zu überwinden, die insbesondere auf Verschmutzungen durch Pressgut, gegebenenfalls aber auch Schmiermittel in den Führungen beruhen. Um das Ausmaß dieser Reibungswiderstände fortlaufend messen zu können, ist der Kurvenring 14 durch Schrauben 20 mit einem Tragring 22 verbunden, der auf der Antriebswelle 4 durch ein Lager 24 wälzgelagert ist. Dieser Tragring trägt einen Hebelarm 26, welcher sich radial nach außen über den Kurvenring 14 hinaus erstreckt und mit einer Kraftmeßdose 28 zusammen wirkt, die an einem ortsfesten Gehäuseteil 30 gelagert ist. Der Hebelarm 26 ist dafür mit Schrauben 34 mit dem Tragring 22 verbunden.
  • Wird ein Stempel bei seiner Bewegung einer stärkeren Reibung ausgesetzt, so ist für die Überwindung des Widerstandes eine Kraft auszuüben, die in der Figur 2 symbolisch dargestellt ist durch den Pfeil 40. Die Summe der Widerstandkräfte aller Stempel, die zu überwinden sind bei der Bewegung der Stempel während der Rotation der Matrizenscheibe 2 wirkt sich aus als Drehmoment über den Hebel 26 auf die Kraftmeßdose 28. Über diese Kraftmeßdose läßt sich damit der Reibungswiderstand messen, und zwar fortlaufend über den gesamten Kurvenverlauf der Ringnut 16 beziehungsweise Steuerkurve sowie der Führungsbohrungen 10, innerhalb derer sich die Stempel 12 bei ihrem Umlauf bewegen.
  • Das fortlaufend festzustellende Meßergebnis läßt sich ausnutzen unter anderem für die Steuerung der Zufuhr von Schmiermitteln insbesondere für die Bohrungen 10 des Rotors 6 wie aber auch für die Zufuhr von Schmiermitteln für die Köpfe 18 der Stempel 12. Die Kraftmeßdose 28 besitzt dafür beispielsweise einen bekannten Dehnungsmeßstreifen, der ein Signal abgibt an einen Verstärker 44 zum Zwecke einer weiteren elektronischen Auswertung. Die Kraftmeßdose 28 entspricht damit im Prinzip einer bekannten Wheatstoneschen-Brücke 42. Entsprechend Figur 3 wird vom Verstärker das Signal gegeben auf einen Analog-Digital-Wandler 46, der das digitale Ergebnis in einen Rechner 48 eingibt, in dem eine Auswertung erfolgt. Über den Rechner 48 kann bei Überschreiten eines einstellbaren Meßwertes ein Signal ausgelöst werden über einen Signalgeber 50, und zwar beispielsweise dahingehend, daß eine Zugabe von Schmiermitteln erfolgt oder beispielsweise eine Stillsetzung der Maschine zum Zwecke der Reinigung. Daneben besteht die Möglichkeit, eine Alarmanlage optischer oder akustischer Art auszulösen.

Claims (6)

  1. Rundlauf-Tablettiermaschine mit einer in einem Gehäuse drehbar gelagerten, mit einer Antriebswelle verbundenen Matrizenscheibe, in der Ober- und Unterstemepel geführt sind, deren Stellung beim Umlauf der Matrizenscheibe durch ringförmige Kurven gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberstempel (12) in einem Kurvenring (14) geführt sind, der zu dem Gehäuse (30) und der Antriebswelle (4) drehbeweglich gelagert ist und mit einer Meßeinrichtung (28, 42) für sein Drehmoment verbunden ist.
  2. Tablettiermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurvenring (14) mit einem innenliegenden Tragring (22) verbunden ist, der auf der Antriebswelle (4) wälzgelagert ist.
  3. Tablettiermaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragring (22) einen Hebelarm (26) trägt, der an eine Kraftmeßdose (28) angeschlossen ist.
  4. Tablettiermaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmeßdose (28) mit einer Wheatstoneschen-Brücke (42) versehen ist.
  5. Tablettiermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebelarm (26) hinter der Hauptdruckrolle (38) radial über den Kurvenring (14) nach außen hinaus vorstehend angeordnet ist.
  6. Tablettiermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gemessene Drehmoment über einen Rechner (48) elektronisch ausgewertet wird für die Steuerung der Schmiermittelzufuhr der Oberstempel (12).
EP90111313A 1989-09-09 1990-06-15 Rundlauf-Tablettiermaschine Expired - Lifetime EP0417406B1 (de)

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