DE69606616T2

DE69606616T2 - Maschine zum Granulieren

Info

Publication number: DE69606616T2
Application number: DE69606616T
Authority: DE
Inventors: Michel Broillet
Original assignee: FREWITT MASCHINENFABRIK AG GRA
Current assignee: FREWITT MASCHINENFABRIK AG GRA
Priority date: 1996-01-19
Filing date: 1996-12-10
Publication date: 2000-06-15
Anticipated expiration: 2016-12-11
Also published as: JPH09192472A; EP0785025A1; JP3390620B2; DE69606616D1; CA2194131A1; US5863004A; CA2194131C; EP0785025B1; ES2143745T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Granuliermaschine gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Eine solche Maschine ist beispielsweise aus US-5'330'113 bekannt. Der Rotor dieser Maschine ist in Lagern gelagert, die im Schutzgehäuse eines Zahnradgetriebes untergebracht sind. Dieses Gehäuse ist unter dem Rotor angeordnet, wobei dieser von einer seitlichen Antriebswelle und den auf der Rotorwelle und der Antriebswelle montierten Kegelrädern angetrieben wird. Die axiale Stellung des Rotors auf seiner Welle, d. h. das Spiel zwischen dem Rotor und dem Sieb kann durch Erhöhung oder Verminderung der Anzahl Unterlagscheiben zwischen dem oberen Ende der Rotorwelle und dem Grund der Rotorbohrung eingestellt werden. Es ist offensichtlich, dass jede Änderung der axialen Stellung des Rotors dessen Demontage von der Welle erfordert, was ausserdem nur bei stillstehender Maschine möglich ist.
US-4 773 599 beschreibt eine Granuliermaschine mit einer Vorrichtung zur Einstellung der axialen Stellung des Rotors und damit des Spiels zwischen dem Rotor und dem Sieb. Die Einstellung erfolgt mittels einer oberhalb des Rotors und des Siebs zugänglichen Scheibe, wobei die Scheibe, die Rotorachse und die Lager des Rotors einen in-line-Betrieb verunmöglichen, da sie oberhalb des Rotors angeordnet sind.
Ein erstes Ziel vorliegender Erfindung besteht darin, diese Nachteile zu beheben, Zu diesem Zweck ist der Rotor mit seiner Welle axial verstellbar durch eine Einstellvorrichtung, welche unter dem Rotor und dem Sieb auf die Rotorwelle wirkt. Vorzugsweise wirkt diese Einstellvorrichtung auf das Lager des axial verschiebbaren Rotors.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Maschine besteht darin, dass die Kegelräder, welche die Drehung der Antriebswelle auf die Rotorwelle übertragen, im Ölbad gelagert sein müssen, was eine absolute Dichtheit des Gehäuses erfordert, in dem sich die Kegelräder sowie die Lager der Rotorwelle und der Antriebswelle befinden. Die Gefahr eines Lecks kann jedoch nicht vollständig ausgeschlossen werden, und die durch einen Ölaustritt verursachten Schäden sind leicht vorstellbar, insbesondere wenn die Maschine zur Verarbeitung von pharmazeutischen Produkten verwendet wird. Ein weiteres Ziel vorliegender Erfindung ist folglich die Vermeidung dieser Nachteile. Dieses Ziel wird dadurch erreicht, dass der Rotorantrieb durch einen Riemen erfolgt.
Die Erfindung wird nun anhand eines in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Ansicht der Maschine, teilweise geschnitten,
Fig. 2 zeigt einen Axialschnitt der Maschine,
Fig. 3 zeigt einen Einstellring, und
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsvariante.
Die dargestellte Maschine weist ein Rohrgestell 1 auf, welches einen senkrechten Kanal für das Granulat bildet, nachdem das zu granulierende Material in einen Trichter 2 eingefüllt und von den Flügeln 3 eines Rotors 4 durch ein kegelstumpfförmiges Sieb gedrückt wurde. Das granulierte Material fällt in den senkrechten Kanal, wodurch ein inline-Betrieb ermöglicht wird, d. h. das Material durchläuft die Maschine in senkrechter Richtung und in ein und derselben Achse.
Der obere Rand des Siebs 5 liegt auf einer konischen Fläche eines Einstellrings 6 auf, gegen welche das Sieb durch einen Klemmring 7 angedrückt wird.
Der Einstellring 6, der drei Gruppen von Einschnitten 8 unterschiedlicher Tiefe aufweist (Fig. 3), liegt auf drei Stiften 9 auf, die jeweils in einen der Einschnitte 8 der entsprechenden Gruppe eingreifen. Die vertikale Lage bzw. Höheneinstellung des Einstellrings hängt also von der Tiefe der Einschnitte 8 ab. Auf diese Weise kann die vertikale Lage durch die Winkelstellung des Einstellrings 6 eingestellt und damit die Dicke des Siebs kompensiert werden, so dass die Innenseite des Siebs (d. h. die dem Kanal zugewandte Seite) unabhängig davon immer auf der gleichen Höhe liegt.
Das untere Ende des Siebs 5 ist an einem konischen Führungsflansch 10 angeschweisst. Mehrere Dichtungen gewährleisten eine dichte Verbindung der verschiedenen Maschinenteile.
Die Welle 11 des Rotors 4 ist im vorliegenden Beispiel in zwei konischen Rollenlagern 12 im oberen Teil 13a eines Gehäuses 13 gelagert. Der untere Teil 13b des Gehäuses ist an einem Tragrohr 14 angeschweisst, welches mit dem Rohrgestell verbunden ist. Das Gehäuse 13 weist einen am Unterteil 13b angeschweissten Boden auf.
Ein am unteren Ende der Rotorwelle 11 angeordneter Querstift 15 greift in eine Gabel 16 einer Trommel 17 ein, welche mittels einem Kugellager auf einer Drehachse 18 gelagert ist. Die Trommel 17 wird von einem Riemen 19 angetrieben, der seinerseits von einem nicht dargestellten Motor angetrieben ist. Die frei drehbare Rotorwelle und der Rotor sind also mit der Trommel 17 gekoppelt und gleichzeitig dank der Kupplung über den Stift 15 und die Gabel 16 axial verschiebbar. Der Hals 13c des Gehäuses greift mit wenig Spiel in den Flansch 10 des Siebs 5 ein.
Die axiale Verschiebung des oberen Teils 13a des Gehäuses mit den Lagern 12, der Welle 11 und dem Rotor 4 wird von einer Einstellvorrichtung betätigt und gesteuert. Diese Einstellvorrichtung weist ein Einstellrad 20 in Verbindung mit einem Nonlus 21 auf. Die Drehung des Einstellrads 20 wird von einer Welle 22, Kegelrädern 23, einer Einstellwelle und Kegelrädern 25 an eine Hülse 26 übertragen, deren Gewinde mit einem Innengewinde am Oberteil 13a des Gehäuses 13 zusammenwirkt. Durch die Drehung der Hülse 26 wird der Oberteil 13a des Gehäuses 13 zusammen mit den Lagern 12, der Welle 12 des Rotors und dem Rotor 4 vertikal verschoben, auch wenn die Maschine läuft, um den Abstand bzw. Zwischenraum zwischen dem Rotor 4, d. h. den Armen 3 desselben und der Innenseite des Siebs einzustellen. Die relative Lage der Arme 3 des Rotors in bezug auf die Innenseite des Siebs wird auf dem Nonius 21 angezeigt, da sich das Rad 20 während der Drehung zur Einstellung des Abstands zwischen dem Rotor und dem Sieb axial verschiebt. In anderen Worten wird dieser Abstand auf dem Nonius 21 direkt angezeigt und abgelesen. Da die Lage der Innenseite des Siebs 5 unabhängig von der Dicke des Siebs dank der oben erläuterten relativen Lage des Einstellrings 6 in bezug auf das Sieb immer gleich bleibt, gestattet die eben beschriebene Einstellvorrichtung ausserdem eine genaue Einstellung ohne Berührung des Siebs oder anderer Teile ausser dem Einstellrad 20.
Es ist ebenfalls ersichtlich, dass die mit der Präzisions- Einstellungsvorrichtung von aussen vorgenommene Einstellung des Abstands zwischen dem Rotor und dem Sieb eine perfekte Reproduzierbarkeit der Einstellungsparameter gestattet, wie sie von der pharmazeutischen Industrie für die Validation des Herstellungsverfahrens verlangt wird.
Zweckmässigerweise sind zwei zusätzliche (in den Zeichnungen nicht dargestellte) Vorrichtungen vorgesehen: zum einen eine Vorrichtung zur Arretierung der vorgenommenen Einstellung, um Zwischenstellungen zu vermeiden. Eine solche Arretierung kann beispielsweise durch einen Schnappmechanismus erzielt werden. Weiter sind Anschläge zur Begrenzung der unteren Endstellung des Rotors vorgesehen, um einerseits jede Berührung zwischen diesem und dem Sieb und andererseits die Bildung von Metallpartikeln durch Reibung von Metall auf Metall zu verhindern.
Die Maschine besitzt ein Kühlsystem. Kühlluft kann über ein Rohr 27, einen Kanal 28 und eine Bohrung 29 der Rotorwelle 11 dem Hohlraum 30 und dem die Kupplung 15, 16 und die Trommel 17 umgebenden Raum zugeführt werden. Auf diese Weise kann die Temperatur derjenigen Maschinenteile, die sich erhitzen könnten, annehmbar niedrig gehalten werden.
Ausser den bereits erwähnten Vorteilen und erreichten Zielen weist die Maschine die folgenden günstigen Merkmale auf: Da die Klemmung des Siebs 5 von innen erfolgt, sind die geometrische Form und die Lage des Siebs vollständig festgelegt.
Das Gehäuse bildet mit dem angeschweissten Boden 13d und dem am Unterteil des Gehäuses angeschweissten Rohr 14 eine absolut dichte Baugruppe ohne Befestigungselemente oder andere Teile, welche sich lösen könnten, während die zwei einzigen Verbindungen zwischen beweglichen Teilen im Oberteil, d. h. über dem Sieb 5 angeordnet sind. Durch diese Konstruktion kann die Gefahr von zweierlei Verschmutzungen des Granulats ausgeschlossen werden, da dieses weder mit öligen oder fettigen Rückständen oder mit anderen Partikeln oder Staub, noch mit irgendeinem losen Maschinenteil in Berührung kommen kann, der abgefallen sein könnte.
Durch das von oben wirkende Klemmsystem wird das Sieb zentriert und eine eventuelle Unrundheit desselben korrigiert. Der untere Flansch 10 des Siebs erhöht die Steifigkeit und trägt gleichzeitig zur Zentrierung des Siebs bei, und die Neigung des Flanschs gegen aussen erlaubt ein gutes Abfliessen des Produkts zur Wand des Siebs. Siebe können gestapelt werden, ohne dass deren Wände sich berühren. Der grosse zwischen dem Sieb und der Gestellwand verbleibende Zwischenraum erleichtert das Herausnehmen und das Auswechseln des Siebs/der Siebe. Die Maschine ist leicht zu reinigen und zu demontieren, und sie kann in-line sterilisiert werden.
Mehrere Varianten der dargestellten Maschine sind möglich. Es können Waschdüsen installiert werden. Die Form und die Grösse der Löcher im Sieb kann an die Erfordernisse angepasst werden. Die Siebe 5 und der Einstellring 6 können mit Verriegelungsmitteln versehen sein, so dass der Einbau des Siebs und des Einstellrings nur in der richtigen Stellung erfolgen kann und jeder Irrtum ausgeschlossen ist. Es kann eine Temperatursonde zur Steuerung des Systems vorgesehen sein, d. h. je nachdem zur Anpassung der Geschwindigkeit, zum Anhalten der Maschine oder auch zum Einschalten des Kühlsystems. Es können auch Mittel vorgesehen sein, um den Hub des Rotors gegen unten zu begrenzen, um jeden direkten Kontakt zwischen dem Rotor und dem Sieb auszuschliessen.
Fig. 4 zeigt schematisch eine Ausführungsvariante. Anstelle des Einstellrads 20 ist zur Betätigung der oben beschriebenen Einstellvorrichtung ein Stellmotor 31 vorgesehen. Der Motor 31 wird von einer elektronischen Steuerung 32 gesteuert, welche programmierte und/oder programmierbare Speicher aufweisen kann. Über die Tasten 33 können gespeicherte Programme gewählt oder Daten zur automatischen Steuerung der Rotorposition eingegeben und gespeichert werden. Ausserdem können über eine Öffnung 34 Disketten eingeführt werden, von welchen Programme zur Steuerung der Rotorposition und/oder anderer Parameter, z. B. der Rotorgeschwindigkeit, gelesen werden. Die Steuerung kann auch eine oder mehrere Anzeigen 35 zur Überwachung der gesteuerten oder programmierten Grössen aufweisen.

Claims

1. Granuliermaschine mit einem kegelstumpfförmigen Sieb (5), in welchem ein Rotor (4) angeordnet ist, der auf einer Welle (11) befestigt ist, welche in mindestens einem Lager läuft und mit einem seitlichen, unter dem Sieb (5) und dem Rotor (4) angeordneten Antriebselement (19) gekuppelt ist, wodurch die Maschine für den in-line-Betrieb geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (4) mit seiner Welle (11) durch eine Einstellvorrichtung (20-26) axial verschiebbar ist, welche unter dem Rotor (4) und dem Sieb (5) auf die Rotorwelle (11) wirkt.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung (20-26) auf das oder die Lager (12) des Rotors (4) wirkt.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung (20-26) eine seitliche Einstellwelle (24) aufweist, welche von aussen betätigbar und mit einer Einstellhülse (26) mit Innengewinde gekuppelt ist.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung einen Nonius aufweist.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwelle (11) über eine Kupplung (15, 16) mit einer koaxialen Antriebswelle (16) verbunden ist, welche eine axiale Relativbewegung zwischen der Antriebswelle (16) und der Rotorwelle (11) ermöglicht, wobei ein Kühlsystem (27-30) für die Rotorwelle (11), deren Lager (12), die Antriebswelle und deren Lager vorgesehen ist, welche in einem dichten Gehäuse (13) angeordnet sind.

6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (13) am oberen Ende einen zylindrischen Teil (13c) aufweist, und dass das Sieb (5) einen Führungsflansch (10) aufweist, der diesen zylindrischen Teil (13c) des Gehäuses (13) umfasst.

7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb (5) auf einem Einstellring (6) aufliegt, der in verschiedenen Winkelstellungen montierbar ist, wobei die Lage des Einstellrings (6) und des Siebs (5) in Abhängigkeit von der Dicke des Siebs eingestellt wird.

8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Einstellring (6) Gruppen von Einschnitten (8) unterschiedlicher Tiefe aufweist, wobei der Einstellring (6) auf Auflagestiften (9) des Maschinengestells (1) aufliegt.

9. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb (5) mittels einem Klemmring (7) von der Innenseite her befestigt ist.

10. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (16) des Rotors (4) von einem Riemen (19) angetrieben wird.

11. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch Mittel zur Begrenzung des Hubs des Rotors (4) und damit zur Vermeidung eines direkten Kontakts zwischen dem Rotor (4) und dem Sieb (5).

12. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine programmierte und/oder programmierbare Steuerung (31-35) zur automatischen Steuerung der Rotorposition und/oder anderer Parameter.