EP1925442A1 - high performance moulding method and apparatus in a rotative path - Google Patents

Abstract

The device has a matrix grid (19) in which at least one cavity (21) formed by lateral boundaries (20) and at least one tool (17,18) with which the moldable material can be pressed into the cavity. It has a movable displacement element (38) on the matrix grid for portioning the moldable material, whereby the displacement element has lateral boundaries corresponding to the lateral boundaries of the matrix grid. An independent claim is also included for a method of forming moldable bodies or bricks.

Description

The present invention relates to an apparatus for forming moldings from a moldable mass. The device comprises a die grid, in which at least one receiving space formed by side boundaries is formed, and at least one tool, with which the moldable mass in the receiving space can be pressed. Furthermore, the invention relates to a method for forming moldings, in which a moldable mass is formed. The moldable mass is fed to a die grid and portioned in a receiving space. After portioning, at least one tool presses the portions of the moldable mass in the receiving space to the moldings.

From the pharmaceutical industry, various devices and methods for producing tablets are known. In so-called rotary tabletting machines, for example, the mass to be formed, which is in the form of bulk material, is fed via a fixed filling device into a likewise fixed die table, into which receiving space (dies) the bulk material is filled. Above and below the receiving space stamp are arranged, which are guided for pressing the bulk material over an upper and a lower pressure roller. By the pressure rollers, the stamp are moved towards each other, whereby initially a rising and after exceeding the vertex, a falling pressure is exerted on the bulk material, whereby it is compressed into a tablet. A conventional rotary tableting machine, for example, in DE 37 14 031 A1 described.

A disadvantage of known tabletting machines is that the time interval during which the pressure required for pressing is exerted on the moldable mass is limited. For many applications, it is desirable to extend the so-called pressure hold time. This is possible with conventional tableting machines only with a small time window.

From the EP 0 358 107 A2 a process for the preparation of pharmaceutical tablets is known in which the pharmaceutical mixture is extruded and the still plastic material is processed in a conventional tabletting machine to solid pharmaceutical moldings. While advantageously an extruder can be used to form and deliver the moldable mass in this process, the disadvantages associated with conventional tabletting machines can not be overcome. In addition, an economic mass feed would not be sufficiently possible.

From the US 2,829,756 For example, a device is known in which an extruded plastic strand is cut into elongated, cylindrical shapes by means of rotating shaping punches. A disadvantage of this device and the method operated on this device is that the extruded plastic strand is not fully processed and a relatively high rejects proportion or a relatively high proportion of mass is generated, which must be reprocessed. A reprocessing of pharmaceutical masses for reprocessing and thus delivery into a sales item entails the risk of a change in the effectiveness of the formulation, which in turn results in rejects.

Furthermore, it is from the EP 240 906 B1 known to extrude polymer melts and deform by injection molding or calendering. A disadvantage of the Spritzgussverfahreh is that it is not fully continuous, but works with repetitive cycles in the cycle, which can not be accelerated in the required for large-scale production measure because of the required cooling times. In addition, temperature and pressure change internal structures of the masses and thus the properties also disadvantageous. Even when calendering with two rolls, the production speed is limited because the rollers touch only along a line, so that the cooling time is sufficient only for slow-running rollers to cool the hot, still plastic strand so far that the resulting moldings are dimensionally stable. In addition, even when calendering with two rolls the realizable pressure hold times are not given because of the line contact of the rollers.

The calendering process with two calender rolls is further developed by a so-called chain calender, as described in US Pat EP 0 358 105 B1 is described. In this chain calender, the still deformable strand of the extruder is between two partially on the lateral surface contacting, in opposite directions and running parallel on the contact line bands or between a roller and a resting on a segment of the roll shell and pressed with this circulating belt into tablets. The shaping recesses are mounted in two or only in one of the circumferential shaping elements. However, this manufacturing method has the disadvantage that no specific mass adjustments can be made without bringing the individual doses considerably out of shape, because of the lack of lateral all-round guides. Furthermore, it is necessary to rework the resulting moldings, in particular to smooth and deburr. Furthermore, mass corrections to the moldings are only very limited possible, thereby conditionally a format change is excluded towards heavier or lighter moldings.

It is the object of the present invention to provide an apparatus and a method for forming moldings from a moldable mass, in which the moldings are produced quickly and efficiently. In particular, the proportion of supplied mouldable mass, which is not formed into a molding, should be as low as possible.

This object is achieved by a device having the features of claim 1 and a method having the features of claim 18. Advantageous embodiments and further developments emerge from the subclaims.

The device according to the invention is characterized by a displacement bulkhead to be moved onto the matrix grid for portioning the moldable mass, wherein the displacement barrier comprises side boundaries which correspond to the lateral boundaries of the matrix grid. Thus, in the device according to the invention, the moldable mass is pre-portioned by the displacement bulkhead, wherein in addition the material overhangs on the matrix grid are largely completely displaced into the receiving spaces of the matrix grid and the matrix grid then forms a completely enclosed space around the individual masses, which subsequently has correspondingly adjustable volumes Press through the tools pressing down in the die grid. In this way it is possible to produce shaped articles which have no edge burrs and no offset have, so that a further post is omitted. In addition, smooth surface structures and complicated geometries of the moldings can be realized.

Preferably, the side boundaries of the displacement bulkhead are aligned with the lateral boundaries of the matrix grid. The thickness of the side boundaries of the die grid corresponds in particular to the thickness of the side boundaries of the displacement partition.

According to a preferred embodiment of the device according to the invention, the side boundaries of the displacement bulkhead and the lateral boundaries of the matrix grid have end faces which at least partially come to rest when the displacement bulkhead and the matrix grid are moved towards each other completely. The respective end faces have in particular the same geometry. For example, the matrix grid may comprise a square, rectangular, diamond-shaped or circular grid. The same grid is then formed by the side boundaries of the displacement bulkhead, so that the end faces each match.

According to a development of the device according to the invention, the transition from the end faces to the side boundaries of the die grid and / or the displacement partition is rounded off or bevelled. As a result, the displacement of the masses during lowering of the displacement bulkhead is facilitated and predefined the direction of the material to be displaced in the direction of the receiving spaces of the matrix grid, whereby the reject of the masses to be formed almost completely reduced.

According to one embodiment of the device according to the invention, the tool can be guided from the side boundaries of the displacement bulkhead into the receiving space. The displacement bulkhead can thus fulfill a dual function. On the one hand, it serves to portion the moldable mass. On the other hand, it serves as a guide for the tool.

According to a development of the device according to the invention, a further die-side tool for the at least one receiving space can be guided from the opposite side of the displacement-side tool into the receiving space. In this way, the moldable mass can be pressed in this receiving space from two sides.

In the die grid in particular a plurality of receiving spaces is formed, each associated with a displacement-side tool and a die-side tool. In this case, the displacement bulkhead-side tools and / or the die-side tools can be mounted in a respective tool carrier. They are particularly secured floating in the tool carrier.

The tools can be cooled and / or heated in particular for certain moldable masses.

According to a preferred embodiment of the device according to the invention, the displacement bulkhead is coupled to the tool carrier for the displacement bulkhead-side tools. In this case, the displacement bulkhead is in particular movable relative to the tool carrier against the force of at least one spring.

According to a preferred development of the device according to the invention, at least one tool carrier is movable along a guideway having a forming section in which a constant pressure is exerted by the tools on the portions of the mouldable mass located in the receiving spaces over a distance. The shaping section of the guideway runs in particular in a straight line. As a result of this refinement, the device according to the invention can be used in particular for molding masses which require a long pressure holding time. Namely, the maximum pressure of the tools can be exerted over the entire distance of the forming section of the guideway. Depending on the speed with which the tool carrier moves on the guideway, this shaping section can be selected to be long enough to realize any desired pressure holding times. The residence time of the mass in the section in which it is compressed is thus adjustable.

The tool carrier is held in particular via a slotted guide in the guideway. Furthermore, a separate guideway may be provided for the tool carrier of the displacement bulkhead-side tools and the tool carrier for the die-side tools.

According to a development of the device according to the invention, at least one tool carrier along the guideway at least partially runs on guide rollers, wherein at least in the forming section of the guideway, the guide rollers with respect to their distance to the tool carrier of displacement-side tools adjustable. As a result, a molding pressure can be set according to the mass properties to be molded. The volumes to be set of the different masses to be pressed are adjusted by means of the height-adjustable die grid. In the method according to the invention, it is thus possible to realize an online change of the administration forms with regard to the metering. Furthermore, tolerances of the guideway in the forming section can be compensated.

In the processing direction behind the molding section can be formed in the device according to the invention, a cooling section of the guideway, in which cool the pressed moldings in the die grid. In particular, in pharmaceutical moldings, it is often necessary that long Auskühlzeiten be realized to counteract any residual stresses in the moldings.

After the shaping section or after the cooling section, a sampling station for removing one or more moldings can be arranged, which can be fed to a quality control. Thereafter, a removal and camera inspection station for removal and examination of the moldings, a cleaning station for at least the tools, the displacement barrier and the matrix grid and finally a Formungsraumbeschichtungseinrichtung be arranged, in which the parts of the device, which come into contact with the moldable mass, be coated to avoid buildup.

The tool cleaning and the molding space coating can thus be carried out continuously during the ongoing production process. In addition, an online control during the ongoing manufacturing process and an online mass correction of the moldings are possible. Furthermore, an online 100% visual inspection by means of a camera as well as online NIR for various analytical data collections are possible.

Due to the molding space coating and the adjustable cooling time, moldings with complicated geometries can also be demoulded well when carrying out thermal processes.

According to a preferred embodiment of the device according to the invention, the tool carrier is coupled via a telescopic arm with a rotatable drive unit, so that the tool carrier can be guided over a closed curve. The drive unit may be the only driven unit of the device according to the invention. Preferably, a telescopic arm is provided for the tool carrier of the displacement-side tools and the tool carrier of the die-side tools. The telescopic arm or the telescopic arms can in particular be mounted so as to be pivotable about an axis tangential with respect to the rotation of the drive unit. Furthermore, the length of the telescopic arm is variable. The tool carrier is coupled in this case via a horizontal / vertical fork joint with the telescopic arm. In this way, the tool carrier can move radially along the guide track to the drive unit or away from the drive unit. On the other hand, the tool carrier can be pivoted upwards and downwards in a horizontal plane of rotation.

The mouldable mass may in particular be a melt ribbon. For forming the melt ribbon, the device comprises in particular an extruder, wherein the melt ribbon is continuously fed to the die grid. Preferably, a shaping device for smoothing and aligning a melt strand ejected from the extruder to the melt ribbon is arranged between the extruder and the die grid. In this way, the width of the melt ribbon can be shaped to match the width of the die grid equivalent. The thickness of the melt ribbon can thereby be adjusted so that the weight of the individual portions of the mass is adjusted.

If necessary, the melt ribbon may comprise several layers of different composition. The extruder can be designed in particular for two- or three-component extrusion, wherein the various components can be in different sequences to each other. For example, films and moldings with a product sequence ABA or ABCBA can be formed. Such product sequences may be used for the manufacture of medical products, e.g. used in the manufacture of lingual and sublingual slides / tablets as well as transdermal patches. Such products can be very easily produced on the device according to the invention.

Likewise, applications from the food industry can be realized by means of coextrusion. Here, softer elements of moldings, e.g. Candies, with layers that have a tougher consistency, are superimposed in different product sequences in order to be able to better treat and assemble foods that have previously been difficult to process. Furthermore, several layers of different aromas can be made into a candy.

Furthermore, the mouldable mass may be a bulk material. The device according to the invention can in particular compress polymer granules with high recovery force into shaped articles. Preferably, because of the adjustable molding time for the molding process, the apparatus of the present invention can be used to process flowable and moldable powdered debris, e.g. in the pharmaceutical, food, cosmetics and hygiene industries.

In the method according to the invention for forming moldings, a moldable mass is formed and fed to a die grid so that it rests on the end faces of side boundaries of the die grid. A displacement bulkhead with side boundaries corresponding to the side boundaries of the die grid is then moved toward the die grid, causing the on-board boundaries displaced from the matrix grid resting part of the moldable mass in the direction of a receiving space formed by the matrix grid between the side boundaries, so that the moldable mass is portioned. At least one tool then compresses the portions of the moldable mass in the receiving space.

The moldable material is supplied in particular continuously to the die grid. In particular, the displacement bulkhead is moved toward the die grid in such a way that the side boundaries of the displacement bulkhead are aligned with the side boundaries of the die grid. In this case, the displacement bulkhead is moved towards the die grid until the end faces of the side boundaries of the displacement bulkhead rest at least in part on the end faces of the side boundaries of the die grid. The displacement barrier can be moved in particular against the force of at least one spring on the die grid.

When pressing the tool is guided by the side boundaries of the displacement in the receiving space in an embodiment of the method according to the invention. Furthermore, preferably during pressing, a further die-side tool for the at least one receiving space is guided from the opposite side of the displacement-bulkhead-side tool into the receiving space.

In particular, a multiplicity of receiving spaces can be formed in the die grid. During pressing, pressure is exerted on the moldable material in each receiving space by a displacement-side-side tool and a die-side tool.

The displacement-bulkhead-side tools and / or the die-side tools are in particular mounted in a respective tool carrier. According to a preferred development of the method according to the invention, at least one tool carrier is moved along a guideway, which has a shaping section in which a constant pressure is exerted by the tools on the portions of the mouldable mass located in the receiving spaces over a distance.

The tool carrier is coupled in particular via a telescopic arm with a drive unit. It is moved by means of this drive unit, so that the tool carrier is guided on the guideway via a closed curve.

For the purposes of the invention, a malleable mass is understood to mean any mass which changes its shape under the action of a force. In particular, a melt strand is formed as a moldable mass which is fed continuously to the matrix grid. The melt strand is preferably smoothed and aligned before it is fed to the die grid. Furthermore, pulverulent bulk materials can be supplied to the matrix grid as a moldable mass.

When using the device according to the invention or the method according to the invention in the pharmaceutical industry for the production of active substance-containing moldings, e.g. By means of a so-called protective extrusion, sensitive active substances can be shielded; multi-layer extrusion can be used to produce a molded article or a multilayer tablet which has a faster release of active substance from the outer layer and a delayed release of active substance of the inner layer, a multicomponent active ingredient release and realize a cascade-like drug release and by different thickness variations of the individual layers, different release profiles can be realized. In particular, multilayer moldings for the food, cosmetics and hygiene industries can thus be produced well.

Fig. 1

zeigt schematisch den Gesamtaufbau der Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2

zeigt einen Ausschnitt der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung, in welchem die verschiedenen Stationen der Vorrichtung erkennbar sind,

Fig. 3

zeigt die beidseitig höhenveränderbare Fahrkurve des oberen und unteren Teils der Formungseinheit beim Kurvenfahren nach dem Formungsprozess,

Fig. 4

zeigt die beidseitig höhenveränderbare Fahrkurve des oberen und unteren Teils der Formungseinheit beim Kurvenfahren zum Formungsprozess,

Fig. 5

zeigt eine Seitenansicht der in den Fig. 3 und 4 gezeigten Fahrkurven der Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 6A

zeigt die Düse eines Extruders der Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiels der Erfindung, insbesondere für die Herstellung von Mehrlagenformlingen/Mehrlagentabletten,

Fig. 6B

zeigt eine Detailansicht der Fig. 6A,

Fig. 7A

zeigt eine andere Ausgestaltung der Düse des Extruders der Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, insbesondere für die Herstellung von Mehrlagenformlingen/Mehrlagentabletten,

Fig. 7B

zeigt eine Detailansicht der Fig. 7A,

Fig. 8A bis 8D

zeigen das Zusammenführen des oberen und unteren Teils der Formungseinheit beim Extruder bei der Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 9

zeigt die Formungseinheit der Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail,

Fig. 10

zeigt den Teleskoparm der Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 11

zeigt den Fahr- und Bewegungsweg des Werkzeugträgerunterteils im Bereich des Formungsabschnitts der Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 12

zeigt eine Detailansicht des Führungsbolzens im Bereich des Formungsabschnitts der Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 13

zeigt ein Detail des Führungsbolzens in der Kulissenführung,

Fig. 14A

zeigt eine Aufsicht auf ein Beispiel eines Werkzeugs,

Fig. 14B

und 14C zeigen perspektivische Ansichten eines Beispiels eines Werkzeugs,

Fig. 15A

zeigt eine Aufsicht auf ein anderes Werkzeug,

Fig. 15B

zeigt eine perspektivische Ansicht dieses anderen Werkzeugs,

Fig. 16A

zeigt eine Aufsicht auf ein weiteres Werkzeug,

Fig. 16B

zeigt eine perspektivische Ansicht des weiteren Werkzeugs,

Fig. 17

zeigt eine Schnittansicht des Werkzeugs in dem Werkzeugträger der Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 18

zeigt ein Spezialwerkzeug der Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 19

zeigt ein Detail des in Fig. 18 gezeigten Spezialwerkzeugs,

Fig. 20

zeigt eine Schnittansicht des oberen Werkzeugträgers und den damit verbundenen Teilen der Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 21

zeigt das Verdrängungsschott der Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 22

zeigt den unteren Werkzeugträger und die mit diesem verbundenen Teile der Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 23

zeigt das Matrizengitter der Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 24A

zeigt das Zusammenspiel des oberen und unteren Werkzeugträgers bei der Verarbeitung von Schmelzen,

Fig. 24B

zeigt das Zusammenspiel des oberen und des unteren Werkzeugträgers bei der Verarbeitung von Schüttgütern,

Fig. 25A und 25B

veranschaulichen die Wirkung eines ersten Beispiels des Verdrängungsschotts der Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 26A und 26B

veranschaulichen die Wirkung eines zweiten Beispiels des Verdrängungsschotts der Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 27A

und 27B veranschaulichen die Kräfteverteilung in dem Aufnahmeraum des Matrizengitters der Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 28

zeigt die Formlingsentnahme- und Kamerainspektionsstation der Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 29

zeigt die Reinigungsstation der Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 30

zeigt einen weiteren Teil der Reinigungsstation der Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung und

Fig. 31

zeigt die Formungsraumbeschichtungseinheit der Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

The invention will now be explained in detail by means of embodiments with reference to the drawings:

Fig. 1

shows schematically the overall structure of the device according to an embodiment of the invention,

Fig. 2

shows a section of the device shown in Figure 1, in which the various stations of the device are recognizable,

Fig. 3

shows the two-way height-adjustable travel curve of the upper and lower part of the molding unit when cornering after the molding process,

Fig. 4

shows the double-sided height-adjustable travel curve of the upper and lower part of the molding unit when cornering for forming process,

Fig. 5

shows a side view of the driving curves of the device according to the embodiment of the invention shown in FIGS. 3 and 4,

Fig. 6A

shows the nozzle of an extruder of the device according to the embodiment of the invention, in particular for the production of multilayer preforms / multilayer tablets,

Fig. 6B

shows a detailed view of FIG. 6A,

Fig. 7A

shows another embodiment of the nozzle of the extruder of the device according to an embodiment of the invention, in particular for the production of multilayer tablets / multilayer tablets,

Fig. 7B

shows a detailed view of Fig. 7A,

8A to 8D

show the merging of the upper and lower parts of the molding unit in the extruder in the apparatus according to the embodiment of the invention,

Fig. 9

shows the molding unit of the device according to the embodiment of the invention in detail,

Fig. 10

shows the telescopic arm of the device according to the embodiment of the invention,

Fig. 11

shows the travel and movement path of the tool carrier lower part in the region of the forming section of the device according to the exemplary embodiment of the invention,

Fig. 12

shows a detailed view of the guide pin in the region of the forming portion of the device according to the embodiment of the invention,

Fig. 13

shows a detail of the guide pin in the slotted guide,

Fig. 14A

shows a plan view of an example of a tool,

Fig. 14B

and FIG. 14C show perspective views of an example of a tool,

Fig. 15A

shows a view of another tool,

Fig. 15B

shows a perspective view of this other tool,

Fig. 16A

shows a view of another tool,

Fig. 16B

shows a perspective view of the further tool,

Fig. 17

shows a sectional view of the tool in the tool carrier of the device according to the embodiment of the invention,

Fig. 18

shows a special tool of the device according to the embodiment of the invention,

Fig. 19

shows a detail of the special tool shown in Fig. 18,

Fig. 20

shows a sectional view of the upper tool carrier and the associated parts of the device according to the embodiment of the invention,

Fig. 21

shows the displacement barrier of the device according to the embodiment of the invention,

Fig. 22

shows the lower tool carrier and the associated therewith parts of the device according to the embodiment of the invention,

Fig. 23

shows the die grid of the device according to the embodiment of the invention,

Fig. 24A

shows the interaction of the upper and lower tool carrier in the processing of melts,

Fig. 24B

shows the interaction of the upper and the lower tool carrier in the processing of bulk materials,

Figs. 25A and 25B

illustrate the effect of a first example of the displacement bulkhead of the device according to the embodiment of the invention,

Figs. 26A and 26B

illustrate the effect of a second example of the displacement bulkhead of the device according to the embodiment of the invention,

Fig. 27A

and Fig. 27B illustrate the distribution of forces in the receiving space of the die grid of the device according to the embodiment of the invention,

Fig. 28

shows the blank removal and camera inspection station of the device according to the embodiment of the invention,

Fig. 29

shows the cleaning station of the device according to the embodiment of the invention,

Fig. 30

shows a further part of the cleaning station of the device according to the embodiment of the invention and

Fig. 31

shows the molding space coating unit of the device according to the embodiment of the invention.

• Die Vorrichtung umfasst einen Extruder 1, mit dem eine formbare Masse gebildet werden kann. Von der Düse des Extruders 1 wird die formbare Masse in ein rotierendes mechanisches System überführt, in dem die Formlinge gebildet werden. Der grundsätzliche Aufbau dieses rotierenden mechanischen Systems wird im Folgenden erläutert.
• Es ist eine drehbare Antriebseinheit 2 vorgesehen, an welcher radial nach außen erstreckende Teleskoparme 5 befestigt sind. An den radial außen liegenden Enden der Teleskoparme 5 sind Formungseinheiten 4 befestigt. Wie es später erläutert wird, setzt sich eine Formungseinheit aus einem oberen Teil 4A und einem unteren Teil 4B zusammen. Sowohl für den oberen Teil 4A als auch für den unteren Teil 4B ist ein Teleskoparm 5A bzw. 5B vorgesehen. Der Teleskoparm 5A für den oberen Teil 4A und derjenige 5B für den unteren Teil 4B der Formungseinheit 4 sind parallel vertikal übereinander liegend angeordnet. Die Antriebseinheit 2 umfasst somit in einer oberen horizontalen Ebene die Teleskoparme 5A für den oberen Teil 4A der Formungseinheit 4 und in einer unteren horizontalen Ebene die Teleskoparme 5B für den unteren Teil 4B der Formungseinheit 4. Die Teleskoparme 5 mit den Formungseinheiten 4 werden somit von der Antriebseinheit 2 im Wesentlichen in einer oberen und einer unteren horizontalen Ebene bewegt.
• Die Formungseinheiten 4 werden auf einer Führungsbahn 3 geführt. Die Führungsbahn 3 beschreibt eine geschlossene Kurve mit geraden Abschnitten A und B (Fig. 2) und einem halbkreisförmigen Abschnitt der gegenüberliegend zu den Abschnitten A und B angeordnet ist. Damit die Formungseinheiten 4 durch eine Drehung der Antriebseinheit 2 auf dieser Führungsbahn 3 geführt werden können, ist die radiale Länge der Teleskoparme 5 veränderbar. Außerdem kann die Führungsbahn 3 auch in vertikaler Richtung die Lage der Formungseinheiten 4 verändern. Hierfür können die Teleskoparme 5 eine vertikale Schwenkbewegung ausführen, d. h. eine Schwenkbewegung um Achse, die parallel zu einer hinsichtlich der Drehbewegung der Antriebseinheit 2 tangentialen Achse ist. Zur Begrenzung der vertikalen Schwenkbewegung sind bei den Achsbefestigungen der Teleskoparme 5 an der Antriebseinheit 2 seitliche Führungen vorgesehen. Die Teleskoparme 5 lassen sich somit von der Antriebseinheit 2 horizontal bewegen, wobei sie bei dieser Bewegung vertikale Schwenkbewegungen ausführen können, wobei die Wege von der Führungsbahn 3 vorgegeben sind.
• Mit Bezug zu Fig. 2 werden die verschiedenen Abschnitte, welche die Führungsbahn durchläuft, beschrieben:
  • Direkt an die Düse des Extruders 1 schließt sich ein Formungsabschnitt A an, bei welchem die Führungsbahn 3 auf einer geraden Strecke verläuft. An den Formungsabschnitt A schließt sich ein Auskühlabschnitt B an, welcher auch auf einer geraden Strecke verlaufen kann. Hinter dem Auskühlabschnitt B ändert die Führungsbahn 3 in einem 90°-Bogen ihre Richtung und führt die Formungseinheiten 4 bei dem Abschnitt C einer Probenentnahmestation 6 zu. Nach dem Abschnitt C beschreibt die Führungsbahn 3 einen Halbkreis, auf dem die Formungseinheiten 4 bei einem Abschnitt D einer Formlingsentnahme- und Kamerainspektionsstation 7, beim Abschnitt E einer Reinigungsstation 8 und beim Abschnitt F einer Formungsraumbeschichtungseinrichtung 9 zugeführt wird. Die einzelnen Stationen und Einrichtungen dieser Abschnitte werden später im Detail beschrieben.
  • Nachdem die Formungseinheiten 4 die Formungsraumbeschichtungseinrichtung 9 verlassen haben, werden sie über einen 90°-Bogen zurück zu dem Formungsabschnitt A geführt. Da die dicht aneinander angeordneten Formungseinheiten 4 in dieser Konstellation nicht über ihre Diagonale hinweg eine Kurvenbewegung durchführen können, sind für die Führungsbahn Ausweichfahrkurven gebildet, die im Folgenden mit Bezug zu den Fig. 3 bis 5 erläutert werden:
    • Die Fig. 3 zeigt eine obere Führungsbahn 3A für den oberen Teil 4A der Formungseinheit 4 und eine untere Führungsbahn 3B für den unteren Teil 4B der Formungseinheit 4. In Fig. 3 ist das Auseinanderfahren der oberen und unteren Teile 4A bzw. 4B der Formungseinheit 4 gezeigt. Fig. 4 zeigt das Zusammenfahren der jeweiligen
    • Teile der Formungseinheit 4. Die obere Führungsbahn 3A und die untere Führungsbahn 3B teilen sich jeweils erneut in einen oberen und unteren Teil, auf denen jeweils abwechselnd die beiden Teile der Formungseinheit 4 zugeführt werden. Die Steuerung erfolgt über Weichen, welche die Umleitung in die jeweilige Fahrkurve bewirkt. In Fig. 5 ist eine Seitenansicht gezeigt, welche die Bewegung des oberen Teleskoparms 5A für den oberen Teil 4A der Formungseinheit 4 und des unteren Teleskoparms 5B für den unteren Teil 4B der Formungseinheit 4 zeigt.

With reference to FIGS. 1 and 2, an overview of the overall structure of the apparatus for forming moldings from the moldable mass is given:

• The device comprises an extruder 1, with which a moldable mass can be formed. From the nozzle of the extruder 1, the moldable mass is transferred to a rotating mechanical system in which the moldings are formed. The basic structure of this rotating mechanical system will be explained below.
• There is a rotatable drive unit 2 is provided, are attached to which radially outwardly extending telescopic arms 5. At the radially outer ends of the telescopic arms 5 forming units 4 are attached. As will be explained later, a molding unit is composed of an upper part 4A and a lower part 4B. Both for the upper part 4A and for the lower part 4B a telescopic arm 5A and 5B is provided. The telescopic arm 5A for the upper part 4A and that 5B for the lower part 4B of the forming unit 4 are arranged vertically one above the other vertically. The drive unit 2 thus comprises in an upper horizontal plane the telescopic arms 5A for the upper part 4A of the forming unit 4 and in a lower horizontal plane the telescopic arms 5B for the lower part 4B of the forming unit 4. The telescopic arms 5 with the forming units 4 are thus of the Drive unit 2 is moved substantially in an upper and a lower horizontal plane.
• The shaping units 4 are guided on a guideway 3. The guide track 3 describes a closed curve with straight sections A and B (FIG. 2) and a semicircular section which is arranged opposite to the sections A and B. So that the shaping units 4 can be guided by a rotation of the drive unit 2 on this guideway 3, the radial length of the telescopic arms 5 is variable. In addition, the guide track 3 can also change the position of the shaping units 4 in the vertical direction. For this purpose, the telescopic arms 5 perform a vertical pivoting movement, ie a Pivoting movement about axis which is parallel to a tangential with respect to the rotational movement of the drive unit 2 axis. To limit the vertical pivoting movement, lateral guides are provided on the drive unit 2 in the axle fastenings of the telescopic arms 5. The telescopic arms 5 can thus be moved horizontally by the drive unit 2, wherein they can perform vertical pivoting movements during this movement, the paths being predetermined by the guide track 3.
• With reference to Figure 2, the various sections through which the guideway passes are described:
  • Directly to the nozzle of the extruder 1 is followed by a forming section A, in which the guide track 3 extends on a straight line. The shaping section A is adjoined by a cooling-down section B, which can also run on a straight path. Behind the cooling section B, the guideway 3 changes its direction in a 90 ° bend and feeds the forming units 4 at the section C to a sampling station 6. After section C, the guideway 3 describes a semicircle on which the forming units 4 are fed at a section D of a blank removal and camera inspection station 7, at section E of a cleaning station 8 and at section F of a forming space coating device 9. The individual stations and facilities of these sections will be described later in detail.
  • After the forming units 4 have left the forming space coating device 9, they are guided back to the forming section A via a 90 ° bend. Since the closely spaced forming units 4 in this constellation can not perform a curve movement across its diagonal, evasive travel curves are formed for the guideway, which are explained below with reference to FIGS. 3 to 5:
    • 3 shows an upper guide track 3A for the upper part 4A of the molding unit 4 and a lower guide track 3B for the lower part 4B of the molding unit 4. In FIG. 3, the moving apart of the upper and lower parts 4A and 4B of the molding unit 4 is shown shown. Fig. 4 shows the merging of the respective
    • Parts of the molding unit 4. The upper guide track 3A and the lower guide track 3B are respectively divided again into upper and lower parts, to which the two parts of the molding unit 4 are alternately fed. The control is carried out via points, which causes the diversion into the respective travel curve. In Fig. 5 is a side view showing the movement of the upper telescopic arm 5A for the upper part 4A of the forming unit 4 and the lower telescopic arm 5B for the lower part 4B of the forming unit 4.

With reference to Figs. 6 and 7, the extruder 1 will be described:

In the device according to the invention, a per se known extruder 1 can be used. The design of the extruder 1 depends on the mass that is to be processed in the extruder 1. The masses to be processed may be e.g. be intended for use in the pharmaceutical industry, in the food industry as well as in the cosmetics and hygiene industries. A plastic melt is produced, which is ejected in the extruder die 10 as a melt strand 11. The melt strand 11 can be formed from only one melt. However, as shown in Fig. 6, a multilayered melt strand 11 may also be formed, e.g. comprises two components A and B in three layers of sequence ABA. Likewise, as shown in Figure 7, the extruder 1 may be configured to undergo three component extrusion in five plies of sequence ABCBA.

As shown in FIG. 8A, the melt strand 11 ejected from the extruder die 10 is fed to a molding station 13 where counter rotating rolls 12A and 12B smooth the melt strand 11 into a melt ribbon 14. Furthermore, in the forming station 13, the width of the melt belt 14 can be set exactly. The width of the melt belt 14 depends on the width of the die grid 19, as will be explained later. The width is created by tapered Führungsleitbleche. Corresponding side-prone preform prisms 12B take on the task of mass reduction on the sides of the melt belt.

8B to 8D show the interaction of the rollers 12A and 12B of the molding station and the molding of the melt strand 11 added to the melt belt 14 after the material exit from the nozzle 10. The roll and prism movements can be controlled depending on the volume and the density of the melt by means of software.

By the Ausformstation thus the thickness and the width of the melt strip from which the moldings are formed, adjusted exactly. This setting ensures that the masses of the individual blanks are always the same. Furthermore, the height and thus the mass of the molded article to be formed can be adjusted via the thickness of the melt belt 14. In the forming station, a precompression of the moldable mass takes place, which leads to a higher stability of the melt belt 14. The thickness of the melt belt 14 depends on the consistency of the melt, their density and the desired individual weights of the moldings to be produced therefrom.

As further shown in FIG. 8A, the forming units 4 are guided on the guide track so that the upper part 4A of the forming unit 4 has approached the lower part 4B of the forming unit 4 behind the molding station 13 for the melt of the extruder 1. In this forming section A (FIG. 2), they form a unit through which the shaped articles are formed from the melt strip 14.

With reference to FIG. 9, the molding unit 4 will be described in detail below.

The forming unit 4 comprises a tool carrier 15 which is divided into an upper tool carrier 15A and a lower tool carrier 15B. The upper tool carrier 15A is fixed to an upper telescopic arm 5A, the lower tool carrier 15B is fixed to a lower telescopic arm 5B. The telescopic arms 5A and 5B are arranged in a vertical plane parallel to each other. As already described with reference to FIGS. 1 and 2, they are moved horizontally, wherein they can perform vertical pivoting movements corresponding to the guide track 3. When the upper and lower tool carriers 15A and 15B are disposed adjacent to each other as shown in Fig. 9, as in the case of the forming section A, for example, the upper and lower tool carriers 15A and 15B are aligned with each other by guide rods 22. Lead by These guide rods 22 allow the upper and lower tool carriers 15A and 15B to move further toward each other.

The upper and lower tool carriers 15A and 15B each include a plurality of guide pins 16A and 16B, respectively, which hold and guide the upper tool carrier 15A in two upper guide tracks 3A. The two upper guide tracks 3A are arranged at the same level at different radii with respect to the rotational movement of the drive unit 2. The lower guide bolts 16B hold and guide the lower tool carrier 15B in lower guide tracks 3B, respectively. In the present embodiment, three guide pins 16A and 16B are respectively provided for the upper and lower tool carriers 15A and 15B. They hold the two tool carrier parts 15A and 15B in a horizontal position, respectively. Of the three guide pins 16A and 16B, two guide pins 15A and 15B are respectively disposed on the outer guide track 3A and 3B, and the single guide pins 16A and 16B on the inner track 3A and 3B, respectively, for safe cornering of the tool carrier 15 receive.

The upper and lower tool carriers 15A and 15B receive the same number of identical tools 17 and 18, respectively. Further, between the upper tool carrier 15A and the lower tool carrier 15B, a die grid 19 and a displacement barrier 38 are arranged, as will be explained later in detail. Both the die grid 19 and the displacement barrier 38 are guided by means of the guide rods 22.

• Der Teleskoparm 5 umfasst zwei zueinander verschiebbare Teile, so dass die Länge des Teleskoparms veränderbar ist. Auf diese Weise lässt sich der radiale Abstand des Werkzeugträgers 15 von der Antriebseinheit 2 verändern. An dem radial äußeren Ende des Teleskoparms 5 ist ein Horizontal-/Vertikal-Zweiachsengabelgelenk 23 befestigt. Das Zweiachsen-Gabelgelenk 23 umfasst eine Befestigungseinheit 24, welche an dem radial äußeren Ende des Teleskoparms 5 befestigt ist. An der Befestigungseinheit 24 ist über einen Bolzen 25 das Horizontalgelenk 26 des Zweiachsengabelgelenks 23 befestigt. Das Horizontalgelenk 26 ist um die Achse des Bolzens 25 in einer ersten Ebene schwenkbar. Bei der Anordnung des Teleskoparms 5 in der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist diese erste Ebene horizontal ausgerichtet. An dem Horizontalgelenk 26 ist über einen weiteren Bolzen 27 das Vertikalgelenk 28 des Zweiachsengabelgelenks 23 befestigt. Das Vertikalgelenk 28 ist in einer zweiten Ebene schwenkbar, die zur ersten Ebene senkrecht ist. Bei der Anordnung des Teleskoparms 5 in der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Vertikalgelenk 28 in einer vertikalen Ebene schwenkbar. An dem Vertikalgelenk 28 ist schließlich der obere oder der untere Werkzeugträger 15A bzw. 15B befestigt. Das Zweiachsengabelgelenk 23 stellt somit eine feste Verbindung zwischen dem Teleskoparm 5 und dem entsprechenden Teil des Werkzeugträgers 15 bereit. Auf diese Weise kann der Werkzeugträger 15 störungsfrei und reibungslos alle Positionen in allen drei Raumachsen innerhalb des Weges der Führungsbahn 3 erreichen.
• Da die Antriebseinheit 2 das einzige motorgetriebene Glied der erfindungsgemäßen Vorrichtung hinsichtlich der Bewegung der Formungseinheiten 4 darstellt, gewährleisten die Teleskoparme 5, dass die Kraft der Antriebseinheit 2 auf die mit ihnen verbundenen Werkzeugträger 15 übertragen wird, so dass diese sich auf der vorgegebenen Führungsbahn 3 bewegen können. Das Zweiachsen-Gabelgelenk 23 und die vertikale Schwenkbarkeit des Teleskoparms 5 gewährleisten dabei, dass jede einzelne Bewegung der Werkzeugträger 15 auf der Führungsbahn 3 kraftübertragend ausgeglichen werden kann.
• Mit Bezug zu den Fig. 11 bis 13 wird die Führung des unteren Werkzeugträgers 15B in der Führungsbahn 3B erläutert:
  • Die unteren Führungsbolzen 16B umfassen einen Pilzkopf 29, der in allen Abschnitten der Führungsbahn 3 außer dem Formungsabschnitt A (Fig. 2) in einer Kulissenführung 33 gehalten und geführt wird. Diese Kulissenführung ist in Fig. 13 dargestellt. Die Lagerung und Führung im Formungsabschnitt A ist in den Fig. 11 und 12 dargestellt. Bei diesem Abschnitt A verlässt der Führungsbolzen 16B die Kulissenführung 33 und wird von einem Führungsrollensystem geführt und gehalten. Das Führungsrollensystem umfasst eng nebeneinander angeordnete Führungsrollen 30, die in Richtung der Führungsbahn 3B drehbar sind. Die Stirnfläche des Pilzkopfes 29 liegt immer auf jeweils zwei Führungsrollen 30 auf, um einen ruhigen Lauf des unteren Werkzeugträgers 15B zu gewährleisten. Um die Führungsbolzen 16B in seitlicher Position zu halten, sind zwei Seitenführungsplatten 32 beidseitig zu dem Pilzkopf 29 des Führungsbolzens 16B angeordnet.
  • Für jede einzelne Führungsrolle 30 ist eine separat ansteuerbare Niveauregelung 31 vorgesehen, welche die Führungsrolle 30 in ihrer Höhe verfahren bzw. justieren kann. Hierdurch können die Endverformungskräfte geregelt werden. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Formlinge exakt die gewünschten Festigkeiten aufweisen. Die Niveauregelung 31 kann hierfür mit einer Wägezelleneinheit gekoppelt sein, welche sich an die Kamerainspektionsstation 7 anschließt. Die Wägezelleneinheit kann eine speicherprogrammierbare Steuerung aufweisen, um eine Regelgröße an die Niveauregelung 31 zu übertragen, um die Eintauchtiefen der einzelnen Werkzeuge 17 bzw. 18 zu regeln, wodurch eine Massenveränderung der einzelnen Formlinge erreicht wird, wie es später erläutert wird.
  • Die Lagerung und Führung des oberen Werkzeugträgers 15A über die oberen Führungsbolzen 16A in den oberen Führungsbahnen 3A entspricht im Wesentlichen der Führung und der Lagerung des unteren Werkzeugträgers 15B. Der Pilzkopf 29 des oberen Führungsbolzens 16A wird von einer Kulissenführung 33 der oberen Führungsbahn 3A aufgenommen. Im Unterschied zu der Führung der unteren Führungsbolzen 16B ist jedoch auch im Formungsabschnitt A eine Kulissenführung 33 vorgesehen, da es nicht erforderlich ist, sowohl den unteren Werkzeugträger 15B als auch den oberen Werkzeugträger 15A in vertikaler Richtung zu justieren.
  • Mit Bezug zu den Fig. 14 bis 19 werden verschiedene Beispiele für Werkzeuge 17, 18 und deren Befestigung im Werkzeugträger 15A bzw. 15B erläutert. Die Fig. 14 bis 19 zeigen die Werkzeuge 18, welche an dem unteren Werkzeugträger 15B befestigt sind. Die Werkzeuge 17 können identisch oder ähnlich zu den Werkzeugen 18 ausgebildet sein und auf gleiche Weise an dem oberen Werkzeugträger 15A befestigt sein.
  • Die Werkzeuge 17 bzw. 18 sind stempelartig ausgebildet. Sie weisen eine Stirnfläche 35 auf, welche, wie in den Fig. 14A bis 16A gezeigt, entsprechend der gewünschten Formlingsoberfläche gewählt ist. Die Werkzeuge 17 bzw. 18 sind im Werkzeugträger 15A schwimmend, einfach oder zweifach mittels internen Sicherungsstangen 34 gegen ein Herausfallen gesichert. Eine Sicherungsstange 34 sichert dabei eine Reihe mit Werkzeugen 17 bzw. 18. Dies ermöglicht eine sehr dichte Anordnung der Werkzeuge 17 bzw. 18. Die Anzahl der Sicherungsstangen 34 richtet sich nach dem Einsatzzweck der Werkzeuge 17 bzw. 18 und über deren Funktion.
  • In Fig. 18 ist ein Spezialwerkzeug 36 gezeigt. Es umfasst Heiz- oder Kühlbohrungen 37, in welches ein Fluid eingeleitet werden kann, um das Werkzeug 36 zu heizen oder zu kühlen.
  • Mit Bezug zu Fig. 20 werden die mit dem oberen Werkzeugträger 15A verbundenen Teile erläutert:
    • Die radial innere Seite des oberen Werkzeugträgers 15A ist über das Zweiachsengabelgelenk 23 mit dem Teleskoparm 5A verbunden, wie es mit Bezug zu Fig. 10 erläutert wurde. Die obere Seite des oberen Werkzeugträgers 15A ist über den oberen Führungsbolzen 16A in der Kulissenführung 33 der oberen Führungsbahn 3A gelagert. Ferner sind die Werkzeuge 17 über die Sicherungsstangen 34 in der unteren Seite des oberen Werkzeugträgers 15A gelagert, wie es mit Bezug zu den Fig. 14 bis 19 erläutert wurde.
    • Schließlich ist das Verdrängungsschott 38 mit dem oberen Werkzeugträger 15A über den Verbindungsmechanismus 41 gekoppelt. Der Verbindungsmechanismus 41 umfasst eine Feder 42, welche das Verdrängungsschott 38 in der Ruhelage der Feder 42 so hält, dass die obere Fläche des Verdrängungsschotts 38 beabstandet zu der unteren Fläche des oberen Werkzeugträgers 15A ist. Gegen die Kraft der Feder 42 kann das Verdrängungsschott 38 vertikal in Richtung des oberen Werkzeugträgers 15A bewegt werden.
    • Das Verdrängungsschott 38 ist im Detail in Fig. 21 gezeigt. Es umfasst ein Gitter, bei dem die Öffnungen des Gitters von Seitenbegrenzungen 39 des Verdrängungsschotts 38 abgegrenzt sind. Bei der in Fig. 21 gezeigten rechteckigen Gitterstruktur wird jede Öffnung des Gitters von vier Seitenwänden abgegrenzt. Die Unterseite des Gitters des Verdrängungsschotts 38 weist eine gitterartige Stirnfläche 40 auf. Schließlich weist das Verdrängungsschott 38 Bohrungen 44 für die Führungsstangen 22 des Werkzeugträgers 15 auf (Fig. 9).
    • Mit Bezug zu Fig. 22 werden die mit dem unteren Werkzeugträger 15B gekoppelten Teile erläutert:
      • Der untere Werkzeugträger 15B ist über das Zweiachsengabelgelenk 23 mit dem unteren Teleskoparm 5B gekoppelt, wie es mit Bezug zu Fig. 10 erläutert wurde. Die untere Seite des unteren Werkzeugträgers 15B ist über die unteren Führungsbolzen 16B über die Kulissenführung 33 bzw. über das mit Bezug zu Fig. 11 erläuterte Führungsrollensystem geführt und gelagert. Des Weiteren sind die Werkzeuge 18 über die Sicherungsstangen 34 in der oberen Seite des unteren Werkzeugträgers 15B gelagert.
      • Schließlich ist das Matrizengitter 19 über den höhenverstellbaren Verbindungsmechanismus 46 mit dem unteren Werkzeugträger 15B gekoppelt. Das Matrizengitter 19 umfasst Aufnahmeräume 21, welche von Seitenbegrenzungen 20 abgegrenzt sind. Die unteren Öffnungen der Aufnahmeräume 21 des Matrizengitters 19 werden durch die in die Aufnahmeräume 21 hineinragenden Werkzeuge 18 verschlossen. Da das Volumen des Aufnahmeraums 21 das Volumen des zu bildenden Formlings bestimmt und damit bei einer bestimmten Dichte auch die Masse bzw. das Gewicht, kann über die Höheneinstellung der Werkzeuge 18 die Masse bzw. das Gewicht der Formlinge eingestellt werden.
      • Eine Aufsicht auf das Matrizengitter 19 ist in Fig. 23 gezeigt. Es ist die rechteckige Gitterstruktur erkennbar, welche von der Stirnfläche 45 des Matrizengitters 19 gebildet wird. Des Weiteren sind die Stirnseiten 35 der Werkzeuge 18 erkennbar, welche in die Aufnahmeräume 21 hineinragen und die über die Sicherungsstangen 34 in dem unteren Werkzeugträger 15B gehalten werden. Schließlich sind in dem Matrizengitter Bohrungen für die Führungsstangen 22 vorgesehen.
      • Da sich die Werkzeuge 17 in dem Verdrängungsschott 38 bewegen und die Werkzeuge 18 in den Aufnahmeräumen 21 des Matrizengitters 19 befinden, werden die Werkzeuge 17 auch als verdrängungsschottseitige Werkzeuge und die Werkzeuge 18 als matrizenseitige Werkzeuge bezeichnet.
      • Mit Bezug zu Fig. 24A wird erläutert, wie die einzelnen Teile der Formungseinheit 4 zusammenwirken, um das Schmelzeband 14 zu portionieren und in den Aufnahmeräumen 21 des Matrizengitters 19 zu verpressen:
        • Der Formvorgang erfolgt auf der geraden Strecke des Formungsabschnitts A der Führungsbahn 3 (Fig. 2). Zu Beginn des Formungsabschnitts A wird der obere Teil 4A der Formungseinheit 4, d.h. der obere Werkzeugträger 15A und die damit verbundenen Teile vertikal auf den unteren Teil 4B der Formungseinheit 4, d.h. der untere Werkzeugträger 15B und die damit verbundenen Teile, zu bewegt. Gleichzeitig wird das von der Ausformungsstation 13 gebildete Schmelzeband 14 dem unteren Teil 4B der Formungseinheit 4 zugeführt. Wie aus Fig. 24A ersichtlich, kommt dabei das Schmelzeband 14 auf der Oberseite des Matrizengitters 19, d.h. insbesondere auf der Stirnfläche 45, welche von den Seitenbegrenzungen 20 des Matrizengitters 19 gebildet ist, zum Aufliegen. Das Schmelzeband 14 befindet sich somit oberhalb der Aufnahmeräume 21 des Matrizengitters 19. Der Abstand zwischen der Unterseite des Verdrängungsschotts 38 und der Oberseite des Matrizengitters 19 ist zunächst größer als die Dicke des Schmelzebandes 14, so dass dieses zwischen das Matrizengitter 19 und das Verdrängungsschott 38 eingebracht werden kann.
        • Schreitet die Formungseinheit 4 im Formungsabschnitt A angetrieben von der Antriebseinheit 2 weiter voran, wird der obere Werkzeugträger 15A mit dem Verdrängungsschott 38 weiter abgesenkt, bis die untere Stirnfläche 40 des Verdrängungsschotts 38 die obere Fläche des Schmelzebandes 14 berührt. Beim weiteren Absenken des oberen Werkzeugträgers 15A mit dem Verdrängungsschott 38 wird nun der Abschnitt 14A des Schmelzebandes 14, der sich zwischen der Stirnfläche 45 des Matrizengitters 19 und der Stirnfläche 40 des Verdrängungsschotts 38 befindet, in Richtung der benachbarten Aufnahmeräume 21 verdrängt, wie dies in den Fig. 25A und 25B bzw. Fig. 26A und 26B gezeigt ist.
        • Beim Absenken des oberen Werkzeugträgers 15A mit dem Verdrängungsschott 38 während des Verdrängungsvorgangs des Schmelzebandes 14 verringert sich der Abstand des Verdrängungsschotts 38 zu dem oberen Werkzeugträger 15A gegen die Kraft der Federn 42. Gleichzeitig wird durch die Führungsstangen 22 ein Verkanten des Verdrängungsschotts 38 verhindert. Die Stärke der Federn 42 ist so ausgelegt, dass sie ein Einsinken des Verdrängungsschotts 38 in das Schmelzeband 14 zulassen. Das nachrückende obere Werkzeugteil 15A erhöht dabei den Druck, den das Verdrängungsschott 38 auf das Schmelzeband 14 ausübt, mittels der immer weiter zusammenfahrenden Federn 42. Um beim Absenken des Verdrängungsschotts 38 auf das Schmelzeband 14 die Schmelzemassen 14A unter der Stirnfläche 40 des Verdrängungsschotts 38 in alle Richtungen zu verteilen, d.h. zu verdrängen, sind die Kanten der Stirnfläche 40 des Verdrängungsschotts 38 speziell geformt. In Fig. 25B ist ein Verdrängungsschott 38 gezeigt, bei dem die Kanten des Übergangs von der Stirnfläche 40 zu den Seitenflächen der Seitenbegrenzungen 39 des Verdrängungsschotts 38 abgerundet sind. In Fig. 26B ist ein Verdrängungsschott gezeigt, bei dem diese Kanten abgeschrägt sind. Diese Ausgestaltung der Kanten dient einem verlustfreien und wirtschaftlich optimalen Produktionsablauf. Hierbei sollen alle Materialüberstände in die Aufnahmeräume 21 des Matrizengitters 19 gedrängt werden.
        • Das Verdrängungsschott 38 wird so weit auf das Matrizengitter 19 zu bewegt, bis die Stirnfläche 40 des Verdrängungsschotts 38 auf der Stirnfläche 45 des Matrizengitters 19 aufliegt.
        • Wie aus den Fig. 21, 23 und 24 ersichtlich, korrespondiert die geometrische Form des Verdrängungsschotts 38 zu der des Matrizengitters 19. Hierbei ist wesentlich, dass die Seitenbegrenzung 39 des Verdrängungsschotts 38 zu den Seitenbegrenzungen 20 des Matrizengitters 19 und damit die von den Seitenbegrenzungen 39 bzw. 20 gebildeten Stirnflächen 40 bzw. 45 korrespondiert. Diese Seitenbegrenzungen 39 und 20 bilden die identische Gitterstruktur. Die Seitenbegrenzung 39 des Verdrängungsschotts 38 besitzt insbesondere dieselbe Dicke wie die Seitenbegrenzung 20 des Matrizengitters 19. Ferner fluchten die Seitenbegrenzungen 39 und 20 zueinander. Bei der Bewegung des Verdrängungsschotts 38 in Richtung des Matrizengitters 19 sind die Seitenbegrenzungen 39 und 20 exakt parallel zueinander ausgerichtet.
        • Nachdem die Stirnfläche 40 des Verdrängungsschotts 39 auf der Stirnfläche 45 des Matrizengitters 19 aufliegt, senkt sich der obere Werkzeugträger 15A mit den Werkzeugen 17 weiter ab, ohne dass sich die vertikale Lage des Verdrängungsschotts 38 weiter ändern kann, da es auf dem Matrizengitter 19 aufliegt. Die Werkzeuge 17 werden somit in den Öffnungen des Verdrängungsschotts 38 bewegt. Dabei dienen die Seitenbegrenzungen 39 des Verdrängungsschotts 38 als Führung für die Werkzeuge 17. Das Verdrängungsschott 38 dient somit als Führungskammer für die sich absenkenden Werkzeuge 17 sowie als Vorkammer für die zu verformende Masse. Durch das Absenken der Werkzeuge 17 wird der Teil des Schmelzebandes 14, der sich nach dem Verdrängen noch zwischen den Seitenbegrenzungen 39 des Verdrängungsschotts 38 oberhalb des Aufnahmeraums 21 des Matrizengitters 19 befindet, von den Stirnflächen 35 der Werkzeuge 17 in die Aufnahmeräume 21 des Matrizengitters 19 gebracht. Schließlich wird die sich vollständig in dem Aufnahmeraum 21 befindliche Portion des Schmelzebands 14 in dem Aufnahmeraum 21 verpresst.
        • Fig. 27A zeigt die Kraftverteilung im Aufnahmeraum 21 beim Verpressen. Auf die Schmelzeportionen wird von oben und unten Druck durch die Werkzeuge 17 und 18 ausgeübt. Von der Seite werden die Portionen von den Seitenbegrenzungen 20 des Matrizengitters 19 umschlossen. Da auf die Seitenbegrenzungen 20 der gleiche Druck von jeweils zwei benachbarten Aufnahmeräumen 21 ausgeübt wird, heben sich die an den Seitenbegrenzungen 20 anliegenden Kräfte auf. Aus diesem Grund können die Seitenbegrenzungen 20 und damit auch die Seitenbegrenzungen 39 des Verdrängungsschotts 38 sehr dünn ausgestaltet werden, wodurch ein etwaiger Restanteil des Schmelzebandes 14, der nicht verpresst wird, äußerst gering gehalten werden kann.
        • Der Druck, der von den Werkzeugen 17 und 18 auf die Schmelzeportionen 14 ausgeübt wird, kann in Abhängigkeit von den zu bildenden Formlingen gewählt werden. Eine Besonderheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, dass die Druckhaltezeit, d.h. das Zeitintervall, bei dem der maximale Druck auf die zu verpressende Masse ausgeübt wird, individuell auf die zu verformende Masse eingestellt und auf diese abgestimmt werden kann. Die Druckhaltezeit kann insbesondere im Vergleich zu herkömmlichen Tablettiermaschinen sehr lang gewählt werden. Sie wird nämlich im Wesentlichen von der Drehgeschwindigkeit der Antriebseinheit 2 und der Länge des geraden Formungsabschnitts A bestimmt. Wird der Formungsabschnitt A sehr lang gewählt, wird der maximal auf die zu formende Masse ausgeübte Druck sehr lange aufrechterhalten.
        • An dem Formungsabschnitt A schließt sich der Auskühlabschnitt B an. Der obere Teil 4A der Formungseinheit 4 mit dem oberen Werkzeugträger 15A wird in diesem Abschnitt B wieder in vertikaler Richtung von dem unteren Teil 4B der Formungseinheit 4 mit dem unteren Werkzeugträger 15B entfernt. Die verpressten Formlinge können während der Verweilzeit in dem Auskühlabschnitt B auskühlen. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung lässt sich dieser Auskühlabschnitt B so lange wählen, dass sichergestellt wird, dass keine unerwünschten inneren Spannungen in den gebildeten Formlingen verbleiben. An den Auskühlabschnitt B schließt sich im Abschnitt C die Probenentnahmestation 6 an. Bei dieser Station 6 kann mittels einer randomisierten, speichergesteuerten, einzeln ansteuerbaren Vakuum-Formlings-Entnahmeeinheit jeweils eine bestimmte Anzahl an Formlingen entnommen und einer Kontrollvorrichtung übergeben werden. Die von der Grundgesamtheit entnommenen Formlinge bzw. ihre freien Plätze auf dem unteren Werkzeugträger 15B werden mittels der integrierten speicherprogrammierbaren Steuerung an die Formlingsentnahme- und Kamerainspektionsstation 7 übermittelt, um Fehlkontrollmeldungen zu vermeiden. Die Aufgabe dieser Inprozess-Kontrollstation ist es, die qualitätsbezogene Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu kontrollieren, sie zu bestätigen bzw. ggf. regulierend in den Verfahrensablauf mittels einer speicherprogrammierbaren Steuerung und entsprechend über die Niveauregulierung 31 einzugreifen.
        • An den Abschnitt C mit der Probenentnahmestation 6 schließt sich der Abschnitt D mit der Formlingsentnahme- und Kamerainspektionsstation 7 an, welche mit Bezug zu Fig. 28 erläutert wird. Hierbei wird mittels einer 100 % Online-Sichtkontrolle die Ausschussware 7B von der Gutware 7A separiert (vgl. Fig. 2).
        • Zu Beginn des Abschnitts D werden die Werkzeuge 18 vollständig in den Aufnahmeraum 21 des Matrizengitters 19 hinein gefahren, so dass die gebildeten Formlinge 57 aus dem Matrizengitter 19 herausgedrückt werden und zur Entnahme bereitliegen. Daraufhin wird die Vakuum-Formling-Entnahmeeinheit 58 zwischen den oberen Werkzeugträger 15A und dem unteren Werkzeugträger 15B geschwenkt, so dass sich Vakuum-Aufnahmeschläuche des Formlingaufnahmekopfes 59 unmittelbar über den Formlingen 57 befinden. Die Vakuum-Formling-Entnahmeeinheit 58 hat die gleiche Anzahl an einzeln ansteuerbaren Vakuumschläuchen zur Aufnahme der Formlinge 57 wie Werkzeuge 18 und Aufnahmeräume 21 vorgesehen sind. Die Formlinge werden von den Vakuumschläuchen angesogen und von dem Matrizengitter 19 abgehoben. Daraufhin wird der Formlingaufnahmekopf 59 mittels des Motors 62 und der Welle 61 aus der Formungseinheit 4 herausgeschwenkt, woraufhin die Formlinge 57 auf einem transparenten Förderband 63 abgesetzt werden. Auf dem Förderband 63 werden die Formlinge 57 einer Kamerainspektionseinheit mit einer oberen Kamera 64 und einer unteren Kamera 65 zur Untersuchung der Ober- und Unterseite sowie den Seitenrändern der Formlinge 57 zugeführt.
        • Mittels der Kameras 64 und 65 kann die Gesamtheit der gebildeten Formlinge 57 optisch untersucht werden. Dabei kann die gesamte geometrische Form der Formlinge 57 untersucht werden. Ferner können die Formlinge 57 mittels Infrarotspektroskopie, insbesondere NIR-Spektroskopie, berührungsfrei untersucht werden. Da die geometrische Anordnung der Formlinge auf dem Förderband 63 genau derjenigen in dem Matrizengitter 19 entspricht, können bei fehlerhaften Formlingen 57 ggf. Rückschlüsse auf Fehlproduktion im Matrizengitter 19 ermittelt werden. Die NIR-Spektroskopie arbeitet mit Hilfe chemometrischer Auswerteverfahren an der qualitativen und quantitativen analytischen Sortierung der Gutproduktion 7A.
        • Mittels einer optionalen sich anschließenden Wägezelleneinheit können die Einzelgewichte der Formlinge 57 erfasst werden. Abweichungen von vorgegebenen Gewichtstoleranzen können auf diese Weise erfasst werden und zu einer Aussortierung fehlerhafter Formlinge verwendet werden. Ferner kann die Wägezelleneinheit eine Regelgröße an die Niveauregelung 31 und/oder an die Führungsrollen, wie bereits erläutert, übertragen.
        • An den Abschnitt D schließt sich der Abschnitt E mit der Reinigungsstation 8 an, die mit Bezug zu den Fig. 29, 30A und 30B erläutert wird:
          • Zwischen dem oberen Werkzeugträger 15A und dem unteren Werkzeugträger 15B wird mindestens ein Bürstenkopf 47 mittels eines Bürstenschaftes 50 eingefahren. Am Ende des Bürstenschaftes 50 ist eine Bürstenkopfaufnahme 49 angebracht, die in Richtung des oberen Teils 4A und des unteren Teils 4B der Formungseinheit 4 Reinigungsborsten 48 aufweist. Der Borstenkopf 47 dreht sich und reinigt auf diese Weise alle Teile, die mit der formbaren Masse in Berührung gekommen sind. Insbesondere werden das Verdrängungsschott 38 und die Werkzeuge 17 sowie das Matrizengitter 19 und die Werkzeuge 18 gereinigt. Nach der Reinigung wird der Bürstenschaft 50 aus der Formungseinheit 4 herausgedreht. Hierfür ist er auf einer Dreheinrichtung 51 befestigt, welche drei Bürstenköpfe 47 umfassen kann sowie entsprechende Anzahlen an Bürstenschäften 50. Die aus der Formungseinheit 4 herausgedrehten Bürsteschäfte 50 werden danach mittels Druckluft 52 gereinigt, welche über das Rohrsystem 53A den Druckluftdüsen 53B zugeführt wird. Der gesamte Reinigungsvorgang erfolgt vollautomatisch und ist in die Führungsbahn 3 integriert. Die Reinigungsstation 8 kann während des laufenden Betriebs der sich kontinuierlich bewegenden Formungseinheiten 4 arbeiten. Die Reinigungsstation 8 kann mit unterschiedlichen Bürsten, Druckluft und Absaugvorrichtungen ausgestattet sein. Sie ist voll beweglich in allen drei Koordinatenrichtungen sowie mit Näherungssensoren und
          • Auswechseleinheiten ausgestattet.

With reference to FIG. 10, the coupling of the upper and lower tool carrier 15 to the telescopic arm 5 will be described:

• The telescopic arm 5 comprises two mutually displaceable parts, so that the length of the telescopic arm is variable. In this way, the radial distance of the tool carrier 15 from the drive unit 2 can be changed. At the radially outer end of the telescopic arm 5, a horizontal / vertical two-axis fork joint 23 is attached. The two-axis fork joint 23 comprises a fixing unit 24, which is fastened to the radially outer end of the telescopic arm 5. At the fastening unit 24 is via a bolt 25, the horizontal joint 26 of the two-axle joint 23 attached. The horizontal joint 26 is pivotable about the axis of the bolt 25 in a first plane. In the arrangement of the telescopic arm 5 in the device according to the invention, this first plane is aligned horizontally. At the horizontal joint 26, the vertical joint 28 of the two-axis fork joint 23 is attached via a further bolt 27. The vertical joint 28 is pivotable in a second plane, which is perpendicular to the first plane. In the arrangement of the telescopic arm 5 in the device according to the invention, the vertical joint 28 is pivotable in a vertical plane. Finally, the upper or lower tool carrier 15A or 15B is fastened to the vertical joint 28. The two-axis fork joint 23 thus provides a firm connection between the telescopic arm 5 and the corresponding part of the tool carrier 15. In this way, the tool holder 15 can smoothly and smoothly reach all positions in all three spatial axes within the path of the guideway 3.
• Since the drive unit 2 represents the only motor-driven member of the device according to the invention with regard to the movement of the forming units 4, the telescopic arms 5 ensure that the force of the drive unit 2 is transmitted to the tool carriers 15 connected to them so that they move on the predetermined guide track 3 can. The two-axis fork joint 23 and the vertical pivoting of the telescopic arm 5 ensure that each individual movement of the tool carrier 15 can be compensated for transmitting force on the guideway 3.
• With reference to FIGS. 11 to 13, the guidance of the lower tool carrier 15B in the guide track 3B will be explained.
  • The lower guide pins 16B comprise a mushroom head 29 which is held and guided in all sections of the guide track 3 except for the shaping section A (FIG. 2) in a slotted guide 33. This slotted guide is shown in Fig. 13. The storage and guidance in the forming section A is shown in FIGS. 11 and 12. In this section A, the guide pin 16B leaves the slide guide 33 and is guided and held by a guide roller system. The guide roller system comprises closely spaced guide rollers 30 which are rotatable in the direction of the guide track 3B. The face of the mushroom head 29 always lies on each two guide rollers 30 to ensure a smooth running of the lower tool carrier 15B. In order to keep the guide pins 16B in lateral position, two side guide plates 32 are arranged on both sides of the mushroom head 29 of the guide pin 16B.
  • For each individual guide roller 30, a separately controllable level control 31 is provided, which can move or adjust the height of the guide roller 30. As a result, the Endverformungskräfte be regulated. In this way it can be ensured that the blanks have exactly the desired strength. For this purpose, the level control 31 can be coupled to a weighing cell unit, which adjoins the camera inspection station 7. The load cell unit may have a programmable logic controller to transmit a controlled variable to the level control 31 to control the immersion depths of the individual tools 17 and 18 respectively, thereby achieving mass variation of the individual moldings, as will be explained later.
  • The mounting and guiding of the upper tool carrier 15A over the upper guide pins 16A in the upper guide tracks 3A essentially corresponds to the guidance and the mounting of the lower tool carrier 15B. The mushroom head 29 of the upper guide pin 16A is received by a slotted guide 33 of the upper guide track 3A. In contrast to the guidance of the lower guide pins 16B, however, a slotted guide 33 is also provided in the shaping section A, since it is not necessary to adjust both the lower tool carrier 15B and the upper tool carrier 15A in the vertical direction.
  • With reference to FIGS. 14 to 19, various examples of tools 17, 18 and their attachment in the tool carrier 15A and 15B will be explained. Figs. 14 to 19 show the tools 18 which are fixed to the lower tool carrier 15B. The tools 17 may be identical or similar to the tools 18 and similarly secured to the upper tool carrier 15A.
  • The tools 17 and 18 are formed like a stamp. They have an end face 35 which, as shown in Figs. 14A to 16A, corresponding to the desired Mold surface is selected. The tools 17 and 18 are floating in the tool carrier 15A, secured once or twice by means of internal locking bars 34 against falling out. This ensures a very dense arrangement of the tools 17 and 18, respectively. The number of securing rods 34 depends on the intended use of the tools 17 and 18 and on their function.
  • In Fig. 18, a special tool 36 is shown. It includes heating or cooling holes 37 into which a fluid may be introduced to heat or cool the tool 36.
  • Referring to Fig. 20, the parts connected to the upper tool carrier 15A will be explained.
    • The radially inner side of the upper tool carrier 15A is connected to the telescopic arm 5A via the two-axis fork joint 23, as explained with reference to FIG. The upper side of the upper tool carrier 15A is mounted on the upper guide pin 16A in the slotted guide 33 of the upper guide track 3A. Further, the tools 17 are mounted on the securing rods 34 in the lower side of the upper tool carrier 15A, as explained with reference to FIGS. 14 to 19.
    • Finally, the displacement barrier 38 is coupled to the upper tool carrier 15A via the connection mechanism 41. The linkage mechanism 41 includes a spring 42 which holds the displacement bulkhead 38 in the rest position of the spring 42 so that the upper surface of the displacement bulkhead 38 is spaced from the lower surface of the upper tool carrier 15A. Against the force of the spring 42, the displacement barrier 38 can be moved vertically in the direction of the upper tool carrier 15A.
    • The displacement barrier 38 is shown in detail in FIG. 21. It comprises a grid in which the openings of the grid are delimited by lateral boundaries 39 of the displacement bulkhead 38. In the rectangular grid structure shown in Fig. 21, each opening of the grid is demarcated by four side walls. The bottom of the Grid of the displacement bulkhead 38 has a grid-like end face 40. Finally, the displacement barrier 38 has bores 44 for the guide rods 22 of the tool carrier 15 (FIG. 9).
    • Referring to Fig. 22, the parts coupled to the lower tool carrier 15B will be explained.
      • The lower tool carrier 15B is coupled to the lower telescopic arm 5B via the two-axis fork joint 23, as explained with reference to FIG. The lower side of the lower tool carrier 15B is guided and supported via the lower guide pins 16B via the slotted guide 33 or via the guide roller system explained with reference to FIG. 11. Furthermore, the tools 18 are mounted on the securing rods 34 in the upper side of the lower tool carrier 15B.
      • Finally, the die grid 19 is coupled via the height-adjustable link mechanism 46 to the lower tool carrier 15B. The matrix grid 19 includes receiving spaces 21, which are delimited from lateral boundaries 20. The lower openings of the receiving spaces 21 of the die grid 19 are closed by the tools 18 projecting into the receiving spaces 21. Since the volume of the receiving space 21 determines the volume of the molding to be formed and thus at a certain density and the mass or weight, the mass or the weight of the moldings can be adjusted via the height adjustment of the tools 18.
      • A plan view of the die grid 19 is shown in FIG. The rectangular grid structure can be seen, which is formed by the end face 45 of the die grid 19. Furthermore, the end faces 35 of the tools 18 can be seen, which protrude into the receiving spaces 21 and which are held over the securing rods 34 in the lower tool carrier 15B. Finally, bores for the guide rods 22 are provided in the matrix grid.
      • Since the tools 17 move in the displacement barrier 38 and the tools 18 are located in the receiving spaces 21 of the die grid 19, the Tools 17 also referred to as displacement bulkhead-side tools and the tools 18 as a die-side tools.
      • With reference to FIG. 24A, it is explained how the individual parts of the shaping unit 4 cooperate in order to portion the melt belt 14 and to press it into the receiving spaces 21 of the die grid 19:
        • The molding operation takes place on the straight path of the molding section A of the guide track 3 (FIG. 2). At the beginning of the molding section A, the upper part 4A of the molding unit 4, that is, the upper tool carrier 15A and the parts connected thereto are vertically moved toward the lower part 4B of the molding unit 4, ie the lower tool carrier 15B and the parts connected thereto. At the same time, the melt belt 14 formed by the forming station 13 is supplied to the lower part 4B of the molding unit 4. As can be seen from FIG. 24A, the melt belt 14 comes to lie on the upper side of the die grid 19, ie in particular on the end face 45, which is formed by the side delimitations 20 of the die grid 19. The melt strip 14 is thus located above the receiving spaces 21 of the die grid 19. The distance between the bottom of the displacement bulkhead 38 and the top of the die grid 19 is initially greater than the thickness of the melt belt 14, so that this introduced between the die grid 19 and the displacement barrier 38 can be.
        • As the forming unit 4 continues to advance in the forming section A driven by the drive unit 2, the upper tool carrier 15A is further lowered with the displacement bulkhead 38 until the lower end face 40 of the displacement bulkhead 38 contacts the upper surface of the melt belt 14. Upon further lowering of the upper tool carrier 15A with the displacement bulkhead 38, the portion 14A of the melt belt 14, which is located between the end face 45 of the die grid 19 and the end face 40 of the displacement bulkhead 38, is now displaced in the direction of the adjacent receiving spaces 21, as shown in FIGS Figs. 25A and 25B and Figs. 26A and 26B, respectively.
        • When lowering the upper tool carrier 15A with the displacement barrier 38 during the displacement process of the melt belt 14 reduces the Distance of the displacement bulkhead 38 to the upper tool carrier 15A against the force of the springs 42. At the same time, tilting of the displacement bulkhead 38 is prevented by the guide rods 22. The strength of the springs 42 is designed so that they allow a sinking of the displacement bulkhead 38 in the melt belt 14. The nachrückende upper tool part 15A increases the pressure exerted by the displacement barrier 38 on the melt belt 14, by means of the ever closer together springs 42. To lower the displacement bulkhead 38 on the melt belt 14, the melt masses 14A under the end face 40 of the displacement bulkhead 38 in all To distribute directions, ie to displace, the edges of the end face 40 of the displacement bulkhead 38 are specially shaped. In Fig. 25B, a displacement barrier 38 is shown in which the edges of the transition from the end face 40 to the side surfaces of the side boundaries 39 of the displacement bulkhead 38 are rounded. Shown in Fig. 26B is a displacement barrier in which these edges are chamfered. This configuration of the edges serves a lossless and economically optimal production process. In this case, all material supernatants are to be forced into the receiving spaces 21 of the die grid 19.
        • The displacement bulkhead 38 is moved toward the die grid 19 until the end face 40 of the displacement bulkhead 38 rests on the end face 45 of the die grid 19.
        • As can be seen in FIGS. 21, 23 and 24, the geometric shape of the displacement bulkhead 38 corresponds to that of the die grid 19. It is essential that the side boundary 39 of the displacement bulkhead 38 be aligned with the side boundaries 20 of the die grid 19 and thus with the side boundaries 39 or 20 formed end faces 40 and 45 corresponds. These side boundaries 39 and 20 form the identical lattice structure. The side boundary 39 of the displacement bulkhead 38 has in particular the same thickness as the side boundary 20 of the die grid 19. Furthermore, the side boundaries 39 and 20 are aligned with one another. During the movement of the displacement bulkhead 38 in the direction of the die grid 19, the side boundaries 39 and 20 are aligned exactly parallel to one another.
        • After the end face 40 of the displacement bulkhead 39 rests on the end face 45 of the die grid 19, the upper tool carrier 15A further lowers with the tools 17, without the vertical position of the displacement bulkhead 38 being able to continue to change since it rests on the die grid 19. The tools 17 are thus moved in the openings of the displacement bulkhead 38. The side delimitations 39 of the displacement bulkhead 38 serve as a guide for the tools 17. The displacement bulkhead 38 thus serves as a guide chamber for the lowering tools 17 as well as an antechamber for the mass to be deformed. By lowering the tools 17 of the part of the melt belt 14, which is still displaced between the side boundaries 39 of the displacement 38 above the receiving space 21 of the matrix grid 19, brought from the end faces 35 of the tools 17 into the receiving spaces 21 of the matrix grid 19 , Finally, the portion of the melt belt 14 located completely in the receiving space 21 is pressed in the receiving space 21.
        • Fig. 27A shows the distribution of force in the receiving space 21 during pressing. On the melt portions pressure is exerted by the tools 17 and 18 from above and below. From the side of the portions of the side boundaries 20 of the matrix grid 19 are enclosed. Since the same pressure is exerted on the lateral boundaries 20 by two adjacent receiving chambers 21, the forces applied to the lateral boundaries 20 cancel each other out. For this reason, the side boundaries 20 and thus also the side boundaries 39 of the displacement bulkhead 38 can be made very thin, whereby a possible residual portion of the melt belt 14, which is not compressed, can be kept extremely low.
        • The pressure exerted by the tools 17 and 18 on the melt portions 14 can be selected depending on the moldings to be formed. A special feature of the device according to the invention is that the pressure-holding time, ie the time interval at which the maximum pressure is exerted on the mass to be pressed, can be adjusted individually to the mass to be deformed and adapted to it. The pressure holding time can be chosen to be very long, in particular in comparison to conventional tableting machines. In fact, it is essentially dependent on the rotational speed of the drive unit 2 and the length of the straight forming section A determines. If the forming section A is chosen to be very long, the maximum pressure exerted on the mass to be formed is maintained for a very long time.
        • At the forming section A, the cooling section B connects. The upper part 4A of the forming unit 4 with the upper tool carrier 15A is again removed in this section B in the vertical direction from the lower part 4B of the forming unit 4 with the lower tool carrier 15B. The compressed moldings can cool during the residence time in the cooling section B. In the device according to the invention, this cooling section B can be chosen so long that it is ensured that no unwanted internal stresses remain in the formed products. The cooling station B is followed by the sampling station 6 in the section C. In this station 6 can each be removed by means of a randomized, memory-controlled, individually controllable vacuum blank removal unit a certain number of moldings and transferred to a control device. The blanks removed from the population or their free spaces on the lower tool carrier 15B are transmitted to the blank removal and camera inspection station 7 by means of the integrated programmable logic controller in order to avoid false control messages. The task of this in-process control station is to control the quality-related operation of the device according to the invention, to confirm it or, if necessary, to intervene in the process sequence by means of a programmable logic controller and correspondingly via the level control 31.
        • The section C with the sampling station 6 is followed by the section D with the blank removal and camera inspection station 7, which will be explained with reference to FIG. 28. In this case, by means of a 100% online visual inspection, the rejected goods 7B are separated from the goods 7A (see Fig. 2).
        • At the beginning of section D, the tools 18 are moved completely into the receiving space 21 of the die grid 19, so that the shaped articles 57 formed are pushed out of the die grid 19 and ready for removal. Thereafter, the vacuum blank removal unit 58 between the upper Tool carrier 15 A and the lower tool carrier 15 B pivoted so that vacuum receiving hoses of the molding receiving head 59 are located directly above the moldings 57. The vacuum molding removal unit 58 has the same number of individually controllable vacuum hoses for receiving the moldings 57 as tools 18 and receiving spaces 21 are provided. The moldings are sucked in by the vacuum hoses and lifted off the die grid 19. Subsequently, the molding receiving head 59 is swung out of the molding unit 4 by means of the motor 62 and the shaft 61, whereupon the moldings 57 are deposited on a transparent conveyor belt 63. On the conveyor belt 63, the moldings 57 of a camera inspection unit with an upper camera 64 and a lower camera 65 for examination of the top and bottom and the side edges of the moldings 57 are supplied.
        • By means of the cameras 64 and 65, the entirety of the formed moldings 57 can be optically examined. In this case, the entire geometric shape of the moldings 57 can be examined. Furthermore, the moldings 57 can be examined without contact by means of infrared spectroscopy, in particular NIR spectroscopy. Since the geometrical arrangement of the blanks on the conveyor belt 63 corresponds exactly to that in the die grid 19, conclusions as to defective production in the die grid 19 can be determined for defective blanks 57. The NIR spectroscopy works with the help of chemometric evaluation methods on the qualitative and quantitative analytical sorting of the good production 7A.
        • By means of an optional subsequent weighing cell unit, the individual weights of the moldings 57 can be detected. Deviations from predetermined weight tolerances can be detected in this way and used to sort out faulty blanks. Furthermore, the weighing cell unit can transmit a controlled variable to the level control 31 and / or to the guide rollers, as already explained.
        • The section D is followed by the section E with the cleaning station 8, which will be explained with reference to FIGS. 29, 30A and 30B:
          • Between the upper tool carrier 15A and the lower tool carrier 15B at least one brush head 47 is retracted by means of a brush shaft 50. At the end of the brush shaft 50, a brush head receptacle 49 is attached, which has cleaning bristles 48 in the direction of the upper part 4A and the lower part 4B of the molding unit 4. The bristle head 47 rotates, thus cleaning all parts which have come into contact with the moldable mass. In particular, the displacement barrier 38 and the tools 17 as well as the die grid 19 and the tools 18 are cleaned. After cleaning, the brush shaft 50 is unscrewed from the molding unit 4. For this purpose, it is mounted on a rotating device 51, which may comprise three brush heads 47 and corresponding numbers of brush shafts 50. The brushes 50 turned out of the forming unit 4 are then cleaned by means of compressed air 52, which is supplied via the pipe system 53A to the compressed-air nozzles 53B. The entire cleaning process is fully automatic and is integrated in the guideway 3. The cleaning station 8 may operate during ongoing operation of the continuously moving forming units 4. The cleaning station 8 may be equipped with different brushes, compressed air and suction devices. It is fully movable in all three coordinate directions as well as with proximity sensors and
          • Replacement units equipped.

• Die Formungsraumbeschichtungseinrichtung 9 umfasst ein Rohrsystem 54, mit dem ein Beschichtungsfluid 56 oder einem Beschichtungspulver (Formtrennmittel) zugeführt werden kann. Das Beschichtungsfluid 56 bzw. das Beschichtungspulver tritt bei den Düsen 55 aus. Vorzugsweise entspricht die Anzahl der Düsen 55 der Anzahl der Werkzeuge 17 und 18. Die Aufgabe der Formungsraumbeschichtungseinrichtung 9 besteht darin, mögliche Anhaftungstendenzen der unterschiedlichen zu verarbeitenden Materialien zu reduzieren bzw. auszuschalten, um einen reibungslosen Produktionsablauf zu gewährleisten. Hierfür werden die Teile der Vorrichtung, die mit der zu verarbeitenden Masse in Berührung kommen, mit dem Beschichtungsfluid 56 bzw. das Beschichtungspulver beschichtet. Die Wahl des Beschichtungsfluids hängt von der zu formenden Masse und dem beabsichtigten Einsatzgebiet der zu bildenden Formlinge 57 ab.
• Nach dem Passieren der Formungsraumbeschichtungseinrichtung 9 im Abschnitt F werden die Formungseinheiten 4 zum erneuten Bilden von Formlingen dem Formungsabschnitt A auf der Führungsbahn 3 zugeführt.
• Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die formbare Masse, aus welcher die Formlinge 57 gebildet werden, nicht mittels der Extrusionstechnologie gebildet. Vielmehr handelt es sich bei diesem Ausführungsbeispiel bei der formbaren Masse um ein Schüttgut 14B beliebiger Zusammensetzung. Das Schüttgut 14B ist insbesondere pulverförmig, fließfähig und formbar. Es kann sich beispielsweise um ein pulverförmiges Granulat handeln. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vorteilhafterweise insbesondere für ein Schüttgut 14B z.B. aus der Granulattechnologie eingesetzt werden, welches sehr schlecht verformbar ist, da die Druckhaltezeit bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf einen sehr langen Zeitraum eingestellt werden kann.
• Da bei dem zweiten Ausführungsbeispiel das Schüttgut 14B direkt in die Aufnahmeräume 21 des Matrizengitters 19 gefüllt werden kann, könnte das Verdrängungsschott 38 bei der Vorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels weggelassen werden. Vorzugsweise dient es jedoch weiterhin der Führung der Werkzeuge 17. Das Schüttgut 14B wird bei dem zweiten Ausführungsbeispiel mittels einer an sich bekannten Einrichtung, wie sie beispielsweise bei herkömmlichen Tablettiermaschinen verwendet wird, direkt in die Aufnahmeräume 21 gefüllt, wie es in Fig. 24B dargestellt ist. Bei der Einrichtung kann es sich z.B. um eine Pulververteilanlage zum gleichmäßigen Austragen von fließfähigen, formbaren, pulverförmigen Schüttgütern 14B handeln, bei welcher die Schüttgüter 14B kontinuierlich zuführbar sind. Nach dem Befüllen der Aufnahmeräume 21 erfolgt das Verpressen durch die Werkzeuge 17 und 18 (vgl. Fig. 27B) sowie die weiteren Verfahrensschritte, wie es vorstehend beschrieben wurde.
• Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist es besonders wichtig, dass die während des Formungsvorgangs entstandene Druckenergie über einen längeren Zeitraum auf die zu formende Masse übertragen wird, d.h. ein hoher Druck wird über einen längeren Zeitraum auf die zu formende Masse ausgeübt, um hierdurch den materialspezifischen Rückstellkräften der zu verformenden Massen entgegenzuwirken. Ferner kann der Druck auch während des Auskühlabschnitts B aufrechterhalten werden, indem der obere Teil 4A und der untere Teil 4B der Formungseinheit 4 erst nach diesem Auskühlabschnitt B auseinander fahren. Auf diese Weise werden Massen mit erhöhten elastischen Rückstellkräften bis zum Erstarren bzw. Erkalten in der Plastifizierungsposition gehalten.

The section E with the cleaning station 8 is followed by the section F with the forming space coating device 9, which will be explained with reference to FIG. 31:

• The molding space coating device 9 comprises a pipe system 54, with which a coating fluid 56 or a coating powder (mold release agent) can be supplied. The coating fluid 56 or the coating powder exits at the nozzles 55. Preferably, the number of nozzles 55 corresponds to the number of tools 17 and 18. The task of the molding space coating device 9 is to reduce or eliminate possible adhesion tendencies of the different materials to be processed in order to ensure a smooth production process. For this purpose, the parts of the device which come into contact with the mass to be processed, coated with the coating fluid 56 and the coating powder. The choice of coating fluid depends on the mass to be formed and the intended area of use of the moldings 57 to be formed.
• After passing the forming space coating device 9 in the section F, the forming units 4 for re-forming moldings are fed to the forming section A on the guide track 3.
• According to a second embodiment of the present invention, the moldable mass from which the moldings 57 are formed is not formed by extrusion technology. Rather, in this exemplary embodiment, the mouldable mass is a bulk material 14B of arbitrary composition. The bulk material 14B is in particular powdery, flowable and moldable. It may be, for example, a powdered granules. The device according to the invention can advantageously be used in particular for a bulk material 14B, for example, from the granule technology, which is very poorly deformable, since the pressure holding time in the device according to the invention can be set to a very long period.
• In the second embodiment, since the bulk material 14B can be directly filled in the accommodation spaces 21 of the die grid 19, the displacement bulkhead 38 in the apparatus of the second embodiment could be omitted. Preferably, however, it still serves to guide the tools 17. The bulk material 14B is filled in the second embodiment by means of a per se known device, as used for example in conventional tableting machines, directly into the receiving spaces 21, as shown in Fig. 24B , The device can be, for example, a powder distribution system for the uniform discharge of flowable, formable, powdery bulk materials 14B, in which the bulk materials 14B can be continuously fed. After filling the receiving spaces 21, the pressing is carried out by the tools 17 and 18 (see Fig. 27B) and the further process steps, as described above.
• In the second embodiment, it is particularly important that the pressure energy generated during the molding process be sustained over a long period of time the mass to be molded is transferred, ie a high pressure is exerted over a longer period of time on the mass to be formed, thereby counteracting the material-specific restoring forces of the masses to be deformed. Further, the pressure can be maintained even during the Auskühlabschnitts B by the upper part 4A and the lower part 4B of the forming unit 4 apart only after this Auskühlabschnitt B apart. In this way, masses are held with increased elastic restoring forces until solidification or cooling in the plasticizing position.

LIST OF REFERENCE NUMBERS

1

extruder

2

drive unit

3

guideway

3A

upper part of the guideway

3B

lower part of the guideway

4

shaping unit

4A

upper part of the molding unit

4B

lower part of the molding unit

5

telescopic arm

5A

Upper telescopic arm

5B

lower telescopic arm

6

Sampling station

7

Blank removal and camera inspection station

7A

Gutware

7B

reject goods

8th

cleaning station

9

Molding space coating device

10

extruder

11

melt strand

12A and 12B

Rolling the forming station

13

molding station

14

melt tape

14A

Section of the melt ribbon between the faces of the die grid and the displacement bulkhead

14B

flowable, malleable powdered bulk material

15

tool carrier

15A

upper tool carrier

15B

lower tool carrier

16

guide pins

16A

upper guide pins

16B

lower guide pin

17

upper tools

18

lower tools

19

die grid

20

Side boundaries of the matrix grid

21

Reception rooms of the Matrizengitters

22

Tool carrier guide rods

23

Two-axis fork joint

24

Fastening unit of the telescopic arm

25

bolt

26

Horizontal joint of the biaxial fork joint

27

bolt

28

Vertical joint of the biaxial fork joint

29

Mushroom head of the guide pin

30

guide rollers

31

Level control of the guide rollers

32

Side guide plates of the guideway

33

Slotted guide of the guideway

34

Safety bars for the tools

35

Face of the tool

36

Special tool with heating or cooling holes

37

Heating or cooling holes

38

displacement partition

39

Side boundaries of the displacement bulkhead

40

End face of the displacement bulkhead

41

Connecting mechanism for the displacement bulkhead

42

feather

43

lifting device

44

Holes for the tool carrier guide rods

45

End face of the matrix grid

46

Volume adjustment mechanism for the die grid

47

brush head

48

cleaning bristles

49

Brush head holder

50

brush shaft

51

Rotary device for the brushes

52

compressed air

53A

Pipe system for supplying the compressed air

53B

compressed air nozzle

54

Pipe system for supplying the coating fluid

55

coating dies

56

coating fluid

57

moldings

58

Vacuum molding removal unit

59

Molding receiving head

60

extendable arm of the vacuum molding extraction unit

61

Wave of the vacuum molding extraction unit

62

Drive the vacuum molding extraction unit

63

conveyor belt

64

Camera for the top of the moldings

65

Camera for the bottom of the moldings

Claims (28)

Apparatus for forming moldings (57) from a moldable mass with - A matrix grid (19), in which at least one of side boundaries (20) formed receiving space (21) is formed, and - At least one tool (17, 18) with which the moldable mass in the receiving space (21) is compressible, marked by - a displacement barrier (38) movable on the matrix grid (19) for portioning the moldable mass, the displacement barrier (38) comprising side boundaries (39) corresponding to the lateral boundaries (20) of the matrix grid (19). Device according to claim 1,
characterized,
that the side boundaries (39) of the displacement partition (38) with the side limitation (20) in alignment of the die (19). Apparatus according to claim 1 or 2,
characterized,
in that the side boundaries (39) of the displacement bulkhead (38) and the side boundaries (20) of the die grid (19) have end faces (40, 45) which at least partially come into contact when the displacement bulkhead (38) and the die grid (19) are completely moved towards each other. Device according to claim 3,
characterized,
that the transition from the end face (40) to the side boundaries (20, 39) of the die grid (19) and / or the displacement bulkhead (38) is rounded. Device according to claim 3,
characterized,
in that the transition from the end face (40) to the side boundaries (20, 39) of the die grid (19) and / or of the displacement bulkhead (38) is chamfered. Device according to one of the preceding claims,
characterized,
in that the tool (17) can be guided from the side boundaries (39) of the displacement bulkhead (38) into the receiving space (21). Device according to one of the preceding claims,
characterized,
in that a further die-side tool (18) for the at least one receiving space (21) can be guided from the opposite side of the displacement bulkhead-side tool (18) into the receiving space (21). Device according to one of the preceding claims,
characterized,
in that a plurality of receiving spaces (21) are formed in the die grid (19), to each of which a displacement-seal-side tool (17) and a die-side tool (18) are assigned. Device according to claim 8,
characterized,
in that the displacement-bulkhead-side tools (17) and / or the die-side tools (18) are each mounted in a tool carrier (15A, 15B). Device according to claim 9,
characterized,
in that the displacement partition (38) is coupled to the tool carrier (15A) for the displacement-bulkhead-side tools (17). Device according to claim 9 or 10,
characterized,
in that at least one tool carrier (15A, 15B) is movable along a guide track (3A, 3B) which has a forming section (A) in which of the tools (17, 18) a constant pressure is applied to those in the receiving spaces (21) Portions of the moldable mass is exercised over a distance. Device according to one of claims 9 to 11,
characterized,
in that the tool carrier (15A, 15B) is coupled via a telescopic arm (5A, 5B) to a rotatable drive unit (2) so that the tool carrier (15, 15B) can be guided over a closed curve. Device according to claim 12,
characterized,
in that the telescopic arm (5A, 5B) is pivotably mounted about an axis which is tangential with respect to the rotation of the drive unit (2), and that the length of the telescopic arm (5A, 5B) is variable. Device according to one of the preceding claims,
characterized,
that the moldable material is a ribbon of melt (14). Device according to claim 14,
characterized,
in that the device comprises an extruder (1) for forming the melt of the melt ribbon (14), wherein the melt ribbon (14) can be continuously fed to the die grid (19). Device according to one of claims 14 or 15,
characterized,
in that the melt ribbon (14) comprises several layers of different compositions. Device according to claim 15 or 16,
characterized,
in that between the extruder (1) and the matrix grid (19) a shaping device for smoothing and aligning a melt strand (11) to the melt ribbon (14) is arranged. Method for forming moldings (57), in which - a malleable mass is formed, - The moldable material is supplied to a die grid (19), so that the moldable mass rests on the end face (45) of side boundaries (20) of the die grid (19), - A displacement barrier (38) with side boundaries (39) corresponding to the side boundaries (20) of the die grid (19), is moved to the die grid (19), wherein on the side boundaries (20) of the die grid (19) resting Part (14 A) of the moldable mass in the direction of one of the die grid (19) between the side boundaries (20) formed receiving space (21) is displaced, so that the moldable mass is portioned, and - At least one tool (17, 18) the portions of the moldable mass in the receiving space (21) pressed. Method according to claim 18,
characterized,
in that the displacement partition (38) is moved toward the matrix grid (19) so that the side boundaries (39) of the displacement partition (38) are aligned with the lateral boundaries (20) of the matrix grid (19). Method according to claim 18 or 19,
characterized,
in that the displacement partition (38) is moved towards the matrix grid (19) until the end face (40) of the side boundaries (39) of the displacement partition (38) lies at least partially against the end face (45) of the lateral boundaries (20) of the matrix grid (19 ) issue. Method according to one of claims 18 to 20,
characterized,
in that the displacement partition (38) is moved towards the matrix grid (19) against the force of at least one spring (42). Method according to one of claims 18 to 21,
characterized,
that the side boundaries (39) of the displacement partition (38) into the receiving space (21) is guided in the pressing tool (17). Method according to one of claims 18 to 22,
characterized,
that during pressing a further die-side tool (18) for the at least one receiving space (21) from the opposite side of the displacement-side tool (17) in the receiving space (21) is guided. Method according to claim 23,
characterized,
that in the die grid (19) a plurality of receiving spaces (21) is formed and in pressing on the moldable mass in each receiving space (21), a pressure of a displacement bulkhead-side tool (17) and a die-side tool (18) is applied. Method according to claim 24,
characterized,
in that the displacement-bulkhead-side tools (17) and / or the die-side tools (18) are mounted in a respective tool carrier (15A, 15B) and at least one tool carrier (15A, 15B) is moved along a guideway (3A, 3B) which has a forming section (A), wherein by the tools (17, 18) a constant pressure on the in the receiving spaces (21) located portions of the moldable mass is applied over a distance. Method according to claim 25,
characterized,
in that the tool carrier (15A, 15B) is coupled to a drive unit (2) via a telescopic arm (5A, 5B) and is moved by means of the drive unit (2) so that the tool carrier (15A, 15B) slides on the guide track (3A, 3B ) is guided over a closed curve. Method according to one of claims 18 to 26,
characterized,
in that a melt strip (14) is formed as a moldable mass, which is fed continuously to the matrix grid (19). Method according to claim 27,
characterized,
that the melt ribbon (14) is smoothed and aligned before being fed to the die grid (19).

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