EP2081759A1 - Hochleistungs-rotationsumlauf-form-verfahren und -vorrichtung - Google Patents

Hochleistungs-rotationsumlauf-form-verfahren und -vorrichtung

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EP2081759A1
EP2081759A1 EP07822833A EP07822833A EP2081759A1 EP 2081759 A1 EP2081759 A1 EP 2081759A1 EP 07822833 A EP07822833 A EP 07822833A EP 07822833 A EP07822833 A EP 07822833A EP 2081759 A1 EP2081759 A1 EP 2081759A1
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EP
European Patent Office
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displacement
grid
bulkhead
die
tool
Prior art date
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EP07822833A
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EP2081759B1 (de
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Klaus Gebert
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AbbVie Deutschland GmbH and Co KG
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Abbott GmbH and Co KG
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Publication date
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    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/02—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a ram exerting pressure on the material in a moulding space
    • B30B11/14—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a ram exerting pressure on the material in a moulding space co-operating with moulds on a movable carrier other than a turntable or a rotating drum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/0082—Dust eliminating means; Mould or press ram cleaning means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/30—Feeding material to presses
    • B30B15/302—Feeding material in particulate or plastic state to moulding presses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B30B—PRESSES IN GENERAL
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    • B30B15/30—Feeding material to presses
    • B30B15/302—Feeding material in particulate or plastic state to moulding presses
    • B30B15/304—Feeding material in particulate or plastic state to moulding presses by using feed frames or shoes with relative movement with regard to the mould or moulds
    • B30B15/306—Feeding material in particulate or plastic state to moulding presses by using feed frames or shoes with relative movement with regard to the mould or moulds for multi-layer articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/34—Heating or cooling presses or parts thereof

Definitions

  • 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 can be pressed in the receiving space.
  • 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 mouldable mass in the receiving space to the moldings.
  • rotary tabletting machines e.g. the mass to be formed, which is present as bulk material, fed via a fixed filling device in a likewise fixed die table, in the receiving spaces (matrices), the bulk material is filled.
  • the receiving space stamp 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 tabletting machine is described for example in DE 37 14 031 A1.
  • 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.
  • a process for the production of pharmaceutical tablets is known in which the pharmaceutical mixture is extruded and the still plastic material is processed in a conventional tableting machine into solid pharmaceutical forms. While advantageously an extruder can be used to form and supply 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.
  • EP 240 906 B1 to extrude polymer melts and to deform them by spheroidal casting or calendering.
  • a disadvantage of the injection molding 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.
  • 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.
  • this production method has the disadvantage that no specific mass adjustments can be made without bringing the individual doses lent out of the form borrowed because of this lack of lateral all-round guides. Furthermore, it is necessary to post-process the resulting moldings, in particular to smooth and deburr. Furthermore, mass corrections to the formations are only very limited possible, thereby conditionally a format change is excluded to heavier or lighter forms.
  • the proportion of the supplied mouldable mass that is not formed into a molding should be as low as possible.
  • 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.
  • the moldable mass is pre-portioned by the displacement partition, wherein in addition the material overhangs on the matrix grid are largely completely displaced into the receiving spaces of the matrix grid and the Matrices grid then forms a completely enclosed space around the individual masses, which can then be pressed with correspondingly adjustable volumes by pressing down in the matrix grid tools.
  • moldings can be produced which have no edge burrs and no offset, so that no further post-processing is required.
  • smooth surface structures and complicated geometries of the moldings can be realized.
  • the side boundaries of the displacement bulkhead are aligned with the lateral boundaries of the matrix grid.
  • the thickness of the lateral boundaries of the matrix grid corresponds in particular to the thickness of the lateral boundaries of the displacement partition.
  • 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.
  • the matrix grid may comprise a square, rectangular, diamond-shaped or circular grid. The same grid is then formed by the side delimitations of the displacement bulkhead, so that the end faces in each case match one another.
  • the transition from the end faces to the side boundaries of the die grid and / or the displacement partition is rounded off or bevelled.
  • the tool is guided from the side boundaries of the displacement bulkhead into the receiving space. bar.
  • 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.
  • 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.
  • the die grid in particular a plurality of receiving spaces is formed, each associated with a displacement-side tool and a die-side tool.
  • 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.
  • the displacement bulkhead is coupled to the tool carrier for the displacement bulkhead-side tools.
  • the displacement bulkhead is in particular movable relative to the tool carrier against the force of at least one spring.
  • 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.
  • the tool carrier is held in particular via a slotted guide in the guideway. Furthermore, a separate guide track may be provided for the tool carrier of the displacement-side tool and the tool carrier for the die-side tools.
  • At least one tool carrier runs along the guide path at least in sections onto guide rollers, whereby the guide rollers can be adjusted with regard to their distance from the tool carrier of the displacement-side tools, at least in the shaping section of the guide track.
  • a molding pressure can be set in accordance with the mass properties to be formed.
  • the volumes to be set of the different masses to be pressed are adjusted by means of the height-adjustable die grid.
  • a cooling section of the guideway in which cool the pressed moldings in the die grid.
  • a sample removal station can be arranged for removal of one or more molds, which can be fed to a quality control.
  • a sampling and camera inspection station can be used for sampling and
  • a cleaning station for at least the tools, the displacement barrier and the matrix grid, and finally a shaping space coating device can be arranged, in which the parts of the device which come into contact with the moldable material are coated to avoid adhesions.
  • the tool cleaning and the molding space coating can thus be carried out continuously during the ongoing production process.
  • an online control during the ongoing manufacturing process and an online mass correction of the moldings are possible.
  • an online 100% visual inspection by means of a camera as well as online NIR for various analytical data collections are possible.
  • 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.
  • 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.
  • the length of the telescopic arm is variable.
  • the tool carrier is in this case coupled via a Hohzontal ⁇ / ertikalgabelgelenk 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.
  • the device comprises in particular an extruder, wherein the melt ribbon is continuously fed to the die grid.
  • 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 correspond to the width of the die grid. The thickness of the melt ribbon can thereby be adjusted so that the weight of the individual portions of the mass is adjusted.
  • the melt ribbon may comprise several layers of different composition.
  • the extruder can be designed for two-component or three-component extrusion, with the various components being able to lie in different sequences.
  • films and moldings with a product sequence ABA or ABCBA can be formed.
  • 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.
  • the mouldable mass may be a bulk material.
  • the device according to the invention can in particular compress polymer granules with high restoring force into formations.
  • the device according to the invention can be due to the adjustable molding time for the molding process for processing flowable and moldable powdered bulk materials, eg in the pharmaceutical, food, cosmetics and hygiene industries.
  • 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 barrier having side boundaries corresponding to the side boundaries of the die grid is then moved towards the die grid, thereby displacing the portion of the moldable mass resting on the side boundaries of the die grid in the direction of a receiving space formed by the die grid between the side boundaries that the mouldable 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.
  • 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.
  • the displacement partition is moved toward the die grid until the end faces of the side boundaries of the displacement partition abut at least in part on the end faces of the lateral boundaries of the matrix grid.
  • the displacement barrier can be moved in particular against the force of at least one spring on the die grid.
  • the tool is guided by the side boundaries of the displacement partition into the receiving space. 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.
  • a multiplicity of receiving spaces can be formed in the die grid.
  • the moldable mass in each receiving space is inserted Pressure exerted by a displacement bulkhead-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.
  • at least one tool carrier is moved 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 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.
  • a malleable mass is understood to mean any mass which changes its shape under the action of a force.
  • 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.
  • pulverulent bulk materials can be supplied to the matrix grid as a moldable mass.
  • the following application features can be realized: by means of a so-called protective extrusion, sensitive active substances can be shielded; a multilayer extrusion can be used to form a molding or a molding To realize a multi-layer tablet, which has a faster drug release of the outer layer and a delayed drug release of the inner layer, it can be a multicomponent tenwirkstoffabgabe and a cascade drug release realize and different thickness variations of the individual layers can be different release profiles realize.
  • multilayer moldings for the food, cosmetics and hygiene industries can thus be produced well.
  • FIG. 1 shows schematically the overall structure of the device according to an embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a detail of the device shown in FIG. 1, in which the various stations of the device can be seen,
  • FIG. 3 shows the travel curve of the upper and lower part of the shaping unit, which can be adjusted in height on both sides, when cornering after the shaping process
  • FIG. 4 shows the travel curve of the upper and lower part of the shaping unit, which can be changed on both sides, when cornering for the shaping process
  • Fig. 5 shows a side view of the travel curves of the device according to the embodiment of the invention shown in Figs. 3 and 4.
  • Fig. 66AA shows the nozzle of an extruder of the device according to the embodiment of the invention, in particular for the manufacture of multilayer moldings / multi-layer tablets,
  • FIG. 6B shows a detail view of FIG. 6A, FIG.
  • 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
  • FIG. 7B shows a detail view of FIG. 7A, FIG.
  • FIG. 10 shows the telescopic arm of the device according to the exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 11 shows the travel and movement path of the tool carrier lower part in the region of the shaping section of the device according to the exemplary embodiment the invention
  • 12 shows a detailed view of the guide pin in the region of the shaping section of the device according to the exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 13A shows a detail of the guide pin in the slide guide
  • FIG. 14A shows a plan view of an example of a tool
  • FIGS. 14B and 14C show perspective views of an example of a tool
  • FIG. 15A shows a top view of another tool
  • FIG. 15B shows a perspective view of this other tool
  • FIG. 16A shows a top 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. 1199 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. 24A shows the interaction of the upper and lower tool carriers in the processing of melts
  • FIG. 24B shows the interaction of the upper and the lower tool carriers in the processing of bulk goods
  • FIG. 24A shows the interaction of the upper and lower tool carriers in the processing of melts
  • FIG. 24B shows the interaction of the upper and the lower tool carriers in the processing of bulk goods
  • Figs. 25A and 25B illustrate the effect of a first example of the displacement bulkhead of the apparatus according to the embodiment of Figs.
  • FIGs. 26A and 26B illustrate the action of a second example of the displacement bulkhead of the apparatus according to the embodiment of the invention
  • FIGS. 27A and 27B illustrate the distribution of forces in the receiving space of the die grid of the apparatus according to the embodiment of the invention
  • Fig. 28 shows the blank removal and camera inspection station of the apparatus according to the embodiment of the invention
  • Fig. 29 shows the cleaning station of the apparatus according to the embodiment of the invention
  • Fig. 30 shows another part of the cleaning station of the apparatus according to the embodiment of the invention
  • Fig. 31 shows the molding space coating unit of the apparatus according to the embodiment of the invention.
  • the device comprises an extruder 1, with which a moldable mass can be formed. From the nozzle of the extruder 1, the moldable material is transferred into a rotating mechanical system in which the moldings are formed.
  • the basic structure of this rotating mechanical system will be explained below.
  • 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.
  • a molding unit is composed of an upper part 4A and a lower part
  • the drive unit 2 thus comprises, in an upper horizontal plane, the telescopic arms 5A for the upper part 4A of FIG Shaping 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 moved by the drive unit 2 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.
  • the guide track 3 can also change the position of the shaping units 4 in the vertical direction.
  • the telescopic arms 5 can perform a vertical pivoting movement, d. H. a pivoting movement about axis, which is parallel to a tangential with respect to the rotational movement of the drive unit 2 axis.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the guide track 3 describes a semicircle on which the forming units 4 at a section D of a mold removal and camera inspection station 7, the section E of a cleaning station 8 and the section F of a Formungsraumbeschich- processing device 9 is supplied. The individual stations and facilities of these sections will be described later in detail.
  • the forming units 4 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 juxtaposed forming units 4 in this constellation can not perform a curve movement across its diagonal, deflection trajectories are formed for the guideway, which are explained below with reference to FIGS. 3 to 5:
  • FIG. 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.
  • FIG. 4 shows the contraction of the respective parts of the molding unit 4.
  • the upper guide track 3A and the lower guide track 3B each again divide into an upper and lower part, on 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.
  • 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.
  • an extruder 1 known per se 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 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 as melt strand 11 in extruder die 10.
  • the melt strand 11 can be formed from only one melt.
  • the extruder 1 may be configured to undergo three component extrusion in five plies of sequence ABCBA.
  • the melt strand 11 ejected from the extruder die 10 is fed to a molding station 13, in which 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 taperedêtsleitbleche. Corresponding side-prone preform prisms 12B assume the task of mass reduction on the sides of the melt ribbon.
  • FIGS. 8B to 8D show the interaction of the rollers 12A and 12B of the molding station and the shaping of the melt strand 11 to the melt belt 14 after the material emerges from the nozzle 10.
  • the roll and prism movements can depend on the volume and the density the melt can be controlled by software.
  • 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.
  • the forming units 4 are guided on the guide track so that the upper part 4A of the forming unit 4 the lower part 4B of the molding unit 4 behind the molding station 13 for the melt of the extruder 1 approximated.
  • this forming section A (FIG. 2), they form a unit through which the shaped articles are formed from the melt strip 14.
  • 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.
  • 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. Guided by these guide rods 22, the upper and lower tool carriers 15A and 15B can be further moved 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 correspondingly in lower guide tracks 3B.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • a horizontal-A / ertikal-Zweachsengabelgelenk 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.
  • the horizontal joint 26 of the two-axis fork joint 23 is fastened to the fastening unit 24 via a bolt 25.
  • the horizontal joint 26 is pivotable about the axis of the bolt 25 in a first plane.
  • this first plane is aligned horizontally.
  • 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.
  • the vertical joint 28 is pivotable in a vertical plane.
  • 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.
  • the tool carrier 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.
  • 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.
  • 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 end face of the mushroom head 29 always rests on two guide rollers 30 in order to ensure smooth running of the lower tool carrier 15B.
  • two side guide plates 32 are arranged on both sides of the mushroom head 29 of the guide pin 16B.
  • a separately controllable level control 31 is provided, which can move or adjust the height of the guide roller 30.
  • the Endverformungs can be regulated.
  • the level control 31 can be coupled to a weighing cell unit, which adjoins the camera inspection station 7.
  • the weighing cell unit can have a programmable logic controller in order to transmit a controlled variable to the level control 31 in order to determine the immersion depths of the individual control units.
  • 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.
  • 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.
  • FIGS. 14 to 19 show the tools 18 which are fastened 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, is selected according to the desired molding surface.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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 underside of the grid of the displacement bulkhead 38 has a grid-like end face 40. Finally, the displacement bulkhead 38 has bores 44 for the guide rods 22 of the tool carrier 15 (FIG. 9).
  • 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 above the lower guide pins 16B guided and stored on the slide guide 33 and via the guide roller system explained with reference to FIG. 11.
  • the tools 18 are mounted on the securing rods 34 in the upper side of the lower tool carrier 15B.
  • the matrix grid 19 is coupled via the height-adjustable connection 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.
  • FIG. 19 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.
  • 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.
  • bores for the guide rods 22 are provided in the matrix grid.
  • the tools 17 move in the displacement bulkhead 38 and the tools 18 are located in the receiving spaces 21 of the die grid 19, the tools 17 are also referred to as displacement bulkhead-side tools and the tools 18 as die-side tools.
  • the molding operation takes place on the straight path of the molding section A of the guide track 3 (FIG. 2).
  • the upper part 4A of the forming unit 4 that is, the upper tool carrier 15A and the parts connected thereto are vertically moved toward the lower part 4B of the forming unit 4, ie, the lower tool carrier 15B and the parts connected thereto.
  • the melt belt 14 formed by the forming station 13 is supplied to the lower part 4B of the molding unit 4.
  • 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 partition 38 and the top of the die grid 19 is initially greater than the thickness of the melt strip 14, so that this between the die grid 19 and the displacement barrier 38 can be introduced.
  • 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.
  • 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.
  • the distance between the displacement bulkhead 38 to the upper tool carrier 15A decreases against the force of the springs 42.
  • a 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 advancing upper tool part 15A thereby increases the pressure which the displacement barrier 38 exerts on the melt belt 14, by means of the ever further moving springs 42.
  • the melt masses 14A below the end face 40 distribute the displacement of the partition 38 in all directions, ie to displace, the edges of the end face 40 of the displacement 38 are specially shaped.
  • 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.
  • FIG. 26B shows a displacement barrier in which these edges are bevelled. 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.
  • the geometric shape of the displacement bulkhead 38 corresponds to that of the matrix grid 19.
  • the lateral boundary 39 of the displacement bulkhead 38 be aligned with the lateral boundaries 20 of the matrix grid 19 and thus with the lateral 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.
  • 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.
  • 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 boundaries 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 itself lowering tools 17 and as pre-chamber for the mass to be deformed.
  • Fig. 27A shows the distribution of force in the receiving space 21 during pressing.
  • 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 shapes to be formed.
  • a special feature of the device according to the invention is that the pressure holding time, i. the time interval at which the maximum pressure is exerted on the mass to be compacted, can be individually adjusted to the mass to be deformed and tuned to this.
  • the pressure holding time can be chosen to be very long, in particular in comparison to conventional tableting machines. It will be in the
  • the cooling section B connects.
  • the upper part 4A of the forming unit 4 with the upper tool carrier 15A is in this Section B is again removed 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.
  • this cooling section B can be chosen so long that it is ensured that no unwanted internal stresses remain in the formed formations.
  • the cooling station B is followed by the sampling station 6 in the section C. In this station 6 can be removed by means of a randomized, memory-controlled, individually controllable vacuum blank removal unit each have a certain number of shapes 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 regulate the process by means of a programmable logic controller and to intervene accordingly 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.
  • the rejected goods 7B are separated from the goods 7A (see Fig. 2).
  • the tools 18 are moved completely into the receiving space 21 of the die grid 19, so that the shaped articles 57 formed are pressed out of the die grid 19 and are ready for removal.
  • the vacuum blank removal unit 58 is pivoted between the upper tool carrier 15A and the lower tool carrier 15B so that vacuum pick-up tubes of the molding receiving head 59 are located immediately above the molds 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 by the vacuum hoses and lifted from the die grid 19.
  • 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 molded articles 57 are deposited on a transparent 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.
  • the entirety of the formed moldings 57 can be optically examined.
  • the entire geometric shape of the moldings 57 can be examined.
  • 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 about incorrect production in the die grid 19 can be determined in the event of defective moldings 57. NIR spectroscopy works on the qualitative and quantitative analytical sorting of good production 7A with the aid of chemomethical evaluation methods.
  • the individual weights of the moldings 57 can be detected. Deviations from predefined weight tolerances can be detected in this way and used to sort defective moldings. 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 3OB:
  • 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 and cleans on it Remove any parts that have come into contact with the mouldable mass.
  • the displacement barrier 38 and the tools 17 as well as the die grid 19 and the tools 18 are cleaned.
  • the brush shaft 50 is unscrewed from the molding unit 4.
  • 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.
  • 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 can work during the continuous 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 mobile in all three coordinate directions and equipped with proximity sensors and replacement units.
  • 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.
  • 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.
  • 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 molded and the intended field of use of the moldings 57 to be formed.
  • 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, e.g. be used from the granule technology, which is very poorly deformable, since the pressure holding time can be adjusted in the inventive device to a very long period.
  • 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 directly into the receiving spaces 21 by means known per se, as used in conventional tabletting machines, as shown in FIG. 24B is shown.
  • the device may be e.g. to act a powder distribution system for the uniform discharge of flowable, moldable, powdered bulk goods 14B, in which the bulk materials 14B are 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.
  • the pressure energy generated during the molding process is transferred over a longer period of time to the mass to be formed, ie a high pressure is exerted over a longer period of time on the mass to be formed, thereby resist specific restoring forces of the masses to be deformed.
  • the pressure can be maintained even during the Auskühlabitess B by the upper part 4A and the lower part 4B of the forming unit 4 apart only after this Auskühlabites B apart. In this way, masses are held with increased elastic restoring forces until solidification or cooling in the plasticizing position.

Landscapes

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  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bilden von Formlingen (57) aus einer formbaren Masse mit einem Matrizengitter (19), in welchem zumindest ein von Seitenbegrenzungen (20) gebildeter Aufnahmeraum (21) ausgebildet ist, und zumindest einem Werkzeug (17, 18), mit welchem die formbare Masse im Aufnahmeraum (21) verpressbar ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist gekennzeichnet durch ein auf das Matrizengitter (19) zu bewegbares Verdrängungsschott (38) zum Portionieren der formbaren Masse, wobei das Verdrängungsschott (38) Seitenbegrenzungen (39) umfasst, die zu den Seitenbegrenzungen (20) des Matrizengitters (19) korrespondieren. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bilden von Formlingen (57), bei dem eine formbare Masse gebildet und einem Matrizengitter (19) zugeführt wird, so dass sie auf der Stirnfläche (45) von Seitenbegrenzungen (20) des Matrizengitters (19) aufliegt. Ein Verdrängungsschott (38) mit Seitenbegrenzungen (39), die zu den Seitenbegrenzungen (20) des Matrizengitters (19) korrespondieren, wird auf das Matrizengitter (19) zu bewegt, wobei der auf den Seitenbegrenzungen (20) des Matrizengitters (19) aufliegende Teil (14A) der formbaren Masse in Richtung eines von dem Matrizengitter (19) zwischen den Seitenbegrenzungen (20) gebildeten Aufnahmeraums (21) verdrängt wird, so dass die formbare Masse portioniert wird. Zumindest ein Werkzeug (17, 18) verpresst danach die Portionen der formbaren Masse im Aufnahmeraum (21).

Description

Hochleistungs-Rotationsumlauf-Form-Verfahren und -Vorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bilden von Formlingen aus einer formbaren Masse. Die Vorrichtung umfasst ein Matrizengitter, in welchem zu- mindest ein von Seitenbegrenzungen gebildeter Aufnahmeraum ausgebildet ist, und zumindest ein Werkzeug, mit welchem die formbare Masse im Aufnahmeraum verpressbar ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bilden von Formlingen, bei dem eine formbare Masse gebildet wird. Die formbare Masse wird einem Matrizengitter zugeführt und in einem Aufnahmeraum portioniert. Nach dem Portio- nieren verpresst zumindest ein Werkzeug die Portionen der formbaren Masse im Aufnahmeraum zu den Formlingen.
Aus der pharmazeutischen Industrie sind verschiedene Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung von Tabletten bekannt. Bei sog. Rundläufer-Tablettiermaschinen wird z.B. die zu formende Masse, welche als Schüttgut vorliegt, über eine feststehende Füllvorrichtung in einen ebenfalls feststehenden Matrizentisch zugeführt, in deren Aufnahmeräume (Matrizen) das Schüttgut eingefüllt wird. Oberhalb und unterhalb des Aufnahmeraums sind Stempel angeordnet, die zum Verpressen des Schüttguts über eine obere und eine untere Druckrolle geführt werden. Durch die Druckrollen werden die Stempel aufeinander zu bewegt, wodurch zunächst ein ansteigender und nach Überschreiten des Scheitelpunktes ein abfallender Druck auf das Schüttgut ausgeübt wird, wodurch es zu einer Tablette verpresst wird. Eine herkömmliche Rundläufer-Tablettiermaschine ist beispielsweise in der DE 37 14 031 A1 beschrieben.
Nachteilhaft an bekannten Tablettiermaschinen ist, dass das Zeitintervall, währenddessen der zum Verpressen erforderliche Druck auf die formbare Masse ausgeübt wird, begrenzt ist. Für viele Anwendungen ist es wünschenswert, die sog. Druckhaltezeit zu verlängern. Dies ist mit herkömmlichen Tablettiermaschinen nur mit einem geringen Zeitfenster möglich. Aus der EP 0 358 107 A2 ist ein Verfahren zur Herstellung von pharmazeutischen Tabletten bekannt, bei dem die pharmazeutische Mischung extrudiert wird und das noch plastische Material in einer konventionellen Tablettiermaschine zu festen pharmazeutischen Formungen verarbeitet wird. Bei diesem Verfahren kann zwar vorteilhafterweise ein Extruder zum Bilden und Zuführen der formbaren Masse ein- gesetzt werden, die mit herkömmlichen Tablettiermaschinen verbundenen Nachteile können jedoch nicht überwunden werden. Hinzu kommt, dass eine wirtschaftliche Massenzuführung nicht hinreichend möglich wäre.
Aus der US 2 829 756 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der ein extrudierter plasti- scher Strang durch mitlaufende formgebende Stanzen zu länglichen, zylindrischen Formen zerschnitten wird. Nachteilhaft an dieser Vorrichtung sowie dem auf dieser Vorrichtung betriebenen Verfahren ist, dass der extrudierte plastische Strang nicht vollständig verarbeitet wird und ein relativ hoher Ausschussanteil bzw. ein relativ hoher Anteil an Masse erzeugt wird, welche erneut verarbeitet werden muss. Ein Aufarbeiten pharmazeutischer Massen zur erneuten Verarbeitung und somit Zuführung in eine Verkaufsware birgt die Gefahr einer Veränderung der Wirksamkeit der Formulierung, wodurch wiederum Ausschuss entsteht.
Des Weiteren ist es aus der EP 240 906 B1 bekannt, Polymerschmelzen zu extru- dieren und durch Sphtzguss oder Kalandrieren zu verformen. Nachteilhaft an dem Spritzgussverfahren ist, dass es nicht voll kontinuierlich ist, sondern mit sich im Takt wiederholenden Arbeitsgängen arbeitet, die sich wegen der erforderlichen Kühlzeiten nicht in dem für eine Großserienfertigung erforderlichen Maß beschleunigen lassen. Zudem verändern Temperatur und Druck innere Strukturen der Massen und somit die Eigenschaften auch nachteilhaft. Auch beim Kalandrieren mit zwei Walzen ist die Produktionsgeschwindigkeit begrenzt, weil die Walzen sich nur entlang einer Linie berühren, so dass die Kühlzeit nur bei langsam laufenden Walzen ausreicht, um den heißen, noch plastischen Strang soweit abzukühlen, dass die erhaltenen Formlinge dimensionsstabil sind. Außerdem sind auch beim Kalandrieren mit zwei Walzen die realisierbaren Druckhaltezeiten wegen der Linienberührung der Walzen nicht gegeben. Das Kalandrierverfahren mit zwei Kalanderwalzen wird durch einen sog. Kettenkalander weitergebildet, wie er in der EP 0 358 105 B1 beschrieben ist. Bei diesem Kettenkalander wird der noch verformbare Strang des Extruders zwischen zwei sich streckenweise auf der Mantelfläche berührenden, gegensinnig umlaufenden und auf der Kontaktstrecke parallel laufenden Bändern oder zwischen einer Walze und ei- nem auf einem Segment des Walzenmantels aufliegenden und mit diesem umlaufenden Band zu Tabletten verpresst. Dabei sind die formgebenden Vertiefungen in beiden oder nur in einem der umlaufenden formgebenden Elemente angebracht. Dieses Herstellungsverfahren hat jedoch den Nachteil, dass keine spezifischen Massenanpassungen vorgenommen werden können, ohne die Einzeldosierungen erheb- lieh aus der Form zu bringen, wegen hierbei fehlender seitlicher Rundumführungen. Femer ist es erforderlich, die sich ergebenden Formlinge nachzubearbeiten, insbesondere zu glätten und zu entgraten. Des Weiteren sind Massenkorrekturen an den Formungen nur sehr begrenzt möglich, wobei dadurch bedingt ein Formatwechsel hin zu schwereren oder leichteren Formungen ausgeschlossen ist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bilden von Formungen aus einer formbaren Masse anzugeben, bei denen die Formlinge schnell und effizient herstellbar sind. Es soll insbesondere der Anteil der zugeführten formbaren Masse, die nicht zu einem Formung geformt wird, so gering wie möglich sein.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 18 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist gekennzeichnet durch ein auf das Matrizengitter zu bewegbares Verdrängungsschott zum Portionieren der formbaren Masse, wobei das Verdrängungsschott Seitenbegrenzungen umfasst, die zu den Seitenbegrenzungen des Matrizengitters korrespondieren. Durch das Verdrängungsschott wird somit bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die formbare Masse vorportioniert, wobei zusätzlich die Materialüberstände auf dem Matrizengitter weitgehend vollständig in die Aufnahmeräume des Matrizengitters verdrängt werden und das Matrizengitter sodann einen vollständig umschlossenen Raum um die Einzelmassen bildet, welche sich anschließend mit entsprechend einstellbaren Volumina durch die im Matrizengitter nach unten drückenden Werkzeuge verpressen lassen. Auf diese Weise lassen sich Formlinge herstellen, die keine Randgrate und keinen Versatz aufweisen, so dass eine weitere Nachbearbeitung entfällt. Außerdem lassen sich glatte Oberflächenstrukturen und komplizierte Geometrien der Formlinge verwirklichen.
Bevorzugt fluchten die Seitenbegrenzungen des Verdrängungsschotts mit den Seitenbegrenzungen des Matrizengitters. Die Dicke der Seitenbegrenzungen des Matri- zengitters entspricht insbesondere der Dicke der Seitenbegrenzungen des Verdrängungsschotts.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weisen die Seitenbegrenzungen des Verdrängungsschotts und die Seitenbegrenzungen des Matrizengitters Stirnflächen auf, die zumindest zum Teil zur Anlage kommen, wenn das Verdrängungsschott und das Matrizengitter vollständig aufeinander zu bewegt sind. Die jeweiligen Stirnflächen haben insbesondere dieselbe Geometrie. Beispielsweise kann das Matrizengitter ein quadratisches, rechteckiges, rautenförmiges oder kreisförmiges Raster umfassen. Dasselbe Raster wird dann von den Sei- tenbegrenzungen des Verdrängungsschotts gebildet, so dass die Stirnflächen jeweils aufeinander passen.
Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Übergang von den Stirnflächen zu den Seitenbegrenzungen des Matrizengitters und/oder des Verdrängungsschotts abgerundet oder abgeschrägt. Hierdurch wird das Verdrängen der Massen beim Absenken der Verdrängungsschotts erleichtert und die Richtung des zu verdrängenden Materials in Richtung der Aufnahmeräume des Matrizengitters vorgegeben, wodurch sich der Ausschuss der zu formenden Massen nahezu vollständig reduziert.
Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Werkzeug von den Seitenbegrenzungen des Verdrängungsschotts in den Aufnahmeraum führ- bar. Das Verdrängungsschott kann somit eine Doppelfunktion erfüllen. Zum einen dient es dem Portionieren der formbaren Masse. Zum anderen dient es als Führung für das Werkzeug.
Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein weiteres matrizenseitiges Werkzeug für den zumindest einen Aufnahmeraum von der gegenüberliegenden Seite des verdrängungsseitigen Werkzeugs in den Aufnahmeraum führbar. Auf diese Weise kann die formbare Masse in diesem Aufnahmeraum von zwei Seiten verpresst werden.
In dem Matrizengitter ist insbesondere eine Vielzahl von Aufnahmeräumen gebildet, denen jeweils ein verdrängungsschottseitiges Werkzeug und ein matrizenseitiges Werkzeug zugeordnet sind. Dabei können die verdrängungsschottseitigen Werkzeuge und/oder die matrizenseitigen Werkzeuge in je einem Werkzeugträger gelagert sein. Sie sind insbesondere schwimmend in dem Werkzeugträger gesichert.
Die Werkzeuge können insbesondere für bestimmte formbare Massen kühl- und/oder heizbar sein.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Verdrängungsschott mit dem Werkzeugträger für die verdrängungsschottseitigen Werkzeuge gekoppelt. Dabei ist das Verdrängungsschott insbesondere gegenüber dem Werkzeugträger gegen die Kraft zumindest einer Feder bewegbar.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zumindest ein Werkzeugträger entlang einer Führungsbahn bewegbar, die einen Formungsabschnitt aufweist, bei dem von den Werkzeugen ein konstanter Druck auf die in den Aufnahmeräumen befindlichen Portionen der formbaren Masse über eine Strecke ausgeübt wird. Der Formungsabschnitt der Führungsbahn verläuft insbesondere in einer geraden Strecke. Durch diese Ausgestaltung lässt sich die erfin- dungsgemäße Vorrichtung insbesondere zum Formen von Massen einsetzen, welche eine lange Druckhaltezeit benötigen. Der maximale Druck der Werkzeuge kann nämlich über die gesamte Strecke des Formungsabschnitts der Führungsbahn aus- geübt werden. Dieser Formungsabschnitt kann in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, mit welcher sich der Werkzeugträger auf der Führungsbahn bewegt, so lang gewählt werden, dass beliebige Druckhaltezeiten realisiert werden. Die Verweilzeit der Masse in dem Abschnitt, in welchem sie verpresst wird, ist somit einstellbar.
Der Werkzeugträger wird insbesondere über eine Kulissenführung in der Führungsbahn gehalten. Des Weiteren kann für den Werkzeugträger der verdrängungs- schottseitigen Werkzeuge und den Werkzeugträger der matrizenseitigen Werkzeuge je eine gesonderte Führungsbahn vorgesehen sein.
Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung läuft zumindest ein Werkzeugträger entlang der Fühmngsbahn zumindest abschnittsweise auf Führungsrollen, wobei zumindest im Formungsabschnitt der Führungsbahn die Führungsrollen hinsichtlich ihres Abstands zum Werkzeugträger der verdrängungs- schottseitigen Werkzeuge hin justierbar. Hierdurch kann ein Formungsdruck ent- sprechend der zu formenden Masseneigenschaften eingestellt werden. Die einzustellenden Volumina der unterschiedlichen zu verpressenden Massen werden mittels des höhenverstellbaren Matrizengitters eingestellt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich somit ein Online-Wechsel der Darreichungsformen hinsichtlich der Dosierung realisieren. Des Weiteren lassen sich Toleranzen der Führungsbahn im Formungsabschnitt ausgleichen.
In Verarbeitungsrichtung hinter dem Formungsabschnitt kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Auskühlabschnitt von der Führungsbahn gebildet sein, bei dem die verpressten Formlinge in dem Matrizengitter auskühlen. Insbesondere bei pharmazeutischen Formungen ist es häufig erforderlich, dass lange Auskühlzeiten realisiert werden, um etwaigen Restspannungen in den Formungen entgegenzuwirken.
Nach dem Formungsabschnitt bzw. nach dem Auskühlabschnitt kann eine Proben- entnahmestation zur Entnahme von einem oder mehreren Formungen angeordnet sein, welche einer Qualitätskontrolle zugeführt werden können. Daran anschließend kann eine Entnahme- und Kamerainspektionsstation zur Entnahme und Untersu- chung der Formlinge, eine Reinigungsstation für zumindest die Werkzeuge, das Verdrängungsschott und das Matrizengitter und schließlich eine Formungsraumbe- schichtungseinrichtung angeordnet sein, bei welcher die Teile der Vorrichtung, die mit der formbaren Masse in Berührung kommen, zur Vermeidung von Anhaftungen beschichtet werden.
Die Werkzeugreinigung sowie die Formungsraumbeschichtung lassen sich somit während des laufenden Herstellungsprozesses kontinuierlich durchführen. Außerdem sind eine Online-Kontrolle während des laufenden Herstellungsprozesses sowie eine Online-Massenkorrektur der Formlinge möglich. Des Weiteren sind eine Online-100% Sichtkontrolle mittels einer Kamera sowie Online-NIR für diverse analytische Datenerhebungen möglich.
Aufgrund der Formungsraumbeschichtung und der einstellbaren Auskühlzeit lassen sich bei der Durchführung thermischer Verfahren auch Formlinge mit komplizierten Geometrien gut entformen.
Gemäß einer bevorzugten Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Werkzeugträger über einen Teleskoparm mit einer drehbaren Antriebseinheit gekoppelt, so dass der Werkzeugträger über eine geschlossene Kurve führbar ist. Die Antriebseinheit kann die einzige angetriebene Einheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sein. Bevorzugt ist für den Werkzeugträger der verdrängungsseitigen Werkzeuge und den Werkzeugträger der matrizenseitigen Werkzeuge je ein Teleskoparm vorgesehen. Der Teleskoparm bzw. die Teleskoparme können insbesondere um eine hinsichtlich der Drehung der Antriebseinheit tangentiale Achse schwenkbar gela- gert sein. Ferner ist die Länge des Teleskoparms veränderbar. Der Werkzeugträger ist in diesem Fall über einen Hohzontal-Λ/ertikalgabelgelenk mit dem Teleskoparm gekoppelt. Auf diese Weise kann sich der Werkzeugträger entlang der Führungsbahn zum einen radial auf die Antriebseinheit zu- bzw. von der Antriebseinheit wegbewegen. Zum anderen kann der Werkzeugträger bei einer horizontalen Drehebene nach oben und nach unten verschwenkt werden. Bei der formbaren Masse kann es sich insbesondere um ein Schmelzeband handeln. Zum Bilden des Schmelzebands umfasst die Vorrichtung insbesondere einen Extruder, wobei das Schmelzeband dem Matrizengitter kontinuierlich zuführbar ist. Vorzugsweise ist zwischen dem Extruder und dem Matrizengitter eine Ausformungseinrichtung zum Glätten und Ausrichten eines vom Extruder ausgestoßenen Schmelzestrangs zu dem Schmelzeband angeordnet. Auf diese Weise kann die Breite des Schmelzebands so geformt werden, dass sie der Breite des Matrizengitters entspricht. Die Dicke des Schmelzebandes kann hierdurch so eingestellt werden, dass das Gewicht der einzelnen Portionen der Masse eingestellt wird.
Das Schmelzeband kann, falls erforderlich, mehrere Schichten unterschiedlicher Zusammensetzung umfassen. Der Extruder kann insbesondere zur Zwei- oder Drei- komponentenextrusion ausgebildet sein, wobei die verschiedenen Komponenten in verschiedenen Folgen aneinander liegen können. Beispielsweise lassen sich Filme und Formlinge mit einer Produktfolge ABA oder ABCBA bilden. Derartige Produkt- folgen können für die Herstellung von medizinalen Produkten, z.B. bei der Herstellung von Lingual- sowie Sublingualfolien/-Tabletten sowie bei transdermalen Pflastern eingesetzt werden. Derartige Produkte lassen sich auf der erfindungsgemäßen Vorrichtung sehr einfach herstellen.
Gleichermaßen sind auch Anwendungen aus der Lebensmittelindustrie mittels Coextrusion realisierbar. Hierbei können weichere Elemente von Formungen, z.B. Bonbons, mit Schichten, die eine zähere Konsistenz aufweisen, in verschiedenen Produktfolgen überlagert werden, um auf diese Weise bislang schlecht verarbeitbare Lebensmittel besser behandeln sowie konfektionieren zu können. Des Weiteren können mehrere Lagen aus unterschiedlichsten Aromenschmelzen zu einem Bonbon hergestellt werden.
Des Weiteren kann es sich bei der formbaren Masse um ein Schüttgut handeln. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann insbesondere Polymergranulate mit hoher Rückstellkraft zu Formungen verpressen. Bevorzugt lässt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung wegen der einstellbaren Formungszeit für den Formungsvorgang zur Verarbeitung fließfähiger und formbarer pulverförmiger Schuttgüter, z.B. in der pharmazeutischen, der Lebensmittel-, der Kosmetik- sowie der Hygieneindustrie einsetzen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Bilden von Formungen wird eine formbare Masse gebildet und einem Matrizengitter zugeführt, so dass sie auf den Stirn- Seiten von Seitenbegrenzungen des Matrizengitters aufliegt. Ein Verdrängungsschott mit Seitenbegrenzungen, die zu den Seitenbegrenzungen des Matrizengitters korrespondieren, wird dann auf das Matrizengitter zu bewegt, wodurch der auf den Seitenbegrenzungen des Matrizengitters aufliegende Teil der formbaren Masse in Richtung eines von dem Matrizengitter zwischen den Seitenbegrenzungen gebilde- ten Aufnahmeraums verdrängt wird, so dass die formbare Masse portioniert wird. Zumindest ein Werkzeug verpresst danach die Portionen der formbaren Masse im Aufnahmeraum.
Die formbare Masse wird insbesondere dem Matrizengitter kontinuierlich zugeführt. Das Verdrängungsschott wird insbesondere so auf das Matrizengitter zu bewegt, dass die Seitenbegrenzungen des Verdrängungsschotts mit den Seitenbegrenzungen des Matrizengitters fluchten. Dabei wird das Verdrängungsschott auf das Matrizengitter zu bewegt, bis die Stirnseiten der Seitenbegrenzungen des Verdrängungsschotts zumindest zum Teil an den Stirnseiten der Seitenbegrenzungen des Matri- zengitters anliegen. Das Verdrängungsschott kann insbesondere gegen die Kraft zumindest einer Feder auf das Matrizengitter zu bewegt werden.
Beim Verpressen wird bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens das Werkzeug von den Seitenbegrenzungen des Verdrängungsschotts in den Auf- nahmeraum geführt. Des Weiteren wird vorzugsweise beim Verpressen ein weiteres matrizenseitiges Werkzeug für den zumindest einen Aufnahmeraum von der gegenüberliegenden Seite des verdrängungsschottseitigen Werkzeugs in den Aufnahmeraum geführt.
In dem Matrizengitter kann insbesondere eine Vielzahl von Aufnahmeräumen gebildet sein. Beim Verpressen wird auf die formbare Masse in jedem Aufnahmeraum ein Druck von einem verdrängungsschottseitigen Werkzeug und einem matrizenseitigen Werkzeug ausgeübt.
Die verdrängungsschottseitigen Werkzeuge und/oder die matrizenseitigen Werkzeuge sind insbesondere in je einem Werkzeugträger gelagert. Gemäß einer bevor- zugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zumindest ein Werkzeugträger entlang einer Führungsbahn bewegt, die einen Formungsabschnitt aufweist, bei dem von den Werkzeugen ein konstanter Druck auf die in den Aufnahmeräumen befindlichen Portionen der formbaren Masse über eine Strecke ausgeübt wird.
Der Werkzeugträger ist insbesondere über einen Teleskoparm mit einer Antriebseinheit gekoppelt. Er wird mittels dieser Antriebseinheit bewegt, so dass der Werkzeugträger auf der Führungsbahn über eine geschlossene Kurve geführt wird.
Unter einer formbaren Masse im Sinne der Erfindung wird jede Masse verstanden, die unter Einwirkung einer Kraft ihre Gestalt verändert. Als formbare Masse wird insbesondere ein Schmelzestrang gebildet, der dem Matrizengitter kontinuierlich zugeführt wird. Der Schmelzestrang wird, bevor er dem Matrizengitter zugeführt wird, bevorzugt geglättet und ausgerichtet. Ferner können als formbare Masse pulverförmige Schüttgüter dem Matrizengitter zugeführt werden.
Bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens in der pharmazeutischen Industrie zur Herstellung von wirkstoffhalti- gen Formungen lassen sich z.B. folgende Anwendungsmerkmale realisieren: durch eine sog. Schutzextrusion lassen sich sensible Wirkstoffe abschirmen, durch eine Mehrlagenextrusion lässt sich ein Formung bzw. eine Mehrlagentablette realisieren, der eine schnellere Wirkstofffreisetzung der äußeren Schicht und eine verzögerte Wirkstofffreisetzung der inneren Schicht aufweist, es lässt sich eine Mehrkomponen- tenwirkstoffabgabe und eine kaskadenartige Wirkstofffreigabe realisieren und durch unterschiedliche Dickenvariationen der einzelnen Schichten lassen sich verschiedene Freisetzungsprofile realisieren. Insbesondere Mehrlagenformlinge für die Lebensmittel-, Kosmetik- sowie Hygieneindustrien lassen sich damit gut herstellen. Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug zu den Zeichnungen im Detail erläutert:
Fig. 1 zeigt schematisch den Gesamtaufbau der Vorrichtung gemäß einem Aus- führungsbeispiel 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 Formungs- prozess,
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, FFiigg.. 66AA zeigt die Düse eines Extruders der Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiels der Erfindung, insbesondere für die Herstellung von Mehrlagen- formlingen/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 Ausfüh- rungsbeispiel 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 Formungs- abschnitts 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, FFiigg.. 1199 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 Ausführungs- beispiel 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 Ver- drängungsschotts 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 Er- findung,
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.
Mit Bezug zu den Fig. 1 und 2 wird ein Überblick über den Gesamtaufbau der Vorrichtung zum Bilden von Formungen aus der formbaren Masse gegeben:
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 rotie- rendes 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 Formungsraumbeschich- tungseinrichtung 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 Formungsab- schnitt A geführt. Da die dicht aneinander angeordneten Formungseinheiten 4 in dieser Konstellation nicht über ihre Diagonale hinweg eine Kurven beweg ung 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 Fühmngsbahn 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 Führungs- bahn 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.
Mit Bezug zu den Fig. 6 und 7 wird der Extruder 1 beschrieben:
In der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein an sich bekannter Extruder 1 ver- wendet werden. Die Ausgestaltung des Extruders 1 richtet sich nach der Masse, die in dem Extruder 1 verarbeitet werden soll. Die zu verarbeitenden Massen können z.B. zur Verwendung in der pharmazeutischen Industrie, in der Lebensmittelindustrie sowie in der Kosmetik- und Hygieneindustrie bestimmt sein. Es wird eine plastische Schmelze erzeugt, welche bei der Extruderdüse 10 als Schmelzestrang 11 ausge- stoßen wird. Der Schmelzestrang 11 kann aus nur einer Schmelze gebildet werden. Wie in der Fig. 6 gezeigt, lässt sich jedoch auch ein mehrschichtiger Schmelzestrang 11 bilden, welcher z.B. zwei Komponenten A und B in drei Lagen der Folge ABA umfasst. Gleichermaßen kann der Extruder 1 , wie in Fig. 7 gezeigt, so ausgebildet sein, dass eine Dreikomponentenextrusion in fünf Lagen der Folge ABCBA erfolgt.
Wie in Fig. 8A gezeigt, wird der von der Extruderdüse 10 ausgestoßene Schmelze- sträng 11 einer Ausformstation 13 zugeführt, bei der gegenläufig rotierende Walzen 12A und 12B den Schmelzestrang 11 zu einem Schmelzeband 14 glätten. Des Weiteren kann bei der Ausformstation 13 die Breite des Schmelzebandes 14 exakt eingestellt werden. Die Breite des Schmelzebandes 14 hängt von der Breite des Matrizengitters 19 ab, wie es später erläutert wird. Die Breite wird durch sich verjüngende Führungsleitbleche erzeugt. Dabei übernehmen entsprechende seitengeneigte Vor- formprismen 12B die Aufgabe der Massenreduktion an den Seiten des Schmelzebandes.
Die Fig. 8B bis 8D zeigen das Zusammenwirken der Walzen 12A und 12B der Aus- formstation sowie das Ausformen des Schmelzestrangs 11 hinzu zum Schmelzeband 14 nach dem Materialaustritt aus der Düse 10. Die Walzen- und Prismenbewegungen können dabei in Abhängigkeit vom Volumen und der Dichte der Schmelze mittels einer Software gesteuert werden.
Durch die Ausformstation werden somit die Dicke und die Breite des Schmelzebandes, aus welchem die Formlinge gebildet werden, exakt eingestellt. Diese Einstellung gewährleistet, dass die Massen der einzelnen Formlinge immer gleich sind. Ferner lässt sich über die Dicke des Schmelzebandes 14 die Höhe und damit die Masse des zu bildenden Formlings einstellen. In der Ausformstation erfolgt eine Vorverdichtung der formbaren Masse, die zu einer höheren Stabilität des Schmelzebandes 14 führt. Die Dicke des Schmelzebandes 14 hängt dabei von der Konsistenz der Schmelze, ihrer Dichte sowie von den gewünschten Einzelgewichten der daraus zu erzeugenden Formlinge ab.
Wie ferner aus Fig. 8A ersichtlich, werden die Formungseinheiten 4 auf der Führungsbahn so geführt, dass sich der obere Teil 4A der Formungseinheit 4 dem unteren Teil 4B der Formungseinheit 4 hinter der Ausformstation 13 für die Schmelze des Extruders 1 angenähert haben. Sie bilden in diesem Formungsabschnitt A (Fig. 2) eine Einheit, durch welche die Formlinge aus dem Schmelzeband 14 gebildet werden.
Mit Bezug zu Fig. 9 wird im Folgenden die Formungseinheit 4 im Detail beschrieben:
Die Formungseinheit 4 umfasst einen Werkzeugträger 15, der in einen oberen Werkzeugträger 15A und einen unteren Werkzeugträger 15B unterteilt ist. Der obere Werkzeugträger 15A ist an einem oberen Teleskoparm 5A befestigt, der untere Werkzeugträger 15B ist an einem unteren Teleskoparm 5B befestigt. Die Teleskop- arme 5A und 5B sind in einer vertikalen Ebene parallel zueinander angeordnet. Wie bereits mit Bezug zu den Fig. 1 und 2 beschrieben, werden sie horizontal bewegt, wobei sie vertikale Schwenkbewegungen entsprechend der Führungsbahn 3 ausführen können. Wenn der obere und der untere Werkzeugträger 15A und 15B, wie in Fig. 9 gezeigt, benachbart zueinander angeordnet sind, wie dies beispielsweise bei dem Formungsabschnitt A der Fall ist, sind der obere und der untere Werkzeugträger 15A und 15B mittels Führungsstangen 22 zueinander ausgerichtet. Geführt von diesen Führungsstangen 22 lassen sich der obere und der untere Werkzeugträger 15A und 15B weiter aufeinander zu bewegen.
Der obere und der untere Werkzeugträger 15A und 15B umfassen jeweils mehrere Führungsbolzen 16A bzw. 16B, welche den oberen Werkzeugträger 15A in zwei oberen Führungsbahnen 3A halten und führen. Die beiden oberen Führungsbahnen 3A sind auf dem gleichen Niveau bei verschiedenen Radien hinsichtlich der Drehbewegung der Antriebseinheit 2 angeordnet. Die unteren Führungsbolzen 16B hal- ten und führen den unteren Werkzeugträger 15B entsprechend in unteren Führungsbahnen 3B. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind für den oberen und unteren Werkzeugträger 15A und 15B jeweils drei Führungsbolzen 16A bzw. 16B vorgesehen. Sie halten die beiden Werkzeugträgerteile 15A und 15B jeweils in einer horizontalen Position. Von den drei Führungsbolzen 16A bzw. 16B sind jeweils zwei Führungsbolzen 15A bzw. 15B bei der äußeren Führungsbahn 3A bzw. 3B angeordnet und der einzelne Führungsbolzen 16A bzw. 16B bei der inneren Führungsbahn 3A bzw. 3B, um ein sicheres Kurvenverhalten des Werkzeugträgers 15 zu erhalten. Der obere und der untere Werkzeugträger 15A und 15B nehmen jeweils dieselbe Anzahl an gleichen Werkzeugen 17 und 18 auf. Des Weiteren ist zwischen dem oberen Werkzeugträger 15A und dem unteren Werkzeugträger 15B ein Matrizengitter 19 und ein Verdrängungsschott 38 angeordnet, wie es später im Detail erläutert wird. Sowohl das Matrizengitter 19 als auch das Verdrängungsschott 38 werden mittels der Führungsstangen 22 geführt.
Mit Bezug zu Fig. 10 wird die Kopplung des oberen bzw. unteren Werkzeugträgers 15 an dem Teleskoparm 5 beschrieben:
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-A/ertikal-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 Raum- achsen 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 darge- stellt. 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 ge- koppelt 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 ein- zelnen 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 be- festigt 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 Stirnflä- che 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 ü- ber 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 Führungsstan- gen 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 Füh- rungsrollensystem 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 Verbindungsme- chanismus 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 Matri- zengitter 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 zu- nächst 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 Verdrän- gungsschott 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 ge- zeigt, 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 Matri- zengitters 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 aus- geübt wird, kann in Abhängigkeit von den zu bildenden Formungen 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 Formungsein- heit 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 ge- bildeten Formungen 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 Formungen entnommen und einer Kontrollvorrichtung übergeben werden. Die von der Grundgesamtheit entnom- menen 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 qualitätsbe- zogene 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 Aufnahme- räum 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 Formungen 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 Formlin- ge 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 Form- linge 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 Formungen 57 ggf. Rückschlüsse auf Fehlproduktion im Matrizengitter 19 ermittelt werden. Die NIR- Spektroskopie arbeitet mit Hilfe chemomethscher 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 Ge- wichtstoleranzen 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, 3OA und 3OB 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 kon- tinuierlich 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.
An den Abschnitt E mit der Reinigungsstation 8 schließt sich der Abschnitt F mit der Formungsraumbeschichtungseinrichtung 9 an, die mit Bezug zu Fig. 31 erläutert wird:
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 verarbeiten- den 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 bilden- den Formlinge 57 ab. Nach dem Passieren der Formungsraumbeschichtungseinrichtung 9 im Abschnitt F werden die Formungseinheiten 4 zum erneuten Bilden von Formungen 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 erfindungs- gemäße 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 be- kannten 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, pul verförmigen 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 material- spezifischen Rückstell kräften 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.
Bezugszeichenliste
1 Extruder
2 Antriebseinheit
3 Führungsbahn
3A oberer Teil der Führungsbahn
3B unterer Teil der Führungsbahn
4 Formungseinheit
4A oberer Teil der Formungseinheit
4B unterer Teil der Formungseinheit
5 Teleskoparm
5A oberer Teleskoparm
5B unterer Teleskoparm
6 Probenentnahmestation
7 Formlingsentnahme- und Kamerainspektionsstation
7A Gutware
7B Ausschussware
8 Reinigungsstation
9 Formungsraumbeschichtungseinrichtung
10 Extruderdüse
11 Schmelzestrang
12A und 12B Walzen der Ausformungsstation
13 Ausformungsstation
14 Schmelzeband
14A Abschnitt des Schmelzebandes zwischen den Stirnflächen des Matrizengit ters und des Verdrängungsschotts
14B fließfähiges, formbares pulverförmiges Schüttgut
15 Werkzeugträger
15A oberer Werkzeugträger
15B unterer Werkzeugträger
16 Führungsbolzen
16A obere Führungsbolzen
16B untere Führungsbolzen 17 obere Werkzeuge
18 untere Werkzeuge
19 Matrizengitter
20 Seitenbegrenzungen des Matrizengitters
21 Aufnahmeräume des Matrizengitters
22 Werkzeugträgerführungsstangen
23 Zweiachsengabelgelenk
24 Befestigungseinheit des Teleskoparms
25 Bolzen
26 Horizontalgelenk des Zweiachsengabelgelenks
27 Bolzen
28 Vertikalgelenk des Zweiachsengabelgelenks
29 Pilzkopf des Führungsbolzens
30 Führungsrollen
31 Niveauregelung der Führungsrollen
32 Seitenführungsplatten der Führungsbahn
33 Kulissenführung der Führungsbahn
34 Sicherungsstangen für die Werkzeuge
35 Stirnfläche des Werkzeugs
36 Spezialwerkzeug mit Heiz- oder Kühlbohrungen
37 Heiz- oder Kühlbohrungen
38 Verdrängungsschott
39 Seitenbegrenzungen des Verdrängungsschotts
40 Stirnfläche des Verdrängungsschotts
41 Verbindungsmechanismus für das Verdrängungsschott
42 Feder
43 Anhebevorrichtung
44 Bohrungen für die Werkzeugträgerführungsstangen
45 Stirnfläche des Matrizengitters
46 Volumeneinstellnnechanisnnus für das Matrizengitter
47 Bürsten köpf
48 Reinigungsborsten
49 Bürstenkopfaufnahme 50 Bürstenschaft
51 Dreheinrichtung für die Bürsten
52 Druckluft
53A Rohrsystem zum Zuführen der Druckluft
53B Druckluftdüse 54 Rohrsystem zum Zuführen des Beschichtungsfluids
55 Beschichtungsdüsen
56 Beschichtungsfluid
57 Formlinge
58 Vakuum-Formling-Entnahmeeinheit 59 Formlingaufnahmekopf
60 ausfahrbarer Arm der Vakuum-Formling-Entnahmeeinheit
61 Welle der Vakuum-Formling-Entnahmeeinheit
62 Antrieb der Vakuum-Formling-Entnahmeeinheit
63 Förderband 64 Kamera für die Oberseite der Formlinge
65 Kamera für die Unterseite der Formlinge

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung zum Bilden von Formlingen (57) aus einer formbaren Masse mit einem Matrizengitter (19), in welchem zumindest ein von Seitenbegrenzungen (20) gebildeter Aufnahmeraum (21 ) ausgebildet ist, und - zumindest einem Werkzeug (17, 18), mit welchem die formbare Masse im Aufnahmeraum (21 ) verpressbar ist, gekennzeichnet durch ein auf das Matrizengitter (19) zu bewegbares Verdrängungsschott (38) zum Portionieren der formbaren Masse, wobei das Verdrängungsschott (38) Seitenbegrenzungen (39) umfasst, die zu den Seitenbegrenzungen (20) des Matrizengitters (19) korrespondieren.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenbegrenzungen (39) des Verdrängungsschotts (38) mit den Seitenbegrenzungen (20) des Matrizengitters (19) fluchten.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenbegrenzungen (39) des Verdrängungsschotts (38) und die
Seitenbegrenzungen (20) des Matrizengitters (19) Stirnflächen (40, 45) aufweisen, die zumindest zum Teil zur Anlage kommen, wenn das Verdrängungsschott (38) und das Matrizengitter (19) vollständig aufeinander zu bewegt sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von der Stirnfläche (40) zu den Seitenbegrenzungen (20, 39) des Matrizengitters (19) und/oder des Verdrängungsschotts (38) abge- rundet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von der Stirnfläche (40) zu den Seitenbegrenzungen (20, 39) des Matrizengitters (19) und/oder des Verdrängungsschotts (38) abgeschrägt ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (17) von den Seitenbegrenzungen (39) des Verdrängungsschotts (38) in den Aufnahmeraum (21 ) führbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres matrizenseitiges Werkzeug (18) für den zumindest einen Aufnahmeraum (21 ) von der gegenüberliegenden Seite des verdrängungs- schottseitigen Werkzeugs (18) in den Aufnahmeraum (21 ) führbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Matrizengitter (19) eine Vielzahl von Aufnahmeräumen (21 ) gebildet ist, denen jeweils ein verdrängungsschottseitiges Werkzeug (17) und ein matrizenseitiges Werkzeug (18) zugeordnet sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die verdrängungsschottseitigen Werkzeuge (17) und/oder die matrizen- seifigen Werkzeuge (18) in je einem Werkzeugträger (15A, 15B) gelagert sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängungsschott (38) mit dem Werkzeugträger (15A) für die verdrängungsschottseitigen Werkzeuge (17) gekoppelt ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Werkzeugträger (15A, 15B) entlang einer Führungsbahn (3A, 3B) bewegbar ist, die einen Formungsabschnitt (A) aufweist, bei dem von den Werkzeugen (17, 18) ein konstanter Druck auf die in den Aufnahmeräu- men (21 ) befindlichen Portionen der formbaren Masse über eine Strecke ausgeübt wird.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (15A, 15B) über einen Teleskoparm (5A, 5B) mit einer drehbaren Antriebseinheit (2) gekoppelt ist, so dass der Werkzeugträger (15, 15B) über eine geschlossene Kurve führbar ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Teleskoparm (5A, 5B) um eine hinsichtlich der Drehung der Antriebseinheit (2) tangentiale Achse schwenkbar gelagert ist und dass die Länge des Teleskoparms (5A, 5B) veränderbar ist.
14. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die formbare Masse ein Schmelzeband (14) ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Extruder (1 ) zum Bilden der Schmelze des Schmelzebandes (14) umfasst, wobei das Schmelzeband (14) dem Matrizen- gitter (19) kontinuierlich zuführbar ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmelzeband (14) mehrere Schichten unterschiedlicher Zusammensetzungen umfasst.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Extruder (1 ) und dem Matrizengitter (19) eine Ausformeinrichtung zum Glätten und Ausrichten eines Schmelzestrangs (11 ) zu dem Schmelzeband (14) angeordnet ist.
18. Verfahren zum Bilden von Formungen (57), bei dem - eine formbare Masse gebildet wird, die formbare Masse einem Matrizengitter (19) zugeführt wird, so dass die formbare Masse auf der Stirnfläche (45) von Seitenbegrenzungen (20) des Matrizengitters (19) aufliegt, ein Verdrängungsschott (38) mit Seitenbegrenzungen (39), die zu den Seitenbegrenzungen (20) des Matrizengitters (19) korrespondieren, auf das Matrizengitter (19) zu bewegt wird, wobei der auf den Seitenbegrenzungen (20) des Matrizengitters (19) aufliegende Teil (14A) der formbaren Masse in Richtung eines von dem Matrizengitter (19) zwischen den Seitenbegrenzungen (20) gebildeten Aufnahmeraums (21 ) verdrängt wird, so dass die formbare Masse portioniert wird, und zumindest ein Werkzeug (17, 18) die Portionen der formbaren Masse im Aufnahmeraum (21 ) verpresst.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängungsschott (38) so auf das Matrizengitter (19) zu bewegt wird, dass die Seitenbegrenzungen (39) des Verdrängungsschotts (38) mit den Seitenbegrenzungen (20) des Matrizengitters (19) fluchten.
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängungsschott (38) auf das Matrizengitter (19) zu bewegt wird, bis die Stirnfläche (40) der Seitenbegrenzungen (39) des Verdrängungsschotts (38) zumindest zum Teil an der Stirnfläche (45) der Seitenbegrenzungen (20) des Matrizengitters (19) anliegen.
21 . Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängungsschott (38) gegen die Kraft zumindest einer Feder (42) auf das Matrizengitter (19) zu bewegt wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass beim Verpressen das Werkzeug (17) von den Seitenbegrenzungen (39) des Verdrängungsschotts (38) in den Aufnahmeraum (21 ) geführt wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verpressen ein weiteres matrizenseitiges Werkzeug (18) für den zumindest einen Aufnahmeraum (21 ) von der gegenüberliegenden Seite des verdrängungsseitigen Werkzeugs (17) in den Aufnahmeraum (21 ) geführt wird.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Matrizengitter (19) eine Vielzahl von Aufnahmeräumen (21 ) ge- bildet ist und beim Verpressen auf die formbare Masse in jedem Aufnahmeraum (21 ) ein Druck von einem verdrängungsschottseitigen Werkzeug (17) und einem matrizenseitigen Werkzeug (18) ausgeübt wird.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die verdrängungsschottseitigen Werkzeuge (17) und/oder die matrizenseitigen Werkzeuge (18) in je einem Werkzeugträger (15A, 15B) gelagert sind und zumindest ein Werkzeugträger (15A, 15B) entlang einer Führungsbahn
(3A, 3B) bewegt wird, die einen Formungsabschnitt (A) aufweist, bei dem von den Werkzeugen (17, 18) ein konstanter Druck auf die in den Aufnahmeräumen (21 ) befindlichen Portionen der formbaren Masse über eine Strecke ausgeübt wird.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (15A, 15B) über einen Teleskoparm (5A, 5B) mit einer Antriebseinheit (2) gekoppelt ist und mittels der Antriebseinheit (2) bewegt wird, so dass der Werkzeugträger (15A, 15B) auf der Führungsbahn (3A, 3B) über eine geschlossene Kurve geführt wird.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass als formbare Masse ein Schmelzeband (14) gebildet wird, das dem Matrizengitter (19) kontinuierlich zugeführt wird.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmelzeband (14), bevor es dem Matrizengitter (19) zugeführt wird, geglättet und ausgerichtet wird.
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