Die Erfindung betrifft eine Schneidevorrichtung zur Bearbeitung eines Prozessguts, insbesondere zur Bearbeitung von Nüssen, die aufgeteilt und gegebenenfalls von einer Schale befreit werden müssen.

In zahlreichen industriellen Anwendungen, insbesondere in der Nahrungsmittelindustrie, sind Produkte mit vorgesehenen Abmessungen bereitzustellen. Oft werden Nahrungsmittel, wie Brot, Wurstwaren oder Käse in Tranchen aufgeteilt und verpackt. Oft sind auch Naturprodukte, wie Gemüse, Früchte, Nüsse und dergleichen zu bearbeiten.

Dazu werden z.B. Schneidevorrichtungen mit rotierenden Schneidscheiben vorgesehen, welche mit hohen Taktfrequenzen gegen die Produkte geführt werden, um die erforderlichen Schnitte auszuführen. Schneidevorrichtung dieser Art weisen wesentliche Nachteile auf. Der Parallelbetrieb mehrerer Schneidscheiben ist mit Schwierigkeiten verbunden. Ferner resultiert eine geringe Schneidequalität mit erheblichen Materialverlusten. Kleine Produkte, wie Nüsse, können daher kann bearbeitet werden. Ferner benötigen Schneidscheiben viel Raum und entsprechende Sicherheitsabstände.

Aus der W02015150260A1 ist eine Vorrichtung bekannt, die dem Schneiden eines Prozessguts mit einer Klinge dient, die mit einer von einem Gerüst gehaltenen Antriebsvorrichtung verbunden ist, die mehrere Aktuatoren aufweist, die einerseits je über ein erstes Drehgelenk mit der Werkzeughalterung und die andererseits je über ein zweites Drehgelenk derart mit dem Gerüst verbunden sind, dass die Werkzeughalterung allein von den Aktuatoren gehalten und innerhalb eines Arbeitsvolumens verschiebbar und gegebenenfalls drehbar ist. Innerhalb des Arbeitsvolumens kann die Klinge vor und zurück, nach unten und nach oben und vorzugsweise auch zur Seite gefahren werden. Diese Vorrichtung erlaubt es, grössere Gegenstände, die z.B. über ein Förderband zugeführt werden, wahlweise zu schneiden. Für kleine Produkte, wie Nüsse, ist diese Schneidevorrichtung nicht geeignet.

Aus der US5671661A ist eine Fördervorrichtung bekannt, mittels der kleine Gegenstände, z.B. Haselnüsse, vereinzelt in mehreren Reihen gefördert werden können. Dazu ist eine Platte mit Öffnungen vorgesehen, die während des Bearbeitungsprozesses jeweils ein Produkt, z.B. eine Haselnuss aufnehmen können. In solchen Fördervorrichtungen vereinzelt geförderte Produkte, wie Haselnüsse, können mittels bekannten Schneidevorrichtungen jedoch nicht oder nicht rationell bearbeitet, z.B. von einer Schale befreit oder geschnitten werden. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Schneidevorrichtung mit wenigstens einer Schneideeinheit zu schaffen, mittels der Produkteinheiten vorteilhaft bearbeitet werden können. Ferner ist ein Verfahren für diese Vorrichtung anzugeben.

Insbesondere ist eine Schneidevorrichtung zu schaffen, mittels der vereinzelte Produkteinheiten vorteilhaft bearbeitet, z.B. von einer Schale befreit und/oder aufgetrennt bzw. geschnitten werden können.

Produkteinheiten, wie Haselnüsse, sollen von einer Schale befreit und/oder präzise in zwei Hälften aufgeteilt werden können, ohne dass Verluste auftreten. Die Bearbeitung der Nahrungsmittelprodukte soll auch dann optimal gelingen, wenn deren Abmessungen innerhalb eines breiten Toleranzbereichs von z.B. 10% bis 50% ändern und wenn Produkteinheiten in einer ungünstigen Lage und Ausrichtung angeliefert werden.

Die Nahrungsmittelprodukte sollen stets präzise in die gewünschten Anteile aufgeteilt werden können. Alternativ sollen Proben aus den Produkteinheiten entnommen werden können, um diese periodisch prüfen zu können.

Die aufgetrennten Nahrungsmittelprodukte sollen keinen unerwünschten Einwirkungen ausgesetzt werden und in optimaler Qualität abgegeben werden.

Sofern eine Schale von einem Nahrungsmittelprodukt, wie einer Nuss getrennt werden soll, so soll dies ohne Beschädigung des Nahrungsmittelprodukts bzw. des Nusskerns gelingen. Ferner soll eine zuverlässige Trennung zwischen Schale und

Nahrungsmittelprodukt möglich sein, sodass diese getrennt abgelegt werden können.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung, welche die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist und einem Verfahren gelöst, welches die in Anspruch 12 angegebenen Merkmale aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben.

Die Vorrichtung umfasst wenigstens eine Schneideeinheit, die innerhalb eines zugeordneten Arbeitsraums bewegbar ist, um Produkteinheiten zu bearbeiten, und eine Fördervorrichtung, in der die Produkteinheiten vereinzelt in den Arbeitsraum der

Schneideeinheit förderbar sind.

Erfindungsgemäss ist vorgesehen, dass die Fördervorrichtung wenigstens einen zweiteiligen Förderkanal aufweist, in dem auf einer Seite erste Förderelemente und auf der anderen Seite zweite Förderelemente einander paarweise zugeordnet mit einem einteiligen oder zweiteiligen Fördermittel verbunden sind, dass die ersten Förderelemente und die zweiten Förderelemente Aufnahmeteile umfassen, die je mit einer Ausnehmung versehen sind, die zur anteilsweisen Aufnahme einer der vereinzelten Produkteinheiten vorgesehen sind, und dass die einander zugewandten Seiten der ersten und zweiten Förderelemente den dazwischen frei liegenden Arbeitsraum begrenzen, sodass die Schneideeinheit innerhalb des Arbeitsraums teilweise oder ganz durch die beidseits des Arbeitsraums in den einander zugehörigen ersten und zweiten Förderelementen gehaltenen Produkteinheiten hinein oder hindurch führbar ist. Vorzugsweise wird zwischen den einander zugeordneten ersten und zweiten Förderelementen zumindest ein Arbeitsspalt freigehalten, in den die Schneideeinheit eindringen kann.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die je durch wenigstens ein Gelenk mit einem Trägerelement verbundenen ersten Förderelemente und zweiten Förderelemente zwischen einer geöffneten Position und einer geschlossenen Position drehbar sind, in der die verschlossenen Aufnahmeteile den Aufnahmeraum umschliessen und durch einen Arbeitsspalt zumindest streckenweise voneinander beabstandet sind, durch den die Schneideeinheit teilweise oder ganz in den Aufnahmeraum einführbar ist, um die darin gehaltene Produkteinheit zu bearbeiten.

Die Schneideeinheit kann eine konventionelle Klinge eines Messers oder auch eine drahtförmige Klinge sein. Der z.B. eine Schlaufe bildende Schneidedraht kann eine Schneidekante aufweisen oder mit Schneideelementen versehen sein.

Die Förderelemente können derart ausgestaltet sein, dass beliebige Produkteinheiten, wie Nahrungsmittelprodukte im Rohzustand oder in einem bearbeiteten Zustand erfasst und bearbeitet werden können. Produkteinheiten sind z.B. Kakaobohnen; Kaffeebohnen; Gemüse, wie Tomaten und Kartoffeln; gekochte Eier; Teig mit Füllung; gefrorenes oder getrocknetes Fleisch; Nüsse, wie Haselnüsse; Schalenfrüchte, wie Orangen, Mandarinen, Pampelmusen, Melonen; Früchtekerne wie Mangokerne; Milchprodukte, wie Käse; sowie Teile aus nicht biologischen Materialien, wie Metall, Holz, Stein, Glas, Keramik oder dergleichen.

Vorzugsweise werden vereinzelte Produkteinheiten sequenziell in den Arbeitsraum eingeführt und bearbeitet. Bei der Wahl eines grösseren Arbeitsraumes ist es möglich, mehrere Produkteinheiten vereinzelt in den Arbeitsraum einzuführen und gleichzeitig zu bearbeiten. Sofern jedoch nur eine Produkteinheit in den Arbeitsraum eingeführt wird, kann diese mit einer vorzugsweise ausgestalteten Schneidevorrichtung individuell bearbeitet werden.

Im Arbeitsraum kann die Schneidekante seitlich und/oder frontal entlang von Kurven geführt werden. Die Schneidekante der Schneideeinheit kann z.B. wellenförmig nach vorn geführt und/oder entlang einer Linie oder Kurve in einer Ebene parallel zur Schneidekante geführt werden, um einen Schnitt in eine Schale einer Produkteinheit einzufügen. Beispielsweise kann auch ein Wippen der Schneideeinheit realisiert werden. Die Schneidebewegungen können auch kombiniert werden, sodass seitliche Bewegungen in Kombination mit Frontalbewegungen durchführbar sind. Produkteinheiten können daher peripher bearbeitet, aber auch teilweise oder vollständig durchtrennt und aufgeteilt werden. Ferner kann eine Fehlpositionierung der Produkteinheiten gemessen und durch Verschiebung der Schneideeinheit kompensiert werden.

Besonders vorteilhaft gelingt die individuelle Bearbeitung der Produkteinheiten, wenn die Schneideeinheit und/oder die Förderelemente wahlweise Bewegungen ausführen können. Beispielsweise kann eine Schale einer Produkteinheit aufgetrennt werden, indem die Schneideeinheit peripher durch den Arbeitsspalt in den Arbeitsraum eingeführt und die Produkteinheit in der Folge durch Bewegung der Förderelemente gedreht wird. Vorzugsweise werden die Förderelemente um eine Achse drehbar gelagert, die zumindest annähernd senkrecht zu einer Schnittfläche verläuft, entlang der die Schneideeinheit bzw. die Schneidekante der Schneideeinheit verschiebbar ist.

Der Arbeitsspalt ist derart dimensioniert, dass die Schneideeinheit die gewünschten Bewegungen ausführen kann und die Produkteinheiten trotzdem sicher gehalten werden können. Der Arbeitsspalt bildet daher ein eine Fensteröffnung, durch die die Schneideeinheit oder das später beschriebene Trennwerkzeug zumindest teilweise einführbar ist.

Durch entsprechende Bewegungen im Arbeitsraum kann die Schneideeinheit verschiedene Aufgaben erfüllen. Vorteilhaft können Proben aus den Produkteinheiten ausgeschnitten werden, die z.B. die Form eines Tortenstücks aufweisen. Dies gelingt besonders einfach, wenn drahtförmige Schneideeinheiten verwendet werden.

In einer vorzugsweisen Ausgestaltung ist die wenigstens eine Schneideeinheit an einer Werkzeughalterung befestigt, die mit einer von einem Gerüst gehaltenen Antriebsvorrichtung verbunden ist und mittels der Antriebsvorrichtung innerhalb des Arbeitsraums drehbar und/oder entlang einem Arbeitsweg führbar ist, der linear oder entlang einer Kurve verläuft.

Vorzugsweise umfasst die Antriebsvorrichtung mehrere Aktuatoren, die individuell steuerbar sind und die einerseits je über ein erstes Drehgelenk mit der Werkzeughalterung und die andererseits je über ein zweites Drehgelenk derart mit dem Gerüst verbunden sind, dass die Werkzeughalterung allein von den Aktuatoren gehalten ist.

Die Werkzeughalterung kann vorteilhaft auch zwei oder mehrere Schneideeinheiten aufweisen, die je einem Förderkanal und einem diesbezüglichen Arbeitsraum zugeordnet sind, und mittels denen über den zugeordneten Förderkanal zugeführte Produkteinheiten bearbeitet bzw. geschnitten, halbiert oder angeschnitten und gegebenenfalls von einer Schale befreit werden.

Durch entsprechende Ansteuerung der Aktuatoren gelingt es somit, die Schneideeinheiten innerhalb des Arbeitsvolumens beliebig zu führen, auszurichten und zu positionieren. Mit den Schneideeinheiten können somit parallel in Reihen zugeführte Produkteinheiten vorteilhaft bearbeitet werden.

Die Schneideeinheiten können mit beliebigen Amplituden z.B. im Bereich von 0.1 mm - 5 cm und mit nahezu beliebigen Frequenzen von 0.1 Hz bis 1 Ό00 Hz vor und zurück verschoben werden. Die Schneideeinheiten können daher auch Vibrationsbewegungen unterworfen werden, sodass die Schneideeinheiten leichter in die Produkteinheiten eindringen können.

Die Aktuator dienen daher nicht nur zur Bewegung der Schneideeinheiten im Raum, sondern auch zur Beeinflussung des Schneidevorganges.

Durch entsprechende Wahl der Aktuatoren kann die Grösse des Arbeitsvolumens bzw. Arbeitsraums festgelegt werden. Vorzugsweise sind zylinderförmige Aktuatoren bzw. Linearantriebe vorgesehen, die eine axial verschiebbare Kolbenstange aufweisen. Durch die Wahl der Aktuatoren, insbesondere der Länge und der Ausrichtung der Kolbenstangen, können die ausführbaren Bewegungen und Drehungen der Schneideeinheiten festgelegt werden. Beispielsweise kann vorgesehen werden, dass die Schneideeinheiten in zwei oder drei Richtungen vor und zurück verschoben und um wenigstens eine Achse gedreht werden kann. Dabei können Schneideeinheiten vorgesehen werden, die auf beiden Seiten eine Schneidekante aufweisen und die daher in beiden Bewegungsrichtungen einen Schnitt an einem ersten oder zweiten Prozessgut bzw. ersten und zweiten Produkteinheiten ausführen können. Die Wahl von Schneideeinheiten mit zwei Schneiden verdoppelt die Arbeitsmöglichkeiten nicht nur in einer Ebene sondern innerhalb des gesamten Arbeitsraums.

Die Steuerung der Aktuatoren erfolgt mittels eines in einer Steuereinheit vorgesehenen Steuerprogramms. Vorzugsweise sind alle Aktuatoren individuell steuerbar. In Abhängigkeit der auszuführenden Bewegungen und Vibrationen können mehrere Aktuatoren auch identisch angesteuert werden. Sofern die Schneideeinheiten lediglich parallel verschoben und in gleicher Ausrichtung gehalten werden sollen, so werden die Aktuatoren, die parallel zur Verschieberichtung ausgerichtet sind, identisch angesteuert. Durch eine ungleiche Ansteuerung der Aktuatoren können die Schneideeinheiten gekippt oder gedreht werden.

Die an die Aktuatoren angeschlossenen Drehgelenke können identisch oder auch unterschiedlich ausgestaltet sein und werden entsprechend den Bewegungen gewählt, die von den Aktuatoren ausgeführt werden sollen. Die ersten Drehgelenke, die mit der Werkzeughalterung verbunden sind, sind beispielsweise Kugelgelenke, Scharniergelenke, Gabelgelenke, Winkelgelenke oder zwei Gelenkfunktionen aufweisende Kombinationen davon. Die zweiten Drehgelenke, die mit dem Gerüst verbunden sind, sind vorzugsweise Kugelgelenke, Scharniergelenke, Gabelgelenke, Winkelgelenke oder zwei Gelenkfunktionen aufweisende Kombinationen dieser Gelenke.

Die Aktuatoren können elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch angetrieben werden, wobei Kombinationen davon möglich sind. Besonders präzise können Kolbenstangen von elektrisch betriebenen Aktuatoren ausgefahren werden. Beispielsweise ist die Kolbenstange mit einer Spindel gekoppelt, die mittels eines Schrittmotors um eine Anzahl Drehungen gedreht wird, die dem erforderlichen Hub entspricht.

In vorzugsweisen Ausgestaltungen sind Ultraschallgeneratoren durch Kopplungselemente mit der Schneideeinheit oder den Schneideeinheiten verbunden. Die Kopplungselemente, welche Energiewandler mit der Schneideeinheit verbinden, sind vorzugsweise bogenförmig ausgestaltet und auf der Frontseite oder Rückseite der Schneideeinheit mit dem Klingenrücken oder mit der Werkzeughalterung verbunden, vorzugsweise verschweisst. Durch Einkopplung von Ultraschallenergie wird ein präziser und rascher Schneidevorgang ermöglicht. Eine optimale Klingenführung und eine optimale Zufuhr und Präsentation der Produkteinheiten ermöglicht eine entsprechend vorteilhafte Bearbeitung der Produkteinheiten.

Zur ununterbrochenen Förderung der Produkteinheiten sind die ersten und zweiten Förderelemente vorzugsweise mit einem gemeinsamen Fördermittel oder Trum, einem Endlosband oder einer Endloskette, verbunden. Alternativ sind die ersten Förderelemente mit einem ersten Fördermittel, einem Endlosband oder einer Endloskette, und die zweiten Förderelemente mit einem zweiten Fördermittel, einem Endlosband oder einer Endloskette, verbunden. Die ersten und zweiten Förderelemente werden dabei vorzugsweise synchron bewegt. Zum Beladen oder Entladen der Produkteinheiten können jedoch auch asynchrone Bewegungen ausgeführt werden.

Die Produkteinheiten können von einer Spendevorrichtung oder Vereinzelungsvorrichtung vereinzelt an Paare von zueinander korrespondierenden Förderelementen abgegeben und in den Arbeitsbereich der zugehörigen Schneideeinheit gefördert werden. Dabei ist vorzugsweise eine Vielzahl von parallel zueinander angeordneten Förderkanälen vorgesehen, denen je eine Schneideeinheit zugeordnet ist. Die erfindungsgemässe Schneidevorrichtung ist daher beliebig skalierbar.

Da natürlich gewonnene Produkteinheiten sich in ihren Abmessungen und Formen oft deutlich voneinander unterscheiden, wird in den Ausnehmungen der ersten und/oder zweiten Förderelemente vorzugsweise je ein elastischer Insert angeordnet, der es erlaubt eine Produkteinheit, deren Abmessungen innerhalb eines Toleranzbereichs liegen, vorzugsweise spielfrei aufzunehmen. Produkteinheiten mit unterschiedlichen Abmessungen und Formen können daher sicher erfasst und präzise bearbeitet werden.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weisen die ersten Förderelemente und/oder die zweiten Förderelemente je ein Aufnahmeteil auf, das mit der Ausnehmung und einem gegebenenfalls darin eingesetzten Insert versehen ist und die zwischen einer geöffneten Endposition und einer geschlossenen Endposition drehbar mit einem vorzugsweise plattenförmigen Trägerelement verbunden ist, welches mit dem Fördermittel verbunden ist. Zur Aufnahme einer Produkteinheit durch paarweise einander zugeordnete erste und zweite Förderelemente können deren Aufnahmeteile nach aussen gedreht werden. Zur Bearbeitung der erfassten Produkteinheiten werden die Aufnahmeteile der einander zugeordneten ersten und zweiten Förderelemente soweit gegeneinander gedreht, bis die normalerweise senkrecht ausgerichteten Aufnahmeteile den Arbeitsraum der Schneideeinheit begrenzen. Die Fronten der Aufnahmeteile bilden daher die einander zugewandten Seiten der ersten und zweiten Förderelemente, die den Arbeitsraum der Schneideeinheit begrenzen. Zwischen den Fronten der Aufnahmeteile liegt daher ein Teil der Produkteinheit, der mittels der Schneideeinheit bearbeitet, gegebenenfalls durchtrennt werden kann.

Das Öffnen und/oder Schliessen der Aufnahmeteile kann auf beliebige Weise, z.B. pneumatisch, magnetisch oder mechanisch z.B. mittels Federkraft erfolgen. Zum Öffnen und Schliessen der Aufnahmeteile können unterschiedliche Verfahren und Vorrichtungen vorgesehen werden.

Vorzugsweise sind das Aufnahmeteil und das Trägerelement durch eine Feder miteinander verbunden, mittels der das Aufnahmeteil automatisch in die geöffnete Position gedreht wird. Die Schliessbewegung erfolgt durch eine Krafteinwirkung, die der Federkraft entgegenwirkt. Vorzugsweise wird das Aufnahmeteil mit einem Führungselement, z.B. einer Führungsrolle, versehen. Ferner wird eine einteilige oder zweiteilige Kulisse vorgesehen, die wenigstens eine Führungsbahn aufweist, entlang der die Führungselemente führbar sind, um das zugehörige Aufnahmeteil in die geschlossene Position zu drehen.

Vorzugsweise werden die Aufnahmeteile mittels der Kulissen verschlossen, sodass die Produkteinheiten sicher gehalten und präzise bearbeitet werden können. Nach der Bearbeitung werden die Aufnahmeteile durch die Federelemente auseinander gedreht und geöffnet, sodass bearbeitete Produkteinheiten freigegeben und unbearbeitete Produkteinheiten wieder aufgenommen werden können.

Besonders vorteilhaft gelingt die Bearbeitung der Produkteinheiten, wenn diese innerhalb der Förderelemente festgeklemmt und/oder festgesaugt werden. Z.B. können die geteilten Schalen in den Förderelementen festgehalten werden, während Produkteinheit z.B. durch Schwerkraft entfernt wird. In der Folge können die Schalen durch Unterbrechung der Saugwirkung oder durch Druckluft aus den Förderelementen entfernt werden. Das Aufnahmeteil und/oder der Insert werden daher vorzugsweise mit einem Saugkanal versehen, der mit einer steuerbaren Saugvorrichtung verbunden oder verbindbar ist.

Der Bearbeitungsprozess der Produkteinheiten mittels der erfindungsgemässen Vorrichtung kann anhand weiterer Module, die von einer Steuereinheit gesteuert werden, optimiert werden. Dazu kann eine erste Messvorrichtung vorgesehen werden, mittels der die Position einer in die zueinander korrespondierenden Förderelemente eingesetzten Produkteinheit gemessen wird. Um die individuelle Bearbeitung dieser Produkteinheit zu optimieren kann der Bewegungsverlauf der Schneideeinheit in Abhängigkeit der Messung angepasst werden. Alternativ werden die Förderelemente verschoben.

Mittels einer zweiten Messvorrichtung können die unbearbeiteten Produkteinheiten vor der Aufnahme oder die bearbeiteten Produkteinheiten oder Teile davon z.B. nach dem Öffnen der Aufnahmeteile optisch geprüft werden und in Abhängigkeit des Prüfergebnisses an passender Stelle ausgestossen werden. Messdaten, insbesondere Bilddaten der unbearbeiteten Produkteinheiten können verwendet werden, um diese optimal auszurichten. Dazu ist vorzugsweise eine Positioniervorrichtung mit einem Greifwerkzeug vorgesehen, welches die Produkteinheiten erfassen drehen oder beliebig ausrichten und in der Folge in zugeordneten Aufnahmeteilen positionieren kann.

Zum Auftrennen von Schalen ist vorzugsweise eine Trennvorrichtung vorgesehen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 die aus der W02015150260A1 bekannte Vorrichtung 1‘, die der

Bearbeitung wenigstens eines Prozessguts dient und die dazu wenigstens eine Schneideeinheit 1 1 aufweist, die von einer Werkzeughalterung 2 gehalten ist, an die sieben gelenkig mit einem Gerüst 6 verbundene Aktuatoren 41 , ..., 47 angekoppelt sind, mittels denen die Schneideeinheit 11 innerhalb eines Arbeitsvolumens nahezu beliebige Bewegungen ausführen kann, um das Prozessgut zu bearbeiten, insbesondere zu schneiden oder zu zerstäuben;

Fig. 2a eine symbolisch gezeigte Antriebsvorrichtung 4 sowie die

Werkzeughalterung 2 von Fig. 1 , die zwei Seitenplatten 21 A, 21 B aufweist, an die Kolbenstangen 411 , ..., 471 der Aktuatoren 41 , ..., 47 über erste Drehgelenke 31 , ..., 37 angekoppelt sind und die durch Querstreben 22 miteinander verbunden sind, welche acht Energiewandler 13 halten, die über Kopplungselemente 12 mit einer einstückigen Schneideeinheit 11 verbunden sind;

Fig. 2b die Werkzeughalterung 2 von Fig. 2a von der Rückseite; Fig. 3 eine erfindungsgemässe Vorrichtung 1 ohne Fördervorrichtung 5 mit einer Werkzeughalterung 2, von der 32 Schneideeinheiten 11 gehalten sind, von denen jeweils acht Stück in einem Montagerahmen 110A, 1 10B eingespannt sind;

Fig. 4 die Werkzeughalterung 2 von Fig. 3 mit vier Montagerahmen 1 10A,

1 10B, in denen je acht Schneideeinheiten 1 1 eingespannt sind; Fig. 5 einen Teil des Montagerahmens 110A von Fig. 4 mit

Spannvorrichtungen 9, 91 , 92, mittels denen die Schneideeinheiten 1 1 eingespannt sind;

Fig. 6a den Montagerahmen 110A von Fig. 4 angekoppelt an eine erfindungsgemässe Fördervorrichtung 5 die acht Förderkanäle 51 A, 51 B, aufweist, denen je eine Schneideeinheit 1 1 zugeordnet ist;

Fig. 6b einen Teil des ersten Förderkanals 51 von Fig. 6a im Bereich des

Eingriffs der zugehörigen Schneideeinheit 11 ;

Fig. 7a in vorzugsweisen Ausgestaltungen eine Werkzeughalterung 2 mit einem

Montagerahmen 110, welcher eine drahtförmige Schneideeinheit 11 hält, sowie einen Förderkanal 51A einer Fördervorrichtung 5, die erste und zweite Förderelemente 511A, 511 B, ..., aufweist, die seitlich nach aussen gegeneinander drehbar sind, um eine Produkteinheit aufzunehmen und einzuschliessen;

Fig. 7b zueinander korrespondierende Förderelemente 51 1A, 511 B von Fig. 7a, die eine Produkteinheit (nicht sichtbar) einschliessen und einen Arbeitsraum 500 begrenzen, in den die drahtförmige Schneideeinheit 11 eingeführt wurde sowie eine Trennvorrichtung 7 mit Trennwerkzeug in 71 , die mittels einer wellenförmigen Funktionsstange 72 betätigt werden;

Fig. 7c die Fördervorrichtung 5 von Fig. 7a mit ersten und zweiten

Förderelementen 541 A, 541 B, die mittels Motoren 510A, 51 OB drehbar sind und mit einer Messvorrichtung 11 11 und einer Verschiebevorrichtung 561 ;

Fig. 7d die Förderelemente 541 A, 541 B von Fig. 7c mit einer Produkteinheit 8, die mittels einer drahtförmigen Schneideeinheit 11 und einem keilförmigen Trennwerkzeug 71 von einer Schale 880 befreit wird; Fig. 8a eine erfindungsgemässe Schneidevorrichtung 1 mit einer vorzugsweise ausgestalteten Fördervorrichtung 5 und einer Steuereinheit 1002;

Fig. 8b die Schneidevorrichtung 1 und die Fördervorrichtung 5 von Fig. 8a mit einer Spendevorrichtung 52, einer ersten und zweiten Aufnahmevorrichtung 521 , 522, einer ersten und zweiten

Messvorrichtung 1 11 1 , 11 12 sowie einer Saugvorrichtung 1 113, die vorzugsweise alle über Steuerleitungen und/oder Datenleitungen mit der Steuereinheit 1002 verbunden sind;

Fig. 8c die Fördervorrichtung 5 von Fig. 8b, die eine zweiteilige Kulisse 590 aufweist, mittels der die Förderelemente 511A, 511 B bzw. die darauf vorgesehenen Aufnahmeteile drehbar sind, um Produkteinheiten 8 aufnehmen und nach der Bearbeitung wieder abgeben zu können;

Fig. 8d das erste Förderelement 51 1A und in Schnittdarstellung das zweite

Förderelement 51 1 B von Fig. 8a, je mit einem Aufnahmeteil 518, das drehbar mit einem Trägerelement 585A, 585B verbunden ist;

Fig. 8e das erste Förderelement 51 1A von Fig. 8d in Explosionsdarstellung;

Fig. 9a eine Positioniervorrichtung 550, mittels der die Ausrichtung von

Produkteinheiten innerhalb einer Fördervorrichtung, wie der in einem Längsschnitt gezeigten Fördervorrichtung 5 von Fig. 6a, einstellbar ist; und

Fig. 9b eine Positioniervorrichtung 550, die Produkteinheiten 8 korrekt ausgerichtet in die Fördervorrichtung 5 von Fig. 6a einsetzt.

Fig. 1 zeigt die aus der W02015150260A1 bekannte Vorrichtung 1‘, die der Bearbeitung wenigstens eines Prozessguts dient, welche der Vorrichtung 1 beispielsweise auf verschiedenen Ebenen und aus verschiedenen Richtungen zugeführt werden. Die Vorrichtung 1 umfasst wenigstens eine mit Ultraschallenergie beaufschlagbare Schneideeinheit 1 1 , die von einer Werkzeughalterung 2 gehalten ist. Die Werkzeughalterung 2 ist in dieser Ausgestaltung gelenkig mit sieben Aktuatoren 41 , ..., 47 gekoppelt, die zudem gelenkig mit einem Gerüst 2 verbunden und von diesem gehalten sind. Die Aktuatoren 41 , ..., 47 sind vorzugsweise Linearantriebe mit einer Kolbenstange, die von einem Elektromotor angetrieben werden und schrittweise ausgefahren und zurückgefahren werden kann. Mittels der Kolbenstangen kann die Schneideeinheit 11 daher innerhalb eines Arbeitsvolumens nahezu beliebige Bewegungen ausführen, um das Prozessgut zu bearbeiten, insbesondere zu schneiden oder zu zerstäuben. Die Bewegungsabläufe, die programmierbar sind und von einer Steuereinheit 7 gesteuert werden, sind von der Anzahl der eingesetzten Aktuatoren abhängig, deren Steuerung entsprechend koordiniert wird. Die Steuereinheit 7, die von einem Schwenkarm gehalten ist, weist vorzugsweise einen Bildschirm bzw. Touchscreen auf, über den Kommandos eingegeben werden können, um vorprogrammierte Bewegungsabläufe auszuwählen oder neue Bewegungsabläufe der Schneideeinheit 11 festzulegen. Die Schneideeinheit 1 1 ist als plattenförmige Klinge ausgebildet.

Die Programmierung der Vorrichtung kann auf verschiedene Arten erfolgen. Beispielsweise kann die Schneideeinheit 11 entlang einer gewünschten Schnittfläche geführt werden, wobei die Bewegungsverläufe der Kolbenstangen gemessen und registriert werden. Weiterhin können Kurvenflächen in einem geometrischen Raum definiert werden, wonach die Positionen der ersten Kugelgelenke ermittelt und der Verlauf der Abstände zwischen den zueinander korrespondierenden ersten und zweiten Kugelgelenke ermittelt werden. Die Aktuatoren 41 , ..., 47, insbesondere der siebte Aktuator 47, welcher die Schneideeinheit axial verschieben kann, kann auch oszillierende Bewegungen ausführen.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass die Vorrichtung 1 eine relativ lange einteilige (siehe Fig. 2a) oder mehrteilige (siehe Fig. 3a) Schneideeinheit 1 1 aufweist, die innerhalb eines relativ grossen Arbeitsvolumens bewegt werden kann, welches durch die Länge der Kolbenstangen der Aktuatoren 41 , ..., 47 bestimmt ist. Vorzugsweise wird eine einstückige Schneideeinheit 11 verwendet. Trotz der grossen Abmessungen der Schneideeinheit 11 und des grossen Arbeitsvolumens sowie der vielfältigen Einsetzbarkeit, gegebenenfalls mit Bearbeitung mehrerer Prozessgüter, erlaubt die Erfindung den Aufbau der Vorrichtung 1 mit räumlichen Abmessungen, die im Wesentlichen von der Grösse der Schneideeinheit 1 1 bestimmt werden. Die säulenartigen Aktuatoren 41 , ..., 47 können parallel zu Elementen des Gerüsts oder Gestells 6 angeordnet werden und vergrössern dessen Abmessungen nur unwesentlich.

Die Vorrichtung 1 umfasst ferner Schutzabdeckungen und eine Haube 65, die zurückgeschoben und nach oben geklappt werden kann. Fig. 2a zeigt symbolisch eine aus den Aktuatoren 41 , 47 bestehende

Antriebsvorrichtung 4 sowie die Werkzeughalterung 2 von Fig. 1 mit einer einstückigen Schneideeinheit 1 1. Die Werkzeughalterung 2 umfasst zwei Seitenplatten 21 A, 21 B, an die Kolbenstangen 411 , 471 der Aktuatoren 41 , 47 über erste Drehgelenke 31 ,

37 angekoppelt sind. Die Seitenplatten 21 A, 21 B sind durch zwei Querstreben 22 miteinander verbunden, an denen acht Energiewandler 13 paarweise mittels vier Montagevorrichtungen 23 montiert sind. Die Energiewandler 13 sind über Kopplungselemente 12 mit der einstückigen Schneideeinheit 11 verbunden. Die Kopplungselemente 12 weisen je einen halbkreisförmigen Bogen auf, welcher senkrecht auf dem Klingenrücken der Schneideeinheit 1 1 steht und mit diesem verschweisst ist. Die Kopplungselemente 12 sind in einem gleichmässigen Raster angeordnet, wodurch sichergestellt wird, dass die von einem Ultraschallgenerator an die Energiewandler 13 abgegebene Ultraschallenergie gleichmässig in die Schneideeinheit 1 1 eingekoppelt wird. Die Schneideeinheit 1 1 wird somit von acht Kopplungselementen 12 gehalten, über die gleichzeitig die Ultraschallenergie eingespeist wird.

Um die Schneideeinheit 1 1 und die Werkzeughalterung 2 besser darstellen zu können, wurden die Aktuatoren 41 , 47 symbolisch in einem Block bzw. der Antriebsvorrichtung

4 zusammen gefasst. Gezeigt sind lediglich die Kolbenstangen 411 , 471 der

Aktuatoren 41 , 47, die über die ersten Drehgelenke 31 , 37 an die Seitenplatten

21A, 21 B der Werkzeughalterung 2 angekoppelt sind. Die ersten Drehgelenke 31 , 37 sind vorzugsweise Kugelgelenke, weshalb die Kolbenstangen 41 1 , 471 innerhalb eines Öffnungswinkels drehbar sind. Bei maximaler Auslenkung und Drehung der Kolbenstangen 41 1 , 471 um den zugehörigen Öffnungswinkel verlaufen die

Kolbenstangen 41 1 , 471 entlang der Mantelfläche eines Kegels. Der Öffnungswinkel kann dabei sehr gross gewählt werden und sektoriell 180° sogar übersteigen. Einzelne der Kolbenstangen 411 , 471 können bei bestimmten Bewegungen der

Schneideeinheit 11 unterschiedlich grosse Winkelbereiche durchlaufen. Für einzelne der Drehgelenke 31 , 37 können zudem unterschiedlich grosse Öffnungswinkel vorgesehen werden. Wesentlich ist, dass die Schneideeinheit 1 1 innerhalb des gewünschten Arbeitsvolumens bewegt und auch im erforderlichen Masse gedreht werden kann. Fig. 2a zeigt ferner, dass einzelne der ersten Gelenke 31 und 33 bzw. 32 und 34 auch unmittelbar nebeneinander angeordnet werden können, so dass die zugehörigen Aktuatoren 41 , 43 bzw. 42, 44 praktisch an identischen Punkten an die

Werkzeughalterung 2 angekoppelt sind. In Fig. 2a sind die Grundbewegungen, die Verschiebungen V1 , V2, V3, V4, V5 und die Drehungen D1 , D2, D3 eingezeichnet, welche die Schneideeinheit 11 individuell oder in Kombination durchführen kann.

Mittels der ersten und der zweiten Kolbenstange 411 , 421 , die parallel zueinander horizontal ausgerichtet und je auf einer Seite der Werkzeughalterung 2 angekoppelt sind, können die linke Seite und die rechte Seite der Schneideeinheit 1 1 unabhängig voneinander oder in Kombination gleich (V1 = V2) oder ungleich (V1 F V2), gegebenenfalls gegensinnig, vor und zurück verschoben werden. Durch eine unterschiedliche Bewegung der Kolbenstangen 41 1 , 421 resultiert ferner die Drehbewegung D1.

Mittels der dritten und der vierten Kolbenstange 431 , 441 , die parallel zueinander vertikal ausgerichtet und je auf einer Seite der Werkzeughalterung 2 (an denselben Stellen wie die erste und die zweite Kolbenstange 41 1 , 421 ) angekoppelt sind, können die linke Seite und die rechte Seite der Schneideeinheit 1 1 unabhängig voneinander oder in Kombination gleich (V3 = V4) oder ungleich (V3 + V4), gegebenenfalls gegensinnig, nach unten und nach oben verschoben werden, wodurch die Drehbewegung D2 resultiert.

Damit die Schneideeinheit 11 bei der Betätigung der ersten beiden Aktuatoren 41 , 42 nicht gedreht wird, ist vorzugsweise ein fünfter Aktuator 45 vorgesehen, der parallel zum ersten und zum zweiten Aktuator 41 , 42 ausgerichtet und über ein korrespondierendes der ersten Drehgelenke 35 exzentrisch mit der Werkzeughalterung 2 verbunden ist. Sofern der fünfte Aktuator 45 identisch angesteuert wird wie der erste und der zweite Aktuator 41 , 42, so erfolgt eine Parallelverschiebung der Schneideeinheit 11 nach vorn oder zurück. Sofern der fünfte Aktuator 45 unterschiedlich angesteuert wird erfolgt eine Drehung D3 um eine Achse, die durch die Ankopplungspunkte der ersten beiden Aktuatoren 41 , 42 definiert ist. Durch die Drehung D3 der Schneideeinheit 11 kann ein Schnitt ausgeführt werden. Alternativ kann die Schneideeinheit 1 1 waagerecht ausgerichtet und stabil gehalten werden, so dass ein pulverförmiges Prozessgut darauf aufgesetzt werden kann, welches anschliessend unter Einwirkung von Ultraschallenergie zerstäubt wird.

Durch Betätigung der sechsten Kolbenstange 461 , die nahezu parallel zur Schneideeinheit 1 1 ausgerichtet ist, kann eine seitliche Verschiebung der Schneideeinheit 1 1 beispielsweise entlang deren Längsachse vollzogen werden (V5). Dadurch kann ein vertikaler Schnitt in Kombination mit einem horizontalen Schnitt durchgeführt werden, wodurch auch schwierigstes Prozessgut präzise geschnitten werden kann. Der vertikalen Bewegung kann auch eine lateral verlaufende Schwingung überlagert werden, welche den Schneidevorgang erleichtert.

Fig. 2b zeigt die Werkzeughalterung 2 mit den beiden Seitenplatten 21 A, 21 B sowie den beiden Querstreben 22 und den vier damit verbundenen Montagevorrichtungen 23 von Fig. 2a, mittels denen die Energiewandler 12 und die damit verbundene Schneideeinheit 1 1 gehalten werden, von der Rückseite.

Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemässe Vorrichtung 1 ohne Fördervorrichtung 5, mit einer Werkzeughalterung 2, von der 32 Schneideeinheiten 11 gehalten sind. Jeweils acht Schneideeinheiten 11 sind je in einem Montagerahmen 1 10A, 1 1 OB eingespannt. Die Schneideeinheiten 11 sind derart gehalten und ausgerichtet, dass sie mit den nachstehend beschriebenen Fördervorrichtungen 5 interagieren können.

Fig. 4 zeigt die Werkzeughalterung 2 von Fig. 3 mit vier Montagerahmen 1 10A, 1 1 OB, 1 10C, 1 10D in denen je acht Schneideeinheiten 11 eingespannt sind. Die

Antriebsvorrichtung 4 mit den Aktuatoren ist symbolisch gezeigt. Die Werkzeughalterung 2 mit den vier Montagerahmen 110A, 110B, 1 10C, 1 10D kann auf die Vorrichtung von Fig. 1 aufgesetzt werden und in der Folge in gleicher Weise gesteuert werden, wie dies oben beschrieben wurde.

Die Schneideeinheiten 1 1 können im Raum bewegt und mit Amplituden z.B. im Bereich von 0.1 mm - 5 cm und mit Frequenzen von 0.1 Hz bis 1 Ό00 Hz vor und zurück verschoben werden, um beliebige Schnittbewegungen auszuführen und den Schnittvorgang gleichzeitig beliebig zu beeinflussen. Viele Rationen können den Bewegungen der Schneideeinheiten 1 1 beliebig überlagert werden.

Fig. 5 zeigt den Montagerahmen 110A von Fig. 4 mit Spannvorrichtungen 9, 91 , 92, mittels denen die Schneideeinheiten 1 1 eingespannt sind. Die Schneideeinheiten 1 1 sind z.B. mit Zugstäben und Schraubenmutter 91 , 92 verbunden. In vorzugsweisen Ausgestaltungen wird Ultraschallenergie in die Schneideeinheiten 1 1 eingespeist, um den Schneidvorgang weiter zu erleichtern. Mit Ultraschallgeneratoren verbundene Kopplungselemente können direkt mit den Schneideeinheiten 11 oder den Spannvorrichtungen 9 oder Elementen davon 91 , 92, z.B. den Zugstäben, verbunden werden, um die Ultraschallenergie ein zu koppeln. Fig. 6a zeigt den Montagerahmen 110A von Fig. 4 angekoppelt an eine erfindungsgemässe Fördervorrichtung 5, die acht Förderkanäle 51 A, 51 B, aufweist, denen je eine Schneideeinheit 1 1 zugeordnet ist. Jedem der Förderkanäle 51 A, 51 B werden von einer Vereinzelungsvorrichtung 52 seriell Produkteinheiten 8, z.B. Haselnüsse, zugeführt.

Der Montagerahmen 110A kann mittels der Antriebsvorrichtung 4 an die Fördervorrichtung 5 angekoppelt werden und beim Betrieb die gegebenenfalls erforderlichen Schneidbewegungen ausführen.

Fig. 6b zeigt einen Blick auf den ersten Förderkanal 51 im Bereich des Eingriffs der zugehörigen Schneideeinheit 11. Es ist gezeigt, dass die Förderkanäle 51 A; 51 B Aufnahmeöffnungen bzw. Aufnahmeräume 500 aufweisen, die der Aufnahme der Produkteinheiten 8, wie kugelförmigen Nüssen dienen.

In dieser Ausgestaltung sind die Förderkanäle 51 A; 51 B zweiteilig ausgebildet, sodass die Schneideeinheiten 1 1 A, 1 1 B, ... zumindest teilweise in die Förderkanäle 51 A; 51 B einführbar sind.

Die Förderkanäle 51 A; 51 B sind gliederförmig ausgebildet und weisen Förderelemente 511 , 512 oder Paare von Förderelementen 511A, 511 B; 512A, 512B auf, die je einen Aufnahmeraum 500 einschliessen oder begrenzen. Die Schneideeinheit 11 kann daher zwischen Paare von Förderelementen 511A, 511 B; 512A, 512B eingeführt werden, um die Produkteinheiten 8 zu schneiden.

Die Förderelemente 511A, 511 B; 512A, 512B können seriell entlang von

Führungselementen geführt und/oder miteinander verkettet sein, z.B. in der Art der Elemente einer Rolltreppe.

Vorzugsweise sind die Förderkanäle 51 A; 51 B mit den Aufnahmeräumen 500 und die Schneideeinheiten 11 A, 11 B, ... derart angeordnet und relativ zueinander verschiebbar, dass die in den Aufnahmeräumen 500 gelagerten und vereinzelten Produkteinheiten 8 in zwei Hälften 88 aufgeschnitten werden können.

Zwischen den einander zugeordneten Förderelementen 511 , 512; 511A, 511 B; 512A, 512B ist ein Arbeitsspalt G vorgesehen, in den die Schneideeinheit 11 eindringen kann, um den Aufnahmeraum 500 zu traversieren. In dieser Ausgestaltung sind die Förderelementen 51 1 , 512; 511A, 511 B; 512A nicht gegeneinander drehbar, und können nicht geöffnet und verschlossen werden, um eine Produkteinheiten aufzunehmen und wieder abzugeben. Stattdessen werden die Produkteinheiten durch Schwerkraft und/oder Klemmelemente und/oder Federelemente gehalten.

Zur Inspektion des bearbeiteten Prozessguts 88 wird vorzugsweise eine Vorrichtung zur optischen Prüfung vorgesehen.

Fig. 7a zeigt in vorzugsweisen Ausgestaltungen eine Werkzeughalterung 2 mit einem Montagerahmen 110, welcher eine drahtförmige Schneideeinheit 11 hält, sowie einen Förderkanal 51A einer Fördervorrichtung 5 mit ersten und zweiten Förderelementen 511 A, 51 1 B, die je auf einem Fördermittel 583 angeordnet sind und zyklisch entlang einer in sich geschlossenen Bahn geführt werden. Die Förderelemente 51 1A, 511 B sind seitlich gegeneinander drehbar, um eine Produkteinheit 8 aufzunehmen und nach der Bearbeitung wieder abzugeben. Von einer Vereinzelungsvorrichtung 52 werden vereinzelte Produkteinheiten 8 jeweils an ein Paar von Förderelementen 511A, 51 1 B abgegeben. Bearbeitete Produkteinheiten 88 werden einer ersten Aufnahmevorrichtung

521 zugeführt. Aufgetrennte Schalen 880 werden an eine zweite Aufnahmevorrichtung

522 abgegeben.

In dieser vorzugsweisen Ausgestaltung befinden sich jeweils zwei Paare von Förderelementen 511A, 511 B; 512A, 512B im Arbeitsbereich bzw. Arbeitsraum 500 der Schneideeinheit 1 1 und eines Trennwerkzeugs 71 , sodass z.B. in einem ersten Schritt die Schale 880 der Produkteinheit 8 mittels der Schneideeinheit 1 1 angeschnitten und mittels des Trennwerkzeugs 71 aufgebrochen und in einem zweiten Schritt der freigelegte Kern mittels der Schneideeinheit 1 1 in zwei Hälften 88 aufgeteilt werden kann. Ferner sind Zahnstangen 1105 gezeigt, die in Zahnräder 55, die mit den Förderelementen 51 1A, 51 1 B gekoppelt sind, eingreifen können, um die Förderelemente 51 1A, 511 B, oder Teile davon, zu drehen. Wenn der Rahmen 1 10 nach unten gezogen wird, wird die in den Förderelementen 511A, 51 1 B eingeschlossene Produkteinheit 8 daher um eine Achse senkrecht zur Schnittebene gedreht, sodass die Produkteinheit 8 peripher z.B. entlang einer Kreislinie aufgeschnitten werden kann. Durch das Trennwerkzeug 71 , z.B. einem Keil oder einer Schere, können angeschnittene Schalenteile leicht voneinander getrennt werden. Zur Betätigung des fest montierten Trennwerkzeugs 71 ist eine wellenförmige Funktionsstange 72 vorgesehen, die Wellenbäuche 721 und Wellenknoten 722 aufweist (siehe Fig. 7b). Die Funktionsstange 72 wird vertikal verschoben, um die Trennwerkzeug 71 zu betätigen. Nach der Auftrennung der Schalenteile 880 kann der Kern der Produkteinheit 8 ganz oder teilweise geschnitten werden. Fig. 7b zeigt ein Paar von zueinander korrespondierenden Förderelementen 511A, 51 1 B von Fig. 7a, die eine Produkteinheit (nicht sichtbar) einschliessen und einen Arbeitsraum 500 begrenzen, in den die drahtförmige Schneideeinheit 11 eingeführt wurde. Das mittels einer Werkzeugwelle 73 (strichpunktierte Linie) gehaltene zweiteilige Trennwerkzeug 71 wird mittels der wellenförmigen Funktionsstange 72 betätigt, die bei einer vertikalen Bewegung die vorzugsweise mittels einer Feder gespannten Teile des Trennwerkzeugs 71 um die Werkzeugwelle 73 auseinander dreht. Nach einer weiteren Bewegung oder Rückbewegung der Funktionsstange 72 werden die Trennwerkzeug 71 beispielsweise durch Federkraft wieder verschlossen.

Fig. 7c zeigt die Fördervorrichtung 5 von Fig. 7a in einer weiteren vorzugsweisen Ausgestaltung mit ersten und zweiten Förderelementen 541 A, 541 B, die mittels Motoren 510A, 51 OB drehbar sind. Auf eine Zahnstange und Zahnräder kann in dieser Ausgestaltung verzichtet werden. Ferner ist eine erste Messvorrichtung 1 11 1 , z.B. eine Laser-Messvorrichtung, schematisch gezeigt, mittels der die Position jeder Produkteinheit 8 in den Förderelementen 541 A, 541 B vermessen werden kann. Zur Kompensation von Fehlpositionierung ist eine von einem Motor 560 angetriebene Verschiebevorrichtung 561 vorgesehen, mittels der die Fördervorrichtung 5 verschiebbar, um die Fehlpositionierung zu kompensieren. Alternativ können Fehlpositionierungen durch eine Verschiebung der Schneideeinheit 11 kompensiert werden. Es ist weiter gezeigt, dass Messsignale von der ersten Messvorrichtung 1 11 1 zur Steuereinheit 1002 übertragen und dort verarbeitet werden. In der Folge wird der Motor 560 oder die Antriebsvorrichtung 4 angesteuert, um die Fehlpositionierung zu kompensieren.

Fig. 7d zeigt die drehbaren Förderelemente 541 A, 541 B von Fig. 7c mit einer Produkteinheit 8, die mittels einer drahtförmigen Schneideeinheit 11 und einem Keil 71 von einer Schale 880 befreit wird.

Fig. 8a zeigt eine erfindungsgemässe Schneidevorrichtung 1 mit einer vorzugsweise ausgestalteten Fördervorrichtung 5 und einer Steuereinheit 1002. Die Fördervorrichtung 5 umfasst einen Förderkanal 51 A mit ersten und zweiten Förderelementen 511A, 511 B; ...; 541 A, 541 B, die auf ersten und zweiten Trägerelementen 585A, 585B montiert sind. Die plattenförmigen Trägerelemente 585A, 585B sind je mit einem Fördermittel bzw. einer ersten und einer zweiten Endloskette 584A, 584B verbunden, die von einem Motor 581 über eine Antriebswelle 582 und Zahnräder 383A, 583B angetrieben sind. Die Förderelemente 511A, 511 B; ...; 541A, 541 B sind je mit einem drehbar gelagerten Aufnahmeteil 518 versehen, die entlang des Förderweges mittels einer Kulisse 590, die zwei Teile 590A, 590B aufweist, gegeneinander gedreht und verschlossen werden, um die aufgenommenen Produkteinheit beidseits zu halten. Die eingeschlossene Produkteinheit wird in der Folge mit der Schneideeinheit 11 der Schneidevorrichtung 1 bearbeitet.

Fig. 8b zeigt die Schneidevorrichtung 1 und die Fördervorrichtung 5 von Fig. 8a mit verschiedenen Funktionseinheiten. Zur Abgabe der Produkteinheiten 8 ist eine Vereinzelungsvorrichtung oder Spendevorrichtung 52 vorgesehen. Zur Aufnahme der aufgeteilten Produkteinheiten 88 ist eine erste Aufnahmevorrichtung 521 vorgesehen. Eine zweite Aufnahmevorrichtung 522 ist zur Aufnahme der abgetrennten Schalen 880 vorgesehen. Mittels einer ersten Messvorrichtung 11 11 ist die Position der von den Förderelementen 511A, 511 B; ...; 541A, 541 B gehaltenen Produkteinheiten 8 messbar. Mittels einer zweiten Messvorrichtung 11 12 können die bearbeiteten Produkteinheiten optisch erfasst, geprüft und durch Steuerung der Fördervorrichtung 5 entsprechend abgelegt werden. Ferner ist eine Saugvorrichtung 11 13 vorgesehen, mittels der die Produkteinheiten 8 oder Teile davon in den Förderelementen 511A, 51 1 B; ...; 541A, 541 B gehalten oder an einem Abgabeort z.B. bei den Aufnahmevorrichtungen 521 , 522 ausgestossen werden können. Die genannten Module sind zu diesem Zweck vorzugsweise über Datenleitungen und Steuerleitungen mit der Steuereinheit 1002 verbunden.

Fig. 8c zeigt die Fördervorrichtung 5 von Fig. 8b mit einer Kulisse 590, die zwei einander gegenüberliegende Kulissenteile 590A, 590B aufweist, die miteinander gegenüberliegenden Führungsbahnen 595A; 595B einen Kulissenkanal 591 begrenzen. Die Förderelemente 511A, 511 B umfassen drehbar gelagerte Aufnahmeteile 518, die an der Oberseite mit einem Führungselement bzw. einer Führungsrolle 517 versehen sind. Bei der Einfahrt in den Kulissenkanal 591 werden die Führungsrollen 517 entlang der zugehörigen Führungsbahn 595A; 595B geführt, wodurch die Aufnahmeteile 518 gegeneinander gedreht und senkrecht ausgerichtet in der Mitte der Kulisse 590 verschlossen werden, wie dies gezeigt ist. In der Mitte der Kulisse 95 begrenzen die Aufnahmeteile 518 den Arbeitsraum 500 der Schneideeinheit 1 1 , die zwischen die Aufnahmeteile 518 eingeführt werden kann, um die fixierten Produkteinheiten 8 zu bearbeiten. Die Trägerelemente 585A, 585B sind ebenfalls mit Führungsrollen 5851 A, 5851 B versehen, die an der Unterseite der Kulissenteile 590A, 590B in Führungskanälen 592A, 592B geführt sind. Die Produkteinheiten 8 werden daher präzise gefördert und gehalten und können auch präzise bearbeitet werden. An der Ausgangsseite der Kulisse 95 werden die Aufnahmeteile 518 wieder geöffnet, sodass die bearbeiteten Produkteinheiten 88 oder Teile 880 davon entnommen werden können. Fig. 8d zeigt das erste Förderelement 511A und in Schnittdarstellung das zweite Förderelement 511 B von Fig. 8a, je mit einer Aufnahmeteil 518, dass durch wenigstens ein Gelenk 5181 , 5853 drehbar mit einem plattenförmigen Trägerelement 585A, 585B verbunden ist. Dazu weist jedes der Aufnahmeteile 518 beidseitig einen Gelenkschaft 5181 auf, die in Flanschöffnungen 5853 des Trägerelements 585A bzw. 585B drehbar gehalten sind. Jeder Gelenkschaft 5181 bildet mit der zugehörigen Flanschöffnung 5853 ein Gelenk.

Ein Gelenkschaft 5181 ist von einer Feder umschlossen, die mit einem Ende am Trägerelement 585A, 585B anliegt und mit dem anderen Ende in einer Ausnehmung 5183 des Aufnahmeteils 518 gehalten ist und diese nach aussen gegen das Trägerelement 585A, 585B dreht. Sofern die Aufnahmeteile 518 nicht im Eingriff mit der Kulisse 590 stehen, sind sie auseinandergedreht und zur Aufnahme einer Produkteinheit 8 bereit. Dazu ist jede der Aufnahmeteile 518 mit einer Ausnehmung 50 versehen, in die vorzugsweise ein Insert 519 eingesetzt ist. Der Insert 519 ist vorzugsweise in der Form einer dickwandigen Lautsprechermembrane ausgebildet. Alternativ können auch elastische Segmente in die Ausnehmung eingesetzt werden. Der elastische und komprimierbare Insert 519 erlaubt es, Unterschiede in den Abmessungen der Produkteinheit den 8 zu kompensieren. Somit können Produkteinheiten 8, deren Abmessungen in einem relativ grossen Toleranzbereich variieren von den Förderelementen 511A, 51 1 B; ...; 541A, 541 B erfasst und vorzugsweise spielfrei gehalten werden. Der Insert 519 oder alternativ eingesetzte Insert-Elemente sind vorzugsweise aus weichelastischem Gummi oder einem weichelastischen Elastomer gefertigt.

Ferner ist gezeigt, dass das Aufnahmeteil und der vorzugsweise vorgesehene Insert 518 und 519 je einen Luftkanal 5188, 5190 aufweisen, die einen Ansaugkanal bilden, der mit der Saugvorrichtung 1 113 (siehe Fig. 8b) verbunden oder verbindbar ist. Luft kann daher durch den Ansaugkanal angesaugt werden, um die Produkteinheit 8 oder deren Schale 880 in der Ausnehmung 50 bzw. im Insert 519 zu halten. Die Saugvorrichtung 11 13 ist vorzugsweise derart steuerbar, dass Luft angesaugt oder ausgestossen werden kann, um die Produkteinheiten 8 anzusaugen oder auszustossen.

Fig. 8e zeigt das erste Förderelement 51 1A von Fig. 8d in Explosionsdarstellung. Es ist ersichtlich, dass das Trägerelement 585A eine Ausnehmung 5850 aufweist, in die das Aufnahmeteil 518 eindrehbar ist.

Fig. 9a zeigt eine Positioniervorrichtung 550, mittels der geförderte Produkteinheiten 8 erfasst, angehoben, dreidimensional vermessen, gedreht und an eine Fördervorrichtung abgegeben werden können. Die Positioniervorrichtung kann zugeführte Produkteinheiten 8 von einer ersten Fördervorrichtung, z.B. der Spendevorrichtung 52 von Fig. 6a entnehmen und entsprechend den Anforderungen der Applikation korrekt positioniert an eine zweite Fördervorrichtung z.B. die Fördervorrichtung 5 von Fig. 6a abgeben. Alternativ kann die Positioniervorrichtung Produkteinheiten auch aus einer Fördervorrichtung entnehmen und nach der Positionskorrektur oder Lagekorrektur wieder an dieselbe Fördervorrichtung abgeben.

Durch diese Massnahme kann bewirkt werden, dass die Produkteinheiten stets in optimaler Ausrichtung zur Weiterverarbeitung präsentiert werden. Eine fehlerhafte Bearbeitung der Produkteinheiten kann dadurch vermieden werden. Im Falle von Nüssen kann vermieden werden, dass diese an und vorteilhaften Stellen mit einem Spaltwerkzeug oder Schneidewerkzeug beaufschlagt werden und z.B. zersplittern. Die Produkteinheiten sollen in eine Lage ausgerichtet werden, in der die Bearbeitung qualitativ zu den besten Ergebnissen führt. Dieses Verfahren kann mit beliebigen Produkteinheiten, insbesondere mit Nahrungsmitteln durchgeführt werden. Falls z.B. eine Kirsche, deren Stein entfernt wurde, abgefüllt werden soll, so ist dies nur dann ohne weitere Beschädigung der Kirsche möglich, wenn die Öffnung, aus der der Stein entfernt wurde, dem Füllwerkzeug zugewandt ist. Die Kirschen werden z.B. derart ausgerichtet, dass die Öffnungen vertikal ausgerichtet sind und daher einfach gefüllt werden können. Eine bevorzugte Ausrichtung der Kirsche kann z.B. auch zum Entfernen des Steins vorgegeben werden. Beispielsweise sollen die Kirschen derart ausgerichtet werden, dass die Stelle, an der der Stil entnommen wurde, vertikal nach oben ausgerichtet ist.

Die erfindungsgemässe Positioniervorrichtung 550 kann mit beliebigen Fördervorrichtungen gekoppelt werden, um beliebige Produkteinheiten 8 zu erfassen, zu vermessen, zu drehen und neu zu positionieren oder um vermessene und korrekt ausgerichtete Produkteinheiten 8 einzusetzen.

In einer ersten Ausgestaltung ist die Positioniervorrichtung 550 in Verbindung mit der Fördervorrichtung 5 von Fig. 6a gekoppelt, aus der Produkteinheiten 8 entnommen, vermessen, ausgerichtet und wieder eingesetzt werden. Die Fördervorrichtung 5 von Fig. 5 dient der Förderung von Nüssen 8, und ist in dieser Ausgestaltung mit seriell angeordneten Behältern 510 versehen, die parallel in mehreren Reihen geführt werden. Die einzelnen Produkteinheiten bzw. Nüsse werden über eine Spendevorrichtung 52 zugeführt und in Aufnahmeräume 500 der Behälter 510 eingesetzt. Die Positioniervorrichtung 550 weist wenigstens ein Werkzeug 551 auf, mittels dessen die Produkteinheit in einem Behälter 510 erfasst, angehoben und einem Bilderfassungsgerät, einer Kamera oder einer Laservorrichtung 11 11 zugeführt werden kann. Zum Erfassen der Produkteinheit 8 weist das Werkzeug 551 ein Greifelement 5510 auf, mittels dessen die Produkteinheit 8 pneumatisch oder durch eine Bewegung von Greifelementen erfasst werden kann. Das Greifelement 5510 ist vorzugsweise vertikal verschiebbar und drehbar gelagert, sodass die Produkteinheit 8 mittels des Greifelements 5510 erfasst, angehoben, gedreht und wieder abgesetzt werden kann. Vorzugsweise sind zwei oder mehr Werkzeuge 551 mit einer weiteren Fördervorrichtung, z.B. einem Förderband 555 verbunden. Mittels dieser weiteren Fördervorrichtung bzw. dem Förderband 555 werden die Werkzeuge 551 vorzugsweise synchron zu den Behältern 510 der Fördervorrichtung 5 geführt. Abweichungen der Positionen der Werkzeuge 551 und der Behälter 510 werden z.B. mittels eines Sensors 11 18 gemessen, wonach zumindest eine der Antriebsvorrichtungen der Fördervorrichtung 5 oder des Förderbands 555 angesteuert wird, um die Abweichung aufzuheben und die Synchronisation wieder zu erstellen. Vorzugsweise ist jedem Behälter 510 ein Werkzeug 551 zugeordnet. Die Werkzeuge 551 sind dabei vorzugsweise gleichmässig über das Förderband 555 verteilt.

Mit dem Buchstaben A ist die Position gezeigt, an der das Werkzeug 551 eine Produkteinheit 8 in einem Behälter 510 erfasst und anhebt.

Mit dem Buchstaben B ist der Weitertransport der Produkteinheit 8 zum Bilderfassungsgerät 1 11 1 symbolisiert.

Mit dem Buchstaben C ist die Position gezeigt an der die Produkteinheit 8 vor dem Bilderfassungsgerät 1 11 1 , z.B. einem 3D-Lasergerät, gehalten ist. Das Bilderfassungsgerät 11 11 erstellt durch optische Aufnahme oder optische Abtastung ein Abbild der zugeführten Produkteinheit 8 und übermittelt die Bilddaten an einen Rechner 1002, in dem ein Programm mit verschiedenen Modulen implementiert ist.

Der Rechner 1002, der über ein Analysemodul verfügt, analysiert die Bilddaten und untersucht die ermittelt die Oberflächen Eigenschaften der Produkteinheit 8.

Weiter ermittelt der Rechner 1002, der über ein applikationsspezifisches Modul verfügt, applikationsspezifische Eigenheiten der Produkteinheit 8. Im Fall einer Nuss 8, wird eine Furche 85 gesucht, in die bevorzugt ein Trennmesser 1 1 eingeführt wird, um die Nuss 8 in optimaler Qualität in zwei Hälften zu spalten. Nach Ermittlung der gesuchten Eigenheiten berechnet der Rechner 1002 anhand des applikationsspezifischen Moduls die kinematischen Bewegungen, die zu vollziehen sind, um die Produkteinheit 8 in eine Soll-Lage zu drehen. Bei einer Nuss 8 wird werden z.B. die Bewegungen ermittelt, die erforderlich sind, um die Nuss 8 mit der Furche 85 gegen das Trennmesser 11 auszurichten.

In der Folge generiert der Rechner 1002, der über ein Steuermodul verfügt, Steuerdaten für das betreffende Werkzeug 551 , welches die Produkteinheit 8 entsprechend den Steuerdaten dreht und anschliessend wieder in den Behälter 510 ablegt, aus dem es zuvor entnommen wurde. In der Position D werden dem Werkzeug 551 die Steuerdaten vom Rechner 1002 zugeführt, wonach wenigstens ein Aktuator die Produkteinheit 8 um wenigstens eine Achse dreht.

In der Position E wird die Produkteinheit 8 wieder in den Behälter 510 eingesetzt, aus dem es entnommen wurde. Fig. 9b zeigt eine Positioniervorrichtung 550, die Die Produkteinheiten 8 sequenziell erfasst, vermisst, korrekt ausrichtet und in einen Behälter 510 der Fördervorrichtung 5 einsetzt.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Spendevorrichtung 52 die Produkteinheiten 8 vereinzelt und zeitrichtig dem Werkzeug 551 zur Aufnahme präsentiert. Dazu kann die Spendevorrichtung 52 einen Arm aufweisen, der bestückt mit einer Produkteinheit 8 nach vorn geführt und nach Entnahme der Produkteinheit 8 zurückgezogen wird, um eine neue Produkteinheit 8 aufzunehmen. Die Steuerung der Spendevorrichtung 52 erfolgt über den Datenbus 520. Das Werkzeug 551 kann Produkteinheiten 8 sequenziell aufnehmen und dem Bilderfassungsgerät 11 11 präsentieren, das wiederum optische Daten ermittelt und zum Rechner 1002 überträgt. Nach Auswertung der optischen Daten überträgt der Rechner 1002 Steuerdaten zum Werkzeug 551 , welches die Produkteinheit 8 dreht und anschliessend zeitrichtig in den nächsten Behälter 510 ablegt. Die Position der Behälter 510 wird beispielsweise mittels des Sensors 11 18 gemessen.