DE10057989A1 - Automatische Wassertränke für Tiere - Google Patents

Abstract

Automatische Wassertränke für Tiere, mit DOLLAR A - einem Tränkebecken DOLLAR A - einer ein steuerbares Ventil aufweisenden Zulaufleitung für Wasser DOLLAR A - einem Füllstandssensor für das Wasser im Tränkebecken, das ein erstes Signal erzeugt, wenn der Füllstand unter einem ersten Wert liegt, und eine zweites Signal, wenn der Füllstand einen vorgegebenen höheren zweiten Wert hat DOLLAR A - einer Steuervorrichtung, die das steuerbare Ventil nach Maßgabe des ersten und zweiten Signals betätigt DOLLAR A - einer Ablassvorrichtung für das Tränkebecken, wobei die Steuervorrichtung nach Maßgabe eines oder mehrerer Parameter veranlasst, dass die Ablassvorrichtung das im Tränkebecken vorhandene Wasser relativ rasch ablässt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische Wassertränke für Tiere nach dem Patentanspruch 1.

Die heutige Haltung von Kühen verwendet einen so genannten Laufstall. Die Versor­ gung der Kühe im Laufstall mit Wasser findet über Tränkebecken im Stall statt, von denen eines oder mehrere an geeigneter Stelle untergebracht sind. Derartige Tränke­ becken sind zum Beispiel 50 cm breit und 100 cm lang. Sie sind im Allgemeinen relativ hoch angebracht, so dass die Tiere nicht hineinkoten können. Da die Kühe nach dem Fressen zur Tränke gehen, kommt es zur Verschmutzung des Wassers im Tränkebecken aufgrund der am Maul befindlichen Futterreste. Dadurch findet im Tränkebecken eine verstärkte Keimvermehrung statt.

Im Winter besteht die Gefahr, dass die Tränken einfrieren. Es ist bekannt, die Tränke­ becken kippbar oder drehbar anzuordnen, so dass sie geleert werden können. Diese Arbeit wird vom Landwirt durchgeführt und muss täglich erfolgen. Um dem Einfrie­ ren zu begegnen, ist bekannt, Heizungselemente vorzusehen, die Tränkebecken zu isolieren und/oder so auszuführen, dass die Kühe eine Pendelklappe mit dem Maul betätigen müssen, bevor sie saufen können. Ferner kann eine ständige Wasser­ bewegung herbeigeführt werden, beispielsweise durch ein Fließenlassen des Wassers im Kreislauf durch die Tränke, wobei der Leitung eine Heizung zugeordnet werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wassertränke für Tiere zu schaffen, die automatisch betrieben werden kann, eine Reinigungsmöglichkeit vorsieht und gegen ein Einfrieren geschützt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Wassertränke weist eine Zulaufleitung für Wasser ein steuerbares Ventil auf, so dass mit Hilfe eines Füllstandssensors, der den Wasserstand im Tränkebecken misst, dafür gesorgt wird, dass bei einer Wasserentnahme immer wieder ausreichend Wasser nachgefüllt wird. Das steuerbare Ventil wird von einer Steuervorrichtung betätigt, die möglicherweise ohnehin vorhanden ist zur Steuerung weiterer Fütterungsvorgänge im Stall.

Es ist zwar denkbar, den Wasserzulauf so zu gestalten, dass mit jeder Wasser­ entnahme und somit einem Fallen des Füllstandes unter einen vorgegebenen Wert unmittelbar frisches Wasser nachströmt. Aus Gründen, die weiter unten noch erläutert werden, ist es zweckmäßig, das Nachfüllen erst nach dem Verlassen des Tränke­ standes durch das Tier, das gerade getrunken hat, vorzunehmen.

Die automatische Befüllung des Tränkebeckens ist in jedem Falle so zu bewerkstel­ ligen, dass der Füllstand nur eine vorgegebene Höhe aufweist. Ist diese erreicht, wird das Ventil in der Zulaufleitung geschlossen. Der Füllstandssensor ermittelt, wenn der Füllstand unterhalb des vorgegebenen Höchstwertes ist, damit über die Steuer­ vorrichtung das Ventil in der Zulaufleitung geöffnet wird.

Erfindungsgemäß ist ferner eine steuerbare Ablassvorrichtung für das Tränkebecken vorgesehen. Bei einem entsprechenden Signal lässt die Ablassvorrichtung das Wasser rasch vollständig oder nahezu vollständig aus dem Becken in einen geeigneten Abfluss austreten. Dieser Vorgang kann durch einen oder mehrere Parameter initiiert werden. Der eine Parameter ist zum Beispiel ein Zeitparameter. Ein Timer in der Steuervorrichtung gibt in Zeitintervallen ein Signal auf die Ablassvorrichtung, damit diese Wasser aus dem Tränkebecken entlässt. Dadurch wird verschmutztes Wasser entfernt und frisches Wasser aufgefüllt. Ein schnelles Ablaufen des Wassers ermög­ licht ein Mitreißen von Schmutzteilchen. Es versteht sich, dass die Steuervorrichtung die Ablassvorrichtung nur vorübergehend betätigt, damit anschließend über die auto­ matische Befüllung frisches Wasser bis zum vorgegebenen Höchstwert eingefüllt wird.

Es ist auch möglich, anstelle von Zeitintervallen die Zahl der Tränkevorgänge zu ermitteln und die Ablassvorrichtung zu betätigen, wenn die Anzahl der Tränke­ vorgänge einen vorgegebenen Wert erreicht hat. Die Zahl der Tränkevorgänge kann über die Zulaufvorrichtung ermittelt werden oder auch mit Hilfe eines Anwesenheits­ sensors im Bereich des Tränkestandes, der die Anwesenheit eines trinkenden Tieres erfasst.

Ein anderer Parameter zur zyklischen oder nicht zyklischen Betätigung der Ablass­ vorrichtung kann die Außentemperatur sein. Wird mit Hilfe eines Temperatursensors gemessen, dass die Außentemperatur unter 0°C sinkt, wird der Ablaufvorgang von Zeit zu Zeit veranlasst, damit von Zeit zu Zeit Wasser nachfließt. Dadurch wird ver­ hindert, dass es im Tränkebecken oder auch in der Zulaufleitung zu Vereisungen kommt. Mit niedriger werdender Temperatur müssen die Zeitabstände zur Betätigung der Ablassvorrichtung verkürzt werden.

Ist ein Anwesenheitssensor vorgesehen, dann werden die beschriebenen Vorgänge durch die Steuervorrichtung derart gesteuert, dass ein Ablassen des Wassers nur dann stattfindet, wenn sich kein Tier im Tränkestand befindet.

Es sind verschiedene Möglichkeiten denkbar, die Ablassvorrichtung zu realisieren. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht hierzu vor, dass das Tränkebecken kippbar gelagert ist derart, dass es bei einem Wasserpegel bei oder unterhalb des zweiten Wertes ein stabiles Gleichgewicht hat, bei einem Füllstandswert darüber so weit kippt, dass sein Inhalt entleert wird. Von Zeit zu Zeit wird das Vollsignal, das vom Füll­ standssensor an die Steuervorrichtung geliefert wird, unterdrückt, damit über das steuerbare Ventil noch mehr Wasser in das Tränkebecken geleitet wird. Beim Anstei­ gen des Wasserpegels wird irgendwann der Zustand erreicht, dass das Tränkebecken sein stabiles Gleichgewicht verliert und kippt und sich plötzlich entleert. Bei dieser Entleerung wird nicht nur das schmutzige Wasser aus dem Becken herausgetragen, sondern es findet gleichzeitig ein Reinigungseffekt an den Beckenwänden statt. Sobald das Wasser ausgelaufen ist, kehrt das Tränkebecken in seine stabile Lage zurück. Es versteht sich, dass das Tränkebecken geometrisch so auszuführen und zu lagern ist, dass dieser Vorgang automatisch stattfinden kann. Vorzugsweise ist das Tränkebecken mit einer Schrägfläche versehen, welche von den zu tränkenden Tieren fort weist und über welche das Becken kippt, damit das Wasser über die Schrägfläche ausgetragen werden kann.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist ein von der Steuervorrichtung gesteuertes Ablassventil am Tränkebecken vorgesehen. In einer weiteren Ausgestal­ tung der Erfindung weist die Ablassvorrichtung einen nach dem Saugheberprinzip arbeitenden Überlauf auf, der das Tränkebecken entleert, wenn der Füllstand oberhalb des zweiten Wertes ist.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann dem Tränkestand auch eine Tiererkennungsvorrichtung zugeordnet sein. Die Erkennungsvorrichtung wird durch einen Transponder oder ein ähnliches Element initiiert, so dass von einem Rechner erkannt werden kann, welches Tier sich gerade im Tränkestand befindet. Mit Hilfe einer Durchflussmessvorrichtung oder auch anderer Mittel lässt sich feststellen, wie­ viel Wasser ein Tier aus dem Tränkebecken entnommen hat. Die entnommene Menge entspricht der zulaufenden Menge nach dem Tränkevorgang. Die zulaufende Menge kann von dem erwähnten Durchflussmesser ermittelt und dem Tier zugeordnet wer­ den. Auf diese Weise kann Tag für Tag festgestellt werden, wieviel Wasser ein Tier aufnimmt. Eine Abweichung vom üblichen Verhalten kann entsprechend registriert und angezeigt werden. Dadurch erhält man möglicherweise auch einen Hinweis auf eine Erkrankung eines Tieres.

Um sicherzustellen, dass jeweils nur ein Tier gleichzeitig aus dem Tränkebecken trin­ ken kann, ist dieses in geeigneter Weise umkleidet.

Für die Ermittlung des Füllstands im Tränkebecken sind verschiedene technische Möglichkeiten denkbar, wie z. B. ein Entfernungssensor, der den Abstand zum Wasserpegel ermittelt, ein Kapazitätssensor, der die Kapazität eines Tränkebeckens misst und dadurch den Füllstand ermittelt oder auch ein einfacher Schwimmerschalter.

Anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfin­ dung nachfolgend näher erläutert werden.

Die einzige Figur zeigt perspektivisch und äußerst schematisch eine Wassertränke für Tiere nach der Erfindung.

In der einzigen Figur ist ein Tränkestand 10 zu erkennen mit einer Verkleidung 12, die einen Eingang 14 aufweist, durch den ein Tier den Stand 10 betreten kann. Gegenüber dem Eingang 14 ist ein Tränkebecken 16 angeordnet. Das Tränkebecken 16 ist ein in Draufsicht rechteckiger Kasten, der im Längsschnitt trapezförmig ist, d. h. eine schräge Wandfläche 18 aufweist. Das Tränkebecken 16 ist auf einer horizontalen Welle 20 angeordnet. Über die Welle 20 kann das Tränkebecken 16 um eine horizontale Achse schwenken aus der in der Figur gezeigten Gebrauchslage in eine gekippte Lage, die durch Verschwenken entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn erreicht wird. Eine Stange 22 dient als Anschlag für das Tränkebecken 16, um es in der in der Figur gezeigten Gebrauchslage zu halten. Die Geometrie und die Lagerung des Tränkebeckens 16 ist derart, dass es im leeren Zustand und bis zu einer vorgegebenen Füllstandshöhe die stabile Gebrauchslage einnimmt, in der eine Vorspannung durch Gewicht gegenüber der Stange 22 erfolgt. Steigt hingegen der Pegel im Tränkebecken 16 über den nor­ malen Füllstand bis zu einer gewissen Höhe an, kippt das Becken 16 entgegengesetzt zur Uhrzeigerrichtung und entleert sich schlagartig, wobei ein Großteil des Schmutzes, der sich im Wasser und an den Wänden des Beckens befindet, mitgerissen wird. Es ist jedoch auch vorstellbar, ein Kippen des Tränkebeckens 16 dadurch zu bewirken, dass die Welle mit einem Motor oder dergleichen verbunden ist, der auf Befehl einer nicht dargestellten Steuervorrichtung die Welle entsprechend dreht zur Verstellung des Tränkebeckens 16 in die beschriebenen Positionen.

Das austretende Wasser gelangt zu einem Abfluss (nicht gezeigt), der mit einer Ablaufleitung 24 verbunden ist, die zu einem Kanal oder dergleichen führt. Oberhalb des Tränkebeckens 16 ist eine Zulaufleitung 26 angeordnet, die zum Bei­ spiel mit dem Wassernetz verbunden ist. Die Zulaufleitung 16 endet oberhalb des Tränkebeckens 16 und ist so gelegen, dass ein Tier, das im Stand 10 aus dem Becken 16 trinkt, nicht behindert wird. In der Leitung 16 ist ein steuerbares Ventil 28 ange­ ordnet, das von der nicht gezeigten Steuervorrichtung betätigt wird. Es ist normaler­ weise geschlossen. Der Leitung 26 ist ferner ein Durchflussmengenmesser 30 zuge­ ordnet sowie ein Temperatursensor 32. Oberhalb des Tränkebeckens 16 befindet sich außerdem ein Füllstandssensor 34, der den Füllstand im Tränkebecken 16 durch Abstandsmessung ermittelt. Die zuletzt beschriebenen Messvorrichtungen 30, 32 und 34 sind ebenfalls mit der nicht gezeigten Steuervorrichtung verbunden.

Dem Tränkestand ist außerdem ein Anwesenheits- bzw. Erkennungssensor zugeord­ net, der feststellt, wann ein Tier im Tränkestand 10 sich befindet. Wenn es mit einem entsprechenden Transponder oder dergleichen ausgestattet ist, kann es außerdem identifiziert werden. Die entsprechenden Informationen gehen ebenfalls an die Steuer­ vorrichtung, welche zum Beispiel von einem zentralen Rechner gebildet ist, der einem Stall zugeordnet ist, in dem sich der Tränkestand 10 befindet.

Der Betrieb der gezeigten Vorrichtung ist wie folgt. Während des Gebrauchs soll, wie schon erwähnt, der Füllstand im Tränkebecken 16 einen vorgegebenen Wert aufwei­ sen, der deutlich unterhalb der oberen Kante des Tränkebeckens 16 liegt. Betritt ein Tier den Tränkestand 10 und trinkt aus dem Becken 16, wird es teilweise geleert. Der Füllstand sinkt ab, was durch den Sensor 34 ermittelt wird. Das entsprechende Signal in der Steuervorrichtung führt dazu, dass diese das Ventil 28 öffnet, um frisches Wasser nachzufüllen. Ist der eingestellte Höchstwert erreicht, was durch den Füll­ standssensor 34 festgestellt wird, wird das Ventil 28 von der Steuervorrichtung wieder geschlossen. Dieser Vorgang findet zweckmäßigerweise dann statt, wenn sich kein Tier im Tränkestand 10 befindet.

Über den Durchflussmesser 30 kann ermittelt werden, wieviel Wasser zum Wieder­ auffüllen in das Tränkebecken 16 geflossen ist. Ein entsprechendes Signal geht an die Steuervorrichtung und wird dort dem Tier zugeordnet. Auf diese Weise lässt sich ver­ folgen, wie oft und wieviel ein Tier am Tag Wasser trinkt.

Wie schon erwähnt, ist das Tränkebecken 16 kippbar. Ist das Tränkebecken 16 leer oder aufgefüllt bis zum vorgegebenen Füllstand in der oben beschriebenen Art und Weise, hat es eine stabile Lage, in der es sich an der Stange 22 abstützt. In der Steuer­ vorrichtung ist ein Timer angeordnet, der von Zeit zu Zeit ein Signal auf das Ventil 28 gibt, damit es für eine vorgegebene Zeit öffnet. Dadurch wird in das Tränkebecken 16 eine größere Wassermenge eingefüllt. Ab einem bestimmten Füllstand, der oberhalb des vorgegebenen Füllstands liegt, kippt aufgrund seiner geometrischen Form das Tränkebecken 16 entgegengesetzt der Uhrzeigerrichtung. Die Wassermenge im Becken 16 wird schlagartig entfernt. Dadurch findet auch ein Reinigungseffekt statt. Diese Reinigung kann noch verstärkt werden, wenn während dieses Vorgangs das Ventil 28 noch geöffnet bleibt. Nach dem Leeren kehrt das Becken 16 wegen der erneuten Schwerpunktverlagerung in Uhrzeigerrichtung in die Gebrauchslage zurück. Der Füllstandssensor 34 stellt fest, dass die erforderliche Wassermenge nicht vorhan­ den ist und veranlasst über die Steuervorrichtung ein erneutes Öffnen des Ventils 28, so dass Wasser wieder auf den vorgegebenen Füllstand in das Tränkebecken 16 ein­ gefüllt wird. Während des beschriebenen Entleerungsvorgangs werden die Signale des Füllstandssensors 34 unterdrückt, damit er reibungslos ablaufen kann.

Die beschriebene Vorrichtung kann auch dazu herangezogen werden, ein Einfrieren des Tränkestandes zu verhindern. Erfasst der Temperatursensor 32 eine vorgegebene Temperatur, veranlasst die Steuervorrichtung, dass der oben beschriebene Wasser­ wechsel ausgelöst wird. Da das Wasser im Netz meist eine Temperatur von mehreren Grad Celsius über Null hat, ist dies ein sicherer Weg, ein Einfrieren zu verhindern. Sinnvollerweise erfolgt der Wasserwechsel um so häufiger, je kälter es ist. Da wäh­ rend eines Jahres nur wenige kalte Tage auftreten, ist der zusätzliche Wasserverbrauch nicht von Bedeutung.

Der Tränkestand bzw. die Verkleidung 12 ist so ausgeführt, dass jeweils nur ein Tier gleichzeitig Wasser aufnehmen kann.

Claims (15)

1. Automatische Wassertränke für Tiere, mit

• - einem Tränkebecken (16)
• - einer ein steuerbares Ventil (28) aufweisenden Zulaufleitung (26) für Wasser
• - einem Füllstandssensor (34) für das Wasser im Tränkebecken (16), das ein erstes Signal erzeugt, wenn der Füllstand unter einem ersten Wert liegt und ein zweites Signal, wenn der Füllstand einen vorgegebenen höheren zweiten Wert hat
• - einer Steuervorrichtung, die das steuerbare Ventil (28) nach Maßgabe des ersten und zweiten Signals betätigt
• - einer Ablassvorrichtung für das Tränkebecken (16), wobei die Steuervorrich­ tung nach Maßgabe eines oder mehrerer Parameter veranlasst, dass die Ablassvorrichtung das im Tränkebecken vorhandene Wasser relativ rasch ablässt.

2. Wassertränke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperatur­ sensor (26) mit der Steuervorrichtung verbunden ist und die Steuervorrichtung die Ablassvorrichtung in Zeitintervallen betätigt, wobei die Intervallzeit mit niedriger werdenden Temperaturen kleiner wird.

3. Wassertränke nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer­ vorrichtung die Ablassvorrichtung in vorgegebenen Zeitabständen betätigt.

4. Wassertränke nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anwesenheitssensor vorgesehen ist und die Steuervorrichtung die Ablassvorrich­ tung nur betätigt, wenn der Anwesenheitssensor die Abwesenheit eines Tieres meldet.

5. Wassertränke nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Tränkebecken (16) kippbar gelagert ist derart, dass es bei einem Wasserpegel bei oder unterhalb des zweiten Wertes ein stabiles Gleichgewicht hat, bei einem Füllstandswert darüber so weit kippt, dass sein Inhalt entleert wird.

6. Wassertränke nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Tränkebecken (16) einen schrägen Auslaufabschnitt (18) aufweist.

7. Wassertränke nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schräg­ fläche (26) von der Trinkseite fort gerichtet ist.

8. Wassertränke nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Tränkebecken (16) sich in der stabilen Lage an einer horizontalen Stange (22) abstützt.

9. Wassertränke nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufvorrichtung ein von der Steuervorrichtung gesteuertes Ablassventil am Tränkebecken aufweist.

10. Wassertränke nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablassvorrichtung einen nach dem Saugheberprinzip arbeitenden Überlauf auf­ weist, der das Tränkebecken entleert, wenn der Füllstand oberhalb des zweiten Wertes liegt.

11. Wassertränke nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Tiererkennungsvorrichtung nahe dem Tränkebecken (16) angeordnet ist und mit Hilfe des Füllstandssensors (34) oder einem Durchflussmesser (30) die von einem Tier getrunkene Wassermenge ermittelt und der Steuervorrichtung oder einem Zentralrechner zur Speicherung zuleitet.

12. Wassertränke nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Anwesenheits­ sensor mit einem Sender verbunden ist zur Übertragung einer Information an einen Zentralrechner.

13. Wassertränke nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Tränkebecken (16) umkleidet ist derart, dass jeweils nur ein Tier gleichzeitig aus dem Tränkebecken (16) trinken kann.

14. Wassertränke nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstandssensor (34) ein Entfernungssensor, ein Kapazitätssensor, ein Schwimmerschalter oder dergleichen ist.

15. Wassertränke nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung ein Zeitglied aufweist.