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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen das automatische oder
halbautomatische Melken von Nutztieren, wobei beim Melkvorgang zumindest
zeitweilig eine Stimulation des zu melkenden Tieres vor und während des
eigentlichen Abmelkens von Milch erforderlich ist.
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Bei
der Haltung von Nutztieren für
die Milchwirtschaft, beispielsweise von Kühen, hängt die Wirtschaftlichkeit
eines landwirtschaftlichen Betriebes nicht nur von der absoluten
Anzahl der Nutztiere, sondern eben auch im besonderen Maße von den
individuellen Erträgen
jedes einzelnen Tieres ab. Neben einer geeigneten Haltung und Fütterung
der Tiere spielt auch der Melkvorgang selbst eine große Rolle
für die
erreichte Milchleistung pro Tier, wobei der Automatisierungsgrad
und die Gestaltung des Melkvorganges eine Auswirkung auf Anzahl
der benötigten
Arbeitskräfte,
deren Ausbildungsstands und die Effizienz des Melkvorgangs im Hinblick
auf den aktuellen und langfristigen Ertrag ausübt. In Hinsicht auf die Wirtschaftlichkeit
ist es günstig,
den Melkvorgang bei vertretbarem maschinellen Aufwand möglichst weitgehend
zu automatisieren, wobei ein gefordertes hohes Maß an Hygiene
eingehalten werden muss. Ein rein manueller Melkvorgang ist selbst
in den meisten kleineren bis mittleren Betrieben schon nicht mehr
machbar, da insbesondere eine hohe fachliche Kompetenz und ein hoher
Zeitaufwand für
den Melkprozess erforderlich sind. Die langjährigen Erfahrungen und Forschungen
deuten darauf hin, dass eine hohe Milchleistung pro Tier im Wesentlichen
dann erhalten wird, wenn der Melkvorgang dem natürlichen Saugvorgang des Kalbes
möglichst
naturgetreu nachgebildet wird. Dazu wurden in den letzten 80 bis 100
Jahren Vorrichtungen entwickelt, die ein mehr oder weniger automatisiertes
Melken ermöglichen, wobei
jedoch der Grad der "Naturnähe" des Melkvorganges
sehr stark von den verwendeten Materialien, den verwendeten Geräten und
der Betriebsweise der Anlagen abhängt. Gegenwärtig wird eine Melkweise bevorzugt,
in der vor und während
des Melkens zum Teil unterschiedliche Stimulationsreize auf das
Tier ausgeübt
werden und wobei häufig
zwei Euterviertel im Gegentakt impulsartig abwechselnd mit Vakuum und
einer Massagebewegung beaufschlagt werden. Dabei wird während der
Saugphase, in der das ständig
unter der Zitze anstehende Vakuum mit dem in einer Milchleitung
vorherrschenden Vakuum in Verbindung ist, Milch aus der Zitze gesaugt,
während
in der darauffolgenden Entlastungsphase, in der der Zitzengummi
kollabiert, eine Massage des Zitzen gewebes stattfindet. Die Art
der Stimulation, die Beschaffenheit des Zitzengummis, die Größe des Melkvakuums,
die Frequenz der Saug- und der Entlastungsphase sind wichtige Punkte,
die zum einen die Zeitdauer des Melkvorganges und zum anderen die
Eutergesundheit des Tieres bestimmen.
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Für die Mehrheit
der landwirtschaftlichen Betriebe findet der Melkvorgang in einer
halbautomatisierten Weise statt, wobei, je nach Größe des Betriebes,
geeignet ausgestattete Melkstände
vorgesehen sind, die von den Tieren aufgesucht werden, oder die Melkanlage
entsprechend ausgebildet ist, um die Tiere an den entsprechenden
Standplätzen
zu melken.
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Mit
Bezug zu den 1a und 1b wird nunmehr
ein typischer Melkstand und die beim Melkprozess typischerweise
auftretenden Schwierigkeiten detaillierter beschrieben.
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1a zeigt
in einer schematischen perspektivischen Ansicht ein Melkgeschirr 100,
das mehrere Melkbecher 110 aufweist, die wiederum mit entsprechenden
Zitzengummis 120 versehen sind. Die Melkbecher 110 sind
typischerweise Metallbehälter in
die die Zitzengummis 120 teilweise eingeführt sind, so
dass ein Hohlraum zwischen der Außenwand des Zitzengummis 120 und
der Innenwand des Melkbechers 110 entsteht. Typischerweise
wird ein derartiger Aufbau als ein Zweiraumbecher bezeichnet, da der
Hohlraum einen ersten Raumbereich bildet und das Innere des Zitzengummis 120 einen
weiteren Raumbereich definiert. Des weiteren umfasst das Melkgeschirr 100 ein
Milchsammelstück 115,
das eine oder mehrere Kammern aufweist, die jeweils mit zwei Melkbechern 110 mittels
entsprechender flexibler Milchschläuche 116 in Verbindung
stehen. Das Milchsammelstück 115 ist
typischerweise durch einen oder zwei weitere flexible Milchschläuche 117 mit einem
entsprechenden Milchaufnahmebehälter
verbunden. Ferner weist das Milchsammelstück 115 zwei Steueranschlüsse 118 auf,
die ihrerseits wiederum mittels entsprechender Steuerschläuche 119 mit dem
Hohlraum der Melkbecher 110 verbunden sind.
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1b zeigt
schematisch einen Teil eines Melkstandes 150 mit einem
Rahmen 152, an dem ein justierbarer Träger 151 angebracht
ist. Die Milchschläuche 117 und
Steuerleitungen 121, die mit den Steueranschlüssen 118 des
Milchsammelstücks 115 verbunden
sind, sind an dem Träger 151 so
fixiert, dass ein Ableiten der ermolkenen Milch aus dem Milchsammelstück 115 sowie
ein zuverlässiges
Bereitstellen des Melkvakuums über
die Milch leitungen 117 und eine korrekte Stellung des Milchsammelstücks 115 während des
Melkvorgangs gewährleistet ist.
Die Stellung des Melkgeschirrs 100, d. h. die Position
der Melkbecher 110 sowie die Lage des Milchsammelstücks 115 ist
im Wesentlichen durch das relativ hohe Gewicht des Melkgeschirrs 100,
d. h. zirka 3 bis 5 kg, bestimmt, sofern die Schläuche 117 und 121 keine
zu großen
Zugkräfte
auf das Melkgeschirr ausüben.
Ferner ist eine Seilzugvorrichtung 153 vorgesehen, um das
Melkgeschirr 100 nach dem Melkvorgang abzuziehen.
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Zu
Beginn eines Melkvorganges wird das Tier in den Melkstand 150 geführt oder
dieses sucht den Melkstand 150 aus eigenem Antrieb auf.
Sobald das Tier eine entsprechende Position eingenommen hat, kann
ggf. der Träger 151 entsprechend
justiert werden und das Melkgeschirr 100 ist an den Zitzen des
Tieres anzubringen. Nach Befestigung des Melkgeschirrs 100 und
ggf. nach Justierung des Seilzuges 153 und/oder des Trägers 151 kann
sodann der eigentliche Melkvorgang, beispielsweise mit einer entsprechenden
Stimulationsphase begonnen werden. Dabei werden in der Regel über die
Steuerleitungen 121 oder über weitere druckluftbetriebene
Steuereinrichtungen (nicht gezeigt) entsprechende mechanische Reize über die
Zitzenbecher 110 an die Zitze des Tieres übertragen.
Durch die üblicherweise
angewandte gegenphasige Ansteuerung jeweils zweier Melkbecher ergibt
sich während
des Melkvorganges ein Schwingen oder eine Bewegung des Melkgeschirrs 100.
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Der
genaue Ablauf des Melkvorganges hängt von der gewählten Strategie
ab und beinhaltet typischerweise eine Stimulationsphase, eine Phase, in
der die Milch jedes Viertels zunächst
durch Sicht geprüft
wird, den eigentlichen Melkvorgang, der auch weiterhin von einer
Stimulationsaktivität
begleitet sein kann und eine entsprechende Phase des Nachmelkens.
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Für milchproduzierende
Agrarbetriebe ist es von großer
Bedeutung, qualitativ hochwertige Milch in großer Menge bei möglichst
geringen Produktionskosten zu erzeugen. Diese Entwicklung wird sich durch
die EU-Erweiterung noch verschärfen
und Landwirte dazu zwingen, in noch ökonomischerer Weise die Milch
zu produzieren. Neben den Kosten für eine artgerechte Unterbringung
sowie Fütterung der
Tiere sind es im Wesentlichen die Personalkosten, die es bei der
Milcherzeugung zu senken gilt. Aus diesem Grunde müssen immer
mehr Tiere von einer stetig abnehmenden Menge an Fachpersonal versorgt
werden, wobei insbesondere das Melken der Tiere zunehmend automatisiert
wird, um diesen zeitaufwendigen Prozess in effizienter Weise durchführen zu
können.
Im Wesentlichen gibt es zur Zeit zwei Systeme, die bei der Erzeugung
von Milch beim Melken in mittleren und größeren Betrieben zum Einsatz
kommen. Zum einen werden Tiere in vollautomatisierter Weise durch
sogenannte Melkroboter gemolken, wobei die Tiere im Wesentlichen
entsprechende Melkkabinen aufsuchen und sodann vollständig maschinell
gemolken werden, wobei das Säubern des
Euters, das Anlegen der Melkbecher, das Starten und Überwachen
des Melkvorganges und das Abnehmen der Melkbecher in vollautomatisierter
Weise stattfindet. Zum anderen werden sogenannte Melkstände eingesetzt,
wobei die Reinigung des Euters, möglicherweise eine gewisse Vorstimulation
und das Anlegen des Melkgeschirrs sowie das Abnehmen manuell oder
nur zum Teil maschinell erfolgt. Der Melkvorgang selbst läuft typischerweise
automatisch ab, wobei das Ende des Melkvorganges dann wieder vom
Personal oder von einem Sensor erkannt wird, was ggf. unter Zuhilfenahme
diverser Messsignale stattfinden kann, die während des Melkvorganges erzeugt
werden können.
Obwohl im Prinzip eine vollautomatische Milchgewinnung in wirtschaftlicher
Hinsicht wünschenswert
erscheint, so ergeben sich dennoch gewisse Einschränkungen
aus dem vollautomatischen Melkvorgang mittels eines Melkroboters, da
die Anschaffungskosten sowie die Unterhaltskosten relativ hoch sind.
Ferner scheint sich durch neuere Forschungen anzudeuten, dass bei
gleicher Anzahl täglicher
Melkungen langfristig ein geringerer Milchertrag mit gängigen Melkrobotern
erzielt wird im Vergleich zu Betrieben, die den Melkvorgang unter Zuhilfenahme
von Melkständen
praktizieren. Aber auch bei landwirtschaftlichen Betrieben mit Melkständen ergeben
sich deutliche Unterschiede im langfristigen Milchertrag, was zum
Teil auf die verwendeten Geräte
und Materialien der Melkstände
und die angewendete Melktechnik zurückzuführen ist.
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Für das Erzielen
eines hohen Milchertrags ist es entscheidend, die Gesundheit, insbesondere
die Eutergesundheit, und die Melkbereitschaft der Tiere auf einem
hohen Niveau zu halten. Dies wird insbesondere dadurch erreicht,
dass der Melkvorgang möglichst
naturgetreu abläuft,
d. h. dem Saugen des Kalbes möglichst ähnlich nachgebildet
ist. So ist beispielsweise vor dem eigentlichen Abmelken der Milch
ein Stimulationsvorgang auszuführen,
der dazu dient, dass die Kuh in eine Melkbereitschaft versetzt wird.
Während
der Stimulationsphase vor dem Melkvorgang wird das zum Freisetzen
der Milch aus den Alveolen in die entsprechenden Zisternen der Euterviertel
erforderliche Hormon Oxytozin ausgeschüttet. Da dieses Hormon etwa
eine Minute benötigt,
bis es am Euter wirksam wird, ist zumindest eine einminütige Stimulation
erforderlich, um einen effizienten Melkvorgang einzuleiten. Selbstverständlich sind
vor und während
des Melkvorgangs Bedingungen zu schaffen, die eine angenehme Atmosphäre für das Tier
garantieren, so dass eine Verkrampfung der glatten Eutermuskulatur
vor und während
des Melkvorganges zuverlässig
verhindert wird. Bei einer steigenden Zahl an Tieren, die von einer
einzelnen Person beim Melkvorgang zu versorgen ist, wird jedoch häufig die
manuelle Euterreinigung und der Stimulationsvorgang nur unzureichend
oder zu kurz ausgeführt,
so dass der Melkvorgang bereits beginnt, bevor das Oxytozin in ausreichender
Weise wirksam ist. Um die Zeitdauer der manuellen Stimulation zu
verkürzen
oder gänzlich
weglassen zu können,
wird daher häufig
eine automatische Stimulation bei angelegtem Melkgeschirr durchgeführt, wobei
die Pulsationsfrequenz, d. h. die Häufigkeit, mit der der Zitzengummi
eingefaltet und entspannt wird, so angehoben und gleichzeitig das
Vakuum im Zwischenraum derart reduziert wird, dass kein Abmelken
der Milch erfolgt und dennoch eine gewisse Massagewirkung für die Zitzen
erreicht wird. Diese relativ hohe Pulsationsfrequenz wird dann für eine gewisse
Zeitdauer aufrecht erhalten und wird dann beispielsweise kontinuierlich abgesenkt,
bis die eigentliche Pulsationsfrequenz für den Melkvorgang mit der entsprechenden
Zeitdauer für
die Saug- und die
Entlastungsphase erreicht wird, so dass in dieser Übergangsphase
kontinuierlich eine ansteigende Menge an Milch ermolken wird.
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Obwohl
relativ hohe Erträge
mit dieser Melktechnik erzielt werden können, so zeigt sich, dass langfristig
der Ertrag der gesamten Herde dennoch unter den erwarteten Werten
bleiben kann. Gründe dafür können beispielsweise
eine nicht optimale Eutergesundheit und/oder ein nicht ausreichendes
Ausmelken der Tiere sein, was langfristig zu Einbußen im Milchertrag
führen
kann. Für
ein hohes Maß an
Eutergesundheit ist es entscheidend, dass das Eindringen von krankheitserregenden
Keimen in die Zitze und sodann in das Innere der Euterviertel wirksam
reduziert oder verhindert wird. Bei einem natürlichen Ablauf des Saugvorgangs
besitzt das Tier gewisse natürliche
Schutzmechanismen, die ein Eindringen von krankheitserregenden Keimen
erschweren oder verhindern. Zum einen wird die Zitze bei Trinkpausen durch
den Schließmuskel
wirksam verschlossen, so dass das Eindringen von Keimen verringert
wird. Ferner ist das Innere des Strichkanals durch eine Absonderung
der Schleimhaut, das sogenannte Laktosebum, ausgekleidet, welches
so gestaltet ist, dass ein Einnisten und ein Weitertransport in
Richtung zum Euterinneren reduziert wird. Dieser Säureverschluss, der
durch das Laktosebum erreicht wird, dient als eine zweite Barriere,
die bei einem nicht oder nicht vollständig schließenden Schließmuskel
wirksam wird, um einen weiteren Schutz vor Kontaminierung des Euters
bereitzustellen.
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Durch
den halb-maschinellen und insbesondere den vollautomatischen Melkprozess
kann es jedoch zu einer Schädigung
dieser Barrieren kommen. Beispielsweise wird häufig eine Verhärtung der
Zitzen und damit ein unvollständiges
Verschließen
des Strichkanals beobachtet.
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Ferner
kann bei der zuvor beschriebenen automatischen Stimulation durch
eine erhöhte
Pulsationsfrequenz beispielsweise bei einer zu langen Stimulationsphase
zu einer erhöhten
Anzahl von Leukozyten kommen, was zu einer erhöhten Zellzahl aufgrund einer
Schleimhautirritation führt.
Es wird angenommen, dass durch die automatische Stimulation mit
erhöhter
Pulsationsfrequenz gewissermaßen eine „Behämmerung" der Zitze und damit
des Strichkanals und der die Innenseite der Zitze auskleidenden
Schleimhäute
stattfindet, so dass auf Grund einer gewissen Schädigung der
Schleimhäute
die Produktion des Laktosebums beeinträchtigt wird und ein vermehrtes
Eindringen von krankheitserregenden Keimen stattfinden kann. Da
jedoch eine gewisse Mindestzeitdauer der Stimulation zur Ausschüttung des
Oxytozins und zu dessen Wirksamkeit am Euter erforderlich ist, sollte
die Stimulationsphase zumindest für diese Zeitdauer durchgeführt werden
und sollte dann zügig
in einen effizienten Melkvorgang übergehen. Daher könnte zwar
eine Verkürzung
der durch die Pulsationsfrequenz hervorgerufenen Stimulation ggf.
die Schädigung
der inneren Schleimhäute
verringern oder vermeiden, würde
aber gleichzeitig zu einem weniger effizienten Melkvorgang führen, wodurch
insbesondere der langfristige Milchertrag verringert wird.
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Weiterhin
ist eine Stimulation während
des Melkvorgangs vorteilhaft, um damit eine ständige Lockerung oder Entspannung
der glatten Eutermuskulatur sicherzustellen, so dass die Milch von
den milchproduzierenden Zellen ständig in die Euterviertel abtransportiert
werden kann, so dass ein hoher Ausmelkgrad erreicht werden kann,
der für
eine langfristige Eutergesundheit und eine hohe Milchproduktion
wichtig ist. Bei konventionellen Melkgeschirren kann in Abhängigkeit
von anlagenspezifischen Gegebenheiten eine gewisse Bewegung des
Melkgeschirrs auftreten, da häufig
eine gegenphasige Ansteuerung jeweils zweier Melkbecher erfolgt
aufgrund der beschränkten
Fähigkeit
vieler Anlagen, den aus ansonsten 4 Eutervierteln erzielten Milchfluss
effizient abzuführen.
Dabei hängt
die Intensität der
Bewegung u. a. von dem verwendeten Melkgeschirr ab, da beispielsweise
die Beschaffenheit der kurzen Milchschläuche in Zusammenwirken mit
der Größe und Masse
des Milchsammelstücks
sowie der mechanischen Beschaffenheit und der Anbringung der Milchableitungen
die Art der durch die gegenphasige Taktung hervorgerufenen Schwingung
des Melkgeschirrs beeinflussen. Somit ist eine effiziente Stimulation
während
des eigentlichen Melkvorgangs durch eine Bewegung konventioneller
Melkgeschirre und deren Befestigung nicht vorgesehen.
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Angesichts
der beim halbmaschinellen Melken mittels Melkstand und Melkgeschirr
auftretenden Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Bewegung des Melkgeschirrs am Euter in effizienterer Weise
zu ermöglichen,
um damit den Melkvorgang naturgetreuer zu gestalten.
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Gemäß einem
Aspekt wird die Aufgabe gelöst
mittels eines Melkarms zum Halten einer oder mehrerer Leitungen
beim maschinellen Melken mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1.
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Die
Lösung
des Problems gemäß diesem Aspekt
beruht, wie auch die Lösungen
in den weiteren erfindungsgemäßen Aspekten,
auf der Erkenntnis der Erfinder, dass eine wesentliche Lockerung und
Entspannung der Eutermuskulatur während des Melkens erreicht
werden kann, indem eine Bewegung des Melkgeschirrs, die beispielsweise
aufgrund der gegenphasigen Ansteuerung mittels einer Pulsatoreinrichtung,
oder dergleichen hervorgerufen wird, vorteilhaft ausgenutzt werden
kann, um eine intensive, aber für
das Tier sehr angenehme stimulierende Wirkung auf die Eutermuskulatur
auszuüben.
Durch Vorsehen des Schwingungselements kann dies dadurch erreicht
werden, dass das "Schwingungsverhalten" des Melkgeschirrs
in Verbindung mit den angeschlossenen Milchleitungen und/oder Steuerleitungen
so ausgelegt wird, dass eine intensivere Bewegung des Melkgeschirrs
am Euter stattfindet. Durch das Schwingungselement, das in vorteilhaften Ausführungsformen
als ein passives Element vorgesehen ist, also als ein Element ohne
motorische oder andere aktive Antriebsquellen zur Bewegungserzeugung,
wird somit zumindest ein deutlich weniger gedämpftes Schwingungsverhalten
erreicht, wobei in speziellen Ausführungsformen auch eine Anpassung an
das im jeweiligen Anwendungsfall verwendete Gesamtsystem stattfinden
kann, um ein "resonanteres" Verhalten zu erreichen.
Das heißt,
das Schwingungselement verleiht im Gegensatz zu konventionellen
Melkarmen diesem die Fähigkeit,
auf bereits geringe Kräfte,
die über
die Steuerleitung bzw. die Milchleitungen aufgrund der einsetzenden
Schwingung des Melkgeschirrs am Euter übertragen werden, zu reagieren,
indem dem Melkarm zumindest eine gewisse Beweglichkeit verliehen
wird und somit das Schwingungsverhalten unterstützt und positiv beeinflusst
wird. Aufgrund dieser positiv beeinflussten und stärker ausgeprägten Schwingung
des Melkgeschirrs ergibt sich der Effekt des "stimulierenden" Melkens, wodurch ein über lange
Zeit hinweg ansteigender Milchfluss erreicht werden kann, so dass
ein hoher Grad des Ausmelkens erreicht wird. Wie eingangs beschrieben
ist, wird durch diesen hohen Ausmelkungsgrad nicht nur die Eutergesundheit
des Tieres langfristig gestärkt,
sondern es wird auch der Milchertrag über längere Zeiträume hinweg höher sein, da
ein größerer Anteil
der Milch bildenden Zellen ständig
zur Milchproduktion angeregt wird und damit keine Rückbildung
oder Passivierung dieser Zellen eintritt. Durch die naturgetreuere
Nachbildung des Saugvorgangs aufgrund der intensivierteren Schwingungsbewegung
des Melkgeschirrs werden auch die natürlichen Barrieren gegen eindringende
Keime besser vor krankhaften Veränderungen
geschützt,
so dass die Eingangs geschilderten Probleme hinsichtlich der Tiergesundheit
deutlich reduziert werden können,
da durch die nun erreichte stimulierende Wirkung auf eine hochfrequente
Zitzengummibewegung verzichtet werden kann und die damit verbundenen
negativen Auswirkungen vermieden werden
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Erfindungsgemäß ist das
Schwingungselement so ausgebildet, die Schwingungsbewegung bei einer
von der einen oder der mehreren Leitungen übertragenen Kraft von 50 Newton
oder weniger auszuführen.
Aufgrund dieser Ausbildung des Schwingungselements wird eine entsprechende
Schwingungsfähigkeit
des Elements bei relativ kleinen Kräften erreicht, so dass eben
die zuvor beschriebene unterstützende
Wirkung in effizienter Weise auftreten kann.
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In
einigen konventionellen Melkarmen sind zwar als Federn ausgebildete
Komponenten integriert, die aber lediglich eine elastische bzw.
federnde Wirkung bei sehr hohen Kräften zeigen, etwa bei einer
Tritt- oder Klemmbelastung durch das Tier, wie z. B. in der
DE 42 19 290 B4 ,
US 4333421 A und
WO 02/089562 A1 gezeigt
ist. In der
DE 87 07
855 U1 ist noch ein Melkarm mit einem Schwenkhebel mit
einer Feder zum Vorspannen des Schwenkhebels in Betriebsstellung
gezeigt. Während
des normalen Melkvorgangs fungieren diese Sicherungseinrichtungen jedoch
als starre Verbindungen.
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In
einer weiteren Ausführungsform
weist das Schwingungselement eine Federeinrichtung auf. Auf diese
Weise lässt
sich eine große
Bandbreite von Federkomponenten im Melkarm in effizienter Weise
einsetzen, so dass entsprechend der jeweiligen Anwendung oder im
Hinblick auf die Herstellung des Melkarms geeignete verfügbare Komponenten
verwendet oder entsprechende Federeinrichtungen auf der Grundlage
bekannter und bewährter
Konzepte hergestellt werden können.
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In
einer weiteren Ausführungsform
ist die Federeinrichtung als Verbindungselement zwischen einem ersten
Schenkel, der mit der Befestigungseinrichtung verbunden ist, und
einem zweiten Schenkel, der mit der Halterung verbunden ist, ausgebildet.
Auf diese Weise kann die Federeinrichtung gleichzeitig als eine
mechanische Komponente des Melkarms dienen, wodurch gegebenenfalls
der mechanische Aufbau vereinfacht werden kann. Beispielsweise kann
die Federeinrichtung als integrale Komponente des Melkarms dienen,
so dass eine einfache und kostengünstige Herstellung möglich ist.
Dazu kann beispielsweise ein Bereich zwischen dem ersten Schenkel
und dem zweiten Schenkel in geeigneter Weise bearbeitet werden,
beispielsweise entsprechend gebogen, verformt, etc., um damit die
federnde Wirkung zu erhalten, ohne dass weitere Verbindungselemente
zwischen dem ersten Schenkel und dem zweiten Schenkel erforderlich
sind.
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In
einer weiteren Ausführungsform
sind der erste Schenkel und der zweite Schenkel zueinander in einer
nicht-linearen Konfiguration angeordnet. Auf diese Weise ergibt
sich eine angewinkelte Konfiguration für den Melkarm, wie sie in vielen
bestehenden Melkständen
als geeignet erachtet wird. Im Zusammenwirken mit einer zwischen
den beiden Schenkeln angeordneten Federeinrichtung, wie dies beispielsweise
zuvor beschrieben ist, lässt
sich damit in sehr effizienter Weise zum Einen die schwingungsunterstützende Wirkung
bei gleichzeitig einfacher mechanischer Verbindung des ersten und
des zweiten Schenkels erreichen. Zum anderen kann die "Federkonstante" bzw. rücktreibende
Kraft so dimensioniert sein, dass sich eine zuverlässige Beibehaltung
der angewinkelten Konfiguration ergibt, wobei jedoch bereits kleine
auftretende Kräfte,
wie sie beispielsweise während
des Melkens durch das Schwingen des Melkgeschirrs hervorgerufen
werden, eine entsprechende Schwingungsbewegung zumindest des zweiten
Schenkels um die angewinkelte Mittelposition herum gewährleisten.
Dabei kann beispielsweise der Abstand der Leitungshalterung von
dem eigentlichen Schwingungselement so bemessen sein, dass eine ausreichend
große
Amplitude der entsprechenden Schwingung am Ort der Leitungshalterung
möglich ist.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführung umfasst die Federeinrichtung
eine Schraubenfeder mit zumindest einer Windung. Eine entsprechende Konfiguration
lässt sich
in sehr effizienter Weise als eine einstückige Komponente in Verbindung
mit dem ersten und dem zweiten Schenkel bei Bedarf herstellen, indem
eine entsprechende Biegung des Ausgangsmaterials durchgeführt wird.
In anderen Ausführungsformen
können
Schraubenfedern in geeigneter Weise in dem Schwingungselement vorgesehen
werden, um die zuvor beschriebene Wirkung zu erreichen. Da eine
große
Vielfalt an Schraubenfedern verfügbar
ist, ergibt sich auch ein hohes Maß an Flexibilität hinsichtlich
gewünschter
Federstärken,
Federlängen,
und dergleichen.
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In
einer Ausführungsform
ist eine den Wicklungssinn der Schraubenfeder definierenden Richtung
im Wesentlichen in Richtung des zweiten Schenkels orientiert. Diese
Ausbildung der Schraubenfeder ermöglicht es einerseits, bestehende Schraubenfederelemente
in einfacher Weise in den Melkarm zu integrieren, beispielsweise
zwischen dem ersten und dem zweiten Schenkel vorzusehen oder in
einem beliebigen anderen Abschnitt eines oder beider Schenkel zu
integrieren, während
in anderen Fällen
diese Anordnung auch eine einstückige bzw.
integrale Bauweise des zweiten Schenkels und der Schraubenfeder
in effizienter Weise ermöglicht.
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In
einer weiteren Ausführungsform
ist eine den Wicklungssinn der Schraubenfeder definierende Richtung
im Wesentlichen senkrecht zur Richtung des zweiten Schenkels orientiert.
Eine entsprechende Ausbildung gibt ein hohes Maß an Flexibilität bei der
Herstellung der Schraubenfeder, wenn diese beispielsweise einstückig oder
integral mit dem zweiten Schenkel, und möglicherweise auch mit dem ersten Schenkel,
hergestellt wird, da aufgrund dieser Anordnung das Ausgangsmaterial
in effizienter Weise geformt werden kann. In weiteren Ausführungsformen ermöglicht die
im Wesentlichen senkrechte Orientierung der Schraubenfederachse
zu dem zweiten Schenkel ein hohes Maß an Gestaltungsflexibilität bei der
Anbringung der Schraubenfeder an dem zweiten Schenkel des Melkarms,
wobei insbesondere in Verbindung mit verfügbaren Schraubenfedern ein
gutes Schwingungsverhalten erreicht werden kann.
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In
weiteren Ausführungsformen
ist die Achse der Schraubenfeder in einer angewinkelten Konfiguration
in Bezug auf den zweiten Schenkel vorgesehen, so dass unter anderem
ein hohes Maß an
Flexibilität
bei der Positionierung der Schraubenfeder erreicht wird. Beispielsweise
kann die Leitungshalterung mit einem Ende der Schraubenfeder verbunden werden,
während
das andere Ende an dem zweiten Schenkel angebracht ist, so dass
eine Verlängerung oder
Verkürzung
der Schraubenfeder eine entsprechende Bewegung der Halterung und
damit ein verbessertes Schwingungsverhalten der Melkbecher oder
des Melkgeschirrs zur Folge hat. Dabei kann die Kopplung der Schraubenfeder
an den zweiten Schenkel in einer nicht-starren Weise erfolgen, so dass
sich aufgrund der Schwerkraft eine entsprechende angewinkelte Position
zwischen der Schraubenfeder und dem zweiten Schenkel einstellen
kann.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
weist die Schraubenfeder eine einzelne Windung auf. Diese Ausführungsform
ermöglicht
eine sehr einfache und effiziente Herstellung des Melkarmes, insbesondere
wenn die Schraubenfeder eine integrale Komponente eines oder mehrerer
Teile des Melkarms ist. Beispielsweise kann die einzelne Windung
der Schraubenfeder als ein Kopplungselement zwischen dem ersten
und dem zweiten Schenkel des Melkarms vorgesehen sein, so dass mit
geringem Materialaufwand und einer einfachen Bearbeitung eine entsprechende
Wirkung erreicht werden kann, wie dies zuvor beschrieben ist.
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In
einer weiteren Ausführungsform
weist die Schraubenfeder mehrere Windungen auf und die Windungen
mit kleiner werdendem Abstand in Richtung zu der Leitungshalterung
besitzen einen größer werdenden
Durchmesser. Auf diese Weise kann die elastische Eigenschaft der
Schraubenfeder in ortsabhängiger
Weise gestaltet werden, wobei in Richtung auf die Leitungshalterung
eine zunehmend größere Elastizität bereitgestellt
wird. Insbesondere in Verbindung mit einer Ausführungsform, in der die Schraubenfeder
als Kopplungselement zwischen einem im Wesentlichen starren Element,
etwa der Befestigungseinrichtung, und der Leitungshalterung dient, kann
auf diese Weise ein relativ starres Betriebsverhalten für Krafteinwirkungen
erreicht werden, die in relativ großem Abstand zu der Leitungshalterung
auftreten, beispielsweise gewisse mechanische Einwirkungen, die
keine deutliche Auswirkung auf das Schwingungsverhalten des Melkgeschirrs
haben sollen, während
die relativ geringen Kräfte,
die über
die Milchleitung oder Steuerleitung an der Leitungshalterung auftreten,
in gewünschter
Weise unterstützt oder
passiv "angeregt" werden, um damit
das gewünschte
stimulierte Melken zu erreichen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Schwingungselement
eine Einstelleinrichtung auf, die ausgebildet ist, eine rücktreibende Kraft
des Schwingungselements einzustellen. Auf diese Weise lässt sich
das Gesamtschwingungsverhalten des Melkgeschirrs, der Milch- und
Steuerleitungen sowie anderer Komponente in sehr flexibler Weise
anpassen, da somit zu einem gewissen Grade die mechanischen Eigenschaften
einer Komponente des Gesamtschwingungssystems einstellbar sind. Dabei
kann die Einstelleinrichtung durch Vorsehen von Mitteln zum raschen
Auswechseln von Komponenten des Schwingungselements verwirklicht
sein, während
in anderen Ausführungsformen
beispielsweise die wirksame Federkonstante eines entsprechenden
elastischen Elements des Schwingungselements ohne Auswechselung
von Komponenten verstellbar ist.
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In
weiteren Ausführungsformen
umfasst das Schwingungselement ein pneumatisches und/oder hydraulisches
Federungselement. Auf diese Weise lassen sich relativ verschleißfreie und
stabile Verhältnisse über längere Zeiträume hinweg
schaffen, während
andererseits durch einfache Maßnahmen
das Schwingungsverhalten eingestellt oder angepasst werden kann.
Beispielsweise kann in einem pneumatischen Federungselement durch
Vorsehen einer entsprechenden mit Druck beaufschlagten Kammer das entsprechende
elastische Verhalten des Federungselementes in weiten Grenzen eingestellt
werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Schwingungselement
einen Bereich mit einem elastischen Material auf, dessen inhärente Elastizität zu einer
Erzeugung einer Schwingung der Leitungshalterung geeignet ist. Eine
entsprechende Ausbildung des Schwingungselements ergibt eine hohe
mechanische Zuverlässigkeit
und Robustheit, wobei durch einfache Parameter, etwa Länge und/oder
Dicke eines entsprechenden Materialstücks, die entsprechenden elastischen
Eigenschaften des Schwingungselements einstellbar sind. So kann
beispielsweise ein entsprechender Stab eines elastischen Materials
mit entsprechenden Befestigungsmitteln, beispielsweise Schrauben,
etc., an einer beliebigen geeigneten Stelle eines Schenkel des Melkarms
integriert werden, wobei beispielsweise die erreichte Federwirkung
durch Länge
und/oder Durchmesser für
ein gegebenes Material einstellbar ist.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die zuvor dargelegte
Problematik gelöst
mittels eines Schwingungselements zum Halten einer Milchleitung
mit den Merkmalen gemäß Anspruch
15. Wie zuvor bereits erläutert
ist, kann aufgrund des Schwin gungselements das Schwingungsverhalten
des Melkgeschirrs in positiver Weise beeinflusst werden, so dass
die eingangs beschriebene Problematik deutlich entschärft und
die zuvor aufgeführten
vorteilhaften Auswirkungen erreicht werden können. Aufgrund der Ausbildung
des Schwingungselements gemäß diesem
Aspekts der Erfindung ergibt sich ein hohes Maß an Flexibilität sowohl
bei der Herstellung des Elements als auch bei dessen Anwendung,
da das Schwingungselement an einer beliebigen geeigneten Stelle
nach dem Melkgeschirr in den Verlauf der Milch- und Steuerleitungen angebracht
werden kann. Auf diese Weise lässt
sich eine effiziente Betriebsposition des Schwingungselements für ansonsten
vorgegebene Eigenschaften des Elements leicht durch "Experimentieren" finden, da das Schwingungselement
im Wesentlichen ohne Ankopplung an sonstige Komponenten, mit Ausnahme
der Milch- und Steuerleitungen, verwendet werden kann. So kann das
Schwingungselement oder entsprechende identische Ausführungen
davon mit unterschiedlichen Melkgeschirren verwendet werden, indem
lediglich für
jede Kombination an Komponenten eine geeignete Position ermittelt
wird. Insbesondere lässt
sich das Schwingungselement in sehr effizienter Weise in bestehende
Melkanlagen einsetzen, ohne dass dort Änderungen an bereits vorhanden
Komponenten erforderlich sind.
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Gemäß diesem
Aspekt der Erfindung gemäß Anspruch
15 ist die Federeinrichtung so ausgebildet, dass eine relative Positionsänderung
zwischen der ersten und der zweiten Befestigungseinrichtung bei einer
Kraft von 50 Newton oder weniger auftritt. Insbesondere kann eine
entsprechende relative Positionsänderung
und damit ein Schwingen auch bereits bei deutlich kleineren Kräften, als
50 Newton, eintreten. Auf diese Weise lässt sich auch in diesem Falle eine
sehr effiziente Unterstützung
der am Melkgeschirr, beispielsweise durch die Pulsatoraktivität angeregten
Schwingung erreichen.
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Vorteilhafterweise
weist die Federeinrichtung eine Begrenzungseinrichtung auf, die
ausgebildet ist, die Schwingungsamplitude auf einen vordefinierten Bereich
zu begrenzen. Auf diese Weise wird in sehr effizienter Weise eine
permanente Deformation der Federeinrichtung wirksam verhindert.
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In
weiteren Ausführungsformen
umfasst die Federeinrichtung eine oder mehrere Schraubenfedern.
Wie bereits zuvor erläutert
ist, sind entsprechende Schraubenfedern in einer großen Bandbreite an
Federkonstanten und Abmessungen erhältlich, die somit vorteilhaft
auch in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Insbesondere
lässt sich auch
durch die Kombination mehrerer Schraubenfedern eine effiziente Einstellung
des gewünschten
Schwingungsverhaltens erreichen, beispielsweise im Zusammenwirken
mit einer entsprechenden Begrenzungseinrichtung, indem beispielsweise
für einen
ersten Amplitudenbereich eine relativ geringe rücktreibende Kraft vorgesehen
wird, während
für größere Auslenkungen
entsprechend höhere
rücktreibende
Kräfte
vorgesehen werden, so dass die "schwächste" Schraubenfeder in
effizienter Weise vor einer permanenten Schädigung bewahrt werden kann
und dennoch eine gewisse Elastizität auch bei größeren auftretenden
Kräften
gegeben ist. Auf diese Weise lässt
sich auch eine gewünschte
Schutzwirkung bei hohen auftretenden Kräften, beispielsweise bei einer
Trittbelastung, erreichen, während
dennoch das gewünschte
Schwingungsverhalten bei den normalerweise während des Melkens auftretenden
geringen Kräften
erreicht wird.
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In
weiteren Ausführungsformen
ist die Federeinrichtung ausgebildet, die rücktreibende Kraft einzustellen.
Beispielsweise kann auf diese Weise eine Änderung des Schwingungsverhaltens
erreicht werden.
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In
einer weiteren Ausführungsform
weist das Schwingungselement einen Fluidleitungsbereich auf, um
den ersten Abschnitt und den zweiten Abschnitt der mindestens einen
Milchleitung und der Steuerleitung zu verbinden. Auf diese Weise
können
beispielsweise die Milchleitung und die Steuerleitung an einer gewünschten
Stelle aufgetrennt und mittels dem Schwingungselement überbrückt werden,
so dass die neu entstandene Leitung eine durch das Schwingungselement
hervorgerufene Elastizität
aufweist, die dann zu dem gewünschten
Schwingungsverhalten führt.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt wird die zuvor genannte Problematik gelöst, indem
ein Melkstand bereitgestellt wird, der einen Melkarm zum Halten
und Führen
einer Milchleitung und/oder einer Steuerleitung und mehrere Melkbecher
aufweist, die mit der Milchleitung und der Steuerleitung in Fluidverbindung
stehen. Der Melkstand umfasst ferner ein Schwingungselement mit
einer Federeinrichtung, das mit dem Melkarm gekoppelt und ausgebildet
ist, bei einer über
die Milchleitung und/oder die Steuerleitung beim Melken übertragenen
Kraft, die durch eine Schwingung der Melkbecher hervorgerufen wird, eine
Bewegung der Milchleitung und/oder der Steuerleitung hervorzurufen,
die das Schwingen der Melkbecher unterstützt.
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Auch
in diesem Falle lässt
sich der Zustand des stimulierenden Melkens herbeiführen, da
das Schwingungselement mit der Federeinrichtung ein intensiveres
Schwingen der Melkbecher und des Melkvorgangs ermöglicht.
Dabei kann das Schwingungselement an einer beliebigen geeigneten
Position vorgesehen sein, wobei die Kopplung zu dem Melkarm durch
das Schwingungselement selbst, durch die Milchleitung und/oder die
Steuerleitung oder eine sonstige Komponente erfolgen kann. Da der
Melkarm im Hinblick auf während
des Melkens durch die Milchleitung und Steuerleitung übertragenen
Kräfte starr
befestigt sein kann, ermöglicht
es das Schwingungselement bei geeigneter Positionierung, die Bewegung
der Melkbecher und damit die Stimulation der Zitzen zu intensivieren.
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In
einigen Ausführungsformen
ist das Schwingungselement ein Bestandteil des Melkarms, das in
einigen Ausführungsformen
als mechanisches Verbindungselement zwischen zwei oder mehreren Komponenten
des Melkarms fungieren kann. In anderen Ausführungsformen ist das Schwingungselement
in nicht-starrer Weise mit dem Melkarm gekoppelt, wobei die Kopplung
beispielsweise über
die Milchleitung oder die Steuerleitung erfolgen kann oder das Schwingungselement
drehbar oder durch bewegliche Kettenglieder mit dem Melkarm verbunden
sein kann.
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In
einer Ausführungsform
weist der Melkarm eine Leitungshalterung zur Aufnahme der Milchleitung
und/oder der Steuerleitung auf und das Schwingungselement ist zwischen
eifern Schenkel des Melkarms und der Leitungshalterung vorgesehen.
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Die
Aufgabe wird auch durch einen Melkstand mit den Merkmalen des Anspruchs
20 gelöst.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungsformen
und Merkmale der vorliegenden Erfindung sind in der folgenden detaillierten
Beschreibung sowie in den Zeichnungen und auch in den folgenden
Patentansprüchen
dargestellt. In den Zeichnungen zeigen:
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1A eine
schematische Darstellung eines Melkgeschirrs,
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1B eine
schematische Darstellung eines Melkstandes mit einem Melkgeschirr
und einem Melkarm zum Halten von Milchleitungen und Steuerleitungen
während
des Melkens in einer typischen konventionellen Vorgehensweise,
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2A bis 2J schematische
Ausführungsformen
eines Melkarms mit einem passiven Schwingungselement zur Verbesserung
des Schwingungsverhaltens und damit Stimulationsverhaltens in einer
typischen semi-automatischen Anlage, wie dies schematisch in 1B gezeigt
ist, gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigen, und
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3A bis 3B schematisch
weitere Ausführungsformen
zeigen, wobei ein passives Schwingungselement unabhängig von
einem Melkarm vorgesehen ist.
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2A zeigt
schematisch einen Melkarm 251, in welchem in Gegensatz
zu konventionellen Melkarmen, etwa dem Melkarm 151, ein
Schwingungselement 270 als ein passives Schwingungselement
vorgesehen ist, das ausgebildet ist, bei bereits geringen Kräften, wie
sie typischerweise während des
Melkvorganges von Milchleitungen 217 und einer Steuerleitung 221 übertragen
werden, in Schwingung zu geraten. Das heißt, eine Leitungshalterung 254, die
an dem Melkarm 251 befestigt ist, dient zur Aufnahme von
Leitungen 217 und 221, die eine oder mehrere Milchleitungen
und eine oder mehrere Pulsatorleitungen enthalten können, und
kann aufgrund des Vorsehens des passiven Schwingungselements 270 bei
bereits kleinen Kräften
eine entsprechende Bewegung um eine mittlere Ruhelage ausführen. Somit
ist auch eine entsprechende Bewegung der Leitungen 217 und 221 möglich, die
im Zusammenwirken mit einem entsprechenden Melkgeschirr, beispielsweise
dem Melkgeschirr 100 oder zumindest den entsprechenden
Melkbechern, beispielsweise den Melkbechern 110, ein schwingungsfähiges System
bilden. In der gezeigten Ausführungsform
weist der Melkarm 251 eine Befestigungseinrichtung 255 auf,
mit der der Arm 251 an einer geeigneten Stelle in einem
Stall oder einem Melkstand, etwa dem Melkstand 150 in 1a,
befestigt werden kann. Des Weiteren besitzt in der gezeigten Ausführungsform der
Melkarm 251 einen ersten Schenkel 256, der mit der
Befestigungseinrichtung 255 verbunden ist, sowie einen
zweiten Schenkel 257, der typischerweise in einer nicht-linearen
Konfiguration zu dem ersten Schenkel 256 angeordnet ist.
Der Melkarm 251 kann in anderen Ausführungsformen weitere Komponenten,
beispielsweise Gelenke, weitere Schenkel, und dergleichen aufweisen,
um ein entsprechendes Positionieren der Leitungshalterung 254 für die spezielle Situation
vor Ort zu ermöglichen.
Ferner ist in einer Ausführungsform
ein verschiebbares Gewicht 259 an dem Melkarm 251,
beispielsweise an dem Schenkel 257 vorgesehen, um das Schwingungsverhalten
des Melkarms 251 anzupassen, wie dies später genauer beschrieben
ist.
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In
der gezeigten Ausführungsform
ist das passive Schwingungselement 270 zwischen dem ersten
Schenkel 256 und dem zweiten Schenkel 257 als
mechanisches Verbindungsglied vorgesehen, wobei einerseits eine
ausreichend hohe mechanische Stabilität bereitgestellt wird, während andererseits
zumindest an der Leitungshalterung 254 eine entsprechende
Auslenkung bei Einwirkung einer relativ geringen Kraft auftritt.
In diesem Zusammenhang wird eine relativ geringe Kraft als eine
Kraft von 50 Newton oder deutlich weniger bezeichnet. In einigen
Ausführungsformen
führt bereits
eine Kraft von wenigen Newton, beispielsweise 20 Newton oder weniger,
zu einer Auslenkung der Leitungshalterung 254 und damit
zu einem Schwingen der Leitungen 217 und 221.
Um die erforderliche "Sensitivität" des passiven Schwingungselements 270 bei
gleichzeitiger mechanischer Stabilität als Verbindungselement zwischen
den Schenkeln 256 und 257 zu erreichen, kann beispielsweise
das passive Schwingungselement 270 in Form einer Schraubenfeder
vorgesehen sein, wobei in einer speziellen Ausführungsform eine einzelne Windung
ausreicht. Beispielsweise können der
erste und der zweite Schenkel 256 und 257 zusammen
mit dem Schwingungselement 270 aus einem einzelnen Materialstück hergestellt
sein, wobei in der gezeigten Ausführungsform der 'Wicklungssinn" der Schraubenfeder,
die eine oder mehrere Windungen 270a aufweist, im Wesentlichen
senkrecht zur Richtung des zweiten Schenkels 257 verlaufen
kann. Das heißt,
in der in 2A gezeigten Ausführungsform
kann die Achse der aus der bzw. die Windungen 270a aufgebauten
Schraubenfeder im Wesentlichen senkrecht zur Zeichenebene orientiert
sein. Die Länge
des zweiten Schenkels 257 beträgt in einigen Ausführungsformen
etwa 0,3 bis 0,5 m. Somit ergibt sich bereits bei kleinen Kräften ein entsprechendes
Drehmoment, das durch eine Kraft an der Leitungshalterung 254 hervorgerufen
wird, und zu einer Schwingung des Schenkels 257 führt. D.h.,
bei einem Hebelarm in dem oben spezifizierten Bereich führt erfindungsgemäß ein angreifendes Drehmoment
von etwa 25 Nm oder kleiner zu einer gewünschten reversiblen Auslenkung
des Schenkels 257.
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2B zeigt
den Melkarm 251 mit dem passiven Schwingungselement 270,
wobei dieses wiederum eine oder mehrere Windungen 270a aufweist, die
in der gezeigten Ausführungsform
so orientiert sind, dass eine Achse davon angewinkelt zur Richtung
der zweiten Komponente 257 orientiert ist. In der gezeigten
Ausführungsform
ist die Orientierung der Achse der Windungen 270a im Wesentlichen
senkrecht zur Richtung des zweiten Schenkels 257 und auch
senkrecht zur Orientierung der Windungen 270a aus 2A.
In weiteren Ausführungsformen können die
Windungen 270a des passiven Schwingungselements 270 in
be liebiger Weise in Bezug auf die Richtung des zweiten Schenkels 257 angeordnet werden,
solange die gewünschte
Federwirkung in Reaktion auf die geringen beim Melken auftretenden Kräfte gewährleistet
ist.
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2C zeigt
beispielsweise eine Orientierung der Achse der einen oder mehreren
Windungen 270a des passiven Schwingungselements 270,
die im Wesentlichen parallel zur Richtung des zweiten Schenkels 257 ist.
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In
den bisher gezeigten Ausführungsformen sind
die entsprechenden Schraubenfedern mit einer oder mehreren Windungen 270a im
Wesentlichen als integrale Komponente des ersten und/oder des zweiten
Schenkels 256, 257 gezeigt. In anderen Ausführungsformen
kann das passive Schwingungselement 270 in Form einer Schraubenfeder
vorgesehen werden, in der die Feder durch entsprechende Verbindungsmittel,
etwa Schrauben, Klammern, etc., mit den entsprechenden Komponenten,
beispielsweise dem ersten und dem zweiten Schenkel 256, 257 verbunden
ist. Dabei kann auf verfügbare
Schraubenfedern zurückgegriffen
werden, so dass ein hohes Maß an
Flexibilität
im Hinblick auf den Aufbau des passiven Schwingungselements 270 und
des Melkarms 251 erreicht werden kann, ohne dass die Materialart für die Schenkel 256, 257 zu
berücksichtigen
ist. Andererseits ermöglicht
die einstückige
Ausführungsform
des passiven Schwingungselements 270 mit zumindest einer
Komponente des Melkarms 251 eine effiziente Fertigung,
da beispielsweise durch entsprechendes Biegen oder anderweitiges
Bearbeiten eines ursprünglichen
Materialteils einer der Komponenten die gewünschte federnde Wirkung erreicht werden
kann, wobei gleichzeitig auch ein hohes Maß an mechanischer Integrität erreicht
wird. Dabei kann das mechanische Verhalten des Schwingungselements
bei vorgegebener Materialart und Stärke durch Anzahl und/oder Durchmesser
der Windungen 270a eingestellt werden.
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2D zeigt
eine weitere Ausführungsform des
Melkarms 251 und des passiven Schwingungselements 270,
das als eine Schraubenfeder ausgebildet ist, wobei zumindest über einen
gewissen Bereich 270c hinweg sich der Durchmesser der entsprechenden
Windungen 270a, 270b ändert. In einer Ausführungsform
weisen zumindest innerhalb des Bereichs 270c die Windungen 270a einen
immer größer werdenden
Durchmesser auf, wenn sich der Abstand zu der Leitungshalterung 254 verringert,
so dass die Windung 270b als letzte Windung in dem Bereich 270c den
größten Radius
aufweist. Auf diese Weise kann es bei sonst konstanter Materialstärke der
Windungen 270a eine in Richtung auf die Leitungshalterung 254 zunehmende
Elastizität
erreicht werden. In anderen Ausführungsformen
lässt sich zusätzlich oder
alternativ die Materialstärke
und/oder die Materialbeschaffenheit ändern, um eine sich ändernde
Elastizität
zu erreichen. Beispielsweise kann bei gleichem Durchmesser der Windungen 270a die Materialstärke verringert
werden, um eine zunehmende Elastizität in Richtung zur Leitungshalterung 254 zu
erreichen.
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2E zeigt
eine weitere Ausführungsform des
Melkarms 251, wobei das passive Schwingungselement 270,
das beispielsweise als pneumatisches und/oder hydraulisches Element,
als Schraubenfeder, oder als eine andere Federkomponente vorgesehen
sein kann, an einer anderen Position innerhalb des zweiten Schenkels 257 vorgesehen
ist, um zu verdeutlichen, dass ein hohes Maß an Flexibilität bei der
Integration des Schwingungselements 270 innerhalb des Melkarms 251 besteht.
Ferner ist ein Gelenkelement 258 zwischen dem ersten Schenkel 256 und
dem zweiten Schenkel 257 dargestellt, mit die Orientierung
des zweiten Schenkels 257 einstellbar ist.
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2F zeigt
eine weitere Ausführungsform, in
der das passive Schwingungselement 270, beispielsweise
in Form eines pneumatischen und/oder hydraulischen oder mechanischen
Federelements vorgesehen ist, mit dem ersten Schenkel 256 und dem
zweiten Schenkel 257 verbunden ist, um eine federnde Relativbewegung
des zweiten Schenkels 257 zu ermöglichen, wobei das entsprechende
Gelenk 258 zumindest in einer Ebene über einen gewissen Bereich
hinweg frei drehbar ist. Ferner kann aufgrund der Bauweise des entsprechenden
Federelements eine mechanische Begrenzung des Federweges, der als 270d eingezeichnet
ist, erfolgen, so dass auf diese Weise auch eine Begrenzung der
Amplitude für das
Schwingen der Leitungshalterung 254 erfolgen kann. Des
Weiteren ist in einigen Ausführungsformen das
Schwingungselement 270 so ausgebildet, dass es an dem ersten
Schenkel 257 oder an dem zweiten Schenkel 256 verschiebbar
ist, beispielsweise mit einem arretierbaren Teleskoparm, ohne im
Wesentlichen die Federwirkung des Elements 270 zu beeinflussen,
wodurch insgesamt das Schwingungsverhalten des Melkarms 251 verstellt
werden kann.
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2G zeigt
eine weitere Ausführungsform, in
der das passive Schwingungselement 270 zwischen dem zweiten
Schenkel 257 und der Leitungshalterung 254 vorgesehen
ist, wobei in der gezeigten Ausführungsform
die Kopplung des Schwingungselements 270 zu dem zweiten
Schenkel 257 und der Leitungshalterung 254 in
fester oder drehbarer Weise erfol gen kann. Beispielsweise kann das
Schwingungselement 270 an dem Schenkel 257 starr
befestigt sein oder an diesem drehbar oder bewegbar aufgehängt sein,
wobei das Element 270 eine Schraubenfeder, ein pneumatisches
oder hydraulisches Federelement aufweisen kann, so dass eine schwingende
Bewegung der Leitungshalterung 254 in der in Pfeilrichtung
gezeigten Richtung bei Einwirken der relativ kleinen Kraft während des
Melkens möglich ist.
Auf diese Weise sind relativ kleine Federelemente einsetzbar, da
das Element 270 im Wesentlichen nur für die mechanische Ankopplung
der Milch- und Steuerleitungen 217, 221 vorgesehen
ist, und im Wesentlichen keine weitere mechanische Verbindungsfunktion
innerhalb des Melkarms 251 ausübt.
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2H zeigt
eine weitere beispielhafte Ausführungsform
des Schwingungselements 270 aus 2G, wobei
dieses beispielsweise in Form mehrerer Kettenelemente vorgesehen
ist, wobei mindestens eines der Kettenelemente eine Schraubenfeder 270e aufweist,
die mit einem weiteren Kettenelement 270f verbunden ist.
Auf diese Weise lässt
sich auch in einfacher Weise eine mechanische Begrenzung des Federwegs
der Schraubenfeder 270e erreichen, so dass eine irreversible
Deformation der Feder 270e vermieden wird. In weiteren
Ausführungsformen
können
eine oder mehrere weitere Schraubenfedern 270e mit beispielsweise
unterschiedlicher Federhärte
in weiteren Kettengliedern eingesetzt werden, um damit das Antwortverhalten
des passiven Schwingungselements 270 auf unterschiedlich
starke Kräfte auf
vorteilhafte Weise einzustellen. Die Verwendung der Kettenglieder,
etwas das Gliedes 270f ist eine anschauliche Variante,
in der eine Begrenzung des Federwegs erreicht wird und gegebenenfalls
eine Einstellung des Schwingungsverhaltens des Elements 270 erfolgen
kann. Selbstverständlich
können
auch starre Einheiten mit entsprechender Begrenzung des Federwegs
und Einstellung der Federkraft verwendet werden, wie dies zuvor
bereits erläutert
ist.
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2I zeigt
eine weitere Version, in der das passive Schwingungselement 270 eine
weitere Variante einer Einstelleinrichtung, die mit 271 bezeichnet ist,
aufweist, mit der die effektive rücktreibende Kraft des Elements 270 einstellbar
ist. Die gezeigte Ausführungsform
ist lediglich beispielhafter Natur, um eine weitere Art einer einfachen
und effizienten Einstelleinrichtung zu verwirklichen, bei der beispielsweise
die Einrichtung 271 in Form einer starren Röhre über eine
entsprechende Schraubenfeder geschoben wird, um damit einen entsprechenden
bedeckten Bereich der Feder des Elements 270 starr zu machen.
Somit ist nur noch der von der Einrichtung 271 nicht abgedeckte
Bereich der Feder des Elements 270 wirksam, so dass sich
eine größere "Härte" für das
gesamte Element 270 ergibt. In anderen Ausführungsformen
kann ein der Teil des Elements „versteift" werden, indem durch eine Klemme oder
einen Einschub oder durch andere Hilfsmittel die Feder des Elements
teilweise starr gemacht wird. Auch in derartigen Ausführungsformen
lässt sich
somit eine rasche und effiziente Anpassung der Federhärte oder des
Schwingungsverhaltens erreichen.
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2J zeigt
eine Ausführungsform,
in der eine weitere beispielhafte Vorrichtung zur Begrenzung der
Schwingungsamplitude für
das passive Schwingungselement 270 einer Ausführungsform, wie
beispielsweise in den 2A bis 2C gezeigt ist,
dargestellt ist. Eine Begrenzungseinrichtung 272, beispielsweise
in Form einer verformbaren, aber in der Länge im Wesentlichen starren
Bindung, ist zwischen dem ersten und dem zweiten Schenkel 256, 257 vorgesehen.
Bei einer entsprechenden Auslenkung des zweiten Schenkels 257 relativ
zu dem ersten Schenkels 256 wird die Begrenzungseinrichtung 272 vollständig ausgelenkt,
wie dies beispielsweise rechts in 2J gezeigt
ist, so dass die entsprechende Amplitude des zweiten Schenkels 257 entsprechend
begrenzt wird. In einigen Ausführungsformen kann
das Begrenzungselement 272 ebenfalls in der Längenrichtung
eine gewisse Flexibilität
aufweisen, so dass die entsprechende mechanische Begrenzung innerhalb
eines gewissen Bereichs variabel sein kann.
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Wie
bereits zuvor beschrieben ist, können
in anderen Ausführungsformen
des passiven Schwingungselements 270 die entsprechenden
Begrenzungs- oder Einstelleinrichtungen, wie sie beispielhaft als 271 und 272 gezeigt
sind, durch andere Mittel, beispielsweise durch eine mechanische
Begrenzung eines Federweges, eines Kolbenweges oder der Größe eines
Kettenelementes, in Verbindung mit unterschiedlichen Federelementen,
und dergleichen, verwirklicht werden, wie dies auch zuvor beschrieben ist.
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In
anderen Ausführungsformen
kann das Schwingungselement zusätzlich
oder alternativ ein Materialstück
mit einer inhärenten
Elastizität
aufweisen, die eine entsprechende unterstützende Beweglichkeit der Leitungshalterung 254 zulässt. Dazu kann
an einer geeigneten Stelle, z.B. im zweiten Schenkel ein Teil des
starren Materials durch das eigenelastische Material ersetzt werden,
indem beispielsweise ein entsprechender Stab eingesetzt wird, so
dass sich die gewünschte
Beweglichkeit am Ort der Leitungshalterung 254 ergibt.
Das elastische Material kann in einer beliebigen Weise mit den angrenzenden
Komponenten permanent oder manuell lösbar verbunden sein.
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In
allen beschriebenen Ausführungsformen kann
eine Einstellung oder Anpassung des Anwortverhaltens und damit des
Schwingungsverhaltens auch erreicht werden, indem der Schenkel 257 so ausgebildet
ist, dass seine Länge
verstellbar ist. Dazu kann eine geeignete Konstruktion, beispielsweise
in Form eines Teleskoparms, vorgesehen werden, mit der die effektive
Länge verstellt
wird. Beispielsweise lässt
sich durch Vergrößern der
Länge die
Empfindlichkeit für
bereits sehr geringe Kräfte durch
Vergrößern des
effektiv wirkenden Drehmoments erhöhen. Auch kann durch eine geänderte Länge das
Schwingungsverhalten flexibler eingestellt werden.
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In
anderen Ausführungsformen
ist zusätzlich oder
alternativ zu den zuvor beschriebenen Komponenten eine weitere Einstellungsvorrichtung
vorgesehen, mit der ein Gewicht variierbar beispielsweise an dem
Schenkel positioniert werden kann, um damit auch auf das Schwingungsverhalten
des Melkarms 251 Einfluss zu nehmen. Dazu können geeignete
Gewichte mittels Klemmen oder anderen Halterungen angebracht werden,
oder ein Gewicht, etwas das in 2a gezeigte
Gewicht 259, ist verschiebbar an dem Schenkel 257 befestigt.
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3A zeigt
eine weitere Ausführungsform eines
Schwingungselements 370a, das im Wesentlichen unabhängig von
einem entsprechenden Melkarm 351 positioniert werden kann.
In der gezeigten Ausführungsform
weist das Schwingungselement 370, das als ein passives
Element ausgeführt
ist, eine erste Befestigungseinrichtung 373 und eine zweite
Befestigungseinrichtung 374 auf, die beispielsweise in
Form von Schlauchschellen, Klammern, etc., vorgesehen sein können. Die
erste Befestigungseinrichtung 373 ist so ausgebildet, dass
diese an einem ersten Abschnitt 317a einer Leitung, beispielsweise
einer Milchleitung und/oder einer Steuerleitung 317 befestigt
werden kann, während
die zweite Befestigungseinrichtung 374 an einem zweiten
Abschnitt 317b der Leitung 317 fixiert werden
kann. Ferner weist das passive Schwingungselement 370 eine Federeinrichtung 370a auf,
die zumindest in einer Richtung eine Relativbewegung der ersten
und der zweiten Befestigungseinrichtung 373 und 374 ermöglicht.
In der gezeigten Ausführungsform
ist der erste Abschnitt 317a im Wesentlichen starr mit
dem Melkarm 371 verbunden, während der zweite Arm 317b in
Verbindung steht mit einem Melkgeschirr oder Melkbechern, beispielsweise
dem Geschirr 100 oder Melkbechern 110 aus 1A und 1B.
Aufgrund einer entsprechenden geringen Kraft, die auf die Melkbecher
bzw. das Melkgeschirr ausgeübt wird,
bei spielsweise durch eine entsprechende Pulsatoreinwirkung, wie
dies zuvor beschrieben worden ist, kann somit die entstehende Schwingung
durch das Element 370 unterstützt werden, um damit die gewünschte stimulierende
Wirkung zu erreichen. Dabei kann die Federeinrichtung 370a in
einer beliebigen geeigneten Weise ausgebildet sein, beispielsweise
als eine mechanische Schraubenfeder, oder eine sonstige Feder, ein
hydraulisches oder pneumatisches Federelement, und dergleichen.
Auch können
entsprechende Einstelleinrichtungen für das Einstellen einer Federkraft
und/oder entsprechende Begrenzungseinrichtungen zur Begrenzung des
Federweges vorgesehen werden, wie dies auch zuvor beschrieben ist.
Des Weiteren ist es möglich,
das passive Schwingungselement 370 an einer beliebigen Position
vorzusehen, d. h. mit einem relativ geringen Abstand zu dem Melkgeschirr 100 oder
den Melkbechern 110 oder mit einem relativ geringen Abstand
zu dem ansonsten relativ starren Melkarm 351. Somit kann
in relativ einfacher Weise das Gesamtschwingungsverhalten eines
entsprechenden Systems ohne Änderung
der Konfiguration des Elements 370 für eine große Bandbreite unterschiedlicher
Betriebsbedingungen eingestellt werden.
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Das
Schwingungselement 370 kann auch an einer geeigneten Halterung
an einer beliebeigen Stelle eines Melkstandes angebracht werden,
wobei das „freie" Ende des Elements 370 mechanisch
mit den jeweiligen Leitungen 317 gekoppelt wird, um damit
eine schwingende Aufhängung
der Leitungen 317 zu gewährleisten. Insbesondere in
Melkständen,
in denen der Melkarm 251 nicht vorgesehen ist, können entsprechende
Ausführungsformen,
wie sie zuvor mit Bezug zu 2H und 3A und
nachfolgend beschrieben sind, vorteilhaft eingesetzt werden. Hierbei ist
zu beachten, dass entsprechende Komponenten, etwa Federn, Mittel
zur Einstellung der Federhärte und
dergleichen, wie sie bereits zuvor im Zusammenhang mit dem Melkarm 251 beschrieben
sind, auch in Verbindung mit Ausführungsformen ohne Melkarm verwendet
werden können.
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3B zeigt
schematisch eine weitere Ausführungsform
eines flexibel positionierbaren Schwingungselements 370,
wobei entsprechende Fluidverbindungen 375 für eine oder
mehrere Leitungen 317, 321 vorgesehen sind, die
zumindest in der Längsrichtung
elastisch sind. In einer Ausführungsform
sind die Fluidverbindungen 375 in einem Rahmen 376 oder einem
Gehäuse
untergebraucht, das so ausgebildet ist, dass es eine Längenänderung
der Fluidverbindungen 375 ermöglicht. Beispielsweise kann
der Rahmen bzw. das Gehäuse 376 so
ausgebildet sein, dass es für
eine Bewegung in der Längsrichtung
der Verbindun gen 375 flexibel ist, während es ansonsten relativ
starr ist, um damit die Verbindungen 375 mechanisch zu
schützen.
In einigen Ausführungsformen kann
die inhärente
Elastizität
der Fluidverbindungen 375 geeignet eingestellt sein, damit
ein gewünschtes Schwingungsverhalten
zu erreichen. In anderen Ausführungsformen
können
die Verbindungen 375 so ausgebildet sein, dass sie in Längsrichtung
leicht deformierbar sind, wobei eine oder mehrere zusätzliche Federeinrichtungen
in dem Rahmen oder dem Gehäuse 376 vorgesehen
sein können,
um die gewünschte
rücktreibende
Kraft des Elements 370 bereitzustellen.
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Bei
Verwendung in einem Melkstand, beispielsweise dem Melkstand 150 in 1B,
ist der Melkarm 151 durch einen entsprechenden Melkarm 251 ersetzt,
wie er zuvor beschrieben ist, oder der Melkarm 151 oder 251 wird
in Kombination mit dem passiven Schwingungselement 370 verwendet,
so dass dann die über
die Pulsatorleitungen 121 hervorgerufene schwingende Bewegung
des Melkgeschirrs 100 während
des Melkens durch die entsprechende Wirkung des passiven Schwingungselements 270, 370 unterstützt wird,
um damit eine erhöhte
stimulierende Wirkung das Euter des Tieres ausüben, wodurch sich die zuvor
beschriebenen vorteilhaften Auswirkungen ergeben. Somit kann auch
eine effiziente Nachrüstung
bereits bestehender Melkstände erfolgen.