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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß des Oberbegriffes von Anspruch 1 bzw. Anspruch 17.
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Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf das Melken von Kühen beschrieben. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung auch bei Melkverfahren und Melkvorrichtungen zum Melken von Schafen, Ziegen, Kamelen, Dromedaren, Büffeln, Yaks, Elchen, Pferden und sonstigen Milch abgebenden Tieren verwendet werden kann. Der Einsatz der Erfindung kann beim konventionellen Melken, beim maschinellen Melken und auch beim halbautomatischen Melken erfolgen. Der Einsatz ist auch bei Systemen möglich, bei denen ein halbautomatisches oder vollautomatisches oder roboterunterstütztes und/oder computergesteuertes Ansetzen der Zitzenbecher an die Zitzen der Tiere erfolgt.
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Eine Vorrichtung zum Abziehen von Melkbechern eines Melkzeuges von der Zitze eines Tieres ist beispielsweise aus der
US-6,463,877 bekannt. Bei diesem vorbekannten Stand der Technik greifen beidseitig des zu melkenden Tieres jeweils zwei Parallelogrammarme eines gelenkigen Parallelogrammaufbaus unter das zu melkende Tier, die jeweils ein Melkbechermagazin für einen einzelnen Melkbecher ausbilden. Das Anrüsten, d. h. das Anlegen der Zitzenbecher an die Zitzen erfolgt durch Verschwenken der Arme des Parallelogrammaufbaus, wodurch die Melkbecher in Richtung Zitze angehoben werden. Nach dem Anrüsten werden die Parallelogrammarme mit dem Melkbechermagazin in eine Ruhestellung verschwenkt.
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Beim Melken hängen die Melkbecher dementsprechend frei und halten durch das Saugvakuum an den Zitzen. Jeder der Parallelogrammaufbauten weist einen Antrieb auf, der auf ein Zugmittel einwirkt, dessen anderes Ende mit dem Ende des zugeordneten Melkbechers verbunden ist. Bei Beendigung des Melkvorganges wird der Antrieb betätigt, um das Zugmittel im Bereich des Melkbechermagazins in den Parallelogrammaufbau einzuziehen und den jeweiligen Melkbecher von der Zitze abzuziehen. Der zugeordnete Melkbecher wird hierbei durch Halteseile in einer im Wesentlichen vertikalen Ausrichtung gehalten, die im Bereich des oberen Endes der Melkbecher befestigt und oberhalb der Melkbecher seitlich neben dem zu melkenden Tier durch antreibbare Winden unter Vorspannung gehalten werden.
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Die vorbekannte Vorrichtung erlaubt zwar die Abnahme der Melkbecher viertelindividuell, was bedeutet, dass jeder einzelne Melkbecher für sich und kontrolliert abgezogen wird, was das Wohlbefinden des zu melkenden Tieres steigert. Die Vorrichtung erweist sich jedoch aufgrund der erheblichen Anzahl an mechanischen Bauteilen als zu kostenintensiv und reparaturanfällig.
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Die
DE 698 16 310 T2 betrifft eine Vorrichtung zum Zuführen und Entfernen von Zitzenbechern, wobei die Zitzenbecher von einer ersten Position in eine zweite Position bewegbar sind. Dazu sind die Zitzenbecher in einer Vorrichtung zum Zuführen und Entfernen von Zitzenbechern angeordnet. Die einzelnen Zitzenbecher werden von einem Roboterarm eines Melkroboters erfasst und zu einer Zitze geführt. Auch diese Vorrichtung zum Erfassen der Zitzenbecher ist konstruktiv sehr aufwändig und somit kostenintensiv und reparaturanfällig.
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Auch die
WO 00/13495 betrifft eine Vorrichtung zum Melken von Tieren, bei der ein Zitzenbecher mittels eines Roboterarms eines Melkroboters an eine Zitze eines zu melkenden Tieres geführt werden kann. Dabei werden der Roboterarm und der Melkbecher bei jedem Funktionsausfall automatisch aus dem Gefahrenbereich gezogen, bevor die Vorrichtung gestoppt wird. Auch eine derartige Vorrichtung ist kostenintensiv und reparaturanfällig.
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Dementsprechend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde eine vereinfachte und zuverlässig arbeitende Vorrichtung zum Abziehen von Melkbechern anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren ist Gegenstand des Anspruchs 17. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abziehen von Melkbechern von den Zitzen eines milchabgebenden Tieres umfasst wenigstens zwei durch einen gemeinsamen Antrieb antreibbare Zugmittel zum Abziehen oder Einziehen der Melkbecher. Weiterhin ist wenigstens eine Kupplung vorgesehen, durch welche die Zugmittel mit dem gemeinsamen Antrieb kuppelbar sind.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Abziehen von Melkbechern von den Zitzen eines milchabgebenden Tieres wird mit wenigstens zwei durch einen gemeinsamen Antrieb antreibbaren Zugmitteln zum Abziehen der Melkbecher und mit wenigstens einer Kupplung durchgeführt. Zum Abziehen oder Einziehen der Melkbecher wird das zugehörige Zugmittel mit dem gemeinsamen Antrieb gekuppelt.
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Die erfindungsgemäße Weiterbildung des Standes der Technik führt zu einer erheblichen konstruktiven Vereinfachung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Durch Betätigen der Kupplung können die einzelnen Zugmittel individuell gesteuert mit dem Antrieb in Wirkverbindung gebracht werden, so dass der dem jeweiligen Zugmittel zugeordnete Melkbecher einzeln von der Zitze, d. h. viertelindividuell abgezogen werden kann.
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Gegenüber dem angeführten Stand der Technik sind bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Zugmittel von einem gemeinsamen Antrieb antreibbar, wodurch die Anzahl der zur Verwirklichung der Vorrichtung erforderlichen Bauteile vermindert wird, was nicht nur zu einer Verringerung der Herstellungskosten, sondern auch zu einer deutlichen Verbesserung der Störanfälligkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung führt. Auch der Bauraum kann erheblich verkleinert werden.
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Die Zugmittel der Vorrichtung sind einzeln und insbesondere unabhängig voneinander kuppelbar. Die Kupplung ist automatisch steuerbar und wird vorzugsweise durch das Melksteuerprogramm gesteuert. Wenn der Abnahmezeitpunkt für den jeweiligen Melkbecher erreicht wird, wird die Kupplung aktiviert und der Antrieb eingeschaltet. Der Antrieb kann aber auch während des Melkvorgangs durchgängig in Betrieb sein, so dass zum Abziehen nur die Kupplung aktiviert werden muss. Die zugehörige Steuereinrichtung kann extern vorgesehen sein.
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Mit dem Zugmittel sind die Melkbecher vorzugsweise in ein Melkbechermagazin einziehbar.
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Vorzugsweise ist für jede Zitze ein Zugmittel vorgesehen, so dass bei Melkanlagen für z. B. Kühe vier Zugmittel vorgesehen sind, die vorzugsweise individuell kuppelbar sind, um ein viertelindividuelles Abziehen zu ermöglichen.
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Es ist möglich, dass ein erster gemeinsamer Antrieb und zusätzlich ein zweiter gemeinsamer Antrieb vorgesehen sind. Bei einer Vorrichtung für ein Tier mit vier Zitzen ist der erste gemeinsame Antrieb dann insbesondere zum Abziehen von zwei Melkbechern und der zweite gemeinsame Antrieb zum Abziehen von den zwei verbleibenden Melkbechern vorgesehen. Z. B. kann der erste gemeinsame Antrieb für die vorderen beiden Zitzen eines Kuheuters und der zweite gemeinsame Antrieb für die hinteren beiden Zitzen bzw. die hintere Hälfte vorgesehen sein, wobei dann viertelindividuell abgezogen wird, da die jeweiligen Zugmittel und damit Melkbecher ankuppelbar sind.
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Der erste gemeinsame Antrieb kann auch für z. B. die rechten Viertel und der zweite gemeinsame Antrieb für z. B. die linken Viertel vorgesehen sein, wobei dann auch wieder viertelindividuell abgezogen wird. Zwei separate Antriebe können z. B. sinnvoll sein, wenn bestimmte Bauraumvorgaben vorliegen. Auch ist der Leistungsbedarf in einer Bedarfsspitze bei nur zwei Melkbechern pro Antrieb bei zwei Antrieben kleiner, so dass auch andere Gründe für eine solche Lösung sprechen können.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann einfach und kostengünstig verwirklicht werden, ohne dass auf gewisse Leistungsmerkmale der Vorrichtung, die im Hinblick auf eine einfache und sichere Benutzung zu bevorzugen sind, verzichtet werden muss. Denn diese Leistungsmerkmale können durch Einflussnahme auf den zentralen Antrieb verwirklicht werden. Denkbar ist es beispielsweise, insbesondere bei der Verwirklichung des Antriebes durch einen Elektromotor eine Drehmomentüberwachung vorzusehen, die den Antrieb regelt.
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Zum Schutz des Melkzeuges und/oder der zu melkenden Tiere kann ferner zentral zu dem Antrieb eine Drehmomentbegrenzung ausgebildet sein, welche das Aufbringen übermäßiger Zugkräfte auf das Zugmittel verhindert. Derartige Steuer- und Regelelemente können zentral auf die jeweiligen Betriebsbedingungen angepasst werden, wodurch der Aufwand zur Anpassung der Vorrichtung vermindert wird.
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So kann beispielsweise daran gedacht werden, die maximale Zugkraft beim Abziehen der auf der Zitze sitzenden Melkbecher zu begrenzen. Diese hängt insbesondere von der projizierten Querschnittsfläche der Zitze ab und sollte daher auf den entsprechenden Einsatz der Vorrichtung voreingestellt sein. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen ist jeweils eine konstruktive Anpassung erforderlich, abhängig davon, ob die Vorrichtung zum Abziehen von Melkbechern auf die Zitzengröße, beispielsweise einer Schaf- bzw. Ziegenherde oder einer Kuhherde individuell angepasst werden sollen. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung muss hierzu lediglich zentral die Steuerung für den Motor, speziell die Drehmomentbegrenzung des Motors verändert werden.
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Gemäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zu jedem Melkbecher eine separate Wickeltrommel vorgesehen, wobei wenigstens zwei und vorzugsweise sämtliche Wickeltrommeln der Melkbecher von einem gemeinsamen Antrieb antreibbar sind und wobei die Wickeltrommeln über eine Kupplung gesteuert mit dem Antrieb kuppelbar sind.
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Diese Weiterbildung erlaubt eine viertelindividuelle Abnahme der Melkbecher von dem Euter des zu melkenden Tieres, da sämtliche Wickeltrommeln separat angesteuert und mit dem Antrieb der Wickeltrommeln kuppelbar sind. Dementsprechend können wahlweise einzelne Wickeltrommeln mit dem Antrieb gekuppelt werden. Im Bedarfsfall kann lediglich eine einzelne Wickeltrommel zeitweilig mit dem Antrieb verbunden werden, um auf diese Weise den zugeordneten Melkbecher von der entsprechenden Zitze abzuziehen und in Richtung auf das Melkbechermagazin zu verbringen, vorzugsweise in das Melkbechermagazin einzuziehen.
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Das vorerwähnte Melkzeug umfasst Melkbecher entsprechend der Anzahl der Zitzen des zu melkenden Tieres. Mit anderen Worten ist an der Vorrichtung eine der Anzahl der Zitzen des zu melkenden Tieres entsprechende Anzahl an Wickeltrommeln vorgesehen, die jeweils individuell und gesteuert durch die Kupplung über einen gemeinsamen Antrieb antreibbar sind.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Welle vorgesehen, die von dem zentralen Antrieb angetrieben wird und welche die jeweiligen Wickeltrommeln unter Zwischenlage der zugeordneten Kupplung trägt. Dabei befindet sich die Kupplung zwischen einer Wickelfläche für das Zugorgan der jeweiligen Wickeltrommeln und der Außenumfangsfläche der Welle. Mit Rücksicht auf eine möglichst kompakte Ausgestaltung in axialer Richtung der Welle wird diese Wickelfläche bevorzugt radial außerhalb der Kupplung vorgesehen. Die Wickeltrommel läuft bei nicht gekuppelter Kupplung frei auf der Welle und erlaubt eine Übertragung des Drehmomentes des Antriebes erst nach dem Ansteuern der Kupplung.
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Diese Kupplung kann beispielsweise eine elektromagnetische Kupplung sein, was den Vorteil mit sich bringt, dass die Kupplung relativ hohe Drehmomente sicher überträgt, sich geräuscharm, mit hoher Schaltfrequenz und kurzer Schaltzeit kuppeln läßt und einen geringen Verschleiß aufweist.
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Nach einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Welle direkt mit einer Antriebswelle des Antriebs verbunden, was zu einer einfachen und kostengünstigen Ausgestaltung führt, bei der insbesondere auf die Zwischenschaltung eines Getriebes zwischen der Antriebswelle und der Welle verzichtet wird.
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Das Zugmittel der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein Seil, ein Riemen, eine Kette oder ein Seilzug oder dergleichen sein oder umfassen. In gleicher Weise können die sich zwischen den jeweiligen Melkbechern und einem entfernten Sammelstück erstreckenden Milchleitungen als Zugmittel dienen. Dementsprechend hat die Vorrichtung vorzugsweise einen Reibantrieb, der zwischen dem Motor und dem Zugmittel vorgesehen ist, wobei Letzteres insbesondere durch die vorerwähnte Milchleitung gebildet ist. Das Zugmittel kann den kurzen oder den langen Milchschlauch umfassen oder als solcher ausgebildet sein. Der Verzicht auf gesonderte Zugmittel verringert die Gefahr einer Verhaspelung der länglichen Zugmittel bzw. der Milchleitungen.
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Nicht zuletzt mit Rücksicht auf eine möglichst ordentliche Führung und Anordnung der Zugmittel, auch bei abgezogenen Melkbechern, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Antrieb durch einen Hubzylinder auszubilden und die Kupplung derart anzupassen, dass die Melkbecher über die Kupplung gesteuert mit einem beweglichen Ende des Hubzylinders kuppelbar sind. Bei dieser Ausgestaltung führt die Betätigung des Hubzylinders nicht nur dazu, dass über die Zugmittel die Melkbecher abgezogen werden, sondern gleichzeitig auch, dass die Zugmittel und/oder Milchleitungen in vorbestimmter Weise nach Abziehen der Melkbecher von den Zitzen aufgehängt sind. Hierzu erlaubt die Kupplung oder eine separat vorgesehene Schlauchklemme vorzugsweise bei abgezogenem Melkbecher das Festlegen des Zugmittels an einer Aufhängung.
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Die Kupplung umfasst daher vorzugsweise eine Klemmeinrichtung oder eine Klemme oder eine Greifeinrichtung, die das Zugmittel zu dem jeweiligen Melkbecher greift und nach Abziehen des Melkbechers von dem Antrieb und/oder von dem Zugmittel gelöst wird. Die relativ große freie Länge des Zugmittels nach Abziehen der Melkbecher von den Zitzen kann auch bei verhältnismäßig geringer Betätigung des Antriebes ordentlich abgelegt werden, wenn der Antrieb ein Flaschenzugsystem für das Zugmittel aufweist, wie dies mit einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen wird. Das Grundprinzip eines Flaschenzugsystems wie auch eines auf das System wirkenden Hubzylinders ist beispielsweise aus der
US-4,408,564 bekannt.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Zugmittel derart ausgebildet, dass der zugeordnete Melkbecher durch Zug an dem Zugmittel in das Melkbechermagazin eingebracht wird. Dementsprechend kann mit dem Zugmittel der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht nur die Strecke zwischen dem Euter des zu melkenden Tieres und dem Melkbechermagazin überbrückt werden. Vielmehr ist es auch möglich, durch Zug auf das Zugorgan die Melkbecher direkt in die Ausgangslage, d. h. in die Melkbecheraufnahmen des Melkbechermagazins einzubringen.
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Das Melkbechermagazin weist vorzugsweise Aufnahmen für jeden Melkbecher des Melkzeuges auf. Daran kann ein Spüladapter vorgesehen sein, um ein Spülen der Melkbecher zu ermöglichen.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung zum Abziehen von Melkbechern eine Geschwindigkeitssteuereinrichtung auf, die z. B. als Winkelgeschwindigkeitssteuereinrichtung ausgeführt sein kann. Die Geschwindigkeitssteuereinrichtung ist vorzugsweise derart vorbereitet, dass der Melkbecher zunächst in einer ersten Hauptphase mit geringer Geschwindigkeit von der Zitze abgezogen, dann in einer weiteren Hauptphase mit hoher Geschwindigkeit in Richtung auf das Melkbechermagazin zu bewegt und schließlich in einer abschließenden Hauptphase mit geringer Geschwindigkeit in das Bechermagazin eingeführt wird.
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Die weitere Hauptphase kann die zweite Hauptphase sein, die mit der Abnahme der Melkbecher beginnen kann. Die abschließende Hauptphase kann die dritte Hauptphase sein, die mit der Aufnahme der Melkbecher in der Melkbecheraufnahme bzw. in dem Bechermagazin endet.
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Mit der Geschwindigkeitssteuereinrichtung erfolgt ein individuelles und schonendes Abziehen, d. h. Abnehmen der jeweiligen Melkbecher von der Zitze des zu melkenden Tieres. In der zweiten Phase wird der Melkbecher mit hoher Geschwindigkeit in Richtung auf das Melkbechermagazin zu bewegt. Diese erhöhte Geschwindigkeit sollte vorzugsweise so gewählt werden, dass eine Berührung des Melkbechers mit dem Boden verhindert wird. Auf diese Weise kann der aus dem vorerwähnten Stand der Technik bekannte konstruktiv aufwendige Aufbau vermieden werden, bei welchem die von der Zitze abgenommenen Melkbecher durch gesonderte, über Winden gestraffte Halteseile bis zur Aufnahme der Zitzenbecher in dem Melkbechermagazin gehalten werden müssen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich grundsätzlich mit verschiedensten Antrieben realisieren, so z. B. mit Elektromotoren wie z. B. Gleichstrommotoren, Servomotoren, Schrittmotoren oder mit Pneumatikmotoren oder mit Hydraulikmotoren oder mit dergleichen mehr. Zur einfachen Verwirklichung der Winkelgeschwindigkeitssteuereinrichtung ist es indes zu bevorzugen, den Antrieb durch einen Elektromotor auszubilden, dessen Drehzahl durch die Geschwindigkeitssteuereinrichtung auf einfache Weise zur Einstellung der gewünschten Geschwindigkeit in den verschiedenen Bewegungsphasen variiert werden kann.
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In bevorzugten Weiterbildungen ist wenigstens ein Sensor vorgesehen, mit dem ein Maß für das Drehmoment erfassbar ist und erfasst wird. Der Sensor kann als Drehmomentsensor ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass die Stromstärke des Elektromotors erfasst wird und daraus auf das vorliegende Drehmoment zurückgeschlossen wird. Wenn das Drehmoment ein vorgegebenes Maß übersteigt, kann der Antrieb gestoppt werden, um Verletzungen des Tieres oder Schäden an der Anlage zu vermeiden.
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Weiterhin eignet sich ein solcher Sensor auch im normalen Betriebsbereich gut zur Steuerung der Vorrichtung, indem der Geschwindigkeitsverlauf der Zugmittel in Abhängigkeit von den gemessenen Drehmomenten gesteuert wird.
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In bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung ist wenigstens ein Wegsensor vorgesehen. Ein Wegsensor kann zur Steuerung des Verfahrensablaufs eingesetzt werden, da anhand des zurückgelegten Einzugweges auf die aktuelle Position des Melkbechers geschlossen werden kann.
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Vorzugsweise ist wenigstens ein Winkelsensor oder ein Drehwinkelgeber vorgesehen. Ein Drehwinkelgeber kann beispielsweise an der Antriebswelle des gemeinsamen Antriebs vorgesehen sein und es kann jeweils ein Drehwinkelgeber an jeder Wickeltrommel vorgesehen sein. Aus den einzelnen Signalen kann die jeweilige Position der Melkbecher abgeleitet werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird der Beginn der zweiten Hauptphase durch den in der ersten Hauptphase zurückgelegten Wickelweg vorgegeben. Folglich überprüft die Geschwindigkeitssteuereinrichtung anhand des in der ersten Phase zurückgelegten Wickelweges, ob der zugeordnete Melkbecher bereits vollständig von der zugeordneten Zitze abgezogen worden ist. Als geeigneter zurückgelegter Wickelweg der ersten Phase kann beispielsweise ein Wickelweg festgelegt werden, der der maximalen Länge einer in dem Melkbecher aufgenommenen Zitze entspricht.
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Das Ende der zweiten Hauptphase ist vorzugsweise durch einen Impuls vorgegeben, der von einem dem Bechermagazin zugeordneten Sensor abgegeben wird, wenn der Melkbecher in seine zugeordnete, an dem Melkbechermagazin ausgebildete Melkbecheraufnahme eintritt. Der entsprechende Sensor kann ein Drucksensor sein, der am Eingang der Melkbecheraufnahme vorgesehen ist. Alternativ kann beispielsweise auch ein induktiver oder kapazitiver Sensor vorgesehen sein, der das Vorhandensein des Melkbechers erkennt.
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Gemäß einer alternativen Ausgestaltung ist das Ende der zweiten Hauptphase durch den in dieser Phase zurückgelegten Wickelweg vorgegeben. Diese bevorzugte Ausgestaltung setzt im Allgemeinen voraus, dass die Lage des Melkbechers zu Beginn der Einzugsbewegung bekannt ist, was zur der weiteren Notwendigkeit führt, entsprechende Erkennungsmittel vorzusehen. Diese Ausgestaltung dürfte zwar aufwendiger sein, sie lässt aber eine genauere und auf die Phasen abgestimmte Geschwindigkeitsregelung der vorerwähnten Phasen zu. Die Steuerung über den zurückgelegten Wickelweg kann entweder unmittelbar, d. h. anhand eines gemessenen zurückgelegten Wickelweges, beispielsweise durch Überwachen der Bewegung des Zugmittels erfolgen. Alternativ kann die Wegsteuerung auch indirekt erfolgen, beispielsweise durch zeitliche Überwachung der Wickeldauer. Denn bei bekannter Wickelgeschwindigkeit und ohne Schlupf kann der zurückgelegte Wickelweg anhand der entsprechenden Wickeldauer berechnet werden.
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Alternativ kann auch eine Ortssteuerung verwirklicht sein, sofern die Vorrichtung mit mindestens einem Wegmessgerät und/oder einem Drehwinkelgeber verfügt, mit denen die aktuelle Lage der jeweiligen Melkbecher bestimmt werden kann.
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Im Hinblick auf eine möglichst genaue und effiziente Steuerung der einzelnen Phasen ist es zu bevorzugen, dass die Geschwindigkeitssteuereinrichtung den Beginn der ersten Phase durch Überwachen des von dem Antrieb aufgewandten Drehmomentes festlegt. Bei dieser besonders bevorzugten Weiterbildung kann sich das Zugmittel zunächst beim Ermelken der Milch spannungsfrei zwischen der Wickeltrommel und dem Melkbecher erstrecken, so dass dem zu melkenden Tier eine gewisse Bewegungsfreiheit erlaubt wird, ohne dass aufgrund der Eigenspannung des Zugmittels Melkbecher von dem Euter des zu melkenden Tieres abgezogen werden.
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Der Milchfluss wird während des Melkens meist durch ein Durchflussmessorgan ermittelt, welches den Volumenstrom an ermolkener Mich ermittelt. Bei zitzenindividueller Messung ist jedem Melkbecher ein Durchflussmessorgan nachgeordnet. Zum Ende der Melkphase einer Zitze wird zunächst das entsprechende Zugmittel des Melkbechers der Zitze allein und einzeln automatisch an den gemeinsamen Antrieb angekuppelt, und es wird das Zugmittel zwischen der Wickeltrommel und dem entsprechenden Melkbecher gespannt. Bei einer hinreichenden Spannung, die noch nicht zu einer Relativbewegung zwischen dem Melkbecher und der Zitze des zu melkenden Tieres führt, bei der jedoch ein kritischer Grenzwert für das Drehmoment überschritten wird, gibt die Geschwindigkeitssteuereinrichtung ein Signal ab, welches den Beginn der ersten Phase anzeigt.
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Danach werden die drei vorerwähnten Phasen zum Einziehen des vorerwähnten Melkbechers abgefahren. In gleicher Weise wird jeweils nacheinander bei den anderen Melkbechern des Melkzeuges verfahren.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, die eine kompakte Bauweise der Vorrichtung erlaubt, weist das Melkbechermagazin zu jedem Melkbecher des Melkzeuges eine entsprechende Aufnahme auf. Sämtliche Melkbecher eines Melkzeuges sind danach in der Ruheposition auf engstem Raum in dem gemeinsamen Melkbechermagazin gehalten. Diese Anordnung bietet die Möglichkeit, die einzelnen Melkbecher zwischen aufeinander folgenden Melkvorgängen zentral zu reinigen bzw. zu desinfizieren. Eine solche Desinfektion kann beispielsweise stattfinden, indem das Melkbechermagazin zusammen mit sämtlichen Melkbechern zu einer Reinigungs- und Desinfektionsstation verbracht wird. Bei entsprechenden gemeinsamen Verfahrbewegungen sämtlicher Melkbecher können sämtliche Kupplungen ge- oder entkuppelt sein, wodurch eine weiterer Vereinfachung der Vorrichtung begründet wird. Im erstgenannten Fall wird die Verfahrbewegung des Magazins durch eine entsprechende Betätigung des Antriebes nachgeführt.
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Zu Ende des Melkvorganges kann es vorkommen, dass zwei Zitzenbecher mehr oder weniger zeitgleich von den Zitzen abgezogen werden sollen. Es kann abhängig von dem Antrieb für die Zugmittel vorteilhaft sein, eine solche von der Steuerung erkannte Anforderung so zu steuern, dass zunächst ein erster Melkbecher der beiden zeitgleich abzuziehenden Melkbecher abgezogen wird und danach erst der Zweite. Ein solches Vorgehen ist auch dann denkbar, wenn eigentlich ein Erfordernis besteht, zwei Melkbecher nicht zeitgleich, aber zeitlich überlappend abzuziehen. Sofern beide Melkbecher zeitgleich abgezogen werden, was aufgrund der gleichen Geschwindigkeit der mit einem Motor gekoppelten Zugmittel kein Problem darstellt, sollte die Kupplung möglichst stufenlos sein, um ein gezieltes Schleifenlassen der Kupplung zu ermöglichen. Hierdurch kann die Abzugsgeschwindigkeit für den einzelnen Melkbecher individuell eingestellt werden, obwohl sämtliche Zugmittel mit dem gleichen Antrieb gekuppelt sind.
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Die vorliegende Erfindung erlaubt ein viertelindividuelles Abziehen, d. h. Abziehen von Melkbechern von der Zitze eines zu melkenden Tieres. Da die Wickeltrommeln über Kupplungen gesteuert mit dem Antrieb kuppelbar sind, können auch mehrere Wickeltrommeln zeitgleich mit dem Antrieb gekuppelt werden, was die Möglichkeit offen lässt, mehrere, gegebenenfalls alle Melkbecher über das Zugmittel einzuziehen oder eine Bewegung derselben gesteuert zu gestatten.
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Weitere Vorteile und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus dem Ausführungsbeispiel, das nun mit Bezug auf die Figuren erläutert wird.
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In den Figuren zeigen:
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1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer schematischen Seitenansicht,
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2 die Abziehgeschwindigkeit über der Zeit beim Abziehen eines Melkbechers mit der Vorrichtung nach 1.
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In 1 ist eine Vorrichtung 1 zum Abziehen von Melkbechern stark schematisch dargestellt. Die Vorrichtung umfasst einen als Elektromotor 2 ausgeführten gemeinsamen Antrieb, der eine Antriebswelle 3 umfasst. Mittels des gemeinsamen Antriebs können alle Melkbecher von den Zitzen der gemolkenen Tiere abgezogen werden. In anderen Ausgestaltungen können auch zwei Antriebsmotoren vorgesehen sein, wobei ein Antriebsmotor dann jeweils zum individuellen Abziehen von zwei Melkbechern dient.
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Auf der Antriebswelle 3 ist eine Wickeltrommel 6 angeordnet, die zum Aufwickeln eines Seiles 29 dient. Das Seil 29 ist mit einem ersten Melkbecher 30 verbunden. Zwischen der Antriebswelle 3 und der Wickeltrommel 6 ist eine Kupplung 7 vorgesehen, mittels derer die Wickeltrommel an die Antriebswelle gekuppelt werden kann. Die Kupplung kann dabei eine drehfeste Verbindung herstellen oder aber auch eine schleifende Stellung ermöglichen, in der nur ein einstellbarer Teil der Drehbewegung der Antriebswelle 3 auf die Wickeltrommel 6 übertragen wird. Dadurch wird auch bei konstanter Drehzahl der Antriebswelle 3 eine steuerbare Drehgeschwindigkeit der Wickeltrommel 6 ermöglicht, die zwischen Stillstand und der Maximaldrehzahl variiert werden kann. Je nach Auslegung kann auch oder zusätzlich dazu die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle variiert werden.
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Über die Drehgeschwindigkeit der Wickeltrommel 6 wird die Abzieh- und Einziehgeschwindigkeit des zugehörigen Melkbechers 30 eingestellt.
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Über einen Winkelsensor 10 oder dergleichen wird die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle 3 insgesamt erfasst und überwacht oder auch geregelt.
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An der Wickeltrommel 6 kann ein Winkelsensor 9 vorgesehen sein, um die Relativdrehgeschwindigkeit zwischen Antriebswelle 3 und Wickeltrommel 6 zu bestimmen. Die gemessenen Werte werden von einer Steuereinrichtung (nicht dargestellt) ausgewertet und daraus wird die absolute Drehgeschwindigkeit der Wickeltrommel 6 und damit die Abzieh- bzw. Einziehgeschwindigkeit des zugehörigen Melkbechers ermittelt. An Stelle eines Winkelsensors 9, der die relative Drehbewegung zwischen Wickeltrommel 6 und Antriebswelle 3 erfasst, kann auch ein absoluter Winkelsensor vorgesehen sein, der die Drehbewegung der Wickeltrommel 6 absolut erfasst, z. B. gegenüber einem die Vorrichtung umgebenden Gehäuse.
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Die Stromaufnahme des Antriebsmotors 2 wird mittels einer Stromüberwachungseinrichtung 23 erfasst. Bei Überschreiten einer Grenzstromaufnahme wird der Antrieb über den Kontakt 24 abgeschaltet, um Verletzungen des Tieres oder Schäden an der Anlage zu vermeiden.
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Die Kraft, mit dem die Wickeltrommel an dem Melkbecher zieht, wird über einen geeigneten Sensor erfasst. Das kann z. B. ein Drehmomentsensor 8 sein, der das Drehmoment zwischen Antriebswelle 3 und Wickeltrommel 6 erfasst. Über das Antriebsmoment des Motors 2, das z. B. über die Stromaufnahme des Motors abgeleitet werden kann, wird dann die aktuelle Zugkraft auf den zur Wickeltrommel 6 zugehörigen Melkbecher bestimmt. Der Drehmomentsensor 8 kann auch das absolute Drehmoment erfassen.
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Für die weiteren Zitzen einer Kuh sind weitere Wickeltrommeln 11, 15, und 19 vorgesehen, die in analoger Weise über entsprechende Kupplungen 12, 16 und 20 verfügen. Zur Bestimmung der Winkelposition ist jeweils ein Winkelsensor 13, 17 und 21 vorgesehen. Das jeweilige Drehmoment wird über Sensoren 14, 18 und 22 bestimmt.
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In 2 ist in schematischer Weise der Verlauf 25 der Geschwindigkeit des als Seil 29 ausgeführten Zugmittels beim Abziehen eines Melkbechers 30 über der Zeit aufgetragen.
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Der Ab- und Einziehvorgang kann insgesamt in drei Hauptphasen 25, 26 und 27 eingeteilt werden. In der ersten Hauptphase 26 tritt beim Einkuppeln zunächst ein Anstieg 31 der Geschwindigkeit auf, bis eine erste langsame Geschwindigkeit 32 erreicht ist. Mit dieser Geschwindigkeit wird das lockere Seil 29 eingeholt, bis es zum Zeitpunkt 33 gespannt ist. Das wird z. B. aus dem Drehmoment abgeleitet, das fortwährend überwacht wird und beim Spannen des Seiles ansteigt. Z. B. zu diesem Zeitpunkt wird das Vakuum im Melkbecher abgeschaltet, um ein schonendes Abziehen zu ermöglichen. Kurz darauf wird die Abziehgeschwindigkeit zu Beginn der zweiten Hauptphase 27 enorm erhöht. Das erfolgt in der Beschleunigungsphase 41.
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Der Melkbecher fällt dann von der Zitze ab, da die Zugkraft das nachlassende Vakuum im Melkbecher übersteigt. Dadurch wird eine besonders zitzenschonende Abnahme ermöglicht, da nicht unter vollem Vakuum abgezogen wird, sondern erst, wenn das Vakuum abgebaut ist.
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Um zu verhindern, dass der Melkbecher in den eventuell auf dem Boden vorhandenen Dreck fällt, wird die Einziehgeschwindigkeit stark erhöht und bleibt auch hoch in der Hochgeschwindigkeitsphase 42. Trotz der schonenden Abnahme kann hier eine Verschmutzung des Melkbechers weitgehend vermieden werden, da die Abzieh- und Einzieh- bzw. Einholgeschwindigkeit sehr groß ist, so dass der Melkbecher 30 seitlich derart schnell abgezogen wird, dass er in der Regel den Boden nicht berührt.
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Wenn über die aufintegrierte Winkelgeschwindigkeit oder über einen separaten Sensor zum Zeitpunkt 43 erkannt wird, dass der Melkbecher in die Nähe der Endlage bzw. in die Nähe der Melkbecheraufnahme gelangt, wird die abschließende dritte Hauptphase 28 eingeleitet. Die dritte Hauptphase 28 beginnt mit einer Verzögerungsphase 44, in der die Drehgeschwindigkeit reduziert wird, an die sich eine Einzugsphase 51 anschließt, in der der Melkbecher langsam eingeholt wird. Zum Schluss erfolgt ein langsames Abstoppen in der Phase 52, in der der Melkbecher in der Melkbecheraufnahme platziert wird.
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Durch das langsame und schonende Einführen in die Melkbecheraufnahme werden Schäden an der Melkbecheraufnahme und am Melkbecher zuverlässig verhindert.
