DE19639860A1 - Verfahren und Vorrichtung zum maschinellen Ansetzen eines Melkbechers an eine Zitze eines zu melkenden Euters - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Ansetzvorrichtung zum ma­ schinellen Ansetzen eines Melkbechers an eine Zitze eines zu melkenden Euters, bei dem die Ansetzvorrichtung in Bezug auf das Euter positioniert wird und der Melkbecher danach über die Zitze gestülpt wird.

Mit Hilfe eines derartigen Verfahrens soll die Milchviehhaltung, insbesondere die Kuhhaltung, weitgehend automatisiert werden: Die zu melkenden Tiere werden beispielsweise an einen Melkstand geleitet, wo die Melkbecher von einem Roboter an die Zitzen der zu melkenden Tiere angesetzt werden.

Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der EP 0 300 115 A1 bekannt. Die Ansetzvorrichtung ergreift einen Melkbecher und wird entlang einem sich dreidimensional erstreckenden Führungssystem verschoben bis sie eine bestimmte Position in Bezug auf das Euter erreicht hat, aus der heraus der Melkbecher über eine Zitze gestülpt werden kann. Nachdem der Stülpvor­ gang beendet ist, gibt die Ansetzvorrichtung den Melkbecher frei und kann einen weiteren Melkbecher aufnehmen, d. h. sie kann den Ansetzvorgang bei einer weiteren Zitze wiederholen.

Zu diesem Verfahren sind insbesondere zwei Nachteile zu nennen, die sich aus der Stellung des Melkbechers während des Positionierungsvorganges ergeben. Leicht kann Schmutz von oben in den Melkbecher hineinfallen, beispielsweise Kot von einer Kuh oder von der Kuh in die Luft gespritzte Flüssigkeit. Wegen der strengen Hygienevorschriften bei der Milchproduktion können so unter Umständen große Milchmengen unverkäuflich werden. Der andere Nachteil liegt in der Bodenfreiheit. An dem beim Melken unten liegenden Ende des Melkbechers ist ein Melkschlauch angeschlossen. Bei Tieren mit tiefhängendem Euter kann das System Melkbecher/Milchschlauch einen so großen Höhenbereich einnehmen, daß der Ansetzvorgang bei der beschriebenen Stellung des Melkbechers erheblich erschwert oder unmöglich wird. Schlimmstenfalls kann sogar die Ansetzvorrichtung mit dem Melkbe­ cher an am Boden anstoßen, so daß der Melkbecher und/oder die Ansetz­ vorrichtung schaden nimmt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, insbesondere bei geringer Boden­ freiheit des Euters ein zuverlässiges und stoßsicheres Ansetzen des Melkbe­ chers zu erreichen. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, den Melkbecher beim Ansetzen möglichst frei von Schmutz zu halten.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Ansetzen eines Melkbechers nach Anspruch 1 und durch eine Ansetzvorrichtung nach Anspruch 6 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweils abhängigen An­ sprüche.

Bei dem erfindungsgemaßen Verfahren wird die Zitzenöffnung des Melkbe­ chers vom Mittelpunkt seiner Längsachse aus gesehen nach oben geschwenkt. Zweckmäßigerweise findet der Schwenkvorgang möglichst kurz vor dem Stülpen des Melkbechers, oder sogar noch während des Stülpens statt. So verringert sich die Wahrscheinlichkeit, daß Schmutz in den Melkbecher gelangt, erheblich. Auch kann die Ansetzvorrichtung bei annähernd horizontal liegender Längsachse des Melkbechers wesentlich tiefer unter dem Euter des zu melkenden Tieres verfahren werden. Dies stellt insbesondere dann einen bedeutenden Vorteil dar, wenn eine automatische Steuerung die Positionie­ rung vornimmt und die Abmessungen des Tieres der Steuerungslogik noch unbekannt sind.

Bevorzugt ist eine Ausbildung des Verfahrens, bei dem der Schwenkvorgang erst nach dem Abschluß des Positioniervorganges beginnt. Hierdurch wird sichergestellt, daß bis zum letztmöglichen Zeitpunkt die Zitzenöffnung so gelegen ist, daß kein Schmutz in den Melkbecher gelangt.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird vor­ geschlagen, daß die Zitzenöffnungen mindestens teilweise verdeckt und noch vor Beginn des Stülpvorganges freigegeben wird.

Durch Bewegung einer Kuh kann es notwendig sein, daß die Ansetzvor­ richtung entsprechend der Positionsverlagerung der Zitze verfahren werden muß. Um sicherzustellen, daß während eines solchen Verfahrvorganges der Melkbecher in seiner vorgegebenen Stellung verbleibt, wird vorgeschlagen, daß der Melkbecher nach dem Schwenkvorgang arretiert wird.

Der Schwenkvorgang als solcher kann zwischen dem Positioniervorgang und dem Stülpvorgang erfolgen. Bevorzugt ist eine Ausgestaltung des Verfahrens, bei dem der Schwenkvorgang in den Stülpvorgang übergeht. Hierbei findet mindestens ein Teil des Schwenkvorgangs während des Stülpvorgangs statt.

Nach einem anderen erfinderischen Gedanken wird eine Ansetzvorrichtung zum maschinellen Ansetzen eines Melkbechers mit einer Zitzenöffnung an ein zu melkendes Euter, wobei die Ansetzvorrichtung mindestens einen Melkbecherhalter zum lösbaren Verbinden mit einem Melkbecher enthält, vorgeschlagen, bei der der Melkbecherhalter mit einer Schwenkeinrichtung verbunden ist. Durch die Schwenkeinrichtung ist die Zitzenöffnung des Melkbechers vom Mittelpunkt seiner Längsachse aus gesehen nach oben schwenkbar, wobei ein Schwenkwinkelbereich von mehr als 25° überstreich­ bar ist, vorzugsweise von 90°.

Die Schwenkeinrichtung umfaßt vorzugsweise einen Träger, der gelenkig mit einem Haltearm des Melkbecherhalters verbunden ist sowie eine Antriebsein­ heit.

Bevorzugt ist die gelenkige Verbindung in Form eines Kugelgelenks ausge­ bildet.

Eine konstruktiv einfache und zuverlässige Schwenkeinrichtung wird dadurch erreicht, daß eine Riemenscheibe drehstarr mit dem Haltearm verbunden ist und die Antriebseinheit einen Treibriemen umfaßt, der die Riemenscheibe antreibt.

Bevorzugt handelt es sich bei dem Treibriemen um einen Keilriemen und bei der Riemenscheibe um eine Keilriemenscheibe.

Um sicherzustellen, daß der Treibriemen auf der Riemenscheibe nicht durchrutscht, wird vorgeschlagen, daß es sich bei dem Treibriemen um einen Zahnriemen und bei der Riemenscheibe um ein Zahnrad bzw. eine Zahnriemenscheibe handelt.

Nach einem anderen vorteilhaften Gedanken wird vorgeschlagen, daß der Haltearm drehstarr mit einem Zahnrad verbunden ist, und die Antriebseinheit eine Welle aufweist, die ein mit dem Zahnrad zusammenwirkendes Schnec­ kengewinde enthält. Durch die Ausgestaltung des Schneckengewindes und des Zahnrades kann der Schwenkvorgang an bestimmte Vorgaben angepaßt werden.

Alternativ zu den vorstehend beschriebenen Ansetzvorrichtungen wird eine Ansetzvorrichtung vorgeschlagen, bei der die Antriebseinheit einen Teleskop­ arm enthält, der an einem Ende, vorzugsweise gelenkig, mit dem Träger und an dem anderen Ende gelenkig mit dem Haltearm verbunden ist, wodurch eine teleskopartige Längenänderung des Teleskoparmes in eine Schwenkbewegung des Haltearmes umsetzbar ist. Bei dem Teleskoparm kann es sich um eine Zylinder-/Kolben-Einheit handeln.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Ansetzvorrichtung umfaßt die Antriebseinheit einen Teleskoparm, der an einem Ende, vorzugsweise gelenkig, mit dem Träger verbunden ist und das andere Ende gleitend am oder in dem Haltearm geführt ist, wodurch eine teleskopartige Längenände­ rung des Teleskoparmes in eine Schwenkbewegung des Haltearmes umsetzbar ist. Hierzu kann der Haltearm ein sich in Längsrichtung des Haltearms erstreckendes Langloch aufweisen, in dem ein am Ende des Teleskoparmes angeordneter Stift eingreift.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Ansetzvorrichtung ist ein Federelement vorgesehen, bei dem es sich vorzugsweise um eine Zugfeder handelt, die mit einem Ende mit dem Haltearm und mit dem anderen Ende mit dem Träger verbunden ist. Der Träger weist zwei die Schwenkbewegung des Halterarmes begrenzenden Schwenkanschläge auf. Desweiteren ist wenig­ stens ein Betätigungshebel vorgesehen, der am Haltearm angreift, so daß der Haltearm unter Ausnutzung der Federkraft gegen jeden der beiden Schwenk­ anschläge drückbar ist. Die jeweiligen Enden des Federelementes sind so angeordnet, daß beim Verschwenkvorgang des Haltearms die Gelenkachse auf einer die beiden Enden verbindenden geraden Linie liegt.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Melkbecherhalter mit einem Teil einer Ansetzvorrichtung nach dem Stand der Technik vor dem Stülpen des Melkbe­ chers über eine Zitze,

Fig. 2 eine Ansetzvorrichtung mit einem Melkbecher in zwei Schwenkstellungen,

Fig. 3 einen Teil einer Schwenkeinrichtung mit einem Zahnriemen und einem Zahnrad,

Fig. 4 einen Teil einer Schwenkeinrichtung mit einer Welle, die ein Schneckengewinde aufweist, und einem Zahnrad,

Fig. 5 einen Teil einer Schwenkeinrichtung mit Keilriemen und Keil­ riemenscheibe,

Fig. 6 einen Melkbecher an einer Schwenkeinrichtung mit einer Klap­ pe, die die Zitzenöffnung verdeckt,

Fig. 7 einen Teil einer Schwenkeinrichtung mit Teleskoparm und

Fig. 8 einen Teil einer Schwenkeinrichtung mit zwei Schwenkanschlä­ gen und einem Federelement, wobei die beiden Anschlags­ stellungen des Haltearmes dargestellt sind.

Fig. 1 zeigt einen Melkbecher 1, wie er durch den Stand der Technik bekannt ist. Der Melkbecher hat eine Längsachse 6, die im wesentlichen vertikal verläuft. Die Zitzenöffnung 2 des Melkbechers 1 weist zur Zitze 4 hin.

In der Fig. 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ansetzvorrichtung schematisch dargestellt. Die Ansetzvorrichtung weist einen Melkbecher 1 mit einer Zitzenöffnung 2 auf. Der Melkbecher 1 ist über einen Melkbecherhalter 5 lösbar mit einem Träger 7 verbunden.

Der Melkbecherhalter 5 umfaßt eine Schwenkeinrichtung 8, durch die der Melkbecher 1 vom Mittelpunkt seiner Längsachse 6 aus gesehen nach oben schwenkbar ist, wobei ein Schwenkwinkelbereich von mehr als 25° über­ streichbar ist, vorzugsweise von etwa 90°.

Der Melkbecherhalter 5 ist über einen Haltearm 9 mit dem Träger 7 gelenkig verbunden. In der dargestellten Ausführungsform nach Fig. 2 handelt es sich bei der gelenkigen Verbindung um ein Kugelgelenk.

Zum Verschwenken des Haltearms 9 ist eine Antriebseinheit vorgesehen.

Wie aus der Fig. 3 ersichtlich ist, ist ein Zahnrad 12 drehstarr mit dem Haltearm 9 verbunden. Über das Zahnrad 12 läuft ein Zahnriemen 14, der über einen nicht dargestellten Motor betätigbar ist. Durch die Zahnriemen 14 und Zahnrad 12 Anordnung ist der Haltearm 9 verschwenkbar, wodurch der Melkbecher 1 in die gestrichelt dargestellte Position in der Fig. 3 überführbar ist.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Ansetzvorrichtung zum maschinellen Ansetzen eines Melkbechers 1. Bei dieser Ausführungsform ist der Haltearm 9 drehstarr mit dem Haltearm 9 verbunden. Mit dem Zahnrad 12 wirkt ein Schneckengewinde 21 zusammen. Das Schneckengewinde 21 ist auf einer Welle 16 angeordnet, bei der es sich beispielsweise um eine Antriebswelle eines Elektromotors handeln kann.

Eine weitere Ausführungsform einer Ansetzvorrichtung zeigt die Fig. 5. Der Haltearm 9 ist gelenkig mit dem Träger 7 verbunden. Mit dem Halte­ arm 9 ist eine Keilriemenscheibe 13 drehstarr verbunden. In der Keilriemen­ scheibe 13 läuft ein Keilriemen 15, der über eine nicht dargestellte Antriebs­ scheibe geführt wird, wodurch der Melkbecher 1 verschwenkbar ist.

Ein zusätzlicher Schutz gegen eine Verschmutzung des Melkbechers 1 kann erreicht werden, indem die Zitzenöffnung 2 vor Beginn des Stülpvorganges mindestens teilweise verdeckt wird. Es ist z. B. möglich, eine Klappe 18 oder andere bewegliche Einrichtungen im Bereich der Zitzenöffnung 2 an der Ansetzvorrichtung anzubringen. Durch geeignete Führung der Schwenkbe­ wegung kann aber auch der Schutz von starr mit der Ansetzvorrichtung ver­ bundenen Teilen oder der Ansetzvorrichtung selbst ausgenutzt werden. Aus diesem Grund ist es unter Umständen sinnvoll, der Schwenkbewegung des Melkbechers eine Linearbewegung zu überlagern.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig. 7 dargestellt. Der Antrieb erfolgt durch einen Teleskoparm, der an einem Ende gelenkig 11a mit dem Träger 7 und an dem anderen Ende gelenkig 11b mit dem Haltearm 9 ver­ bunden ist. Eine teleskopartige Längenänderung des Teleskoparmes 10 ist somit in eine Schwenkbewegung des Haltearmes 9 umsetzbar. Die Längen­ änderung des Teleskoparmes 17 kann z. B. hydraulisch oder pneumatisch erzeugt werden. Bei einer möglichen Variante dieser Ausführungsform ist der Teleskoparm 17 vor der Schwenkbewegung nicht notwendig mit dem Haltearm 9 in Kontakt. Er ist jedoch mit dem Haltearm 9 kontaktierbar und gleitet während einer Schwenkbewegung mit seinem freien Ende über die Oberfläche des Haltearmes 9.

Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Schwenkeinrichtung. Der Träger 7 weist zwei Schwenkbewegungen des Haltearmes 9 begrenzende Schwenkanschläge 20 auf. In den Anschlagsstellungen wird der Haltearm 9 unter Ausnutzung der Federkräfte eines Federelementes 19 gehalten, das mit dem Träger 9 und mit dem Melkbecherhalter 5 verbunden ist.

In den Figuren sind einige mögliche Ausführungsformen von Schwenkeinrich­ tungen angedeutet. Es gibt jedoch weitere Ausführungsformen mit den Merkmalen einer Ansetzvorrichtung nach Anspruch 6. Zum Beispiel kann die Ansetzvorrichtung mehrere Melkbecherhalter 5 enthalten, die aber gleichzeitig nur gemeinsam einen Melkbecher halten können. Ein anderes Beispiel ist eine Ansetzvorrichtung, bei der die Zitzenöffnung 2 des Melkbechers 1 statt um eine gelenkige Verbindung zwischen einem Träger 7 und einem Halte­ arm 9 durch Seilzüge entlang einer starren Führung nach oben geschwenkt werden kann.

Bezugszeichenliste

1 Melkbecher
2 Zitzenöffnung
3 Euter
4 Zitze
5 Melkbecherhalter
6 Längsachse
7 Träger
8 Schwenkeinrichtung
9 Haltearm
10 Milchschlauch
11a, 11b gelenkige Verbindung
12 Zahnrad
13 Keilriemenscheibe
14 Zahnriemen
15 Keilriemen
16 Welle
17 Teleskoparm
18 Klappe
19 Federelement
20 Schwenkanschlag
21 Schneckengewinde

Claims (15)

1. Verfahren zum maschinellen Ansetzen eines Melkbechers (1) mit einer Zitzenöffnung (2) an ein zu melkendes Euter (3), bei dem eine Ansetz­ vorrichtung in Bezug auf das Euter (3) positioniert, der Melkbecher (1) danach mit der Zitzenöffnung (2) voran über eine Zitze (4) gestülpt und dieser nach dem Stülpvorgang von der Ansetzvorrichtung freigege­ ben wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor oder auch noch während mindestens eines Teils des Stülpvor­ ganges ein Schwenkvorgang stattfindet, bei dem die Zitzenöffnung (2) des Melkbechers (1) vom Mittelpunkt seiner Längsachse (6) aus gesehen nach oben schwenkt, wobei während des Schwenkvorganges mindestens ein Schwenkwinkelbereich von mehr als 25 Grad überstrichen wird, vorzugsweise von etwa 90 Grad.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Schwenkvorgang erst nach dem Abschluß des Positionierungs­ vorganges beginnt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zitzenöffnung (2) mindestens teilweise verdeckt wird und noch vor Beginn des Stülpvorganges freigegeben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Melkbecher (1) nach dem Schwenkvorgang arretiert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens ein Teil des Schwenkvorganges während des Stülpvorganges stattfindet.

6. Ansetzvorrichtung zum maschinellen Ansetzen eines Melkbechers (1) mit einer Zitzenöffnung (2) an ein zu melkendes Euter (3), wobei die An­ setzvorrichtung mindestens einen Melkbecherhalter (5) zum lösbaren Verbinden mit einem Melkbecher (1) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine mit einem Melkbecherhalter (5) verbundene Schwenk­ einrichtung (8) enthält, mit der die Zitzenöffnung (2) des Melkbechers (1) vom Mittelpunkt seiner Längsachse (6) aus gesehen nach oben schwenkbar ist, wobei ein Schwenkwinkelbereich von mehr als 25 Grad überstreichbar ist, vorzugsweise von etwa 90 Grad.

7. Ansetzvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkeinrichtung (8) einen Träger (7) enthält, der gelenkig mit einem Haltearm (9) des Melkbecherhalters (5) verbunden ist, und daß die Schwenkeinrichtung eine Antriebseinheit aufweist.

8. Ansetzvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gelenkige Verbindung ein Kugelgelenk enthält.

9. Ansetzvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Riemenscheibe (12; 13) drehstarr mit dem Haltearm (9) verbunden ist und die Antriebseinheit einen Treibriemen (14; 15) ent­ hält, der die Riemenscheibe (12; 13) antreibt.

10. Ansetzvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibriemen (15) ein Keilriemen und die Riemenscheibe (13) eine Keilriemenscheibe ist.

11. Ansetzvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibriemen (14) ein Zahnriemen und die Riemenscheibe (12) ein Zahnrad ist.

12. Ansetzvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltearm (9) drehstarr mit einem Zahnrad (12) verbunden ist, und die Antriebseinheit eine Welle (16) aufweist, die ein mit dem Zahnrad (12) zusammenwirkendes Schneckengewinde (16) enthält.

13. Ansetzvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit einen Teleskoparm (17) enthält, der an einem Ende, vorzugsweise gelenkig, mit dem Träger (7) und an dem anderen Ende gelenkig mit dem Haltearm (9) verbunden ist, wodurch eine teleskopartige Längenänderung des Teleskoparmes (17) in eine Schwenkbewegung des Haltearmes (9) umsetzbar ist.

14. Ansetzvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit einen Teleskoparm (17) enthält, der an einem Ende, vorzugsweise gelenkig, mit dem Träger (7) verbunden ist, und an das andere Ende gleitend am oder in dem Haltearm (9) geführt ist, wodurch eine teleskopartige Längenänderung des Teleskoparmes (17) in eine Schwenkbewegung des Haltearmes (9) umsetzbar ist.

15. Ansetzvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltearm (9) und der Träger (7) mit wenigstens einem Feder­ element (19) verbunden sind, daß der Träger (7) zwei die Schwenkbe­ wegungen des Haltearmes (9) begrenzenden Schwenkanschläge (20) aufweist, und mit wenigstens einem Betätigungshebel, der am Haltearm (9) angreift, so daß der Haltearm (9) unter Ausnutzung der Federkräfte gegen jeden der beiden Schwenkanschläge (20) drückbar ist.