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Die
Erfindung betrifft ein Melkzeug mit soviel Zitzenbechern, wie das
zu melkende Euter Zitzen hat, welche Zitzenbecher aus einer starren
Becherhülse
und einem darin eingezogenen Zitzengummi bestehen, mit an das Innere
der Zitzengummis anschließbaren
Milchleitungen, an die Unterdruck anlegbar ist, und mit die Zitzengummis
in den Hülsen umgebenden
Pulsräumen,
an die wechselweise Unterdruck und Umgebungsdruck und/oder Überdruck anlegbar
ist.
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Derartige
Melkzeuge mit Zweiraum-Zitzenbechern sind internationaler Standard
des Maschinenmelkens. An die Pulsräume der Zitzenbecher ist herkömmlicherweise über Pulsleitungen
ein Pulsator angeschlossen, der den Druckwechsel bewirkt. Bekannte
pneumatische und elektronische Pulsatoren sind gleichermaßen aufwendig.
Ihre Anschlußverbindung
mit den Pulsleitungen ist recht umständlich.
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Aus
der
DE 37 42 742 A1 ist
ein Melkzeug bekannt, das nur begrenzt einen Unterdruck an der Zitze
zuläßt und durch
ein Ventil in den milchabführenden
Schläuchen
gesteuert wird.
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Als
weiteres ist aus der Anmeldung
DE 25 23 465 B2 ein Melkzeug bekannt, das
als Vakuumentlastung periodisch Atmosphärenluft unter der Zitze mittels
einer Zuleitung einströmen
läßt. Diese
einströmende
Luft wird durch ein Ventil gesteuert, das seinerseits auf die Druckverhältnisse
im Pulsraum reagiert.
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Aus
der
US 39 31 795 A geht
ein Melkzeug hervor, das in einer Ausführungsvariante den aus seiner
Eigendynamik pulsierenden Zitzengummi nutzt und dadurch ein Ventil
im Pulsraum steuert. Als Vakuumversorgung wird der Milchschlauch
genutzt. Eine extern gesteuerte, beliebige Pulsation des Zitzengummis
ist dabei nicht möglich.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Melkzeug der eingangs genannten Art zu
schaffen, das ohne Pulsator auskommt, dadurch in Aufbau und Anschlußverbindung
erheblich vereinfacht ist und Rückspray,
Zitzenbaden, ballooning und Klettern des Zitzenbechers an der Zitze
gleichermaßen
entgegenwirkt.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch ein Melkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Das Melkzeug
ist neben den bekannten Merkmalen des Oberbegriffs mit wenigstens
einer direkten Verbindungsleitung zwischen einem der Pulsräume des
Melkzeugs und einem Unterdruckbereich im Inneren eines Zitzengummis
oder dem Unterdruckbereich einer an einen Zitzengummi angeschlossenen
Milchleitung oder dem Unterdruckbereich eines Milchsammelstückes (oder
Milchzusammenführung)
oder dem Unterdruckbereich eines Melkbechers, und durch ein in der Verbindungsleitung
liegendes Schaltventil, das unabhängig von der Eigendynamik des
Zitzengummis extern gesteuert wird, und das in einer ersten Schaltstellung
(Saugstellung) die Verbindungsleitung freigibt und in einer zweiten
Schaltstellung (Entlastungsstellung) die Verbindungsleitung drosselt
oder sperrt, wobei in der Entlastungsstellung über dasselbe oder ein oder
mehrere weitere Schaltventile der Pulsraum mit der Umgebung und/oder
einer Druckgasquelle verbunden ist, ausgestattet.
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Über das
in der Verbindungsleitung liegende Schaltventil wird in der Saugphase
der in dem Unterdruckbereich des Melkzeugs herrschende Unterdruck
an den Pulsraum angelegt. Es liegen dann ausgeglichene Unterdruckverhältnisse
in Unterdruckbereich und Pulsraum vor, wodurch dem ballooning und Klettern
des Zitzenbechers an der Zitze entgegengewirkt wird. In der Milchleitung
herrschen von der Zitze tendenziell stärker wegführende Strömungsverhältnisse, die Rückspray
und Zitzenbaden verhindern.
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Das/die
Schaltventil(e) ist/sind im Aufbau unaufweniger, als ein Pulsator,
demgegenüber
sich erweiterte Steuerungmöglichkeiten
ergeben. Während die
vier Zitzenbecher eines Melkzeugs über einen Pulsator entweder
im Gleichtakt oder paarweisen Wechseltakt betrieben werden, kann
eine individuelle Ansteuerung des/der Schaltventile(s) eines jeden
Zitzenbechers erfolgen. Das/die Schaltventil(e) können im
Gleichtakt oder paarweise im Wechseltakt oder einzeln sequenziell
mit gleicher oder verschiedener Frequenz betrieben werden. Dadurch
besteht die Möglichkeit,
Unterdruckschwankungen auszugleichen und eine an nähernde Konstanz
des an der Zitzenspitze herrschenden Unterdrucks zu erreichen. Gewünschtenfalls
kann aber auch durch entsprechende Ansteuerung des Zitzenbechers
mit dem/den Schaltventil(en) eine gezielte Unterdruckentlastung an
der Zitzenspitze herbeigeführt
werden. Nicht zuletzt besteht die Möglichkeit, das/die Schaltventil(e) einzeln
abzuschalten, um ein Blindmelken zu verhindern.
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Es
ist vorgesehen, daß der
Unterdruckbereich des Melkzeugs, an den die Verbindungsleitung führt, das
Innere eines Zitzengummis ist.
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Es
ist vorgesehen, daß der
Unterdruckbereich des Melkzeugs, an den die Verbindungsleitung führt, das
Innere einer an ein Zitzengummi angeschlossenen Milchleitung ist.
Dabei kann es sich um eine Milchleitung zur einzelnen Ableitung
von einer Zitze oder um eine zu einer Zusammenführung oder zu einem Sammelstück führende Milchleitung
handeln.
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Die
Verbindungsleitung kann den Pulsraum und den Unterdruckbereich ein
und desselben Zitzenbechers verbinden. Doch kann die Verbindungsleitung
auch den Pulsraum und den Unterdruckbereich verschiedener Zitzenbecher
eines Melkzeugs verbinden.
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Dabei
kommt sowohl eine paarweise Überkreuzverbindung
von je zwei Zitzenbechern, als auch eine zyklische Verbindung der
Zitzenbecher eines Melkzeugs in Betracht.
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Es
ist vorgesehen, daß der
Unterdruckbereich des Melkzeugs, an den die Verbindungsleitung führt, das
Innere eines Sammelstücks
ist, an das die Milchleitungen des Melkzeugs angeschlossen sind.
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Das
Schaltventil kann in dem Leitungsstrang der Verbindungsleitung freiliegen
oder an dem Zitzenbecher oder an der Milchleitung oder an dem Sammelstück angebracht
sein.
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Als
Schaltventil kann in der Verbindungsleitung ein elektromagnetisches
3/2 Wegeventil oder 4/2 Wegeventil oder 5/2 Wegeventil vorgesehen
sein.
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Als
Schaltventile können
aber auch zwei elektromagnetische 2/2 Wegeventile vorgesehen sein.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsvariante ist
eine zusätzliche
Belüftung
der Milchleitung über ein
elektromagnetisches oder differenzdruckbetätigtes Schaltventil vorgesehen.
Diese Belüftung
kann sowohl direkt als auch über
den Pulsraum erfolgen.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 einen
axialen Schnitt durch den Zitzenbecher eines Melkzeugs mit einer
Verbindungsleitung zwischen Pulsraum und Milchleitung, in der ein
elektromagnetisches 3/2 Wegeventil liegt;
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2 einen
axialen Schnitt durch den Zitzenbecher eines Melkzeugs mit einer
Verbindungsleitung zwischen Pulsraum und Milchleitung, in der ein
elektromagnetisches 2/2 Wegeventil liegt, und mit einer an den Pulsraum
führenden
Belüftungsleitung, in
der ein weiteres elektromagnetisches 2/2 Wegeventil liegt;
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3 einen
axialen Schnitt durch den Zitzenbecher eines Melkzeugs mit einer
Verbindungsleitung zwischen Pulsraum und Milchleitung, in der ein
elektromagnetisches 3/2 Wegeventil liegt, und mit einer an die Milchleitung
führenden
Belüftungsleitung,
in der ein weiteres elektromagnetisches 2/2 Wegeventil liegt;
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4 einen
axialen Schnitt durch den Zitzenbecher eines Melkzeugs mit einer
Verbindungsleitung zwischen Pulsraum und Milchleitung, in der ein
elektromagnetisches 3/2 Wegeventil liegt, und mit einer an den Pulsraum
führenden
Belüftungsleitung, in
der ein weiteres elektromagnetisches 2/2 Wegeventil liegt;
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5 einen
axialen Schnitt durch den Zitzenbecher eines Melkzeugs mit einer
Verbindungsleitung zwischen Pulsraum und Milchleitung, in der ein
elektromagnetisches 3/2 Wegeventil liegt, und mit einer an die Milchleitung
führenden
Belüftungsleitung,
in der ein differenzdruckbetätigtes
Belüftungsventil
liegt;
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6 einen
axialen Schnitt durch den Zitzenbecher eines Melkzeugs mit einer
Verbindungsleitung zwischen Pulsraum und Milchleitung, in der ein
elektromagnetisches 4/2 Wegeventil liegt;
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7 einen
axialen Schnitt durch den Zitzenbecher eines Melkzeugs mit einer
Verbindungsleitung zwischen Pulsraum und Milchleitung, in der ein
elektromagnetisches 5/2 Wegeventil liegt, über das eine direkte zusätzliche
Belüftung
der Milchleitung erfolgt;
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8 einen
axialen Schnitt durch den Zitzenbecher des Melkzeugs mit einer Verbindungsleitung
zwischen Pulsraum und Milchleitung, in der ein elektromagnetisches
5/2 Wegeventil liegt, über
das eine indirekte zusätzliche
Belüftung
der Milchleitung über
den Pulsraum erfolgt;
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9 einen
axialen Schnitt durch vier Zitzenbecher eines Melkzeugs, die durch
Verbindungsleitungen, in denen je ein elektromagnetisches 3/2 Wegeventil
liegt, paarweise über
Kreuz derart miteinander verbunden sind, daß sich jeweils eine Verbindungsleitung
zwischen dem Pulsraum eines Zitzenbechers und der Milchleitung des
anderen Zitzenbechers erstreckt; und
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10 einen
axialen Schnitt durch vier Zitzenbecher eines Melkzeugs, die durch
Verbindungsleitungen, in denen je ein elektromagnetisches 3/2 Wegeventil
liegt, zyklisch derart miteinander verbunden sind, daß sich jeweils
eine Verbindungsleitung zwischen dem Pulsraum eines Zitzenbechers
und der Milchleitung eines anderen Zitzenbechers erstreckt.
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Der
Zitzenbecher eines Melkzeugs besteht aus einer starren Becherhülse und
einem darin eingezogenen Zitzengummi 10.
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Das
Zitzengummi 10 ragt unten aus dem Boden 12 der
Becherhülse
heraus. An seine Spitze ist eine in das Innere 14 des Zitzengummis 10 führende Milchleitung 16 angeschlossen.
An die Milchleitung 16 wird Vakuum – richtiger Unterdruck – angelegt.
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Das
Zitzengummi 10 hat Abstand von der Hülsenwand 18 der Becherhülse. Der
Ringraum zwischen der Hülsenwand 18 und
dem Zitzengummi 10 ist der Pulsraum 20.
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Gemäß 1 bis 8 ist
eine Verbindungsleitung 22 zwischen dem Pulsraum 20 und
der Milchleitung 16 ein und desselben Zitzenbechers vorgesehen.
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Gemäß 1 liegt
in der Verbindungsleitung 22 ein elektromagnetisches 3/2
Wegeventil 24, das in der dargestellten Schalt stellung – der Saugstellung – die Verbindungsleitung 22 freigibt
und eine Belüftungsöffnung R
sperrt. In der anderen Schaltstellung – der Entlastungsstellung – ist die
Verbindungsleitung 22 gesperrt und die Belüftungsöffnung R
freigegeben, so daß der
Pulsraum 20 belüftet
wird.
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Gemäß 2 liegt
in der Verbindungsleitung 22 ein elektromagnetisches 2/2
Wegeventil 26, das in der dargestellten Schaltstellung – der Saugstellung – die Verbindungsleitung 22 freigibt.
In der anderen Schaltstellung – der
Entlastungsstellung – ist
die Verbindungsleitung 22 gesperrt.
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An
den Pulsraum 20 führt
eine Belüftungsleitung 28,
in der ein weiteres elektromagnetisches 2/2 Wegeventil 30 liegt.
In der dargestellten Schaltstellung – der Saugstellung – ist die
Belüftungsleitung 28 gesperrt.
In der anderen Schaltstellung – der
Entlastungsstellung – ist
die Belüftungsleitung 28 freigegeben,
so daß der
Pulsraum 20 belüftet
wird.
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Die
beiden 2/2 Wegeventile 26, 30 eines jeden Zitzenbechers
werden im Gegentakt betätigt. Wenn
das eine öffnet,
so schließt
das andere. Das kann synchron oder mit zeitlichem Versatz geschehen,
um zusätzlich
Luft in den Pulsraum 20 einzuleiten.
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Bei 3 ist
der Zitzenbecher gegenüber dem
der 1 dadurch modifiziert, daß an die Milchleitung 16 eine
Belüftungsleitung 28 führt, in
der ein zur zusätzlichen
Belüftung
dienendes elektromagnetisches 2/2 Wegeventil 30 liegt.
Bei 4 führt die
Belüftungsleitung 28 an
den Pulsraum 20.
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Gemäß 5 ist
in einer an die Milchleitung 16 führenden Belüftungsleitung 28 ein
differenzdruckbetätigtes
Belüftungsventil 32 vorgesehen.
Der Entlastungsvorgang wird durch Schalten des 3/2 Wegeventils 24 eingeleitet
und der Pulsraum 20 darüber belüftet. Sobald
in den Pulsraum 20 eine vorgegebene Druckschwelle überschritten
wird, öffnet
das Belüftungsventil 32,
und es erfolgt eine zusätzliche
Belüftung über die
Belüftungsleitung 28.
Diese ist soweit gedrosselt, daß beim
Umschalten des 3/2 Wegeventils 24 in die Saugstellung in
dem Pulsraum 20 ein Druckabfall unter die Druckschwelle
des Belüftungsventils 32 stattfindet
und letzteres wieder schließt.
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Gemäß 6 liegt
in der Verbindungsleitung 22 ein elektromagnetisches 4/2
Wegeventil 34, das in der dargestellten Schaltstellung – der Saugstellung – die Verbindungsleitung 22 freigibt.
In der anderen Schaltstellung erfolgt eine Belüftung des Pulsraums 20 und
der Milchleitung 16 über
je eine Belüftungsöffnung R.
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Gemäß 7 geschieht
dasselbe mittels eines elektromagnetischen 5/2 Wegeventils 36.
Es ist eine direkte zusätzliche Belüftung der
Milchleitung 16 vorgesehen. Gemäß 8 erfolgt
mittels eines elektromagnetischen 5/2 Wegeventils 38 eine
zusätzliche indirekte
Belüftung
der Milchleitung 16 über
dem Pulsraum 20.
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Gemäß 9 sind
die vier Zitzenbecher eines Melkzeugs paarweise über Kreuz derart miteinander
verbunden, daß sich
jeweils eine Verbindungsleitung 22 zwischen dem Pulsraum 20 eines
Zitzenbechers und der Milchleitung 16 des anderen Zitzenbechers
erstreckt.
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Gemäß 10 sind
die vier Zitzenbecher eines Melkzeugs zyklisch derart miteinander
verbunden, daß sich
jeweils eine Verbindungsleitung 22 zwischen dem Pulsraum 20 eines
Zitzenbechers und der Milchleitung 16 eines anderen Zitzenbechers
erstreckt.
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In
den Verbindungsleitungen 22 liegen elektromagnetische 3/2
Wegeventile, die in der dargestellten Schaltstellung – der Saugstellung – die Verbindungsleitungen 22 freigeben
und Belüftungsöffnungen
R sperren. In der anderen Schaltstellung – der Entlastungsstellung – sind die
Verbindungsleitungen 22 gesperrt und die Belüftungsöffnungen
R freigegeben. so daß die
jeweiligen Pulsräume 20 belüftet werden.
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Die
beschriebenen elektromagnetische Wegeventile 24, 26, 30, 34, 36, 38 können sowohl
elektromagnetisch direkt betätigt
als auch elektromagnetisch angesteuert und durch Unterdruck servobetätigt sein.
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- 10
- Zitzengummi
- 12
- Boden
(der Becherhülse)
- 14
- Inneres
(des Zitzengummis)
- 16
- Milchleitung
- 18
- Hülsenwand
- 20
- Pulsraum
- 22
- Verbindungsleitung
- 24
- Schaltventil
3/2 Wegeventil
- 26
- Schaltventil
2/2 Wegeventil
- 28
- Belüftungsleitung
- 30
- Schaltventil
2/2 Wegeventil
- 32
- Schaltventil
differenzdruckbetätigt
- 34
- Schaltventil
4/2 Wegeventil
- 36
- Schaltventil
5/2 Wegeventil
- 38
- Schaltventil
5/2 Wegeventil
- R
- Belüftungsöffnung