DE202010005053U1

DE202010005053U1 - Futtermischeinrichtung

Info

Publication number: DE202010005053U1
Application number: DE202010005053U
Authority: DE
Original assignee: Trioliet Holding BV
Current assignee: Trioliet Holding BV
Priority date: 2010-04-15
Filing date: 2010-04-15
Publication date: 2011-08-12
Anticipated expiration: 2020-04-16

Abstract

Futtermischeinrichtung (1) mit einem Mischbehälter (2) zum Aufnehmen und Mischen von wenigstens zwei sich in einer Eigenschaft unterscheidenden Futter Feststellen des Mischgrads der Futtermittel.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Futtermischeinrichtung der im Oberbegriff von Anspruch 1 erläuterten Art.
Futtermischeinrichtungen werden eingesetzt, um Futtermittel der unterschiedlichsten Art zu einem Mischfutter zu vermischen und dieses dann den zu fütternden Tieren vorzulegen. Dabei ist ein möglichst hoher Mischgrad für eine homogene Vermischung der unterschiedlichen Futtermittel wichtig, um einerseits sicherzustellen, dass jedes Tier das gleiche Futter bekommt und um andererseits zu verhindern, dass sich Tiere aus einem nicht vollständig gemischten Futter diejenigen Bestandteile heraussuchen, die am besten schmecken. Der Mischgrad wurde bislang beim ersten Mischen visuell durch den Benutzer der Mischeinrichtung festgestellt und die dafür erforderliche Zeit immer wieder eingesetzt. Dies ist jedoch in mehrfacher Hinsicht unbefriedigend. Zum einen hängt es von der Erfahrung des Benutzers ab, ob überhaupt exakt festgestellt werden kann, ob eine homogene Mischung erreicht ist. Gegenwärtig behilft man sich dadurch, dass der Benutzer zunächst feststellt, welche Mischzeit erforderlich ist, um den gewünschten Mischgrad zu erreichen, d. h. sicherzustellen, dass sich im Futter keine ungemischten Klumpen eines einzigen Futtermittels mehr finden oder sich kein Unterschied in der Konsistenz des Futters zwischen dem Ausgabeanfang am Anfang der Futtergasse und dem Ausgabeende am Ende der Futtergasse mehr finden lässt. Ein weiteres Kriterium ist der Anteil von Restfutter, das durch die Tiere nicht mehr aufgenommen wird. Schon allein die Bestimmung dieser Standardmischzeit erfordert somit eine gewisse Erfahrung beim Betrieb des Futtermischers. Darüber hinaus kann sich die Mischzeit auch während des Betriebs ändern, beispielsweise wenn sich der Feuchtegehalt und somit die Verklumpungsneigung der Futtermittel ändert oder wenn beispielsweise verwendete Mischmesser stumpf werden.
Eine im Oberbegriff des Anspruchs 1 berücksichtigte Futtermischeinrichtung ist beispielsweise aus der EP-A-1 577 663 bekannt. Diese Druckschrift beschreibt ein Futteranalysegerät in der Beladevorrichtung für selbstfahrende Futterladeeinheiten, die auch bei Mischwagen eingesetzt werden kann. Die Analyseeinrichtung umfasst im Wesentlichen ein Spektrameter, das im Wagen angeordnet sein kann, und eine elektromagnetische Strahlung auf das sich im Wagen befindliche Futter richtet, um eine Spektralanalyse durchzuführen. Bevorzugt wird eine NIR-Analyse (near infrared radiation) durchgeführt. Ziel dieser Spektralanalyse ist es, die Nährstoffzusammensetzung des Futters zu ermitteln und, falls erforderlich, die optimale Nährstoffkonzentration im Futter, wie beispielsweise den Gehalt an Wasser und Trockensubstanz, Stärke, Protein, Rohprotein, Faser und verschiedene andere chemische Elemente oder Zusammensetzungen automatisch zu korrigieren. Um die Zusammensetzung aus dem reflektierten Spektrum ablesen zu können, muss ein Referenzspektrum bekannt sein, das vorher erstellt werden muss. Der Sensor befindet sich bevorzugt mit Sender und Empfänger in einem Gehäuse, das im Belade- bzw. Aufnahmeweg des Mischwagens angeordnet ist, wo die einzelnen Futtermittel ungemischt analysiert werden können. An dieser Stelle ist es jedoch unmöglich, einen Mischgrad von zwei im Mischbehälter befindlichen Futtermitteln festzustellen. Vielmehr wird lediglich die Gesamtmenge des jeweiligen Nährstoffes festgestellt und, vermutlich, über eine Vielzahl von Messungen gemittelt, um eine Gesamtaussage über den Nährstoffgehalt des gesamten im Behälter befindlichen Futters zu erhalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Futtermischeinrichtung zu schaffen, mit der exakt und nachvollziehbar feststellbar ist, ob ein ausreichender Mischgrad erzielt wurde.
Die Erfindung wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird erreicht, dass ein gewünschter Mischgrad reproduzierbar und objektiv feststellbar ist. Auf diese Weise kann Futtermittel gespart werden und darüber hinaus die Mischzeit optimiert werden, so dass auch ein aus Sicherheitsgründen zu langes Mischen, das die Futterqualität beeinträchtigen kann oder unnötige Energie kostet, vermieden wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Der Sensor kann von unterschiedlichster Art sein, sofern er in der Lage ist, in durch die einzelnen Futtermittel vorgegebenen Grenzbereichen physikalische, chemische, elektrische oder mikrobiologische Unterschiede zwischen den einzelnen Futtermitteln der Mischung oder zwischen einzelnen Mischungsgraden der Futtermittel festzustellen.
Das Sensor-Ausgabesignal kann weiterhin dafür verwendet werden, um entweder den Mischprozess zu beeinflussen (Mischgeschwindigkeit, An- oder Ausschalten) oder eine Fehlfunktion (Stumpfwerden der Messer) anzuzeigen oder eine Warnung an den Benutzer auszugeben, dass die Mischzeit zu kurz ist.
Einige ausgewählte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Futtermischeinrichtung,
2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Futtermischeinrichtung, und
3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Futtermischeinrichtung.
1 zeigt in stark schematisierter Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Futtermischeinrichtung 1, die im dargestellten Ausführungsbeispiel als Futtermischwagen ausgebildet ist. Die Erfindung ist jedoch auch auf andere Futtermischeinrichtungen einsetzbar. Der Futtermischwagen ist von üblicher Konstruktion und enthält einen Mischbehälter 2, der über ein Fahrgestell 3 und eine Deichsel 4 an ein Antriebsfahrzeug gehängt und durch eine Futtergasse gefahren werden kann. Der Mischbehälter 2 weist eine Austragsvorrichtung 5 auf, die an einer Öffnung 6 des Mischbehälters angeschlossen ist und das Futter 7 im Inneren des Mischbehälters 2 auf Futterplätze verteilt. Im Inneren des Mischbehälters 2 kann ein übliches Mischwerkzeug üblicher Konstruktion, beispielsweise eine Mischschnecke, vorgesehen sein, die mit im Wesentlichen senkrechter Achse rotiert. Das Mischwerkzeug ist im dargestellten Ausführungsbeispiel nicht zu sehen.
Das Futter 7 im Mischbehälter 2 ist ein Mischfutter, das aus wenigstens zwei Futtermitteln zusammengesetzt ist. Das Mischfutter kann beispielsweise Raufutter und/oder Silage und/oder Mineralstoffe und/oder Kraftfutter oder dergleichen enthalten. Die einzelnen Futtermittel unterscheiden sich somit in wenigstens einer Eigenschaft, wie beispielsweise Konsistenz, Feuchtegehalt, Partikelgröße, Farbe, Temperatur, mikrobiologische Zusammensetzung, wie beispielsweise Art und Anzahl von Mikroorganismen, oder dergleichen.
Die Futtermittel zur Herstellung des Mischfutters 7 werden in den Behälter 2, bevorzugt über die obere Einschüttöffnung 2a, eingefüllt und durch das Mischwerkzeug und gegebenenfalls noch vorgesehene Mischmesser oder dergleichen gemischt. Angestrebt wird eine möglichst homogene Vermischung der einzelnen Futtermittel im Mischfutter 7. Um dies auf objektive Weise festzustellen, ist erfindungsgemäß ein Sensor 8 vorgesehen. Der Sensor 8 ist in einem Bereich der Futtermischeinrichtung 1 angeordnet, die repräsentativ für einen bestimmten Mischgrad ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Sensor derart angeordnet, dass er an der Oberfläche des Mischfutters 7 im Inneren des Behälters 2, in der Nähe der Öffnung 2a, misst, da erfahrungsgemäß dort der geringste Mischgrad auftritt. Der Sensor 8 sollte weiterhin dort angeordnet sein, wo er eine möglichst große Menge des Mischfutters 7 messen kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Sensor 8 oberhalb des Mischfutters 7, in der Nähe der Öffnung 2a angeordnet, und überwacht die Oberfläche des Mischfutters 7 in einem Bereich, in dem das Mischfutter im Behälter durch die Mischeinrichtung in Bewegung bleibt. Der Sensor misst entweder kontinuierlich in einem vorbestimmten Messbereich (oder Messpunkt) oder in vorgegebenen Zeitabständen, die auch relativ klein sein können. Die erhaltenen Daten werden bevorzugt laufend miteinander verglichen und Unterschiede zwischen den Messdaten festgestellt. Sobald keine Unterschiede mehr zwischen den Messdaten festgestellt werden, bzw. sich die Unterschiede zwischen den aufeinanderfolgenden Messdaten in einem akzeptablen Bereich bewegen, wird auf die erwünschte homogene Verteilung der Futtermittel im Mischfutter geschlossen und der Mischvorgang beendet.
Der Sensor 8 ist zum Feststellen physikalischer, chemischer oder elektrischen Eigenschaften oder der An- bzw. Abwesenheit spezifischer Marker ausgebildet.
Als Sensor 8 kann jeder beliebige Sensor eingesetzt werden, der in der Lage ist, zwei verschiedene Futtermittel im Messbereich quantitativ zu identifizieren, oder eine sich über den Mischgrad ändernde Eigenschaft des Mischfutters 7 anzuzeigen oder eine homogene Verteilung einer Eigenschaft eines ersten (Futter)-Mittels in der Masse der Futtermittel festzustellen.
Der Sensor 8 kann beispielsweise eine Kamera sein, die in vorbestimmten Abständen Bilder aufnimmt und diese entweder im Hinblick auf eine Farbverteilung (bei unterschiedlich gefärbten Futtermitteln) und/oder unterschiedlicher Elementengröße (beispielsweise Halmlänge) analysiert und die verschiedenen, nacheinander aufgenommenen Bilder miteinander vergleicht sowie bei Abweichung der Verteilung auf eine unzureichende Mischung schließt oder bei weitgehender Übereinstimmung der Verteilung feststellt, dass die Mischung homogen ist. Die Kamera kann mit sichtbarem Licht arbeiten, wobei dies den Vorteil hat, dass z. B. auch das Mischfutter 7 aus ein und demselben Futtermittel mit unterschiedlichen Elementgrößen, beispielsweise Stroh mit kurzen und langen Halmen, im Hinblick auf die Halmlängenverteilung analysiert werden kann.
Die Kamera kann jedoch auch eine Wärmebildkamera (infrarot) sein, was beispielsweise bei Futtermitteln mit unterschiedlicher Temperatur (z. B. Silage) möglich ist. Schließlich können durch den Sensor Unterschiede in der Absorption oder Unterschiede im Lichtspektrum (beispielsweise durch einen NIR(Nahe-Infrarot)-Sensor), oder in der Schall- und Schwingungs-Weiterleitung, oder in der Strahlung oder der Radioaktivität festgestellt werden.
Dabei wird z. B. festgestellt, ob sich das erhaltene Ergebnis zwischen zwei nacheinander vorgenommenen Messungen ändert. Bleibt es gleich, kann auf einen homogenen Mischgrad geschlossen werden.
Basierend auf chemischen oder physikalischen Unterschieden ist es weiterhin möglich, einen Marker einzusetzen, d. h. einen Stoff, der sich signifikant in einer chemischen oder physikalischen Eigenschaft vom Mischfutter unterscheidet, wobei diese Eigenschaft auf irgendeine Weise festgestellt und deren Verteilung im Mischfutter 7 als Maß für eine gute Durchmischung der anderen Futtermittel genommen wird. Als Marker kann beispielsweise auch ein chemischer Bestandteil oder ein Nährstoff eines der eingesetzten Futtermittel verwendet werden, der in den anderen Futtermitteln nicht vorhanden ist, so dass die homogene Verteilung dieses Futtermittels festgestellt und auf die insgesamt homogene Durchmischung des Mischfutters 7 geschlossen werden kann.
Schließlich kann durch geeignete Sensoren die Verteilung bestimmter Mikroorganismen im Mischfutter 7 festgestellt werden, die nur in einem Futtermittel oder nur in einem Teil der Futtermittel des Mischfutters 7 vorhanden sind. Auch hier kann von einer homogenen Verteilung auf einen vollständigen Durchmischungsgrad des Futtermittels geschlossen werden.
Eine weitere Möglichkeit, den Mischgrad festzustellen besteht darin, eine Eigenschaft des Mischfutters 7 zu überwachen, die sich mit steigendem Mischgrad ändert. Dafür bietet sich vor allen Dingen der Feuchtegehalt an, wenn feuchte und trockene Futtermittel zum Mischfutter 7 gemischt werden. Die Änderung des Feuchtegehalts mit steigender Durchmischung wird bevorzugt über die Änderung der elektrischen Leitfähigkeit festgestellt. Zu diesem Zweck wird, wie 2 zeigt, eine positive und eine negative Spannung an unterschiedlichen Stellen des Behälters 2 im Bereich des Mischfutters 7 angelegt, wobei die beiden Stellen bevorzugt einander diametral gegenüberliegen und relativ knapp unter der Oberfläche des Mischfutters 7 angeordnet sind. Die Leitfähigkeit wird anschließend durch den Sensor 8 festgestellt und in den Mischgrad umgerechnet.
In Abhängigkeit von der Art der unterscheidenden Eigenschaft, die zur Bestimmung des Mischgrades herangezogen werden soll, kann es zweckmäßig sein, nicht die Oberfläche des Mischfutters 7 als Messfläche zu verwenden, sondern eine Probenahmevorrichtung 9 einzusetzen, die Proben aus dem Mischfutter 7 zieht und diese anschließend dem Sensor 8 vorlegt. Die Probenahmevorrichtung 9 gemäß 3 weist kontinuierlich oder intermittierend in das Mischfutter 7 leer eintauchende und gefüllt wieder aufsteigende Probenahmebehälter 10 auf, die bevorzugt um eine im Wesentlichen horizontale Achse A rotieren. Die Probenahmebehälter 10 sind beispielsweise als Schaufeln ausgebildet oder weisen jede andere geeignete Form auf. Der Sensor 8 ist einer der oben beschriebenen Sensoren und ist außerhalb des Behälters 2, bevorzugt wiederum in der Nähe der oberen Öffnung 2a angeordnet.
Durch die Ausgabedaten der Sensoren 8 (gegebenenfalls nach einer entsprechenden elektronischen Bearbeitung) kann beispielsweise die Arbeit des Mischwerkzeuges im Inneren des Mischbehälters 2 gesteuert werden. So kann beispielsweise die Arbeitszeit des Mischwerkzeuges über die Standardzeit hinaus verlängert werden, wenn ein ungenügender Mischgrad festgestellt wird. Andererseits kann die Arbeit des Mischwerkzeuges vorzeitig beendet werden, wenn bereits vor der Standardmischzeit eine homogene Vermischung festgestellt wird. Die Arbeitszeit des Mischwerkzeuges kann weiterhin direkt vom Sensor gesteuert werden, wenn der Sensor beispielsweise kontinuierlich arbeitet. Weiterhin kann auch die Rotationsgeschwindigkeit des Mischwerkzeuges gemäß den Ausgabedaten des Sensors verändert werden. Die Steuerung der Arbeit des Mischwerkzeuges kann durch Abschalten des Antriebs oder durch Ausrücken einer Antriebskupplung erfolgen. Weiterhin ist es möglich, bei ungenügenden Mischergebnissen konstruktive Veränderungen, wie beispielsweise das Entfernen von Kontramessern oder das zusätzliche Hinzufügen dieser Messer, vorgenommen werden. Eine weitere Möglichkeit, die alternativ oder zusätzlich zu den obigen Maßnahmen vorgesehen werden kann, ist eine Anzeige oder ein Alarm, der dem Bedienpersonal signalisiert, dass ungenügend gemischt wurde, so dass manuell in den Mischvorgang eingegriffen werden kann.
In Abwandlung der beschriebenen und gezeichneten Ausführungsbeispiele kann der Sensor auch an anderen Stellen der Futtermischeinrichtung vorgesehen sein. So ist es beispielsweise denkbar, den Mischungsgrad des aus der Ausgabeöffnung austretenden Mischfutters festzustellen, d. h. den Sensor im Bereich der Ausgabeöffnung oder des Verteilförderers vorzusehen. Weiterhin können mehrere Sensoren des gleichen Typs oder unterschiedliche Sensoren, die unterschiedliche Eigenschaften feststellen, eingesetzt werden. Auch kann die Erfindung in anderen Futtermischeinrichtungen eingesetzt werden. Schließlich können andere als die beschriebenen Eigenschaften zur Bestimmung des Mischgrades festgestellt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1577663 A [0003]

Claims

Futtermischeinrichtung (1) mit einem Mischbehälter (2) zum Aufnehmen und Mischen von wenigstens zwei sich in einer Eigenschaft unterscheidenden Futtermitteln, gekennzeichnet durch einen Sensor (8) zum Feststellen des Mischgrads der Futtermittel.
Futtermischeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor am Mischbehälter (2) angeordnet ist.
Futtermischeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) mit einer Probenahmevorrichtung (9) zusammenwirkt.
Futtermischeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) zum Bestimmen einer chemischen Eigenschaft eines der Futtermittel ausgebildet ist.
Futtermischeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) zum Bestimmen einer physikalischen Eigenschaft eines der Futtermittel ausgebildet ist.
Futtermischeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) zum Feststellen einer mikrobiologischen Eigenschaft eines der Futtermittel ausgebildet ist.
Futtermischeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) zum Bestimmen einer sich mit änderndem Mischgrad ändernden Eigenschaft ausgebildet ist.
Futtermischeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) zum Bestimmen der Verteilung eines Markers ausgebildet ist.
Futtermischeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) als bildaufnehmender Sensor ausgebildet ist.
Futtermischeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) als Spektralanalysesensor, insbesondere als NIR-Sensor, ausgebildet ist.
Futtermischeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) als Temperatursensor, insbesondere als Wärmebildkamera, ausgebildet ist.
Futtermischeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) als Sensor zum Feststellen unterschiedlicher Absorption oder Reflexion insbesondere für Licht, Schall, Schwingungen, Strahlen oder Radioaktivität, ausgebildet ist.
Futtermischeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) ein Sensor zum Feststellen eines unterschiedlichen Feuchtegehalts ist.
Futtermischeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) ein Sensor zum Feststellen einer elektrischen Leitfähigkeit ist.
Futtermischeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal des Sensors (8) zum Steuern des Mischvorgangs verwendet wird.
Futtermischeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal des Sensors (8) zum An- und Abschalten einer Mischeinrichtung verwendet wird.
Futtermischeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal des Sensors (8) zum Steuern der Umdrehungsgeschwindigkeit eines Mischwerkzeugs verwendet wird.
Futtermischeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal des Sensors (8) zum Erzeugen eines Alarms und/oder einer Anzeige verwendet wird.