DE212020000698U1

DE212020000698U1 - Zweikammer-Melkbecher

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Publication number: DE212020000698U1
Application number: DE212020000698.9U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-08-13
Filing date: 2020-09-08
Publication date: 2022-03-18
Anticipated expiration: 2030-09-09
Also published as: WO2021029784A1; RU2718852C1

Abstract

Zweikammer-Melkbecher, der einen Korpus, einen Stutzen für konstantes Vakuum, einen Stutzen für variables Vakuum, ein aus einem elastischen Material ausgeführtes Saugrohr mit einem Saugnapf und einem Schaft mit zwei Eckabschnitten und zwei Seitenabschnitten, eine Zwischenwandkammer und eine Saugkammer umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft des Saugrohrs entlang einer Längsachse einen Innenraum ausbildet, der in einem oberen Abschnitt einen kreisförmigen Querschnitt und in einem mittleren Abschnitt einen ellipsenförmigen Querschnitt aufweist, und das Saugrohr in einem unteren Abschnitt in seiner Saugkammer im Querschnitt zwei in einer Diametralebene einander gegenüberliegend angeordnete Eckabschnitte mit aneinander anliegenden Innenflächen aufweist, wobei die Innenflächen mittels inneren Kohäsionskräften des Materials ständig im aneinander anliegenden Zustand gehalten werden, wobei die Eckabschnitte beispielsweise durch Aneinanderhaften dieser Flächen oder mittels externer Druckkräfte von an einer Außenfläche des Saugrohrs angeordneten Klemmen oder mittels externer Druckkräfte von an der Außenfläche des Saugrohrs angeordneten Fixatoren ausgebildet sind und ferner zwei die beiden Eckabschnitte miteinander verbindende symmetrische Seitenabschnitte aufweist, deren Innenflächen sich in einem Entlastungstakt dicht verschließen und dabei die Saugkammer von dem Vakuum abtrennen.

Description

Die Erfindung betrifft maschinelles Melken und insbesondere Melkbecher.
Bei der Arbeit von serienmäßigen industriellen Zwei- und Dreitakt-Melkvorrichtungen, wie beispielsweise DA-2M, Majga, ADU-1, „Volga“ und anderen, lassen sich im Melkbecher eine Saugkammer und eine Zwischenwandkammer unterscheiden, welche durch ein Zitzengummi und den Korpus des Bechers gebildet werden. Während des Melkens wird unter der Zitze ein konstantes Vakuum in die Saugkammer zugeführt, und in die abgedichtete Zwischenwandkammer im Becher wird im Saugtakt ein Vakuum zugeführt, das im Entlastungstakt durch Atmosphärendruck ausgetauscht wird.
Die optimale Frequenz des Austauschs von Atmosphärendruck durch Vakuumdruck in der Zwischenwandkammer, für den ein Pulsator sorgt, beträgt optimalerweise 60±1 Pulse pro Minute bei einem vorteilhaften zeitlichen Verhältnis des Saugtakts zum Entlastungstakt von 60 % zu 40 % (Korolev V.F., Doil'nye masiny (Melkmaschinen), M. Mašinostroenie (M. Maschinenbau), 1969).
Die für das Entweichen der Luft aus den Zwischenwandkammern oder das Befüllen der Zwischenwandkammern mit Luft erforderliche Zeitdauer hat Auswirkungen auf das Betriebsverhalten des Zitzengummis aus dem sowie auf den Milchstrom in die Saugkammer im Saugtakt und auf dessen Unterbrechung im Entlastungstakt, in welchem sich das Zitzengummi zusammenzieht, wobei gleichzeitig die Zitze von der Einwirkung des Arbeitsvakuums geschützt wird, welches die physiologisch unschädliche Norm für das Säugetier um ein Vielfaches übersteigt.
Somit hängt der Schutz der Zitze der Milchdrüse beim Melken in entscheidendem Maße von der Größe des Vakuums, der Güte des Entlastungstakts, der Abdichtung der Saugkammer gegen Vakuum und dessen Dauer ab.
Bekannt ist ein Melkbecher mit einem Saugrohr, das ein (flexibles) magnetisches Plättchen auf der zylindrischen Außenwand aufweist, welches verhindert, dass der Melkbecher auf die Zitze kriecht, was nach Meinung der Autoren das Melken verbessert (Remezov L.V. und Leŝinskij, Doil'nyj stakan (Melkbecher), Erfinderzertifikat SU 1448426 A1 vom 13.04.1987).
Ein Nachteil der genannten Erfindung besteht in der Anwendung eines nichtphysiologischen magnetischen Reizfaktors auf die Zitze des Tieres. Hierbei ist außerdem die Saugkammer im Entlastungstakt nicht hinreichend gegen Einwirkung des Vakuums auf die Zitze abgedichtet.
Bekannt ist ein Melkbecher, der aufweist: einen Korpus mit Stutzen und ein Zitzengummi mit zwei Lagen, einer äußeren und einer inneren Lage, die unterschiedliche Elastizitäten aufweisen, und einen Hohlraum zwischen ihnen, der mit einem porösen Material gefüllt ist, was nach Meinung der Autoren Verletzungen der Zitzen verringert und das Melken verbessert (Patent RU 2647877 , Kovtun A. V. et al. vom 21.03.2018).
Ein Nachteil dieser Konstruktion besteht in der Komplexität des Zitzengummis mit zwei Lagen von unterschiedlicher Elastizität. Das Zitzengummi ist grob, aufgrund der Porosität nicht ausreichend hygienisch, und schützt die Zitze des Tiers nur schlecht vor der Einwirkung der Energie der Vakuumatmosphäre.
Das Zitzengummi in dem Zweikammer-Melkbecher kann sowohl Innen- als auch Außenwände mit einer Kegelstumpfform aufweisen, deren größere oder kleinere Grundfläche auf den Saugnapf gerichtet ist mit dem Ziel, die Massage der Zitze zu verbessern ( SU 1797737 , 1995, Proničev N. I. et al.). Die genannte Konstruktion massiert dennoch die Zitze des Tieres nicht ausreichend und schützt den Schließmuskel der Zitze nicht effektiv vor dem Vakuum.
Bekannt ist ein Melkbecher zur Verbesserung des Melkvorgangs, der eine Hülse mit Stutzen und ein Saugrohr mit einem Saugnapf und einem in dessen Wand ausgeführten und mit einer Flüssigkeit gefüllten Höhle aufweist, wobei die Wände und die Höhle in dem Saugnapf eine gleiche Dicke aufweisen ( SU 1308271 A1 , 1987, G. M. Moskvin).
Nachteile bestehen hinsichtlich des Arbeitsaufwands bei der Vorbereitung des Melkens, mangelnder Zuverlässigkeit und einer komplizierten Konstruktion.
Als Analog kann ein Tasseneinsatz für die Zitze des Tiers in der Melkvorrichtung betrachtet werden, bei dem ein quadratischer Querschnitt im unteren Teil des Saugrohrs benutzt wird, um im Entlastungstakt beim Melken einen verringerten Druck auf den unteren Abschnitt der Zitze im zu erzielen (Patent RU 2497351 C2 , IPC A01 J 5/06, Erfinder D. F. Sellner, Beginn der Patentdauer 26.08.2008).
Jedoch ist die genannte Konstruktion weder in der Lage, den Energieverbrauch des Vakuums zu verringern, noch die Zitze des Tiers vor der Wirkung des Vakuums beim Melken zu schützen, und verbessert somit nicht die Unschädlichkeit des Prozesses.
Als Prototyp kann die Erfindung „Vkladyš doil'nogo stakana s usilennym massažem soska“ (Einsatz eines Melkbechers mit verstärkter Massage der Zitze) (Patent RU 2666366/13/ C2 A01J 5/08(2006.01), Erfinder Él'vebû Nil'son (SE), Anmeldetag 07.09.2018) dienen. Hier weist das Saugrohr im Querschnitt mehrere Ecken auf, die durch Seitenabschnitte verbunden sind, von denen einer eine feste Seite ist, und der andere eine verdünnte schwache Seite ist, die sich im Saugtakt asymmetrisch zusammenzieht und die Zitze des Tiers stärker massiert.
Es wurde jedoch festgestellt, dass ein gewöhnliches serienmäßiges Saugrohr zwar mittels Massage der Zitze beim Melken das Milchabgaberegime auf einem hinreichenden Niveau hält, dabei aber den Blutkreislauf in der Zitze behindert und Schmerzempfindungen in den Nervenenden der Zitze aufgrund der verletzenden Wirkung der Energie des Vakuums beim Melken entstehen. Diesen Effekten wirkt die Verstärkung der Massage der Zitze, wie sie in der Patentschrift vorgeschlagen wird, überhaupt nicht entgegen. Deswegen unterstützt sie nicht die Verbesserung der Gesundheit des Tieres und verbessert nicht den Melkvorgang.
Ein Nachteil der genannten Konstruktionen von Zweikammer-Melkbechern besteht in der Abwesenheit eines Schutzes des Schließmuskels der Zitze vor der zerstörerischen Energie der vakuumierten Luftatmosphäre im Melkbetrieb, insbesondere im Entlastungstakt (Takt des Zusammenziehens des Zitzengummis).
Der vorliegenden Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, die Zitze des Tiers, die im Entlastungstakt in der Saugkammer des Melkbechers mit dem Vakuum in Kontakt kommt, mittels vollständigen Zusammenziehens des Zitzengummis besser gegen das Vakuum abzudichten, indem die Geschwindigkeit, die Vollständigkeit und die Dauer des Verschließens im Saugraum unterhalb der Zitze erhöht werden, und dadurch den Schutz der Zitze und der Milchdrüse vor der zerstörerischen Energie des Vakuums zu verbessern, die Massage der Zitze zu gewährleisten, Blut aus ihr in den allgemeinen Blutkreislauf abzuleiten, die Zerstörung von Gewebe dieser Organe zu vermeiden, die Milchproduktivität des Tiers zu steigern und die Qualität der Milch zu verbessern.
1. Ein Zweikammer-Melkbecher, der einen Korpus, einen Stutzen für konstantes Vakuum, einen Stutzen für variables Vakuum, ein Saugrohr mit einem Saugnapf und einem Schaft, die aus einem elastischen Material ausgeführt sind, mit zwei Eckabschnitten und zwei Seitenabschnitten, eine Zwischenwandkammer und eine Saugkammer umfasst, und dadurch gekennzeichnet ist, dass der Schaft des Saugrohrs entlang einer Längsachse einen Innenraum ausbildet, der in einem oberen Abschnitt zylinderförmig ist und in einem mittleren Abschnitt ellipsenförmig ist, und das Saugrohr in einem unteren Abschnitt in seiner Saugkammer an Rändern in einer Diametralebene von jeder Seite dauerhaft Eckabschnitte mit mittels innerer Kohäsionskräfte ihres Materials oder äußeren Drucks durch Klemmen oder Fixatoren aneinander anliegenden Innenflächen und zwei diese miteinander verbindende symmetrische Seitenabschnitte aufweist, wobei in einem Ruhezustand das Volumen der Zwischenwandkammer vergrößert und das Volumen der Saugkammer verringert ist, und sich in einem Entlastungstakt Innenflächen der Seitenabschnitte verbinden und dabei eine langanhaltende Abdichtung der Saugkammer bereitstellen.
2. Der Zweikammer-Melkbecher gemäß Punkt 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das zylindrische Saugrohr aus einem elastischen Material ausgeführt ist und zwischen einem Kopf und dem Stutzen für konstantes Vakuum eine Flächendicke von vorzugsweise 1,7±0,5 mm aufweist, wobei das zylindrische Saugrohr in einer Ausführungsvariante Nr. 1 im Bereich der Saugkammer an Rändern einer Diametralebene (mittels Formens) mit den Eckabschnitten mit den aneinander anliegenden Innenflächen versehen ist.
3. Der Zweikammer-Melkbecher gemäß Punkt 2, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die aufgrund der inneren Kohäsionskräfte ständig aneinander anliegenden Innenflächen des Saugrohrs Abmessungen von vorzugsweise einer Länge entlang einer Achse von 10±2 mm, eine Dicke von 3,2±0,3 mm und fließende Übergänge zur Seite aufweisen.
4. Der Zweikammer-Melkbecher gemäß Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugrohr aus einem flexiblen, dehnbaren Material besteht, kürzer als der Becher ist und unter Zugspannung langgezogen an diesem fixiert ist, wodurch (die Dichtheit der Zwischenwandkammer) und ein Auseinanderspreizen der Innenflächen des Saugrohrs wenigstens auf einem Niveau der Saugkammer gewährleistet werden, wodurch in einem Saugtakt ein Strom von Saugluft und Milch ermöglicht wird.
5. Der Zweikammer-Melkbecher gemäß Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Ausführungsvariante 2 das zylindrische Saugrohr an den Rändern in der Diametralebene im Bereich der Saugkammer an einer Außenseite Klemmen aufweist, die seine Innenflächen so weit zusammendrücken, dass sie verbunden sind.
6. Der Zweikammer-Melkbecher gemäß Punkt 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ungefähren Abmessungen der jeweiligen Klemme wie folgt sind: Höhe zwischen Klemmbacken 3,5±0,5 mm, Länge der Klemmbacken 10-12 mm, Breite der Klemmbacken 8-10 mm, Metalldicke der Klemmbacken ungefähr 0,3-1 mm.
7. Der Zweikammer-Melkbecher gemäß Punkt 5, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Klemme Federbügel aufweist, die zum Auseinanderspreizen der Klemmbacken benutzbar sind, abnehmbar sind und entfernt werden.
8. Der Zweikammer-Melkbecher gemäß Punkt 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass in einer Ausführungsvariante Nr. 3 das zylindrische Zitzengummi an den Rändern in der Diametralebene im Bereich der Saugkammer von der Außenseite durch Π-förmige metallische Fixatoren zusammengedrückt wird.
9. Der Zweikammer-Melkbecher gemäß Punkt 8, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Fixatoren vorzugsweise aufweisen: Metalldicke: 1,5-2 mm, Länge entlang einer Längsachse 10±0,2 mm, Breite 8-10 mm.
10. Der Zweikammer-Melkbecher gemäß Punkt 6 oder Punkt 8, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmen und Fixatoren aus nicht rostendem, nicht oxidierendem Metall ausgeführt sind und in einem Bereich einer Seitenfläche an einer Innenseite eine Rauigkeit sowie mindestens drei Durchgangslöcher mit einem Durchmesser von ungefähr 1±0,2 mm aufweisen, die mittig und näher zum Außenrand angeordnet sind.
11. Der Zweikammer-Melkbecher gemäß Punkt 5 oder Punkt 8, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmen und Fixatoren auf einer Oberfläche des vorab auf 120-140 % aus dem Ruhezustand auseinandergezogenen Saugrohrs angebracht sind.
12. Der Zweikammer-Melkbecher gemäß Punkt 5 oder Punkt 8, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmen und Fixatoren an dem Saugrohr vor Einbau in den Korpus des Bechers angebracht worden sind.
13. Der Zweikammer-Melkbecher gemäß Punkt 5 oder Punkt 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zylindrische Saugrohr an den Rändern der diametralen Ebene im unteren Drittel der Länge farbige Längslinien aufweist.
14. Der Zweikammer-Melkbecher gemäß Punkt 5 oder Punkt 8, ferner dadurch gekennzeichnet, dass eine Hülse des Bechers im Entlastungstakt vorzugsweise breiter als das Saugrohr mit den Klemmen und Fixatoren ist.
15. Der Zweikammer-Melkbecher gemäß Punkt 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass in den Ausführungsvarianten 1, 2 und 3 das Saugrohr nach dem Dehnen bei der Installation im Korpus des Bechers im Ruhezustand keinerlei Einwirkung ausgesetzt ist.
16. Der Zweikammer-Melkbecher gemäß Punkt 12, ferner dadurch gekennzeichnet, dass im Vergleich zu den Analogen und dem Prototyp im Ruhezustand eine Verringerung des Volumens der Saugkammer im Vergleich zur Zwischenwandkammer und eine Annäherung der Innenflächen des Saugrohrs darin an ihre Längsachse gewährleistet ist.
Eine vergleichende Analyse der angemeldeten Lösung mit bekannten Melkbechern lässt den Schluss zu, dass die angemeldete Lösung dem Kriterium der „NEUHEIT“ entspricht, da im Ergebnis einer durchgeführten Patentrecherche die vorgeschlagene Gesamtheit der wesentlichen Merkmale der Erfindung nicht nachgewiesen werden konnte.
Die Gegenüberstellung der angemeldeten technischen Lösung mit bekannten Lösungen erlaubte es, Merkmale zu identifizieren, die im Zusammenhang mit dem durch die Gesamtheit der wesentlichen Merkmale erreichten technischen Effekt für den Durchschnittsfachmann nicht naheliegend sind. Dies erlaubt den Schluss, dass die angemeldete technische Lösung dem Kriterium der „ERFINDERISCHEN TÄTIGKEIT“ genügt.
Die angemeldete technische Lösung genügt auch dem Kriterium der „GEWERBLICHEN ANWENDBARKEIT“, da sie beim Melken von Kühen unter den Bedingungen existierender Milchherstellungsbetriebe und in Melkanlagen benutzt werden kann.
Das Wesen der Erfindung wird anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels eines Melkbechers erläutert und mit grafischem Material in drei Ausführungsvarianten in den 1-12 veranschaulicht, welche den Melkbecher im Ruhezustand und in Betrieb im Saugtakt sowie im Entlastungstakt zeigen.
1 zeigt den vorgeschlagenen Zweikammer-Melkbecher in einer Ausführungsvariante Nr. 1 mit einem auf neuartige Weise ausgebildeten Zitzengummi.
In dem Zweikammer-Melkbecher ist ein Kopf 1 eines Saugrohrs mit einer Öffnung zur Aufnahme der Zitze 2 bereitgestellt. Eine ringförmige Vertiefung in dem Rohr 3 ist zur Aufnahme und Fixierung eines ersten, oberen Endes einer Becherhülse mit einem Stutzen für konstantes Vakuum und zur Dichtung der Zwischenwandkammer 6 vorgesehen. Das Saugrohr 5 bildet im Entlastungstakt eine Saugkammer 7 zwischen der Zitze 12 und dem im Entlastungstakt verschlossenen Zitzengummi 5. Für das dichte Verschließen der Wände des Saugrohrs 5 auf der Zitze im Entlastungstakt sorgt ein Eckabschnitt 9, wenn durch den Stutzen 8 für variables Vakuum Umgebungsluft eintritt, wobei der zweite untere Rand der Becherhülse vorab im Ruhezustand in einer Rinnen-Vertiefung 10 unten an dem Saugrohr fixiert worden ist und unter der Zitze ein konstantes Vakuum vorhanden ist, welches durch den entlang der Längsachse 13 angeordneten Stutzen 11 für konstantes Vakuum eintritt.
In 2 ist ein Schnitt des Bechers im oberen Bereich entlang der Linie A-A gezeigt. Die Becherhülse 4 weist eine an die runde Form des Saugrohrs 5 angenäherte Form auf.
3 zeigt in einem Schnitt entlang der Linie B-B das Saugrohr 5, das im Ruhezustand kürzer als die Becherhülse ist, wenn es mittels der Rinnen-Vertiefung 10 an der Hülse 4 des Bechers fixiert ist, und Eckabschnitte 9 sind durch symmetrische Seitenabschnitte 14 miteinander verbunden, die im Ruhezustand und im Saugtakt, wenn in der Saugkammer und in der Zwischenwandkammer ein gleicher Druck herrscht, voneinander getrennt bzw. geöffnet sind.
4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie B-B im Entlastungstakt. Hierbei weist das Saugrohr 5 in der Becherhülse 4 eine Stellung auf, in welcher die Seitenabschnitte zwischen den Eckabschnitten 9 miteinander verbunden sind und einander mit ihren Innenflächen berühren.
Der Effekt der Verringerung der Einwirkung des Vakuums wird in den Ausführungsvarianten Nr. 2 und 3 beim Melken unter Verwendung eines serienmäßigen Zitzengummis von runder Form unter Verwendung einer Klemme oder eines Fixators erzielt. Verschiedene Ausführungsvarianten sind vorgesehen, um den technischen Effekt eines verbesserten Schutzes der Zitze vor dem Vakuum bei praktisch beliebigen Typen des verwendeten Zitzengummis zu erzielen.
Die Ausführungsvariante Nr. 2 wird anhand der Figuren Nr. 5, 6, 7 und 8 veranschaulicht. Der Melkbecher in 5 weist einen Kopf 1 des Zitzengummis, eine Öffnung 2 für die Zitze und eine Becherhülse 4 auf, deren oberes Ende in einer ringförmigen Vertiefung 3 im Kopf des Zitzengummis fixiert ist. Als Saugrohr wird beispielsweise ein Saugrohr zylindrischer Form benutzt, welches gemeinsam mit einem Milchstutzen für dauerhaftes Vakuum bereitgestellt ist, wie beispielsweise Typ D.D. 00.041 A.
Mit den Ausführungsvarianten Nr. 2 und 3 kann auch ein kurzes Gummi wie in der Dreitaktvorrichtung „Volga“ 68V-1 verwendet werden. Es wird mit Hilfe eines Montagerings mit dem Milchstutzen verbunden.
Im Falle des Zitzengummis des Typs DD.00.041A wird die Becherhülse 4 unten in der Rinnen-Vertiefung 10 des Saugrohrs 5 fixiert, wodurch die Zwischenwandkammer 6 des Bechers gegen Gase abgedichtet wird, die durch den Stutzen 8 für variables Vakuum eintreten. Auf Höhe der Saugkammer 7 werden an den Rändern der Diametralebene an dem Saugrohr 5 in Ausführungsvariante Nr. 2 Klemmen 16 (5) und in Ausführungsvariante Nr. 3 Fixatoren 22 (9) angebracht.
Die Klemme in Ausführungsvariante Nr. 2 ist in 6 gezeigt. Im Ausgangszustand weist sie ein Klemmenplättchen 17 mit einer Öffnung 18 darin und einen Federbügel 19 zum Auseinanderspreizen der Plättchen auf.
In 7 ist die Klemme von einer Stirnseite in einem geöffneten Zustand zur Anbringung an dem Zitzengummi gezeigt. Gezeigt sind die Klemmenplättchen 17, der Federbügel 19 zum Auseinanderspreizen, eine Innenseite 20 des Plättchens mit einer Rauigkeit, ein Knick 21 in der Grundfläche der Klemme, welcher der Klemme Elastizität verlieht, und ein Lager 28 für den Federbügel auf dem Plättchen 17.
Die Klemmen 16 werden im offenen Zustand einander symmetrisch gegenüberliegend an dem Zitzengummi 5 angebracht, welches zuvor auf 20-40 % in der Länge auseinandergezogen bzw. gedehnt wurde, um eine Dicke der Wände des Zitzengummis zu verringern, die im Ruhezustand dicker als eine lichte Weite der Klemme sind.
In 5 ist die Position der Klemme 16 gezeigt. Sie drückt entlang der Fläche ihrer Plättchen 17 (6) die Innenwände des Saugrohrs zusammen und verbindet diese.
Nach der Anbringung der Klemme wird das Auseinanderziehen eingestellt, und die Federbügel 19 zum Auseinanderspreizen werden entfernt. Aufgrund des Knicks 21 drückt die Klemme mit Kraft die Wände des Gummis zusammen, und deren Material tritt in die Durchgangslöcher 18 ein. Hierbei halten die Rauigkeit der Oberfläche 20, das in die Durchgangslöcher 18 eingetretene Material des Saugrohrs und die von dem Knick der Klemme 21 geschaffene Federkraft gemeinsam die Klemme auf der Oberfläche des Saugrohrs.
Nach der Anbringung der Klemme 16 an dem Saugrohr 5 und dem Abnehmen der Federbögen 19 wird das Saugrohr 5 in der Becherhülse 4 fixiert, indem die Becherhülse zunächst in der ringförmigen Vertiefung 3 fixiert wird und anschließend das Saugrohr auseinandergezogen und die Becherhülse in der Rinnen-Vertiefung 10 fixiert wird, da das Saugrohr 5 im Ruhezustand mit Absicht kürzer als die Becherhülse 4 ist.
In der Ausführungsvariante Nr. 2 können im Ausgangszustand, und wenn in der Saugkammer und in der Zwischenwandkammer ein gleicher Druck herrscht, Gase frei in die Saugkammer eindringen, was mit 3 der Ausführungsvariante Nr. 1 übereinstimmt. Hierbei sind in der Saugkammer die Wände des Saugrohrs aneinander angenähert, das Volumen der Zwischenwandkammer ist vergrößert, und das Volumen der Saugkammer ist verkleinert.
Wenn beim Melken die Zitze 12 des Tiers in das Saugrohr 5 eingeführt ist, stellt sich im Saugtakt ein gleicher Druck in der Saugkammer und in der Zwischenwandkammer ein, und die Klemme stellt kein Hindernis für das Ausfließen der Milch aus der Zitze und ihr Ansaugen in den Stutzen 11 und weiter in einen Melkeimer oder eine Milchleitung bei der Arbeit der Vorrichtung dar. Dies ähnelt der Lage im Ruhezustand, die in 3 für die Ausführungsvariante Nr. 1 gezeigt ist.
Im Entlastungstakt jedoch, wie in 8 gezeigt ist, nähern sich auf der Höhe, an welcher die Klemmen angebracht sind, die Innenflächen 15 der Wände des Saugrohrs 5 beschleunigt aneinander an. Bei Anwesenheit der Klemmen 16 wird dabei die Saugkammer vollständig gegen das Vakuum abgedichtet, das durch den Stutzen 11 für variables Vakuum eintritt.
Im Ergebnis wird im Entlastungstakt die schädliche Wirkung der Energie des Vakuums auf den Schließmuskel der Zitze und das Gewebe der Zitze unterbunden, und das Blut fließt aus der Zitze in den allgemeinen Blutkreislauf ab. Und dies geschieht in jeder Sekunde, wodurch bei dem Melkvorgang ein verbessertes physiologischen Niveau erzielt und die Gesundheit der Kuh unterstützt wird.
In 9 ist ein Becher gemäß Ausführungsvariante Nr. 3 der vorliegenden Erfindung gezeigt. Diese unterscheidet sich von der Ausführungsvariante Nr. 2 (5) dadurch, dass zum Zusammendrücken und Verbinden der Innenoberflächen des Saugrohrs an dessen Ecken in der Diametralebene anstelle der Klemme ein Fixator 22 verwendet wird, der das Saugrohr 5 im Bereich der Saugkammer 7 zusammendrückt. Der Fixator besteht aus symmetrischen Plättchen 23, die aus nicht rostendem Metall ausgeführt sind und eine Π-förmige Gestalt aufweisen, die in 10 gezeigt ist. Das Plättchen weist vorzugsweise folgende Abmessungen auf: Metalldicke 1,8±0,2 mm, Länge entlang der Längsachse 10±2 mm, Breite 9±2 mm.
Die Fläche beider Plättchen des Fixators weist auf der Innenseite eine Rauigkeit 25 auf und weist mindestens drei Durchgangslöcher 24 (10) mit einer Breite von 1±0,2 mm auf. In 11 beträgt der Abstand zwischen den Plättchen 23 vorzugsweise am Ansatz 3,5±0,2 mm und ist am freien Ende 26 auf 3,1±0,1 mm verengt.
Der Fixator drückt aufgrund seiner insbesondere am Ausgang 24 im Vergleich zur gesamten Dicke der Seiten des Saugrohrs geringeren lichten Weite auf das Plättchen. Hinzu kommen die Innenseite der Plättchen mit der Rauigkeit und die Durchgangsöffnungen in den Plättchen, in welche als Ergebnis der Quetschung durch die Fixatoren das biegsame Material des Saugrohrs eindringt. Diese mindestens drei Faktoren halten die Plättchen dauerhaft in Position.
Bei der symmetrischen Anbringung der Klemmen oder Fixatoren werden farbige Längslinien 27 auf dem Saugrohr im Bereich der Saugkammer (12) als Orientierungshilfe benutzt.
In 12 ist der Becher im Entlastungstakt im Schnitt B-B gezeigt. Dargestellt ist eine Position der Becherhülse 4, des Fixators 22, des Seitenabschnitts 14 des Saugrohrs und der miteinander verbundenen Innenflächen 15 der Seitenabschnitte des Saugrohrs.
Im Optimalfall weist in den Ausführungsvarianten Nr. 2 und 3 aufgrund der Dicke der Klemmen oder Fixatoren das Saugrohr mit diesen zusammen in der Saugkammer im Entlastungstakt eine um 3 bis 4 mm längere lineare Länge auf. Hierbei sollte das Saugrohr frei in den Durchmesser des Melkbechers passen.
Bei der Ausführungsvariante Nr. 1 tritt kein derartiger Effekt auf, da diese keine Auswirkung auf die lineare Ausdehnung des Zitzengummis in der Saugkammer im Entlastungstakt hat.
Somit lässt sich das Problem mit der geringfügig erhöhten Länge des Saugrohrs in den Ausführungsvarianten Nr. 2 und 3 der Erfindung leicht optimal lösen, indem der Durchmesser der Becherhülse zumindest im Bereich der Saugkammer geringfügig vergrößert wird.
Der Zweikammer-Melkbecher sollte vor dem Melken korrekt montiert und anschließend bei Bedarf demontiert werden.
In der Ausführungsvariante Nr. 1 wird ein fertiges Saugrohr gemäß dem vorgeschlagenen Typ benötigt. Es unterscheidet sich von einem herkömmlichen Saugrohr, wie beispielsweise von dem aus Silikon oder Kautschuk hergestellten Saugrohr des Typs DD.00.041A lediglich dadurch, dass es im unteren Drittel an einem Ort, welcher dafür vorgesehen ist, bei der Saugkammer angeordnet zu sein, in der Nähe des Stutzens für konstantes Vakuum an den Rändern einer Diametralebene Eckabschnitte aus demselben Material mit den vorgeschlagenen Parametern aufweist.
Ein derartiges Saugrohr wird vor dem Melken auf gewöhnliche Art und Weise in der Becherhülse angeordnet und durch Auseinanderziehen daran fixiert, um die Zwischenwandkammer abzudichten. Anschließend ist der Zweikammer-Melkbecher bereit für den Einsatz gemäß einem gewöhnlichen Programm, einschließlich hygienischer Vorbereitung und des Melkens. Seine Demontage erfolgt genauso, wie mit einem gewöhnlichen Saugrohr. Dabei wird zunächst die Becherhülse aus der Rinnen-Vertiefung 10 des Saugrohrs gelöst und anschließend das Saugrohr an seinem Kopf gegriffen und aus der Becherhülse herausgenommen, die mit der anderen Hand gehalten und aus der ringförmigen Vertiefung 3 am oberen Teil des Saugrohrs befreit wird.
Das zylinderförmige Saugrohr der Ausführungsvariante Nr. 2 mit den Klemmen mit den angegebenen Abmessungen wird mit einem Saugrohr ausgebildet, das im Ruhezustand zylinderförmig ist.
Das Saugrohr wird zunächst mit einer externen Kraft um ungefähr 20 bis 40 % in der Länge auseinandergezogen, wobei seine Wand dünner wird. In diesem Zustand werden nacheinander und symmetrisch zwei mit Hilfe der Bögen 19, wie in 7 gezeigt, geöffnete Klemmen im Bereich der Saugkammer an dem Saugrohr angebracht. Sodann wird das Auseinanderziehen eingestellt, die Klemmen verbleiben an dem Saugrohr, und die Federbögen werden von den Klemmen entfernt. Die Klemmen werden hierbei an den Rändern einer Diametralebene im Bereich der Saugkammer angebracht.
Anschließend wird das Saugrohr mit den Klemmen auf die gleichen Weise an der Becherhülse angebracht, wie dies bei einem Becher mit herkömmlicher Konstruktion gewöhnlich erfolgt, wie etwa bei der Installation eines Saugrohrs vom Typ DD.00.041A oder 68V-1 o.a. Nach der Anbringung ist der Melkbecher bereit für den Einsatz gemäß einem gewöhnlichen Programm. Seine Demontage erfolgt bei Bedarf auf die gleiche Weise, wie die eines herkömmlichen Saugrohrs, in den gleichen Schritten wie bei Ausführungsvariante Nr. 1. In regelmäßigen Abständen wird während planmäßiger Wartungen außerdem der stabile Sitz der Klemmen geprüft, und eventuelle Mängel werden beseitigt. Es können Klemmen einer empfohlenen Konstruktion benutzt werden, beispielsweise vom Typ Binder.clips der Firma Berlingo.
Gemäß der Ausführungsvariante Nr. 3 wird das Saugrohr zunächst mit einer externen Kraft auseinandergezogen und seine Länge vergrößert, wobei seine Wand dünner wird. In diesem Zustand werden symmetrisch zwei Fixatoren mit offenem Ende 24, wie in 11 gezeigt, einander im Bereich der Saugkammer in einer Diametralebene gegenüberliegend an dem Saugrohr angebracht. Nach Anbringung der Fixatoren wird das Auseinanderziehen des Saugrohrs eingestellt, und das Saugrohr wird zusammen mit den Fixatoren in der Becherhülse untergebracht, wobei das obere Ende der Becherhülse in der ringförmigen Vertiefung 3 fixiert und das untere Ende der Becherhülse in der Rinnen-Vertiefung 10 fixiert wird (9). Nach der Anbringung verbleiben die Fixatoren dank ihrer Konstruktion an ihrer Position, und der montierte Melkbecher ist bereit zum Einsatz gemäß einem gewählten Programm.
Die Demontage des Bechers erfolgt bei Bedarf und bei planmäßigen Wartungen. Die Stabilität der Anbringung der Fixatoren wird geprüft, und Mängel werden beseitigt. Entscheidend ist, dass bei den Ausführungsvarianten 2 und 3 gewöhnliche, serienmäßige zylinderförmige Saugrohre, zum Beispiel des Typs DD.00.041A u.a., verwendet werden können.
Bei den Ausführungsvarianten Nr. 2 und 3 sollte darauf geachtet werden, dass die Becherhülse im Entlastungstakt die Klemmen oder Fixatoren nicht berührt (was leicht erreicht werden kann, indem beispielsweise die Becherhülse gegenüber einer üblichen Becherhülse um 3 bis 5 mm verbreitert wird). Als Blech für die Fixatoren wird serienmäßig hergestelltes Blech aus Messing, Bronze oder Aluminium mit einer Dicke von 1,5 bis 2 mm benutzt. Zum Beispiel wird aus einem gemäß GOST 931-60 hergestellten Messingblech ein Messingblech L63 mit einer Dicke von 1,5 mm hergestellt.
Bei der Montage und Demontage der Zweikammer-Melkbecher gemäß den Ausführungsvarianten Nr. 1, 2 und 3 sind alle vom Herstellerwerk gestatteten Verfahren anwendbar. Bei der Montage und Demontage von Hand können Vorrichtungen wie Zangen, Schraubenzieher und andere benutzt werden. Das Auseinanderziehen des Saugrohrs kann beispielsweise mittels einer „Vorrichtung zum Bestimmen der Härte eines Zitzengummis“ (Erfindungspatent RU 2267262 ) erfolgen, wobei zum Auseinanderziehen eine Last mit einer Masse bis 10 kg verwendet und die Becherhülse gestaucht wird.
Die Details in den Figuren sind nicht maßstabsgetreu. Die Figurenbeschreibung dient lediglich dem besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und schränkt diese in keiner Weise ein.
Es sind bevorzugte Abmessungen und Formen gezeigt, jedoch fallen auch andere Abmessungen und Formen, die es erlauben, die genannten Ziele, insbesondere die vollständige Abdichtung der Saugkammer im Entlastungstakt, zu erzielen, in den Schutzumfang der Erfindung.
Der Zweikammer-Melkbecher arbeitet wie folgt. Gemäß Ausführungsvariante Nr. 1 wird anstelle eines serienmäßigen Saugrohrs ein vorgeschlagenes Saugrohr in ausnahmslos allen Melkvorrichtungen und -anlagen benutzt. Die Kühe werden wie gewöhnlich gemolken.
Gemäß Ausführungsvarianten Nr. 2 und 3 erfolgt eine vorbereitende Anbringung von Klemmen oder Fixatoren an dem Zitzengummi, das anschließend in der Hülse des Melkbechers angebracht wird. Falls dies erforderlich ist, wird ein Melkbecher derselben Konstruktion und Masse mit einem geringfügig vergrößerten Durchmesser seiner Hülse im Bereich der Saugkammer verwendet.
Vor der Anwendung des Melkbechers und der Vorrichtung kommt standardisierte Melktechnologie zum Einsatz. Zunächst erfolgt eine hygienische Vorbereitung des Euters, umfassend ein Abwaschen der Zitzen (und des Euters des Tiers, bei Bedarf unter Zugabe von Desinfektionsmitteln), ein Abwischen von Feuchtigkeit oder eine Trocknung, eine Überprüfung auf Mastitis (beispielsweise durch Abmelken der ersten ein oder zwei Milchstrahle) mit einer ausreichend kräftigen Massage des Euters beim Spülen über eine Dauer von 30 bis 40 Sekunden, um den Milchabgabereflex auszulösen, und anschließend ein manuelles oder automatisches Anbringen der Becher an den Zitzen des Euters des Tiers. Es ist möglich, auch andere Ausführungsvarianten der Vorbereitung des Euters zu verwenden, die sich in der Praxis bewährt haben, was von der vorgeschlagenen Erfindung ausdrücklich vorgesehen ist.
Nach der Vorbereitung des Euters werden die Melkbecher der Vorrichtung sofort an dem Euter des Tiers angebracht, und das Melken beginnt.
Im Zweitaktmodus wird im Saugtakt, welcher ungefähr 0,6 Sekunden dauert, in der Saugkammer und in der Zwischenwandkammer des Melkbechers ein festgelegter Vakuumdruck hergestellt, wobei Milch aus der Zitze in die Saugkammer austritt und von dort in einen Milchschlauch und ein Gefäß zum Sammeln der Milch oder in eine Milchleitung strömt.
Anschließend tritt im Entlastungstakt, der ungefähr 0,4 Sekunden dauert, durch den Stutzen 8 von einem (nicht gezeigten) Pulsator im Entlastungstakt eine Luftmenge auf Umgebungsdruck ein und drückt infolge des Unterschieds zwischen dem Druck innerhalb und außerhalb des Saugrohrs 5 dieses unterhalb der Zitze des Tiers zusammen, wodurch die Zitze 12 gegen die (verletzende) Einwirkung des Vakuums isoliert wird. Hierbei bewirken die Eckabschnitte 9 des Saugrohrs 5 in der Ausführungsvariante Nr. 1 (1) mit den in den Ecken des Saugrohrs (wo zur Verbindung der Flächen die größte Kraft benötigt wird) ständig verbundenen Innenflächen des Saugrohrs, dass die Innenflächen der symmetrischen Seitenabschnitte 14 schnell vollständig miteinander verbunden werden, wodurch die Zitze des Tiers gegen die Einwirkung des Vakuums isoliert wird (4).
Die Innenflächen des Saugrohrs 15 liegen ohne Zwischenräume eng aneinander an; sie verschließen sich aufgrund des großen Druckunterschieds zwischen dem konstanten Vakuum (z.B. 48 kPa) und (Nullvakuum) der Umgebungsluft (wo ein positiver Druck herrscht). Im Ergebnis wird eine vollständigere Isolierung der Zitze 12 des Tiers gegen Einwirkung des Vakuums im Entlastungstakt erzielt, welcher bei der vorgeschlagenen Konstruktion des Bechers als ein Erholungstakt qualifiziert werden kann, was es erlaubt, den physiologischen Zustand des Tiers zu verbessern, die Ableitung von Blut aus der Zitze zu verbessern, Verletzungen der Zitze und der Milchdrüse und schmerzliche Einwirkungen der Energie des Vakuums zu verringern und einen Stresszustand des Tiers aufgrund eines Schmerzsyndroms zu verhindern. Dies erlaubt es, den Milchabgabereflex auf höherem Niveau hervorzurufen, die Geschwindigkeit der Milchabgabe zu steigern, die Dauer des Melkens des Tiers zu reduzieren, die Anzahl der somatischen Zellen in der Milch abzusenken (unter 300.000 pro cm³ der Milch), um so eine hochwertigere Sorte zu erzielen, eine Gewebereizung zu vermindern und das Risiko für Erkrankung an Mastitis zu senken. Im Ergebnis werden die Milchproduktivität, die Milchqualität und die produktive Lebensdauer der Kühe gesteigert.
Der Zweikammer-Melkbecher in den Ausführungsvarianten Nr. 2 und 3 erfüllt eine analoge Rolle wie in Ausführungsvariante Nr. 1. Ein Unterschied besteht darin, dass die stationären Eckabschnitte 9 des Saugrohrs in Ausführungsvariante Nr. 2 durch Klemmen 16 bzw. in Ausführungsvariante 3 durch Fixatoren 23 ersetzt sind.
Die funktionale Wirkung beim Melken mit dem Melkbecher gemäß den Ausführungsvarianten Nr. 2 und 3 ist jedoch analog zu der von Ausführungsvariante Nr. 1.
Auf diese Weise wird in allen drei Ausführungsvarianten des Melkbechers die technische Aufgabe gelöst und der technische Effekt einer verstärkten Abdichtung der Zitze des Tiers, das im Entlastungstakt in der Saugkammer der Melkvorrichtung unmittelbar mit dem Vakuum in Kontakt kommt, gegen dieses Vakuum erzielt, was eine wesentliche vorteilhafte Auswirkung auf das Tier selbst und auf die Qualität der Milch im Vergleich zu den Analogen und dem Prototyp hat.
Der technische Effekt bei der Anwendung der vorgeschlagenen Erfindung wird durch eine verstärkte Abdichtung der Zitze des Tiers, die im Entlastungstakt in unmittelbarem Kontakt mit der Saugkammer des Melkbechers ist, gegen das Vakuum und durch Schutz der Zitze vor der Energie der Vakuumatmosphäre beim Melken erzielt.
Ein Zyklusdiagramm von Zweitakt-Melkvorrichtungen weist zwei Takte auf: einen Saugtakt, bei dem in der Zwischenwandkammer und der Saugkammer ein Vakuum geschaffen wird, wobei Milch aus der Zitze des Tiers in einen Kollektor und weiter strömt, und einen Entlastungstakt, in welchem die Zwischenwandkammer mit Luft auf Umgebungsdruck gefüllt wird und in der Saugkammer ein Vakuum verbleibt. Bei letzterem Takt ist vorgesehen, dass sich das Saugrohr (das Gummi) zusammenzieht und ein Vordringen des Vakuums zu der Zitze des Tiers verhindert. Bei einem qualitativ hochwertigem Entlastungstakt fließt das Blut aus der Zitze des Tiers in den allgemeinen Blutkreislauf ab, und der funktionale Zustand der Zitze wird bewahrt. Von der Qualität dieses Taktes in Bezug auf den Schutz der Zitze vor dem Vakuum hängt die anatomische Unversehrtheit der Zitze und der Milchdrüse ab.
Im Zyklusdiagramm lassen sich im Entlastungstakt unterscheiden: eine Zeit t₁ vom Beginn des Einströmens von Luft in die Zwischenwandkammer bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Wände des Zitzengummis (Saugrohrs) die Zitze umschließen; und eine Zeit t₂, in der sich das Gummi in einem zusammengezogenen Zustand befindet und die Zitze und deren Schließmuskel vor dem Vakuum schützt. Hieran schließt sich die Zeit t₃ an, in welcher Luft aus der Zwischenwandkammer strömt und sich der Druck in der Zwischenwandkammer verringert, bis sich das Sauggummi ausbreitet. Die Dauer dieser Zeit t₃ verlängert sich bei dem vorgeschlagenen Melkbecher aufgrund des vergrößerten Volumens der Zwischenwandkammer. Nachdem sich das Gummi ausgebreitet hat, herrscht in der Zwischenwandkammer ein vollständiges Vakuum, und der Saugtakt beginnt.
Die Zeiten t₁ und t₃ hängen von der Härte des Zitzengummis ab.
Die vorgeschlagenen Ausführungsvarianten der Melkbecher sind grundsätzlich sowohl in Zweitakt- als auch in Dreitakt-Melkvorrichtungen (zum Beispiel vom Typ „Volga“) anwendbar, da in diesen auf jeden Fall zwei sich abwechselnde Takte ablaufen: ein Saugtakt und ein Entlastungstakt. In Dreitakt-Melkvorrichtungen kommt es aufgrund der Konstruktion des Kollektors nur für die Dauer eines Teils des Entlastungstaktes zu einer Verringerung. Jedoch trifft auch hier alles über das Zitzengummi (Saugrohr) im Entlastungstakt bei dem vorgeschlagenen Melkbecher Gesagte zu.
Die vorgeschlagenen Ausführungsvarianten der Vorrichtung ermöglichen:

1. Die Rolle des Faktors der Härte des Zitzengummis zu verringern, die Dauer des Zusammenziehens des Zitzengummis zu Beginn des Entlastungstakts zu verringern und ein völliges Verschließen zu beschleunigen. Da sich der Bewegungsweg verringert, befindet sich das Zitzengummi in einem halb zusammengezogenen Zustand.
2. Das vollständige Zusammenziehen und das Abdichten der Saugkammer im Entlastungstakt werden dadurch verbessert, dass das Zitzengummi an den Rändern der Diametralebene stabil zusammengedrückt ist.
3. Das vollständige Zusammenziehen des Zitzengummis vor der Zitze der Kuh wird dadurch verbessert, dass sich die Form des Zitzengummis verändert und die Oberflächen sich aneinander annähern.
4. Die Zeit t₃ wird durch Vergrößerung des Volumens der Zwischenwandkammer des Melkbechers verlängert.
5. Die Zeit t₂ im Entlastungstakt, in welcher sich das Zitzengummi im zusammengezogenen Zustand befindet und die Zitze vor der Vakuumatmosphäre geschützt wird, verlängert sich durch Verkürzung der Zeit t₁ und Verlängerung des Teils der Zeit t₃ bis zum Ausbreiten des Gummis und Verlängern der Dauer bis zum Entstehen eines vollständigen Vakuums in der Zwischenwandkammer infolge Vergrößerung ihres Volumens.

Im Ergebnis ist im Entlastungstakt die Zeit t₂ verlängert, und damit ergibt sich eine erhöhte Dauer und ein verbesserter Schutz der Zitze des Tiers vor dem Vakuum.

6. Die vorgeschlagene Lösung findet Anwendung bei unterschiedlichen bekannten Typen von Zweikammer-Melkbechern und -Vorrichtungen russischer (ADU-1, „Volga“) und ausländischer (De Laval, Vestfalije) Bauart, wobei nur unwesentliche Anpassungen, Ergänzungen oder Änderungen deren grundlegender Konstruktion erforderlich sind und ein ausgeprägter vorteilhafter Effekt bezüglich Schutz der Tiere vor Mastitis und Steigerung der Qualität der Milch erzielt wird. Dies sorgt für eine vielseitige Anwendbarkeit der vorgeschlagenen technischen Lösung.

Luft besteht aus einem Gasgemisch. Bei Normaldruck (101325 Pa) und einer Temperatur von 0° C beträgt ihre Dichte 1,29 kg/m³, und die Molekülzahl beträgt 6,02·10²³ Stück/Mol (Avogadrozahl). Die Molekularmasse der Luft berechnet sich nach dem Clapeyron-Mendeleev-Gesetz, die Dichte der Luft bei unterschiedlichen Vakuumpegeln und Temperaturen (z.B. 0 °C) nach dem Gesetz von Boyle-Mariotte und die kinetische Energie der chaotischen Bewegung der Luftmoleküle unter Berücksichtigung der Boltzmann'schen universellen Gaskonstante. Die kinetische Energie der Luftmoleküle in 1 m³ bei normalem Atmosphärendruck und einer Temperatur von 0 °C beträgt ungefähr 1,51 · 10⁵ J, und bei einem Vakuum von 48 kPa beträgt sie 0,80·10⁵ J. Der Unterschied zwischen diesen Größen bildet die Vakuumenergie (Nv) beim Melken.
Die Leistung des Melkapparats (W) lässt sich als Quotient aus der Vakuumenergie geteilt durch die Einwirkungsdauer (t) ausdrücken.
Die Arbeitsleistung der Melkvorrichtung (A) ist gleich dem Produkt aus der Leistung (W) mit der Arbeitszeit (t).
Es wurde nachgewiesen, dass in den inneren Organen der Kuh normaler Gasdruck herrscht. Die Energie der Vakuumatmosphäre ist eine physikalische Kraft, die den Blutkreislauf behindert und danach trachtet, die mangelnde innere Energie auf Kosten der Energie der Gase und mittels Verdampfung von in der Milch und im Gewebe der Milchdrüse enthaltener Flüssigkeit auszugleichen. Dieser Prozess zerstört die Gewebedecke der Milchdrüse. Aus diesem Grunde weist eine Verkürzung der Kontaktdauer des Gewebes der Milchdrüse im Melkbecher mit der vakuumierten Gasatmosphäre eine positive Bedeutung für die Gesundheit des Tiers auf. Dies wird mittels eines ausgedehnteren Erholungstakts t₂ und einer vollständigen Abdichtung der Saugkammer im Entlastungstakt sowie einer zeitlichen Verkürzung des Saugtakts beim Melken erreicht, wie es mit der vorgeschlagenen Konstruktion des Melkbechers möglich ist. In allen Ausführungsvarianten des vorgeschlagenen Melkbechers verringert sich das Volumen der Saugkammer um 5±0,5 cm³, und das Volumen der Zwischenwandkammer vergrößert sich um den gleichen Betrag.
Es wurde experimentell bewiesen, dass die vorgeschlagene Erfindung verhindert, dass die Energie der Vakuumatmosphäre im Entlastungstakt in die Saugkammer eindringt.
Dieser Effekt führt zu einer größeren Unversehrtheit des Gewebes in der Zitze, im Schließmuskel und der Milchdrüse im Vergleich zu den Melkbechern von Analoga und Prototypen.
Bei der vorgeschlagenen Konstruktion ist die Dauer des Entlastungstakts t₂ verlängert. Entscheidend ist hierbei eine zuverlässige Dichtheit der Saugkammer und der daraus resultierende Schutz der Zitze, ihres Schließmuskels und der Saugkammer in diesem Takt, in dessen Verlauf das Blut aus dem Gewebe der Zitze und des Schließmuskels entweicht, um einen normalen Stoffwechsel darin zu ermöglichen. Hierbei behindert die vorgeschlagene Vorrichtung nicht den Abfluss und das Absaugen der Milch im Saugtakt. Eine wichtige Rolle hierbei spielt die Spannung des Zitzengummis im Korpus des Melkbechers, welche gewährleistet, dass auch bei Abwesenheit einer Vakuumatmosphäre im Saugtakt die Innenflächen des Zitzengummis sich voneinander entfernen.
Innerhalb einer festgelegten Zeit (30 bis 40 Sekunden) wäscht ein Bediener (oder ein Automat) das Euter mit warmem Wasser und wischt es ab, wobei die Nervenenden leicht gereizt werden. Infolgedessen entsteht ein Milchabgabereflex, wobei aus der Hypophyse (dem Hypothalamus) Oxytocinhormon in den allgemeinen Blutkreislauf abgegeben wird, welches die Myoepithelzellen der Alveolen sich zusammenziehen lässt, so dass in Strömen Milch aus ihnen und den Sekretzellen abgegeben wird und weiter als Milchstrom in die Saugkammer strömt.
Werden die Melkbecher ohne Verzögerung an den Zitzen angebracht, kommt es als Ergebnis des Reflexes zu einer Abgabe von Milch aus der Drüse in den Apparat, das heißt, zum Melken.
Ein vollwertiger Reflex besteht über die gesamte Dauer des Melkens fort, gesteuert vom Nervensystem und den Hormonen, so dass es möglich ist, die Kuh innerhalb einer bestimmten Zeit vollständig zu melken.
Die Erfinder haben experimentell nachgewiesen, dass durch Verwendung der vorgeschlagenen Ausführungsvarianten des Melkbechers das Tier eine Verringerung (oder ein Vermeiden) von verletzenden, schmerzenden Einwirkungen des Vakuums auf die Zitzen (welche ein Stresssyndrom hervorrufen) spürt und mit niedrigerer oder gar keiner Ausschüttung von Adrenalinhormon ins Blut reagiert; Adrenalinhormon würde die Wirkung des Oxytocins und die Milchabgabe bremsen. Im Ergebnis wird auf dem Niveau des Organismus der Kuh die Stärke des Milchabgabereflexes erhöht, die Melkgeschwindigkeit steigt, der Zustand der Zitze und der Milchdrüse verbessert sich und die Milchproduktivität und der Fettgehalt der Milch steigen bei gleichzeitiger Verringerung der Melkdauer.
Die Konstruktion der Melkbecher in den vorgeschlagenen Ausführungsvarianten ist vom Effekt her gleichwertig. Die Ausführungsvarianten sind wahlweise anwendbar bei der Automatisierung des Melkens in Melkhallen unter Verwendung moderner Melkmaschinen und -vorrichtungen. Sie können mit geringfügigen Korrekturen mit unterschiedlich konstruierten Melkbechern unter Beibehaltung des vorteilhaften Effekts hinsichtlich Steuerung der Form und Funktion der Saugkammer und der Zwischenwandkammer und vor allem der Beschleunigung des Melkens und der Steigerung des Schutzes der Zitze der Kuh vor dem Vakuum in Vakuum-Melkvorrichtungen angewendet werden.
Durchgeführte Laboruntersuchungen haben bestätigt, dass bei allen drei vorgeschlagenen Ausführungsvarianten der Erfindung beim Melken mit einem Zweikammer-Melkbecher im Entlastungstakt kein Vakuum in die Saugkammer eindringt, d.h. dort abwesend ist. Dieses neue Phänomen wurde experimentell am Tier untersucht.
Das Experiment wurde mit zwei laktierenden Gruppen mit je acht analogen Holstein-Kühen durchgeführt. In einer ersten Periode wurden sie alle 10 Tage lang zweimal täglich alle 12 Stunden mit einer Dreitakt-Vorrichtung „Volga“ mit einem Zitzengummi 68V-1 im werksseitig vorgegebenen Regime gemolken, in dem in jedem Entlastungstakt in einem Teil der Zeit der Druck in der Saugkammer aufgrund des Eindringens von Luft durch den Kollektor im dritten Takt ansteigt. Letzteres könnte die Rolle des neuen Phänomens verringern oder umgekehrt seine Rolle beim Melken unterstreichen.
In einer ersten Periode entsprachen die Indikatoren der Kühle der 1. Kontrollgruppe und der 2. Versuchsgruppe einander: Milchertrag 8,1±0,1 kg und 8,0±0,05 kg, Fett-Massenanteil 3,61±0,10% und 3,6±0,12%; Melkdauer 6,1±0,2 bzw. 6,2±0,25 Minuten; Gehalt somatischer Zellen in der Milch 340 bzw. 350 Tsd./cm³.
In einer zweiten Periode von 30 Tagen wurde die 1. Gruppe genauso gemolken, wie in der ersten Periode, während die 2. Versuchsgruppe mit einem Melkbecher gemolken wurde, bei dem gemäß Ausführungsvariante Nr. 2 das Phänomen auftritt, dass das Eindringen von Vakuum in die Saugkammer im Entlastungstakt ausgeschlossen ist.
Im Vergleich war nach 30 Tagen gesichert, dass in der 2. Gruppe der Milchertrag um 1,1±0,1 kg und der Fettmassenanteil um 0,12±0,02 % höher war als in der 1. Gruppe.
Dabei war die Melkdauer um 2,1 Minuten kürzer und der Gehalt an somatischen Zellen in der Milch war um 90 Tsd./cm³ niedriger. Diese Effekte wurden visuell durch Bediener festgestellt und durch biometrische Berechnungen bestätigt.
Folglich ergibt beim Melken im Zweitaktregime mit Vorrichtungen, bei denen ein dritter Takt abwesend ist, zum Beispiel bei den Vorrichtungen des Typs ADU-1, das erzielte Phänomen in jeder vorgeschlagenen Ausführungsform einen noch ausgeprägteren vorteilhaften Effekt.
Ferner wurde festgestellt, dass Erstkalbende nach der Kalbung beim ersten Melken wie auch bei weiteren Melkvorgängen ruhig stehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

SU 1448426 A1 [0006]
RU 2647877 [0008]
SU 1797737 [0010]
SU 1308271 A1 [0011]
RU 2497351 C2 [0013]
RU 2666366/13/ C2 [0015]
RU 2267262 [0075]

Claims

Zweikammer-Melkbecher, der einen Korpus, einen Stutzen für konstantes Vakuum, einen Stutzen für variables Vakuum, ein aus einem elastischen Material ausgeführtes Saugrohr mit einem Saugnapf und einem Schaft mit zwei Eckabschnitten und zwei Seitenabschnitten, eine Zwischenwandkammer und eine Saugkammer umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft des Saugrohrs entlang einer Längsachse einen Innenraum ausbildet, der in einem oberen Abschnitt einen kreisförmigen Querschnitt und in einem mittleren Abschnitt einen ellipsenförmigen Querschnitt aufweist, und das Saugrohr in einem unteren Abschnitt in seiner Saugkammer im Querschnitt zwei in einer Diametralebene einander gegenüberliegend angeordnete Eckabschnitte mit aneinander anliegenden Innenflächen aufweist, wobei die Innenflächen mittels inneren Kohäsionskräften des Materials ständig im aneinander anliegenden Zustand gehalten werden, wobei die Eckabschnitte beispielsweise durch Aneinanderhaften dieser Flächen oder mittels externer Druckkräfte von an einer Außenfläche des Saugrohrs angeordneten Klemmen oder mittels externer Druckkräfte von an der Außenfläche des Saugrohrs angeordneten Fixatoren ausgebildet sind und ferner zwei die beiden Eckabschnitte miteinander verbindende symmetrische Seitenabschnitte aufweist, deren Innenflächen sich in einem Entlastungstakt dicht verschließen und dabei die Saugkammer von dem Vakuum abtrennen.
Zweikammer-Melkbecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zylindrische Saugrohr zwischen einem Kopf und dem Stutzen für konstantes Vakuum eine Flächendicke von vorzugsweise 1,7±0,5 mm aufweist, wobei das zylindrische Saugrohr in einer ersten Ausführungsvariante im Bereich der Saugkammer in einer Diametralebene die Eckabschnitte mit den aneinander anliegenden Innenflächen aufweist, die mittels eines Verfahrens zum Formen hergestellt sind.
Zweikammer-Melkbecher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgrund der inneren Kohäsionskräfte ständig aneinander anliegenden Innenflächen des Saugrohrs Abmessungen von vorzugsweise einer Länge von 10±2 mm, eine Dicke von 3,2±0,3 mm und fließende Übergänge zur Seite aufweisen.
Zweikammer-Melkbecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugrohr kürzer als der Becher ist und unter Zugspannung langgezogen an diesen fixiert ist, wodurch die Dichtheit der Zwischenwandkammer und ein Auseinanderspreizen der Innenflächen des Saugrohrs wenigstens auf einem Niveau der Saugkammer gewährleistet werden, wodurch in einem Saugtakt ein Strom von Saugluft und Milch ermöglicht wird.
Zweikammer-Melkbecher nach Anspruch 1 in einer zweiten Ausführungsvariante, dadurch gekennzeichnet, dass das zylindrische Saugrohr an den Rändern in der Diametralebene im Bereich der Saugkammer an einer Außenseite Klemmen aufweist, die seine Innenflächen so weit zusammendrücken, dass sie verbunden sind.
Zweikammer-Melkbecher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ungefähren Abmessungen der jeweiligen Klemme wie folgt sind: Höhe zwischen Klemmbacken 3,5±0,5 mm, Länge der Klemmbacken 10-12 mm, Breite der Klemmbacken 8-10 mm, Metalldicke der Klemmbacken ungefähr 0,15-1 mm.
Zweikammer-Melkbecher nach Anspruch 1 und Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemme Federbügel aufweist, die zum Auseinanderspreizen der Klemmbacken benutzbar sind, abnehmbar ausgeführt sind und nach Anbringung an dem Saugrohr entfernbar sind.
Zweikammer-Melkbecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer dritten Ausführungsvariante der Vorrichtung das Saugrohr im Bereich der Saugkammer an den Rändern in der Diametralebene von der Außenseite durch Πförmige metallische Fixatoren zusammengedrückt wird.
Zweikammer-Melkbecher nach Anspruch 1 und Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixatoren vorzugsweise aufweisen: Metalldicke: 1,5-2 mm, Länge entlang einer Längsachse 10±0,2 mm, Breite 8-10 mm.
Zweikammer-Melkbecher nach Anspruch 6 und Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmen und Fixatoren aus nicht rostendem, nicht oxidierendem Metall ausgeführt sind und in einem Bereich einer Seitenfläche an einer Innenseite eine Rauigkeit sowie mindestens drei Durchgangslöcher mit einem Durchmesser von ungefähr 1±0,2 mm aufweisen, die mittig und näher zum Außenrand angeordnet sind.
Zweikammer-Melkbecher nach Anspruch 5 und Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmen und Fixatoren auf einer Oberfläche des vorab auf 120-140 % aus dem Ruhezustand auseinandergezogenen Saugrohrs angebracht sind.
Zweikammer-Melkbecher nach Anspruch 5 und Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmen und Fixatoren an dem Saugrohr vor Einbau in den Korpus des Bechers angebracht worden sind.
Zweikammer-Melkbecher nach Anspruch 5 und Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zylindrische Saugrohr auf der Außenfläche an Installationsorten der Klemmen und Fixatoren farbige Längslinien aufweist.
Zweikammer-Melkbecher nach Anspruch 1, Anspruch 5 und Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hülse des Bechers im Entlastungstakt breiter als das Saugrohr mit den Klemmen oder Fixatoren ist.