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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Anlage zum Melken von Tieren, wie z. B. von Kühen mit einer
Melkmaschine mit Zitzenbechern nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Eine solche Anlage ist aus der PCT-Patentanmeldung
WO-A-9305647 bekannt. Die darin beschriebene Anlage zum Melken von
Tieren ist mit Zitzenbechern versehen, deren Zitzenraum in einen oberen
Raum zur Aufnahme der Zitze sowie in einen unteren Raum für gemolkene
Milch aufgeteilt ist. Der untere Raum ist mit einer Lufteinlaßöffnung versehen, über die
Luft zuströmt.
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Aus der
US 3,255,732 ist eine Melkanlage bekannt,
bei der der Lufteinlaß mit
einer Luftansaugleitung verbunden ist, die durch die Wand des Zitzenbechers
in den unteren Zitzenbecherraum mündet. Die Vielzahl Leitungen
(Pulsierleitung, Milchleitung, Luftansaugleitung) sind bei der Handhabung
des Zitzenbechers störend.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die
Handhabbarkeit des Zitzenbechers zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die Milchleitung, die Pulsierleitung und die Luftansaugleitung sind
als ein zusammenhängendes
Leitungssystem ausgebildet; unter einem zusammenhängenden
Leitungssystem wird eine einteiliges Leitungssystem verstanden,
das einen gemeinsamen, einteilig zusammenhängenden Querschnitt aufweist.
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Vorteilhaft mündet die Luftansaugleitung
an einem Ende in den Zitzenraum eines Zitzenbechers oder in eine
Milchleitung oder in ein Melkgeschirr mündet. An dem anderen Ende ist
die Luftansaugleitung vorteilhaft mit einem Luftkompressionsbehälter verbunden.
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Die Luftansaugleitung kann über einem
Filter, vorzugsweise einen Aktivkohlefilter, und auch mit oder ohne
Zwischenschaltung eines solchen Filters mit dem Luftkompressionsbehälter verbunden
sein. Im letzteren Fall ist die Luftansaugleitung vorzugsweise mit
einem Auffangbehälter
verbunden, der eventuell über
ein Drucksteuerungsventil mit dem Luftfilter oder dem Luftkompressionsbehälter in
Verbindung steht. Bei einer speziellen Ausführungsform weist die Luftansaugleitung
einen ersten Abschnitt auf, der mit dem Luftfilter oder dem Luftkompressionsbehälter verbunden
ist und in einen Auffangbehälter
mündet,
an den ein zweiter, sich zu einem Zitzenbecher erstreckender Abschnitt
der Luftansaugleitung angeschlossen ist. Der erste Abschnitt der Luftansaugleitung
kann sich dann durch den Auffang behälter hindurch erstrecken und
in diesen nahe der Mündung
des zweiten Abschnittes der Luftansaugleitung münden. Der erste Abschnitt der
Luftansaugleitung ist dann so eng, daß der Druck in dem Auffangbehälter größenordnungsmäßig dem
der Außenluft entspricht
oder etwas höher
ist; zur Sicherheit kann der Auffangbehälter mit einer Luftauslaßöffnung oder einem Überdruckventil
versehen sein.
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Es kann zweckmäßig sein, in der Luftansaugleitung
auch ein Sensor zum Messen des Druckes im Zitzenraum anzuordnen
sein. Dieser Sensor kann in den Milchleitungen selbst angebracht
sein; aus der PCT-Patentanmeldung WO-A-9305647 ist beispielsweise
ein auf Vakuum ansprechender Sensor bekannt, der in den an die Zitzenbecher
angeschlossenen Milchleitungen angeordnet ist. In der Praxis sind
Vakuum-Sensoren meist in einem relativ großen Abstand von den Zitzenbechern
angebracht. Wenn ein Zitzenbecher an eine Zitze eines zu melkenden
Tieres angeschlossen ist, herrscht in dem Zitzenbecher und in der
an ihn angeschlossenen Milchleitung ein Unterdruck von beispielsweise
30 kPa. Wird dieser Zitzenbecher von dem Tier weggetreten, wird
in der Milchleitung ein Unterdruck aufrechterhalten und Luft durch
den Zitzenbecher angesaugt. Infolgedessen steigt der Druck an der
Stelle des Vakuumsensors; bei einer speziellen Ausführungsform
wurde in der Praxis ein Unterdruck von 25 kPa gemessen. War der
Sensor jedoch in der Luftansaugleitung angeordnet, so entsprach,
nachdem der Zitzenbecher wieder von der Zitze abgenommen worden
war, der von dem Sensor gemessene Druck nahezu dem der Au ßenluft.
Anders ausgedrückt
ist ein in einer Luftansaugleitung angeordneter Sensor wesentlich
empfindlicher, als wenn ein solcher Sensor in einer Milchleitung
angeordnet würde.
Außerdem
ist ein in einer Luftansaugleitung angeordneter Sensor weniger anfällig als
ein Sensor, der mit der Milch in Kontakt kommt; im letzteren Fall
müßte daher
ein wesentlich aufwendiger Sensor verwendet werden.
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Der Zitzenraum besteht aus einem
oberen Raum, in den eine Zitze eingesetzt werden kann, und aus einem
sich daran anschließenden
unteren Teil, in den die Luftansaugleitung mündet. In einer Ausführungsform
mündet
eine Milchleitung in den unteren Raum, während eine an einen Pulsator
angeschlossene Pulsierleitung in den Pulsierraum mündet, der den
oberen Raum umgibt.
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Um auf schnelle und einfache Weise
die Zitzenbecherauskleidung des oben beschriebenen Zitzenbechers
auswechseln zu können,
kann der Zitzenbecher gemäß der Erfindung
zwei Teile umfassen, die lösbar
miteinander verbunden sind, wobei der obere Teil den oberen Raum
und der untere Teil den unteren Raum umschließt. Eine solche Ausgestaltung
ist jedoch nicht nur auf die oben beschriebenen Zitzenbecher anwendbar,
sondern auch auf alle möglichen
anderen Arten von Zitzenbechern. Die Erfindung betrifft daher auch
eine Anlage zum Melken von Tieren, wie z. B. Kühen, die eine Melkmaschine umfaßt, welche
mit Zitzenbechern, daran angeschlossenen Milchleitungen und weiteren
Vorrichtungen zur Beförderung und
Aufnahme von gewonnener Milch versehen ist, wobei die Anlage dann
dadurch gekennzeichnet ist, daß ein
Zitzenbecher zwei Teile umfaßt,
die lösbar
miteinander verbunden sind, wobei der obere Teil einen oberen Raum
umgibt, in den eine Zitze eines zu melkenden Tieres eingesetzt werden
kann, und der untere Teil den unteren Raum umgibt, der als Pufferraum
dient. Die beiden Teile eines Zitzenbechers können dann derart ausgebildet
sein, daß sie über eine
relative kurze Distanz ineinander einschiebbar sind, wobei ein Verriegelungselement vorgesehen
sein kann, um die Teile relativ zueinander festzulegen.
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Vorteilhaft kann die Anlage mit einem
Melkroboter versehen sein, um Zitzenbecher automatisch an die Zitzen
eines Tieres anzuschließen
bzw. von diesen abzunehmen. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung
können
die Milchleitung und die Pulsierleitung jeweils mit einer Leitung
verbunden sein, die an dem Arm des Melkroboters angebracht ist.
Nach dem Anschluß an
eine Zitze kann der Zitzenbecher von dem Roboterarm freigegeben
werden, bleibt aber mit diesem nicht nur über die Milchleitung und die
Pulsierleitung, sondern auch über
ein flexibles Element verbunden, mit dessen Hilfe der Zitzenbecher
wieder an den Roboterarm herangezogen werden kann, wobei ferner
ein Steuerzylinder verwendet wird, der an oder in dem Roboterarm
angebracht ist. Abgesehen von einer Anlage gemäß obiger Beschreibung betrifft die
Erfindung auch einen Zitzenbecher, wie er in der obengenannten Anlage
verwendet wird.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich
aus den weiteren Ansprüchen,
der Beschreibung und der Zeichnung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt und nachfolgend im einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
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1 einen
Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Zitzenbecher mit daran
angeschlossenen Leitungen;
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2 in
schematischer Darstellung, wie zwei einen Zitzenbecher bildende
Teilabschnitte miteinander verbunden werden können,
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3 einen
Querschnitt durch ein zusammenhängendes
Leitungssystem aus einer Milchleitung, einer Pulsierleitung und
einer Luftansaugleitung, und
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4 in
schematischer Darstellung eine alternative Ausführungsform der Beschaltung
eines Zitzenbechers mit einer Luftansaugleitung.
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In 1 ist
ein Zitzenbecher durch das Bezugszeichen 1 bezeichnet.
Dieser Zitzenbecher ist Teil einer Melkmaschine zum automatischen
Melken von Tieren, wie z. B. Kühen,
wobei die Maschine insbesondere zum Melken von Kühen vier Zitzenbecher dieser
Art umfaßt,
wobei ferner Milchleitungen vorhanden sind, die an diese Zitzenbecher
angeschlossen sind, sowie weitere Vorrichtungen zur Beförderung
und Aufnahme von gewonnener Milch. Da die weiteren Vorrichtungen
für die
vorliegende Erfin dung nicht von Belang sind, sind sie im einzelnen
nicht erläutert.
Die Anlage, zu der die Melkmaschine gehört, kann auch einen Melkroboter
zum automatischen Anschließen
der Zitzen der Tiere bzw. Lösen
derselben umfassen. Zu diesem Zweck ist ein solcher Melkroboter
mit einem rechnergesteuerten Roboterarm versehen. Derartige Melkroboter
sind ebenfalls bekannt und werden hier nicht näher erläutert. In 1 ist nur das Ende eines Roboterarmes 2 sowie
die Art und Weise dargestellt, in der der Zitzenbecher 1 an dem
Ende dieses Roboterarmes 2 abgestützt ist. Zu diesem Zweck weist
der Zitzenbecher 1 an seiner Unterseite einen verjüngten Teil 3 auf,
der in eine Ausnehmung 4 in der Oberseite des Roboterarm-Endes
paßt.
An der Unterseite des Zitzenbechers 1 ist ein flexibles
Element 5 in Form eines Seiles oder einer Schnur angebracht,
wobei das flexible Element 5 durch den verjüngten Teil 3 des
Zitzenbechers 1 hindurch und über eine Seilrolle 6 durch
eine Öffnung
in der Ausnehmung 4 des Roboterarmes 2 zu einem (nicht
dargestellten) Steuerzylinder geführt ist, der an oder in dem
Roboterarm 2 angebracht ist. Wenn der Zitzenbecher 1 an
eine Zitze angeschlossen ist, wird dieser Zylinder freigegeben,
so daß der
Roboterarm 2 zurückgezogen
werden kann, wobei der Zitzenbecher 1 von dem Roboterarm 2 gelöst ist,
aber über das
flexible Element 5 mit ihm verbunden bleibt. Nach dem Melken,
oder wenn der Unterdruck in dem Zitzenbecher 1 aus anderen
Gründen
nicht aufrechterhalten wird, fällt
dieser Zitzenbecher von der Zitze ab. Gleichzeitig wird der an oder
in dem Roboterarm 2 angeordnete Steuerzylinder aktiviert,
und der Zitzenbecher 1 wird mittels des flexiblen Elements 5 gegen
den Roboterarm 2 gezogen.
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Der Zitzenbecher 1 umfaßt zwei
Teile: einen oberen Teil 7, der einen oberen Raum 8 umschließt, in den
eine Zitze eines zu melkenden Tieres eingesetzt werden kann, und
einen unteren Teil 9, der den unteren Raum 10 umschließt, der
als Puffer für
die gewonnene Milch dient. Der obere Raum 8 und der untere
Raum 10 sind miteinander verbunden und bilden zusammen
den Zitzenraum des Zitzenbechers 1. Im oberen Zitzenbecherteil 7 ist
um den oberen Raum 8 ein Pulsierraum 11 gebildet.
Zu diesem Zweck ist in einigem Abstand von der Außenwand des
oberen Zitzenbecherteiles 7 eine Zitzenbecherauskleidung 12 vorgesehen.
Der obere Teil 7 des Zitzenbechers und der untere Teil 9 desselben
sind derart ausgebildet, daß sie
ineinander einschiebbar sind. Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform ist der obere Zitzenbecherteil 7 in
den unteren Teil 9 über
eine Distanz A einschiebbar, wobei mittels des Dichtungsringes 13 eine
luftdichte Abdichtung erzielt wird.
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In 2 ist
gezeigt, wie die beiden Zitzenbecherteile 7, 9 relativ
zueinander festgelegt werden können.
Zu diesem Zweck ist ein Verriegelungselement 14 vorgesehen,
das leicht anzubringen und zu lösen
ist, wobei das Element durch die Außenwand des unteren Zitzenbecherteiles 9 und
durch Öffnungen
im Boden des oberen Teiles 7 einsetzbar ist.
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An der Unterseite des unteren Zitzenbecherteiles 9 ist
ein Anschlußstück 15 für eine Milchleitung 16 ange bracht,
die in den unteren Raum 10 mündet. Darüber ist ein Anschlußstück 17 für eine Luftansaugleitung 18 angeordnet,
die ebenfalls in den unteren Raum mündet. Am oberen Zitzenbecherteil 7 ist ein
Anschlußstück 19 für eine Pulsierleitung 20 angebracht, über die
zur Anregung des Melkvorganges in dem Pulsierraum 11 ein
wechselnder Unterdruck erzeugt werden kann. Die Milchleitung 16 und
die Pulsierleitung 20 sind mit einer starren Milchleitung 21 bzw.
Pulsierleitung 22 verbunden. Über eine Stütze 23 sind diese
beiden Leitungen an der Unterseite des Roboterarmes 2 angebracht.
In der Luftansaugleitung 18 ist ein Sensor 24 angeordnet,
um den Druck in dem Zitzenraum zu messen. Das Ende der Luftansaugleitung,
das nicht mit dem Anschlußstück 17 verbunden
ist, steht in Kontakt mit der Außenluft. Die Luftansaugleitung
kann in eine mehr oder weniger abgeschlossene Ausnehmung münden, die
für Staub und
Schmutz aus dem Melkstand schwer zugänglich ist, so daß ein Verschmutzen
der Luftansaugleitung 18 verhindert wird. Der Sensor 24,
der sowohl an der Stütze 23 angebracht
als auch direkt mit dem Roboterarm 2 verbunden werden kann,
steht in Verbindung mit dem Computer der Anlage. Wenn der Zitzenbecher 1 an
eine Zitze eines zu melkenden Tieres angeschlossen ist, herrscht
in dem Zitzenraum ein Unterdruck. Je nach der Stelle, an der der
Sensor 24 in der Luftansaugleitung 18 angeordnet
ist, zeichnet dieser Sensor einen bestimmten Wert für den Unterdruck
auf; dieser Wert ist in jedem Fall ein Maß für den Unterdruck in dem Zitzenraum.
Der von dem Sensor 24 gemessene Wert des Unterdruckes wird
in den Computer des Melksystems eingegeben. Beim Anschließen der
Zitzenbecher an die Zitzen ist der Unterdruckwert ein wichtiger
Faktor, weil nur bei Erzeugen eines ausreichenden Unterdruckes in
dem Zitzenraum davon ausgegangen werden kann, daß der Zitzenbecher an die Zitze
angeschlossen und der Roboterarm 2 verlagert werden kann,
wobei der Zitzenbecher dann von dem Roboterarm freigegeben werden
kann. Solange der Zitzenbecher nicht an eine Zitze angeschlossen
ist, oder wenn der Zitzenbecher von dem Tier weggetreten wird, kann
in der Milchleitung ein Unterdruck herrschen, was zur Folge hat, daß von dem
Zitzenbecher ständig
Luft eingesaugt wird. Jedoch entspricht der Druck in dem Zitzenbecher
nahezu dem der Außenluft.
Daher wird dieser Druck von dem Sensor 24 aufgezeichnet.
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Die Milchleitung 16, die
Luftansaugleitung 18 und die Pulsierleitung 20 können zusammen
als ein zusammenhängendes
Leitungssystem ausgebildet sein. Ein möglicher Querschnitt eines solchen
Leitungssystems ist in 3 gezeigt.
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Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform steht die Luftansaugleitung 18 in
direkter Verbindung mit der Außenluft,
so daß Staub
und Schmutz aus dem Stallraum in den Zitzenbecher eingesaugt werden
können
und die Gefahr einer Verstopfung der Ansaugleitung besteht. In 4 sind in schematischer Darstellung
ein Zitzenbecher 1 mit der Luftansaugleitung 18 und
dem Sensor 24 gezeigt, wobei die Luftansaugleitung 18 über ein
Drucksteuerungsventil 25 und einen Luftfilter 26,
der vorzugsweise als Aktivkohlefilter ausgeführt ist, mit einem Luftkompressionsbehälter 27 verbunden
ist. Obwohl die Luftansaugleitung 18 direkt an den Luftkompressionsbehälter 27 angeschlossen
werden könnte
oder über
das Drucksteuerungsventil 25, mittels dessen der hohe Druck
der aus dem Luftkompressionsbehälter 27 strömenden Luft
auf den Druck der Außenluft
oder einen geringfügig
höheren
Druck reduziert werden kann, wird bevorzugt von dem Luftfilter Gebrauch
gemacht, weil selbst die Luft in dem Luftkompressionsbehälter nicht
ganz rein ist. Die aus dem Luftkompressionsbehälter 27 strömende Luft
wird dann in dem Filter 26 gereinigt, wonach anschließend der Druck
mittels des Drucksteuerungsventils 25 angepaßt wird.
In derselben 4 ist eine
Alternative für das
Drucksteuerungsventil 25 dargestellt. Bei dieser alternativen
Ausführungsform
ist ein Auffangbehälter 28 vorgesehen,
der in der Luftansaugleitung 18 angeordnet ist. Der mit
dem Luftfilter 26 verbundene Abschnitt der Luftansaugleitung
erstreckt sich dann durch den Auffangbehälter 28 hindurch und
mündet in
diesen nahe der Einmündung
des mit dem Zitzenbecher verbundenen Abschnittes der Luftansaugleitung.
Der mit dem Filter 26 verbundene Abschnitt der Luftansaugleitung
hat einen solch geringen Durchmesser, daß in dem Auffangbehälter 28 ein
geeigneter Druck herrscht, um Luft in den Zitzenbecher einzusaugen.
Falls der Druck zu stark ansteigt, kann der Überdruck aus dem Auffangbehälter über eine Luftaustrittsöffnung oder
ein Überdruckventil
in der Wand des Behälters
entweichen.
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Bei den in den 1 und 4 gezeigten
Ausführungsformen
mündet
die Luftansaugleitung 18 in den unteren Zitzenraum 10 des
Zitzenbechers. In 4 ist
mittels unterbrochener Linien dargestellt, wie die Luftansaugleitung 18 durch
die Zitzenbecherwand oder durch den Pulsierraum hindurch nach oben
geführt
werden kann, um in einen Ringraum 29 zu münden, der
relativ dicht unter dem oberen Rand des Zitzenbechers 1 angeordnet
ist. Wenn die Luftansaugleitung 18 in den unteren Teil
des Zitzenraumes mündet,
so herrscht während
des Melkens in dem unteren Teil des Zitzenraumes ein Unterdruck
in der Größenordnung
von 40 kPa und in dem Ringraum 29 relativ dicht unter der
dem oberen Rand des Zitzenbechers ein Unterdruck von 10 kPa. In
der Praxis tritt daher fast immer ein Leckluftstrom auf, der von
außen
an der Zitze entlang zur Milchleitung verläuft. Dadurch werden gleichzeitig
Verunreinigungen und Stalluft mit Staubteilchen eingesaugt und an
den Zitzen entlanggeführt.
Um dies zu begrenzen, kann die Luftansaugleitung in den Ringraum 29 münden. Dadurch
wird erreicht, daß der
Unterdruck in diesem Raum auf etwa 5 kPa verringert wird, wodurch
auch der Leckluftstrom von außerhalb
des Zitzenbechers und somit die in den Zitzenbecher eingesaugte
Menge an Staub und Verunreinigungen beträchtlich reduziert wird.
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Die Erfindung ist nicht auf die hier
beschriebene und gezeigte Ausführungsform
beschränkt, sondern
umfaßt
alle Arten von Abwandlungen, selbstverständlich soweit sie in den Schutzbereich der
nachstehenden Ansprüche
fallen. Die Luftansaugleitung 18 kann z. B. in die Milchleitung 16 münden, vorzugsweise
nahe dem Anschluß der
Milchleitung an den Zitzenbecher, anstelle in den unteren Raum 10 des
Zitzenbechers zu münden.