DE3810160A1 - Melkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Melkzeug mit einem an eine mit Unterdruck beaufschlagbare Melkleitung anschließba­ ren Sammelstück und mehreren mit dem Sammelstück verbun­ denen, an einen Pulsator anschließbaren Zitzenbechern, bei dem der Innenraum des Sammelstücks über eine Be­ lüftungsvorrichtung mit dem Außenraum verbunden ist.

Derartige Melkzeuge sind als Teil von Melkanlagen allge­ mein bekannt (s. z.B. Dr. H. Worstorff "Melktechnik", herausgegeben von top agrar - Das Magazin für moderne Landwirtschaft, 2. Auflage, 1986, S. 14 bis 16).

Es ist bekannt, den Unterdruck in Unterdruckleitungs­ systemen von Melkanlagen mit sehr exakt arbeitenden servogesteuerten Regelventilen konstant zu halten (s. z.B. DE-PS 29 05 199). Diese Regelventile gleichen Vakuumschwankungen in einer kurzen Zeit aus, so daß nahezu unabhängig vom Luftverbrauch das Vakuum auf gleicher Höhe bleibt.

Es hat sich nun herausgestellt, daß trotz dieser sehr genauen Unterdruckregelung im Zuleitungssystem der Melkanlage der Unterdruck im Melkzeug in unmittelbarer Nähe des Euters zyklischen Schwankungen unterworfen ist (s. "Melktechnik", S. 50-52). Diese Unterdruckschwan­ kungen bringen große Nachteile für das Melkverhalten und begünstigen außerdem die Übertragung von Bakterien durch Rückfluß von ermolkener Milch zum Euter. Die zyklischen Schwankungen im Unterdruck sind darauf zurückzuführen, daß beim Melkvorgang durch die ermolkene Milch zunächst der Druck ansteigt, weil ein evakuierter Raum z.T. mit Medium aufgefüllt wird und diese Volumenänderung nicht schnell genug ausgeglichen werden kann. Durch das Ab­ strömen der ermolkenen Milch wird dann der Druck im Zitzenbereich wieder verkleinert, weil die abströmende Milch wie ein Flüssigkeitskolben wirkt. Dieser Flüssig­ keitskolben wird aber z.T. wieder zurückgesaugt, wobei er auf neu ermolkene Milch trifft und dadurch den schäd­ lichen Rückfluß erzeugt.

Die sich in dieser Weise im Melkzeug abspielenden Vor­ gänge sind dynamisch gesehen problematisch, weil der Unterdruck sich in diesem Bereich immer diametral ent­ gegengesetzt zu den Erfordernissen einstellt. Wenn gerade viel Milch ermolken wurde, steigt der Druck an, d.h. das Vakuum bricht teilweise zusammen. Wenn die Milch abfließt, fällt der Druck, d.h. das Vakkum ver­ größert sich, aber jetzt wird keine weitere Milch entzo­ gen.

Zur Milderung dieser Nachteile sind die bekannten Melk­ zeuge mit einer Belüftungsvorrichtung versehen, die den Innenraum des Sammelstücks mit dem Außenraum verbindet. Bei den meisten Melkzeugen ist diese Belüftungsvorrich­ tung als feste Belüftungsbohrung im Sammelstück ausge­ bildet. Es ist aber auch bereits bekanntgeworden, eine Belüftungsvorrichtung vorzusehen, bei der periodisch durch den Pulsator gesteuert der ermolkenen Milch Trans­ portluft nachgeschleust wird (s. "Melktechnik", S. 65- 69).

Aber auch mit diesen, z.T. relativ aufwendig aufgebauten Einrichtungen sind die zyklischen Unterdruckschwankungen im Melkzeug nicht ganz zu verhindern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Melkzeug der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß die zyklischen Schwankungen des Unterdrucks im Melkzeug zuverlässig ausgeglichen werden und damit die nachteili­ gen Wirkungen bezüglich des Milchtransports und der bakteriellen Gefährdung des Euters vermieden werden.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Patentan­ spruchs 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, am Melk­ zeug im Bereich des Sammelstückes anstelle einer fixen Belüftungsbohrung oder anstelle von aufwendig aufgebau­ ten periodisch wirkenden Belüftungsvorrichtungen ein Vakuumregelventil anzuordnen. Im Prinzip kann an dieser Stelle beispielsweise ein servogesteuertes Regelventil verwendet werden wie es beispielsweise in DE-PS 29 05 199 beschrieben ist. Es hat sich aber gezeigt, daß an dieser Stelle auch ausgezeichnete Ergebnisse mit einem wesentlich einfacher aufgebauten Regelventil erzielt werden können, wie es beispielsweise im Patent­ anspruch 2 beschrieben ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Melkzeug wird mittels des Regelventils bei stark abfallendem Druck im Sammelstück, also dann, wenn die Milch abströmen will, das Regelven­ til in Abhängigkeit vom Unterdruck öffnen und genau die Luftmenge nachströmen lassen, die erforderlich ist, um den Unterdruck auf einem gewünschten Wert zu halten. Beim Nachströmen der gerade ermolkenen Milch reagiert das Regelventil indem es den Druckanstieg, also den Einbruch des Vakuums, durch entsprechende Drosselung der Zuluft ausgleicht. Die vom Milchfluß abhängigen Unter­ druckschwankungen werden somit verhindert oder zumindest in Abhängigkeit von der Regelgenauigkeit des Regelven­ tils sehr stark gemindert.

Das Regelventil kann in einfacher Ausführungsform ent­ weder in das Sammelstück integriert sein, oder mit dem Sammelstück verbunden sein, beispielsweise mittels eines Anschlußstutzens oder - wenn das Regelventil vom Sammel­ stück getrennt angeordnet werden soll - über einen Verbindungsschlauch.

Da das Regelventil an einer Schnittstelle zwischen Milch und freier Atmosphäre angeordnet ist, ist es notwendig, dafür zu sorgen, daß die im Innenraum des Sammelstücks liegende Öffnung des Steuerkanals möglichst nicht mit Milch benetzt wird. Dies kann gemäß Patentanspruch 5 und 6 dadurch geschehen, daß über einen eng dimensionierten Belüftungskanal eine die Funktion nicht verfälschende Luftmenge in die Steuerkammer geleitet wird und damit ein ständiger Luftstrom durch den Steuerkanal in den Innenraum des Sammelstücks hineingeleitet wird.

Gemäß der Ausführungsform nach Patentanspruch 12 ist das Regelventil außerordentlich einfach aus wenigen Bestand­ teilen aufgebaut, so daß es durch einen Handgriff in seine Bestandteile zerlegt werden kann, um nach erfolg­ ter Reinigung bei gleicher Einstellung der Vakuumhöhe wieder montiert zu werden.

Im folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel für das Melkzeug nach der Erfindung näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung ein Melkzeug, an dessen Sammelstück ein Regelventil angeordnet ist;

Fig. 2 in einer Schnittdarstellung das Regelventil der Ausführungsform nach Fig. 1.

Das in Fig. 1 dargestellte Melkzeug besitzt ein über einen langen Milchschlauch 6 an eine nicht dargestellte Melkleitung anschließbares Sammelstück 1, an das über kurze Milchschläuche 2.1 und 3.1 Zitzenbecher 2 und 3 angeschlossen sind. In der Zeichnung sind zur Verein­ fachung nur zwei Zitzenbecher 2, 3 dargestellt, während bei der praktischen Ausführung im allgemeinen vier Zitzenbecher am Sammelstück angeordnet sind.

Jeder der Zitzenbecher 2, 3 ist über einen Pulsschlauch 2.2 und 3.2 mit einem schematisch dargestellten Pulsator 4 verbunden, der ebenfalls schematisch dargestellt an eine Vakuumleitung 5 angeschlossen ist.

In Fig. 1 sind die Zitzenbecher 2 und 3 an die Zitzen Z eines Euters Eu angelegt, dargestellt.

Die übliche Funktionsweise des Melkzeugs durch Anlegen von Unterdruck an die Vakuumleitung und die Melkleitung sowie durch Betätigung des Pulsators ist allgemein bekannt und wird im folgenden nicht näher erläutert. Es wird hierzu noch einmal auf die Veröffentlichung "Melk­ technik", insbesondere S. 14-16, verwiesen.

Das Sammelstück 1 weist an seiner Oberseite eine Belüf­ tungsöffnung 1.1 auf, in die ein Regelventil RV einge­ setzt ist.

Dieses Regelventil RV ist in Fig. 2 näher dargestellt.

Es besitzt ein Ventilgehäuse, das aus einem im wesent­ lichen halbschalig aufgebauten Unterteil 7 und einem ebenfalls im wesentlichen halbschalig aufgebauten Ober­ teil 8 zusammengesetzt ist. Die Verbindung 19 zwischen Oberteil und Unterteil kann beispielsweise als Bajonett­ verschluß ausgebildet sein. Es kann hier aber auch eine Schraubverbindung verwendet werden.

Der Innenraum des aus den Teilen 7 und 8 bestehenden Gehäuses ist durch eine als Rollmembran 11 ausgebildete Membran in zwei Teilräume eingeteilt, nämlich eine Ventilkammer 9 und eine Steuerkammer 10. Die Ventil­ kammer 9 ist über einen Lufteinlaßstutzen 7.1 mit dem Außenraum verbunden. An den Lufteinlaßstutzen 7.1 kann ein Luftzuführungsschlauch angeschlossen sein, wenn die zuströmende Luft aus einem sauberen Bereich herbeige­ führt werden soll. Es kann aber auch in nicht darge­ stellter Weise dem Lufteinlaßstutzen 7.1 ein Filter vorgeschaltet sein. In der Ventilkammer 9 ist ein Ven­ tilsitz 14 angeordnet, durch den hindurch die Ventil­ kammer 9 über einen Anschlußstutzen 7.2 mit den Innen­ raum des Sammelstücks 1 verbunden ist. Dem Ventilsitz 14 gegenüber liegt ein Ventilteller 12, der einstückig in die Membran 11 integriert ist. Die Membran 11 ist an ihren Rändern im Bereich der Verbindungsstelle 19 zwischen dem Unteteil 7 und dem Oberteil 8 des Gehäuses befestigt. Zur Verstärkung des Ventiltellers 12 dient eine an seiner Rückseite angeordnete Abstützplatte 13, an welcher sich eine Schraubendruckfeder 15 abstützt, die durch die Steuerkammer 10 nach oben in ein Kopfstück 8.1 des Oberteils 8 hineingeführt ist. Das in Fig. 2 obere Ende der Schraubendruckfeder 15 ist unverlierbar an einem Ansatz 16.1 einer Einstellschraube 16 be­ festigt, die von oben in das Kopfstück 8.1 hineinge­ schraubt ist. Das Kopfstück 8.1 ist mittels einer ab­ nehmbaren Abdeckhaube 8.2 verschlossen. Durch die Kraft­ wirkung der Schraubendruckfeder 15 wird der Ventilteller 12 in Schließrichtung beaufschlagt, so daß bei gleichen Druckverhältnissen in der Ventilkammer 9 und in der Steuerkammer 10 der Ventilteller 12 auf dem Ventilsitz 14 aufsitzt wie in Fig. 2 dargestellt.

Die Steuerkammer 10 ist über einen Steuerkanal mit dem Innenraum des Sammelstücks 1 verbunden. Dieser Steuer­ kanal verläuft in einem Rohr 17, dessen oberes Ende sich innerhalb der Steuerkammer 10 befindet und das durch die Abstützplatte 13 und den Ventilteller 12 hindurchgeführt und mit diesen fest verbunden ist. Weiterhin durchsetzt das Rohr 17 den Ventilsitz 14 derart, daß ein ringförmi­ ger Durchtrittsraum freibleibt und ist schließlich durch den Anschlußstutzen 7.2 in den Innenraum des Sammel­ stücks 1 hineingeführt.

Die Steuerkammer 10 ist zusätzlich über einen Belüf­ tungskanal 18 mit dem Lufteinlaß im Lufteinlaßstutzen 7.1 verbunden. Der Belüftungskanal 18 besitzt einen sehr kleinen Querschnitt, der so bemessen sein muß, daß die Steuerfunktion der Steuerkammer 10 durch den ständigen Lufteintritt nicht beeinträchtigt wird. Im allgemeinen ist der Querschnitt des Belüftungskanals 10 klein gegen den Innenquerschnitt des Rohres 17.

Die Funktionsweise des in Fig. 2 dargestellten Regelven­ tils ist folgende:

Der im Innenraum des Sammelstücks 1 vorhandene Unter­ druck wird über das Rohr 17 in die Steuerkammer 10 weitergeleitet. Die auf die obere Oberfläche des Ventil­ tellers 12-13 wirkende Kraft setzt sich zusammen aus der durch den Luftdruck in der Steuerkammer 10 gegebenen Kraft und der Kraft der Schraubendruckfeder 15. In der Ventilkammer 9 herrscht der im Außenraum vorhandene Atmosphärendruck, der eine entsprechende Kraft auf die Unterseite des Ventiltellers 12 ausübt. Die Vorspannung der Schraubendruckfeder 15 ist mittels der Einstell­ schraube 16 verstellbar, womit der Schaltpunkt des Regelventils verändert werden kann. Die Einstellung erfolgt so, daß bei fallendem Druck im Innenraum des Sammelstücks 1 und damit in der Steuerkammer 10, wenn die auf die Unterseite des Ventiltellers 12 wirkende Kraft, die von oben wirkende Kraft überwiegt, der in die Membran 11 integrierte Ventilteller 12 schließlich angehoben wird, so daß Außenluft aus der Ventilkammer 9 durch den Ventilsitz 14 hindurch in den Innenraum des Sammelstücks 1 einströmen kann. Steigt der Druck im Innenraum des Sammelstücks und in der Steuerkammer 10 wieder an, so erhöht sich die von oben auf den Ventil­ teller 12 wieder einwirkende Kraft und der Ventilteller 12 schließt wieder.

Infolge des Belüftungskanals 18 ist sichergestellt, daß immer ein geringer Luftstrom durch das Rohr 17 hindurch nach unten strömt.

Durch das Regelventil RV ist sichergestellt, daß im Sammelstück 1 ein am Regelventil RV einstellbarer Unter­ druck im wesentlichen konstant aufrechterhalten werden kann.

Das in Fig. 2 dargestellte Ventil, dessen Unterteil 7 in der Belüftungsöffnung 1.1 des Sammelstücks 1 befestigt ist, kann durch einen Handgriff in seine wenigen Be­ standteile zerlegt werden. Nach dem Lösen des Bajonett­ verschlusses 19 kann das Oberteil 8 zusammen mit der an der Stellschraube 16 unverlierbar befestigten Schrauben­ druckfeder 15 abgehoben werden. Es kann dann die aus der Abstützplatte 13 dem Ventilteller 12 und dem Rohr 17 bestehende Baueinheit herausgenommen werden. Die drei Baueinheiten, in die das Ventil somit zerlegt wurde, können leicht gereinigt werden, ohne daß beispielsweise an der Einstellung der Schraubendruckfeder 15 mittels der Stellschraube 16 irgend etwas geändert wird. Nach dem Wiederzusammensetzen des Ventils ist dieses mit gleicher Einstellung des Schaltpunktes sofort wieder funktionsfähig.

Claims (13)

1. Melkzeug mit einem an eine mit Unterdruck beauf­ schlagbare Melkleitung anschließbaren Sammelstück und mehreren mit dem Sammelstück verbundenen, an einen Pulsator anschließbaren Zitzenbechern, bei dem der Innenraum des Sammelstücks über eine Belüftungsvorrich­ tung mit dem Außenraum verbunden ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Belüftungsvorrichtung als vom momenta­ nen Unterdruck im Sammelstück (1) angesteuertes Regel­ ventil (RV) ausgebildet ist.

2. Melkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (RV) ein Ventilgehäuse (7-8) aufweist, dessen Innenraum durch eine Membran (11) in eine Ventil­ kammer (9) und eine Steuerkammer (10) aufgeteilt ist, wobei die Ventilkammer (9) über eine Lufteinlaßöffnung (7.1) mit dem Außenraum und über einen Ventilsitz (14) mit dem Innenraum des Sammelstücks (1) verbunden ist und dem Ventilsitz (14) ein in die Membran (11) integrierter Ventilteller (12) gegenüberliegt, der in Schließrichtung mit der Kraft einer in der Steuerkammer (10) angeordne­ ten Druckfeder (15) beaufschlagt ist und daß die Steuer­ kammer (10) über einen Steuerkanal mit dem Innenraum des Sammelstücks (1) verbunden ist, wobei der Steuerkanal in einem Rohr (17) verläuft, das durch den Ventilteller (12) geführt und mit diesem fest verbunden ist und den Ventilsitz (14) unter Freilassung eines ringförmigen Durchtrittsraumes durchsetzt.

3. Melkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran als Rollmembran (11) ausgebildet ist.

4. Melkzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Vorspannung der Druckfeder (15) mittels einer in einem Kopfstück (8.1) des Gehäuses (8) angeord­ neten Stellschraube (16) einstellbar ist.

5. Melkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkammer (10) über einen Belüftungskanal (18) mit der Lufteinlaßöffnung (7.1) verbunden ist.

6. Melkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Belüftungskanals (18) klein ist gegen den Querschnitt des Steuerkanals (17).

7. Melkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (RV) fest mit dem Sammelstück (1) verbunden ist, indem mindestens ein Teil des Ventilgehäuses als Kunststoffspritzteil in das Sammelstück integriert ist.

8. Melkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (RV) mittels eines Anschlußstutzens (7.2) an eine Belüftungsöffnung (1.1) des Sammelstücks (1) angeschlossen ist.

9. Melkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil vom Sammelstück getrennt angeordnet ist und mit diesem über einen Ver­ bindungsschlauch verbunden ist.

10. Melkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteinlaßöffnung (7.1) an einen Luftzuführungsschlauch angeschlossen ist.

11. Melkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Lufteinlaßöffnung ein Luft­ filter angeordnet ist.

12. Melkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse aus einem die Ventilkammer (9) enthaltenden halbschaligen Unterteil (7) und einem die Steuerkammer (10) enthaltenden halb­ schaligen Oberteil (8) besteht und die Membran (11) im Bereich der Verbindungsstelle von Unterteil und Oberteil am Gehäuse befestigt ist und die Druckfeder (15) unver­ lierbar an der in das mit dem Oberteil (8) verbundene Kopfstück (8.1) eingeschraubten Stellschraube (16) befestigt ist.

13. Melkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfstück (8.1) mit einer Abdeckhaube (8.2) verschließbar ist.