DE60213295T3

DE60213295T3 - Vorrichtung zum tragen eines melkelementes

Info

Publication number: DE60213295T3
Application number: DE60213295T
Authority: DE
Inventors: Torbjörn Petterson; Henrik Eng; Carl-Johan Victor
Original assignee: DeLaval Holding AB
Current assignee: DeLaval Holding AB
Priority date: 2001-05-10
Filing date: 2002-05-08
Publication date: 2010-05-20
Anticipated expiration: 2022-05-09
Also published as: NZ529441A; US20040194711A1; US6978733B2; WO2002089563A3; SE519056C2; DE60213295T2; EP1575351B1; WO2002089563A2; EP1575351A2; SE0101647D0; ATE333211T1; CA2446703C; SE519056C3; DE60213295D1; SE0101647L; CA2446703A1; EP1575351B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Tragen eines Melkelementes, das mindestens einen Zitzenbecher umfasst und das über ein flexibles Leitungselement mit einer Melkmaschine verbindbar ist, die einen relativ niedrigen Druck liefert, wobei die Vorrichtung ein Halteelement umfasst, das fest in oder an einem Melkstand befestigt ist, der ein Vorderende und ein Hinterende aufweist und zum Aufnehmen eines zu melkenden Tieres dient, wobei das Tier mit dem Kopf am Vorderende angeordnet ist, sowie eine Armanordnung, die schwenkbar mit dem Halteelement verbunden ist und teilweise das Melkelement während des Melkens des Tieres beim Ansetzen des Zitzenbechers an eine Zitze des zu melkenden Tieres trägt, wobei die Armanordnung aus einer ersten Position, in der sich das Melkelement neben dem Tier befindet, in eine zweite Position bewegbar ist, in der sich das Melkelement unterhalb des Tieres befindet, und ein krafterzeugendes Element, das während des Melkens eine Kraft erzeugt, die auf die Armanordnung in einer Vorwärtsrichtung wirkt.
Aus der Patentliteratur ist eine Vielzahl solcher Vorrichtungen zum Tragen eines Melkelementes bekannt. Solche Tragevorrichtungen, die oft als Servicearme bezeichnet werden, dienen in typischen Fällen im Zusammenhang mit dem manuellen Ansetzen der Zitzenbecher zum Tragen des Melkelementes, wenn das Melkelement von einer Position neben dem zu melkenden Tier in eine Position unterhalb des Tieres bewegt wird. Das Melkelement wird vom Servicearm durch das Melkpersonal gelöst, das das Melkelement mit der einen Hand hält und mit der anderen Hand die Zitzenbecher ansetzt. Viele bekannte Servicearme haben jedoch den Nachteil, dass sie während des eigentlichen Melkens das Melkelement mit Kräften beaufschlagen, die nicht erwünscht sind.
Die EP-A-630556 offenbart eine Vorrichtung zum Tragen eines Sammelstücks mit vier Zitzenbechern. Das Sammelstück ist über ein flexibles Leitungselement mit einer Melkmaschine verbunden, die einen relativ niedrigen Druck liefert. Die Vorrichtung umfasst ein Halteelement, das fest in oder an einem Melkstand befestigt ist, der ein zu melkendes Tier aufnimmt, sowie eine Armanordnung, die schwenkbar mit dem Halteelement verbunden ist und das Melkelement beim Ansetzen der Zitzenbecher und auch während des eigentlichen Melkens trägt. Weiterhin umfasst die Vorrichtung ein krafterzeugendes Element, das zum Erzeugen einer Kraft dient, die während des Melkens vorwärts auf das Sammelstück wirkt. Das Sammelstück ist jedoch nur lose über eine schematisch offenbarte Verbindung mit der Armanordnung verbunden. Die lange Milchleitung hängt offenbar im Wesentlichen lose unter der Armanordnung.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, die ein vorteilhaftes Halten des Melkelementes während des Melkens des Tieres liefert.
Dieses Ziel wird durch die eingangs definierte Vorrichtung erreicht, die durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 definierten Merkmale gekennzeichnet ist.
Auf eine solche Weise wird während des Melkens eine sehr vorteilhafte Einwirkung auf das Melkelement und die Zitzen erreicht. Es kann dadurch vermieden werden, dass das Melkelement die Zitzen auf eine solche Weise beeinflusst, dass der Milchfluss durch den Zitzenkanal der jeweiligen Zitze behindert wird. Die Kraft wird über ein Leitungselement angelegt, und es ist daher keine direkte Verbindung irgendeiner mechanischen Komponente am Melkelement von Nöten.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung erzeugt das krafterzeugende Element eine Kraft von einer Größe, die im Wesentlichen unabhängig von der Position der Armanordnung während des Melkens ist. Unterschiedliche Tiere haben unterschiedliche Größen, z. B. hängt das Euter älterer Kühe normalerweise tiefer als das Euter jüngerer Kühe. Es ist daher vorteilhaft, wenn die erzeugte Kraft unabhängig von der Position des Melkelementes ist, z. B. wenn es sich in einer relativ hohen Position oder in einer relativ niedrigen Position befindet. Mit einem Element, das eine solche Kraft mit einer im Wesentlichen konstanten Größe erzeugt, bleibt die vorwärts gerichtete Kraft im Wesentlichen gleich, selbst wenn sich das Tier während des Melkens im Stand bewegt. Eine solche Kraft kann z. B. mittels eines krafterzeugenden Elementes erreicht werden, das einen Zylinder mit einem Kolben umfasst, der im Zylinder durch die Zufuhr oder die Ausgabe eines Fluidums verschiebbar ist.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erlaubt die Armanordnung während des Melkens eine relativ freie Bewegbarkeit des Melkelementes in einer vertikalen Richtung. Auf eine solche Weise ist es möglich, eine resultierende Kraft zu erzielen, die auf die Zitzen in einer schräg abwärts und vorwärts gerichteten Richtung wirkt.
Nach der Erfindung umfasst die Armanordnung ein röhrenförmiges Armelement, durch das sich das Leitungselement erstreckt, wobei das Verbindungselement an einem Außenende des Armelements vorgesehen ist. Vorteilhafterweise kann die Vorrichtung ein Ausgleichselement umfassen, das während des Melkens das Gewicht des Armelementes und des Leitungselementes ausgleicht.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das röhrenförmige Armelement als ein Teleskoparm mit mindestens einem ersten Teil und einem zweiten Außenteil ausgestattet, wobei der zweite Außenteil in Bezug auf den ersten Teil verschiebbar ist. Ein solcher Teleskoparm kann in einfacher Weise auf eine gewünschte Länge ausgezogen werden, sodass die Zitzenbecher die jeweilige Zitze erreichen. Ein solcher Teleskoparm kann auch zusammengeschoben werden, sodass er nur wenig Raum einnimmt und leicht zur Ermöglichung anderer Aktivitäten weggeschoben werden kann, z. B. um das Euter zu reinigen usw.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst der erste Teil des Teleskoparmes den Zylinder oder den Kolben, wobei der zweite Teil des Teleskoparms dann das andere der beiden Elemente Kolben und Zylinder umfasst. Vorteilhafterweise kann der Zylinder durch den ersten Teil des Teleskoparms und der Kolben durch den zweiten Teil des Teleskoparms gebildet werden.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Armanordnung ein Drehelement, das bei der Drehung des Armelementes in einer ersten Drehrichtung um eine Drehachse des Drehelementes während der Bewegung der Armanordnung von der ersten Position in die zweite Position erlaubt. Das Drehelement kann vorteilhafterweise mit dem ersten Teil des Teleskoparms verbunden sein. Weiterhin kann das Drehelement mit dem Halteelement verbunden sein.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das Melkelement ein Sammelstück, das mit dem Leitungselement verbunden ist, und vier Zitzenbecher, die mit dem Sammelstück über jeweils eine kurze Milchleitung verbunden sind.
KURZEBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird nun genauer anhand unterschiedlicher Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 offenbart schematisch eine Seitenansicht einer Vorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung in einer ersten Position.
2 offenbart schematisch eine Seitenansicht einer Vorrichtung nach 1 in einer zweiten Position.
3 offenbart eine Schrägansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung.
4 offenbart eine Seitenansicht der Vorrichtung nach 3.
5 offenbart schematisch eine Explosionsansicht eines krafterzeugenden Elementes der Vorrichtung nach 1 bis 4.
6 offenbart eine Schrägansicht eines ersten Sperrteiles der Vorrichtung nach 1 bis 4.
7 offenbart eine Schrägansicht eines zweiten Sperrteiles der Vorrichtung nach 1 bis 4.
8 offenbart schematisch ein teilweise demontiertes Drehelement der Vorrichtung nach 1 bis 4.
9 offenbart eine Schrägansicht einer Anzahl von Komponenten des Drehelementes nach 8.
10 offenbart eine Schrägansicht eines Kolbens des Drehelementes nach 8.
11 offenbart eine Ansicht einer Zahnscheibe des Drehelementes nach 8.
12 offenbart eine Ansicht eines Teiles zweier Zahnscheiben des Drehelementes nach 8.
13 offenbart eine Ansicht einer Vorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung von oben.
14 offenbart eine Seitenansicht der Vorrichtung nach 13.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER UNTERSCHIEDLICHEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
1 bis 4 offenbaren eine Vorrichtung zum Tragen eines Melkelementes 1. Das Melkelement 1 umfasst ein schematisch offenbartes Sammelstück 2 und vier Zitzenbecher 3, siehe 2 bis 4. Die Zitzenbecher 3 sind mit dem Sammelstück 2 über eine jeweilige kurze Milchleitung und eine jeweilige kurze Pulsleitung (nicht offenbart) verbunden. Das Melkelement 1 hat somit die wohlbekannte herkömmliche Ausgestaltung. Weiterhin ist das Melkelement 1 in herkömmlicher Weise mit einer Melkmaschine 5 verbunden, die schematisch in 1, 2 und 4 offenbart ist, und zwar über ein Leitungselement 6, das mindestens eine lange Milchleitung und/oder mindestens eine lange Pulsleitung umfasst. Die Melkmaschine 5 umfasst eine Vakuumpumpe 7 und ein Milchsammelelement 8.
Die Vorrichtung nach der Erfindung umfasst eine Armanordnung 9 und ein Halteelement 10. Das Halteelement 10 ist in der offenbarten Ausführungsform an einer im Wesentlichen vertikalen Wand 11 in einem Melkstall befestigt. Im Melkstall 12 ist das Melkpersonal anwesend, dessen Aufgabe darin besteht, die Zitzenbecher 3 an die Zitzen des zu melkenden Tieres anzusetzen. Das Tier (nicht offenbart) steht in einem Melkstand 13, dessen Boden 14 in 1 bis 4 angedeutet ist. In der offenbarten Ausführungsform soll die Kuh mit ihrer Rückseite zum Melkstall 12 hin stehen und mit dem Kopf vorwärts in der Richtung x dem Melkstall 12 abgewandt. Das Halteelement 10 wird mittels einer Befestigungsplatte 15 an der im Wesentlichen vertikalen Wand 11 befestigt und erstreckt sich im Wesentlichen horizontal auswärts von der Wand 11. Das Halteelement 10 umfasst an seinem Außenende ein Schwenkgelenk 16, das einen schwenkbaren Teil 17 umfasst, an dem ein Schwenkarm 18 der Armanordnung 9 vorgesehen ist. Der Schwenkarm 18 kann somit in einer im Wesentlichen vertikalen Ebene in einer Drehrichtung geschwenkt werden, siehe 3. Der Schwenkarm 18 wird teilweise durch ein Federelement 19 gebildet, das dem Schwenkarm 18 eine begrenzte Elastizität verleiht. Der Schwenkarm 18 kann mindestens zwischen einer im Wesentlichen vertikalen Position, die in 1 bis 4 offenbart ist, und einer Ruheposition (nicht offenbart) geschwenkt werden, in der der Schwenkarm 18 seitwärts geschwenkt worden ist, sodass er sich mit einem Neigungswinkel von ungefähr 10° bis 50° in Bezug auf eine horizontale Ebene erstreckt. Auf diese Weise kann die Armanordnung 9 in eine Ruheposition zurückgedreht werden, und das Melkpersonal hat freien Zugang zum Reinigen des Euters des im Melkstand 13 anwesenden Tieres.
Weiterhin umfasst die Armanordnung 9 ein Drehelement 22, das am oberen Ende des Schwenkarms 18 vorgesehen ist. Das Drehelement 22 ist mit dem Schwenkarm 18 mittels eines weiteren Drehgelenks 23 verbunden, das die Drehung des Drehelementes 22 in einer Drehrichtung b um eine Drehachse erlaubt, die im Wesentlichen konzentrisch zum Schwenkarm 18 verläuft.
Weiterhin umfasst die Armanordnung 9 einen Teleskoparm 30, der am Drehelement 23 vorgesehen ist. Der Teleskoparm 30 ist in einer Drehrichtung c zwischen einer ersten im Wesentlichen vertikalen Position, siehe 1, und einer zweiten im Wesentlichen horizontalen Position, siehe 2 bis 4, drehbar. Es ist anzumerken, dass die zweite im Wesentlichen horizontale Position aufwärts oder abwärts geneigt sein kann, je nach dem zu melkenden Tier. Der Teleskoparm 30 ist mittels eines Mechanismus des Drehelementes 22 drehbar. Dieser Mechanismus wird weiter unten genauer erläutert. Der Teleskoparm umfasst einen ersten Teil 31 und einen zweiten Teil 32. Der zweite Teil 32 springt aus dem ersten Teil 31 hervor und kann in diesen eingeführt werden. Der zweite Teil 32 arbeitet somit als ein Kolben im ersten Teil 31, der als ein Zylinder wirkt. Zwischen dem ersten Teil 31 und dem zweiten Teil 32 wird ein Raum 33 gebildet, der von der Außenumgebung mittels eines Kolbenrings 33 abgedichtet wird, der fest mit dem zweiten Teil 32 verbunden ist, und mittels eines Zylinderrings 35, der fest mit dem ersten Teil 31 verbunden ist. Der Teleskoparm 30 ist röhrenförmig und nimmt das Leitungselement 6 auf, das sich durch den gesamten Teleskoparm 30 hindurch erstreckt. Das Leitungselement 6 ist fest mit dem zweiten Teil 32 verbunden und insbesondere im vorwärts gerichteten Ende des zweiten Teiles 32 mittels elastischer Klemmen 29 oder ähnlicher Verbindungselemente verbunden. Die Position des Melkelementes 1 in Bezug auf den zweiten Teil 32 des Teleskoparms 30 ist somit fest und das Melkelement 1 befindet sich in einem kleinen Abstand vom zweiten Teil 32, wobei dieser Abstand eine gewisse Beweglichkeit des Melkelementes 1 in Bezug auf den Teleskoparm 30 aufgrund der Flexibilität des Leitungselementes 6 ermöglicht, das den zweiten Teil 32 mit dem Melkelement 1 verbindet, siehe 2.
Aufgrund der oben beschriebenen Beweglichkeiten der Armanordnung 9 wird das folgende Bewegungsmuster ermöglicht. In einer Ruheposition der Vorrichtung wird der Schwenkarm 18 abwärts in die oben erwähnte Ruheposition gedreht. In dieser Ruheposition erstreckt sich der Teleskoparm 30 im Wesentlichen in die gleiche Richtung wie der Schwenkarm 18. Soll das Melkelement 1 angesetzt werden, greift das Melkpersonal 2 die Zitzenbecher 3 und zieht sie aufwärts, sodass der Schwenkarm 18 die im Wesentlichen vertikale Position einnimmt. Ist diese Bewegung des Schwenkarms 18 eingeleitet, wird auch das Vakuum angelegt, was genauer unten erläutert wird. Zur gleichen Zeit oder unmittelbar nach dem Erreichen der vertikalen Position bewegt das Melkpersonal die beiden Zitzenbecher 3 vorwärts, wobei der Teleskoparm 30 nach oben gedreht und der zweite Teil 32 des Teleskoparmes 30 nach außen zur im Wesentlichen horizontalen Position gezogen wird, wie es in 2 offenbart ist. Mittels eines kleinen Anhebens der Zitzenbecher 3 und des Teleskoparms 20 wird die Armanordnung 9 in der erreichten Position versperrt, was weiter unten genauer beschrieben wird. Dementsprechend können die Zitzenbecher 3 in einfacher Weise paarweise an die Zitzen des Tieres angesetzt werden, ohne dass das Melkpersonal das eigentliche Sammelstück 2 halten muss.
Die Vorrichtung umfasst auch ein erstes Sperrelement mit einem ersten Sperrteil 41, der fest mit dem Melkelement 1 verbunden ist, und mit einem zweiten Sperrteil 42, der verschiebbar am vorspringenden zweiten Teil 32 des Teleskoparms 30 vorgesehen ist. Der zweite Sperrteil 42 ist verschiebbar zwischen einer Sperrposition (siehe 1), in der der zweite Sperrteil 42 sperrend in den ersten Sperrteil 41 eingreift und somit das Melkelement 1 in Bezug auf den Teleskoparm 30 versperrt und fixiert, und einer zweiten freigegebenen Position (siehe 2), in der der zweite Sperrteil 42 nicht in den ersten Sperrteil 41 eingreift, wodurch das Melkelement 1 aufgrund der Flexibilität des Leitungselementes 6 teilweise in Bezug auf den Teleskoparm 30 beweglich ist. Der erste Sperrteil 31 ist genauer in 6 offenbart und der zweite Sperrteil 42 ist genauer in 7 offenbart.
Weiterhin umfasst die Armanordnung 9 ein zweites Sperrelement 50, das das Hervorstehen des zweites Teiles 32 des Teleskoparms 30 aus dem ersten Teil 31 und das Versperren des zweiten Teiles 32 in Bezug auf den ersten Teil 31 in einer entgegengesetzten Bewegungsrichtung erlaubt. Das zweite Sperrelement 50 ist in 1, 2 und 5 offenbart. Das zweite Sperrelement 50 umfasst einen Zylinder 51, der fest an einem ersten Teil 31 des Teleskoparms 30 vorgesehen ist, sowie einen Kolben 52, der beweglich im Zylinder 51 vorgesehen ist. Der Kolben 52 ist mit einer Kolbenstange 53 verbunden, die wiederum schwenkbar mit einer Sperrscheibe 54 verbunden ist. Die Sperrscheibe 54 ist auch schwenkbar mit dem ersten Teil 31 verbunden oder, wie in 5 offenbart, mit einem Gehäuse 55, das den Zylinder 51 und im Wesentlichen alle Komponenten des Sperrelementes 50 beinhaltet. Die Sperrscheibe 54 ist in einer Vorwärtsrichtung zum Aufliegen auf einem Stoppansatz 56 mittels einer Feder 57 vorgespannt. Die Sperrscheibe 54 umfasst eine Öffnung, durch die sich eine Stange 58 in verschiebbarer Weise erstreckt. Die Stange 58 ist an ihrem vorwärts gerichteteten Ende über eine Befestigung 59 fest mit dem zweiten Teil 32 des Teleskoparms 30 verbunden. Die Befestigung 59 erstreckt sich durch einen longitudinalen Schlitz 60 im zweiten Sperrteil 42. Wird die Stange 58 nach vorne verschoben, das heißt wenn sich der zweite Teil 32 aus dem ersten Teil 31 herausbewegt, wird auf die Sperrscheibe 54 auf eine solche Weise eine vorwärts gerichtete Kraft ausgeübt, dass sie in eine Position geführt wird, in der sie eine kontinuierlich vorwärts gerichtete Bewegung der Stange 58 nicht verhindert. Mittels des Zylinders 51 und des Kolben 52 kann die Sperrscheibe 54 jedoch nach hinten gezogen werden, wo sie durch eine geneigte Position die Rückwärtsbewegung der Stange 58 verhindert und somit auch das Einführen des zweiten Teiles 32 in den ersten Teil 31. Der Zylinder 51 bildet zwei Zylinderräume 61, 62, einen an jeder Seite des Kolbens 52. Diese Zylinderräume 61, 62 sind mit einer Steuereinheit 63 über eine jeweilige Vakuumleitung 64, 65 verbunden. Die Steuereinheit 63 dient zum Anlegen eines Vakuums an einen der Räume 61, 62. Das Vakuum, oder ein relativ niedriger Druck, wird von der Vakuumpumpe geliefert, die eine Komponente der schematisch offenbarten Melkmaschine 5 ist. Wird an den Raum 61 über die Leitung 64 ein Vakuum angelegt, wird die Sperrscheibe 54 nach hinten gezogen und sperrt den ersten Teil in der erreichten Position. Wird das Vakuum über die Leitung 65 an den Raum 62 angelegt, wird die Sperrscheibe 54 vorwärts zur Stoppschulter 65 bewegt und verhindert somit, dass sich der zweite Teil 32 frei in Bezug auf den ersten Teil 31 bewegen kann.
Die Vorrichtung umfasst weiterhin einen Sensor 66 von elektrischem oder pneumatischem Typ, der am zweiten Teil 32 vorgesehen ist. Der Sensor 66 dient zum Erfassen, ob der zweite Sperrteil 42 nach hinten gezogen wird, und damit dazu, den Melkbetrieb der Vorrichtung einzuleiten, indem ein Signal an die Steuereinheit 63 abgegeben wird, die dann an den Raum 62 ein Vakuum anlegt, wodurch der zweite Teil 32 freigegeben wird, sowie an den Raum 33 über eine Leitung 67, wodurch auf das Melkelement 1 während des Melkens eine Kraft wirkt, die sich in einer Vorwärtsrichtung x erstreckt. Weiterhin unterbricht die Steuereinheit 63 die Vakuumzufuhr an das Drehelement 22, was weiter unten genauer beschrieben wird. Der Teleskoparm 30 wirkt somit während des Melkens als ein krafterzeugendes Element, das eine vorwärts gerichtete Kraft in einer Vorwärtsrichtung x auf das Melkelement 1 und die Zitzenbecher 3 ausübt. Mit Vorwärtsrichtung x ist eine Richtung zum vorwärts gerichteten Ende des Standes und des vorwärts gerichteten Endes des zu melkenden Tieres gemeint.
Weiterhin umfasst die Armanordnung 9 ein drittes Sperrelement, das im Drehelement 22 enthalten ist und zum Versperren des Teleskoparmes 30 in einer erreichten Drehposition dient. Dieses Versperren wird erreicht durch die Drehung des Teleskoparmes 30 in einer zweiten Drehrichtung c', die der ersten Drehrichtung c entgegengesetzt ist. Die Funktion dieses Versperrens ergibt sich aus der folgenden Beschreibung des Drehelementes 22, siehe 8 bis 12. Das Drehelement 22 umfasst ein Gehäuse 70 mit zwei Endstücken 71 und 72, die fest am Gehäuse 70 vorgesehen sind. Eine Welle 73 erstreckt sich durch das Gehäuse 70 und eine Öffnung im jeweiligen Endstück 71, 72. Die Welle 73 umfasst einen Stift 74, der fest mit dem Teleskoparm 30 auf eine solche Weise verbunden ist, dass der Teleskoparm 30 in Bezug auf die Welle 73 nicht drehbar ist. Ein Kolbengehäuse 75 ist fest an der Welle 73 mittels eines Sperrkeiles 76 vorgesehen. Eine Nockenscheibe 77 ist fest am Kolbengehäuse 75 vorgesehen, und somit ist auch die Nockenscheibe 77 in Bezug auf die Welle 73 fixiert. Eine Torsionsfeder 78 ist mit einem ersten Ende am Endstück 71 befestigt und mit einem zweiten Ende an der Nockenscheibe 77.
Die Torsionsfeder 78 ist so ausgestaltet, dass sie eine Hubkraft auf den Teleskoparm 30 in die in 2 offenbarte Position ausübt. Diese Hubkraft der Torsionsfeder 78 wirkt somit als ein Ausgleichselement in der in 2 offenbarten Position. Es ist anzumerken, dass die Torsionsfeder 78 eine Kraft ausübt, die nur dem Gewicht des Arms 30 und des Leitungelementes 6 entspricht und somit nicht dem Gewicht des Melkelementes 1 und der Zitzenbecher 3.
Das Kolbengehäuse 75 umfasst einen Kolben 79, siehe 10, der aus dem Kolbengehäuse 75 vorstehen kann. Der Kolben 79 umfasst einen oder mehrere Vorsprünge 80, in der offenbarten Ausführungsform drei Vorsprünge 80, die in drei Öffnungen 81 einer ersten Zahnscheibe 82 eingreifen, siehe 11. Die erste Zahnscheibe 82 ist drehbar an der Welle 73 vorgesehen, und wenn der Kolben 79 aus dem Kolbengehäuse 75 vorsteht, wird somit die erste Zahnscheibe 82 in Bezug auf die Welle 73 versperrt. Die erste Zahnscheibe 82 wirkt mit einer zweiten Zahnscheibe 83 zusammen, die im Gehäuse 70 auf eine solche Weise vorgesehen ist, dass sie in der Längsrichtung der Welle 73 gegen die Wirkung einer Druckfeder 84 verschiebbar ist, jedoch in Bezug auf das Gehäuse 70 nicht drehbar ist aufgrund der vier Vorsprünge 85, die in Rillen (nicht offenbart) an der Innenwand des Gehäuses 70 eingreifen. Die Zahnscheiben 82 und 83 umfassen einen jeweiligen Zahnring mit ersten Flanken 78 mit einer relativ ebenen Neigung und zweiten Flanken 88 mit einer relativ steilen Neigung, siehe 12. Befindet sich der Kolben 79 in der vorspringenden Position und somit im Kontakt mit der ersten Zahnscheibe 82, wird die Drehachse 73 und somit der Teleskoparm 30 in Bezug auf das Drehelement 22 und den Schwenkarm 18 fixiert. Aufgrund der relativ ebenen Flanken 87 können die Drehwelle 73 und der Teleskoparm 30 nach oben gedreht werden, indem eine relativ geringe Kraft überwunden wird. Es ist auch möglich, den Teleskoparm 30 und die Welle 73 abwärts zu drehen, indem eine relativ große Kraft aufgrund der geneigten relativ steilen Flanken 88 überwunden werden muss.
Die Position des Kolbens 79 im Kolbengehäuse 75 wird durch das Anlegen eines Vakuums über die Steuereinheit 63 gesteuert. Das Kolbengehäuse 75 ist mit der Steuereinheit 63 (siehe 1) über eine Vakuumleitung 90 verbunden, die mit einem Absperrventil 91 verbunden ist. Vom Absperrventil 91 erstreckt sich eine Vakuumleitung 92 weiter zu einer Verbindung 93 des Kolbengehäuses 75. Das Absperrventil 91 umfasst einen Manövrierstift 94, dessen Position durch die Nockenscheibe 77 gesteuert wird. Wird der Teleskoparm 30 abwärts gedreht, liegt der Manövrierstift 94 an der Umfangsfläche der Nockenscheibe 77 auf und wird aufgrund der Reibung in einer aufwärts gerichteten Position gehalten, wobei das Absperrventil 91 geschlossen wird und kein Vakuum an das Kolbengehäuse 75 angelegt wird. Während dieser Bewegung wird der Kolben 79 in das Kolbengehäuse 75 gezogen, wodurch der Teleskoparm 30 und die Welle 73 in Bezug auf das Drehelement 22 frei drehbar sind. Ist die gewünschte Position des Teleskoparms 30 erreicht worden, wird der Teleskoparm 30 etwas angehoben, wodurch der Manövrierstift 94 nach unten gedreht wird und das Absperrventil 91 öffnet, wobei an das Kolbengehäuse 75 ein Vakuum angelegt wird. Dadurch wird der Kolben 79 nach außen gegen die Kraft einer Druckfeder (nicht offenbart) vorgeschoben und greift in die Zahnscheibe 82 ein, wodurch der Teleskoparm 30 in der erreichten Drehposition versperrt wird. Auf diese Weise wird ein relatives Versperren oder Fixieren des Teleskoparms 30 in dieser Drehposition erreicht. Wie oben erwähnt, ist jedoch aufgrund der Flanken 87, 88 eine Drehung des Teleskoparms 30 durch Ausüben einer kleinen bzw. großen Kraft möglich. Wenn die versperrte Drehposition freigegeben werden soll, wird die Zufuhr des relativ niedrigen Drucks durch die Steuereinheit 63 unterbrochen, wodurch die unten erwähnte Druckfeder die Kolben 79 aus dem Eingreifen in die Zahnscheibe 82 zurückzieht.
Weiterhin umfasst die Vorrichtung ein Entfernungselement 100 mit einem Drehmotor von pneumatischem, hydraulischem oder elektrischem Typ. Der Antriebsmotor des Entfernungselementes 100 ist mit einem Zugseil 101 verbunden, das sich über eine Führung 102 in den Teleskoparm 30 erstreckt und mit dem vorspringenden zweiten Teil 32 verbunden ist. Das Entfernen des Melkelementes 1 wird in herkömmlicher Weise über die Steuereinheit 63 in Gang gesetzt, wenn das Melken beendet werden soll. Der Antriebsmotor des Entfernungselementes 100 zieht somit das Zugseil 101 und den zweiten Teil 32 zurück, wodurch die Zitzenbecher 3 von den Zitzen des Tieres abgezogen werden. Zur gleichen Zeit wird das angelegte Vakuum an den Zylinder und das Kolbengehäuse 75 durch die Steuereinheit 63 deaktiviert, sodass die Armanordnung frei beweglich ist. Ist der zweite Teil 32 in den ersten Teil 31 zurückgezogen worden, wird der Teleskoparm 30 durch ein kontinuierliches Ziehen des Zugseiles 101 nach oben gedreht und der Schwenkarm 18 wird seitwärts nach unten geschwenkt. Dieses Bewegungsmuster kann durch eine geeignete Anordnung des Antriebsmotors des Entfernungselementes 100 erreicht werden.
Die Vorrichtung umfasst weiterhin eine Aktiviervorrichtung mit einem Sensorelement 110 (siehe 1), das in der offenbarten Ausführungsform am Schwenkgelenk 16 vorgesehen ist. Wird der Schwenkarm 17 in Bezug auf das Halteelement 10 geschwenkt, aktiviert das Sensorelement 110 die Steuereinheit 63 durch ein Signal, wodurch die Steuereinheit 63 das Anlegen des Vakuums an die unterschiedlichen Komponenten der Vorrichtung des Melkelementes 1 und der Zitzenbecher 3 in Gang setzt. Dies wird dadurch erreicht, dass ein schematisch offenbartes Schließventil 101 der Melkmaschine 5 geöffnet wird. Das Sensorelement 110 wird aktiviert, sobald das Schwenken des Schwenkarmes 18 von der abwärts gedrehten Ruheposition eingeleitet ist. Das Sensorelement 110 kann sich natürlich auf unterschiedliche Weise an unterschiedlichen Positionen der Vorrichtung befinden, z. B. am Drehelement 22, am Drehgelenk 23 und/oder am Teleskoparm 30. Das Sensorelement 110 kann ein mechanisches Element umfassen, das in eine Bewegung versetzt wird, wenn der Schwenkarm 18 geschwenkt wird, oder optische, induktive oder ähnliche Elemente zum Erfassen einer Bewegung des Schwenkarmes 18 umfassen. Das Sensorelement 110 ist über ein Verbindungselement 112 von elektrischem, pneumatischem, hydraulischem oder mechanischem Typ mit der Steuereinheit 63 verbunden.
Die in 1 bis 12 angeführte Ausführungsform bezieht sich auf eine Armanordnung, die primär zum Einführen zwischen die Hinterbeine des zu melkenden Tieres gedacht ist. 13 und 14 umfassen eine zweite Ausführungsform, die sich auf eine Armanordnung bezieht, die primär zum Einführen von der Seite des zu melkenden Tieres gedacht ist. Es ist anzumerken, dass in der Beschreibung aller Ausführungsformen dieselben Bezugszeichen für diejenigen Komponenten verwendet wurden, die die gleiche oder eine ähnliche Funktion haben.
Die Vorrichtung nach der zweiten Ausführungsform umfasst eine Armanordnung 9 und ein Halteelement 10. Das Halteelement 10 ist auch in der zweiten Ausführungsform an einer im Wesentlichen vertikalen Wand im Melkstall 12 befestigt. Das Tier (nicht offenbart) steht in einem Melkstand 13 mit dem Kopf in der Richtung x parallel zum Melkstall 12. Das Halteelement 10 erstreckt sich im Wesentlichen vertikal und parallel zur Wand 11. Das Halteelement 10 umfasst an seinem Außenende ein Schwenkgelenk 16, das einen schwenkbaren Teil 17 umfasst, auf dem ein Drehelement 22 der Armanordnung 9 vorgesehen ist.
Die Armanordnung umfasst weiterhin ein röhrenförmiges Armelement 30, das mit dem Drehelement 22 verbunden ist. Wie 13 und 14 zu entnehmen, erstreckt sich das Leitungselement 6 durch das röhrenförmige Armelement 30. Das Leitungselement 6 ist fest mit dem Armelement 30 verbunden, und zwar genauer am vorwärts gerichteten Ende des Armelements 30 mittels elastischer Klemmen 29 oder ähnlicher Verbindungselemente. Auch die zweite Ausführungsform kann ein Sperrteil des in der ersten Ausführungsform offenbarten Typs zum Versperren des Melkelementes während der Bewegung von der ersten Position in die zweite Position umfassen.
Das Armelement 30 ist in einer vertikalen Ebene in einer Drehrichtung d mittels des Schwenkelements 16 schwenkbar. Das Armelement 30 ist auch in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene in einer Drehrichtung e, e' um eine Achse des Drehelementes 22 zwischen einer ersten Position neben dem zu melkenden Tier und einer zweiten Position unterhalb des zu melkenden Tieres schwenkbar.
Nach der zweiten Ausführungsform wird für die Armanordnung 9 das folgende Bewegungsmuster erreicht. In einer Ruheposition der Vorrichtung wird das Armelement 30 in die erste Position gedreht, was durch die gestrichelte Linie in 13 angedeutet ist, in der sich das Armelement 30 im Wesentlichen parallel zum Stand 13 und zur Richtung x erstreckt. Soll das Melkelement 1 angesetzt werden, greift das Melkpersonal zwei der Zitzenbecher 3 und zieht sie nach innen, sodass das Armelement 30 die zweite durch die durchgehende Linie in 13 offenbarte Position einnimmt. Wird diese Bewegung des Armelementes 30 eingeleitet, wird auch das Anlegen des Vakuums in gleicher Weise wie in der ersten Ausführungsform aktiviert. Das Drehelement 22 kann auch in der zweiten Ausführungsform zum Versperren des Armelementes 30 in der zweiten Position in ähnlicher Weise wie in der ersten Ausführungsform dienen, um das Ansetzen der Zitzenbecher 3 zu ermöglichen, ohne dass es dabei erforderlich ist, dass das Melkpersonal das eigentliche Sammelstück 2 halten muss.
Die Torsionsfeder 78, die in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, kann in der zweiten Ausführungsform im Schwenkgelenk 16 vorgesehen sein und dazu dienen, auf das Armelement 30 eine Hubkraft auszuüben und das Gewicht des Armelementes 30 und des Leitungselementes 6 während des Melkens auszugleichen.
Die Vorrichtung nach der zweiten Ausführungsform umfasst weiterhin ein krafterzeugendes Element in der Form eines pneumatischen Zylinders 120, der während des Melkens eine Kraft erzeugt, die auf das Armelement 30 im Wesentlichen in der Richtung x wirkt. Die erzeugte Kraft wird über das Leitungselement 6, das Sammelstück 2 und die Milchleitungen 4 an die Zitzenbecher 3 weitergegeben. Ein solcher Zylinder 120 kann während des Melkens eine im Wesentlichen gleichförmige Kraft unabhängig von der Position der Armanordnung erzeugen. Der Zylinder 120 ist über ein Gelenk 121 mit einem stationären Halteelement 122 verbunden. Der Zylinder 120 ist in einer horizontalen Ebene und in einer vertikalen Ebene schwenkbar. Der Zylinder 120 bildet einen Raum, in dem ein Kolben 123 beweglich vorgesehen ist. Der Kolben 123 ist mit einer Kolbenstange 124 verbunden, die über ein Gelenk 125 mit dem Armelement 30 verbunden ist. Die Kolbenstange 124 ist ebenfalls in alle Richtungen in Bezug auf das Armelement 30 schwenkbar. In der zweiten Ausführungsform wird die Kolbenstange 124 in den Zylinder 121 gezogen, wenn an den Raum im Zylinder 120 ein relativ geringer Druck angelegt wird, das heißt das Armelement 30 wird vorwärts zur ersten Position gezogen, und auf die Zitzenbecher 3 wirkt eine Kraft, die sich in einer Vorwärtsrichtung erstreckt. Der niedrige Druck kann mittels der Vakuumpumpe 7 der Melkmaschine 5 über eine Vakuumleitung 130 und die Steuereinheit 63 angelegt werden, die z. B. das Anlegen eines niedrigen Druckes einleitet, wenn sie ein Signal von einem Sensor des in der ersten Ausführungsform offenbarten Typs empfängt.
Die Vorrichtung nach der zweiten Ausführungsform umfasst weiterhin eine Aktiviervorrichtung mit einem Sensorelement 110 (siehe 13), das in der offenbarten Ausführungsform am Armelement 30 in der Nähe des Drehelementes 22 vorgesehen ist. Wird das Armelement 30 in Bezug auf das Halteelement 10 gedreht, aktiviert das Sensorelement 110 die Steuereinheit 63 durch ein Signal, wodurch die Steuereinheit 63 das Anlegen des Vakuums an die unterschiedlichen Komponenten der Vorrichtung und an das Melkelement 1 und die Zitzenbecher 3 einleitet. Das kann erreicht werden, indem das schematisch offenbarte Absperrventil 111 der Melkmaschine 5 in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführungsform geöffnet wird, oder alternativ beim Starten der Vakuumpumpe der Melkmaschine 5. Das Sensorelement 110 wird aktiviert, sobald die Drehung des Armelements 30 von der ersten Position eingeleitet wird. Das Sensorelement 110 kann natürlich auf unterschiedliche Weise an unterschiedlichen Orten der Vorrichtung nach der zweiten Ausführungsform angeordnet sein, z. B. am Schwenkgelenk 16, am Zylinder 120, am Gelenk 121 und/oder am Gelenk 125. Weiterhin kann das Sensorelement 110 ein mechanisches Element umfassen, das in eine Bewegung versetzt wird, wenn das Armelement 30 gedreht wird, oder auch optische, induktive oder ähnlich Elemente zum Erfassen der Bewegung des Armelementes 30.
Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb des Rahmens der vorliegenden Ansprüche variiert und modifiziert werden. Es ist anzumerken, dass das krafterzeugende Element zum Erreichen einer im Wesentlichen gleichförmigen Kraft auch auf andere Weise realisiert werden kann als durch die offenbarten pneumatischen Zylinder 30, 120, z. B. durch mit Druckluft beaufschlagte pneumatische Zylinder, hydraulische Zylinder, Drehmotoren vom elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Typ, elektrische Linearmotoren, etc.

Claims

Vorrichtung zum Tragen eines Melkelementes, das mindestens einen Zitzenbecher (3) umfasst und das über ein flexibles Leitungselement (6) mit einer Melkmaschine (5) verbindbar ist, die einen relativ niedrigen Druck liefert, wobei die Vorrichtung ein Halteelement (10) umfasst, das fest in oder an einem Melkstand (13) befestigt ist, der ein Vorderende und ein Hinterende aufweist und zum Aufnehmen eines zu melkenden Tieres dient, wobei das Tier mit dem Kopf am Vorderende angeordnet ist, sowie eine Armanordnung (9), die schwenkbar mit dem Halteelement (10) verbunden ist und teilweise das Melkelement (1) während des Melkens des Tieres und beim Ansetzen des Zitzenbechers (3) an eine Zitze des zu melkenden Tieres trägt, wobei die Armanordnung (9) aus einer ersten Position, in der sich das Melkelement (1) neben dem Tier befindet, in eine zweite Position bewegbar ist, in der sich das Melkelement unterhalb des Tieres befindet, und ein krafterzeugendes Element (30, 120), das während des Melkens eine Kraft erzeugt, die auf die Armanordnung (9) in einer Vorwärtsrichtung (x) wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Armanordnung (9) über ein Verbindungselement (29) fest mit dem flexiblen Leitungselement (6) in einem Abstand vom Melkelement (1) auf eine solche Weise verbunden ist, dass das Melkelement teilweise in Bezug auf die Armanordnung beweglich ist, dass die Kraft des krafterzeugenden Elementes (30, 120) über das Leitungselement (6) an den Zitzenbecher (3) übertragen wird und dass die Armanordnung (9) ein röhrenförmiges Armelement (30) umfasst, durch das sich das Leitungselement (6) erstreckt, wobei das Verbindungselement (29) an einem Außenende des Armelements vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das krafterzeugende Element (30, 120) eine Kraft von einer Größe erzeugt, die im wesentlichen unabhängig von der Position der Armanordnung (9) während des Melkens ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das krafterzeugende Element einen Zylinder (31, 120) umfasst, der einen Kolben (32, 123) aufweist, der im Zylinder durch die Zufuhr oder die Ausgabe eines Fluidums verschiebbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Armanordnung (9) eine relativ freie Bewegbarkeit des Melkelementes (1) in einer vertikalen Richtung während des Melkens erlaubt.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Ausgleichselement (78) umfasst, das während des Melkens das Gewicht des Armelementes (30) und des Leitungselementes (6) ausgleicht.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das röhrenförmige Armelement als ein Teleskoparm (30) mit mindestens einem ersten Teil (31) und einem zweiten Außenteil (32) ausgestattet ist, wobei der zweite Außenteil (32) in Bezug auf den ersten Teil (31) verschiebbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teil (31) des Teleskoparmes (30) entweder den Zylinder oder den Kolben umfasst, wobei der zweite Teil (32) des Teleskoparms (30) dementsprechend entweder den Kolben oder den Zylinder umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder vom ersten Teil (31) des Teleskoparms (30) gebildet wird und der Kolben vom zweiten Teil (32) des Teleskoparmes (30).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Armanordnung (9) ein Drehelement (22) umfasst, wobei das röhrenförmige Armelement (30) mit dem Drehelement (22) verbunden ist, das eine Drehung des Armelementes (30) in einer ersten Drehrichtung (c, e) um eine Drehachse des Drehelementes (22) während der Bewegung der Armanordnung (9) von der ersten Position in die zweite Position erlaubt.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehelement (22) mit dem ersten Teil (31) des Teleskoparmes (30) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehelement (22) mit dem Halteelement (10) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Melkelement (1) ein Sammelstück (2) umfasst, das mit dem Leitungselement (6) verbunden ist, und vier Zitzenbecher (3), die mit dem Sammelstück (2) über jeweils eine kurze Milchleitung (4) verbunden sind.