WO2004107853A2 - Verfahren und vorrichtung zum melken eines tieres - Google Patents

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WO2004107853A2
WO2004107853A2 PCT/EP2004/006128 EP2004006128W WO2004107853A2 WO 2004107853 A2 WO2004107853 A2 WO 2004107853A2 EP 2004006128 W EP2004006128 W EP 2004006128W WO 2004107853 A2 WO2004107853 A2 WO 2004107853A2
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valve
pulsator
pressure
phase
section
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PCT/EP2004/006128
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WO2004107853A3 (de
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Peter Kaever
Bernhard Schulze Wartenhorst
Otto Krone
Reinhard Frenser
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Westfaliasurge Gmbh
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01J—MANUFACTURE OF DAIRY PRODUCTS
    • A01J5/00—Milking machines or devices
    • A01J5/007—Monitoring milking processes; Control or regulation of milking machines

Definitions

  • the subject matter of the invention relates to a method for machine milking an animal, for example a cow, in which a pulsating negative pressure with successive evacuation phases and ventilation phases is generated in a milking cup via an associated pulsator, and to a pulsator.
  • a pulsating negative pressure with successive evacuation phases and ventilation phases is generated in a milking cup via an associated pulsator, and to a pulsator.
  • the invention is described below with reference to use in milking cows, it is also possible to use the invention in milking other milk-producing animals such as e.g. Use goats, sheep, buffalos, llamas, camels, dromdar, yaks etc.
  • a substantially uniformly pulsating negative pressure is generated in the pulse space of a milking cup in order to set a teat rubber provided in the teat space inside the milking cup in a pulsating milking movement.
  • the vacuum device of a suction milking system comprises a vacuum pump, a vacuum valve, pressure connection lines to the milking cups and a control device for generating valve control pulses.
  • a valve opening pulse and valve closing pulse are generated by the control device.
  • the vacuum pump of the system generates an essentially constant vacuum which corresponds approximately to the pulsation pressure.
  • Control signals for opening the valve of the vacuum device are generated at fixed predetermined time intervals by the control device, so that a vacuum is essentially abruptly built up in the teat cup space. This vacuum is maintained for a fixed period of time. As with the vacuum build-up, the pressure in the intermediate cup space becomes after receiving another control impulse suddenly reduced by evacuating the pulse space again. This process is repeated evenly within a preset pulsation period. Since both the pressure build-up and the pressure decrease take place essentially abruptly, ie neglecting the inertia of the system and the size of system parts that are involved in the vacuum formation with their volume, the teat of an animal is exposed to an abrupt load, for example in the ventilation phase, because the teat rubber folds up suddenly and hits the sensitive teat. This can lead to an uncomfortable feeling for the animal during a milking process. In response to this feeling, the animal may have disturbed or even incomplete milk delivery.
  • WO 02/05629 discloses a method and a device for controlling and monitoring a suction milking system, in which a pulsating negative pressure with alternating successive pressure change phases, namely suction phases and relief phases, are generated in a milking cup of a milking unit via a pulsator valve , The pulsator valve is controlled via control signals. The pulsator valve is actuated several times in the phase transitions for continuous pressure build-up and / or pressure reduction.
  • WO 02/23975 A1 discloses a method for milking milk residues for the most complete possible milking out of milk present in the udder, in particular in the final phases of the milking process.
  • a liner in a milking cup is onsphasen by a negative suction pressure of adjustable pulsation with alternating suction phases and release phases and a pulsation - ⁇ 'intensity in a movement ⁇ added to achieve a milk flow.
  • the milk volume flow is recorded continuously, the teat rubber movement being specifically changed when the volume flow decreases.
  • DE 692 18 409 T2 discloses a milking method in which the pulsating pressure in the pressure increase phase and in the pressure decrease phase is changed at a lower rate in the massage period, the pre-milking phase or even after the main milking phase has been completed in the post-milking phase. Because the course of the pressure change is only changed at a lower rate outside the main milking phase, the disadvantage of slower milking does not have as great an impact in these phases, but is nevertheless present.
  • the present invention is based on the objective of specifying a method and a device by means of which more gentle milking of an animal is made possible at an acceptable speed.
  • a pulsating negative pressure is generated in a pulse space of a milking cup by changing the negative pressure in the pulse space during the pressure change phases.
  • the pressure curve is controlled in at least two speeds during at least one pressure change phase.
  • a pressure change phase can be understood to mean the evacuation phase and / or the ventilation phase of a pulsator cycle.
  • the pressure curve is the speed of a pressure change with time. Faster pressure changes produce steeper pressure curves than slower pressure changes with flatter pressure curves.
  • Two (or more) different speed levels can also be provided.
  • Such control is carried out here that the speed change from a first to a second speed is brought about by active control measures.
  • the procedure according to the invention has many advantages. Due to the two speeds with which a pressure change can be effected, on the one hand a sufficiently fast milking can be achieved, while on the other hand the teat is handled gently.
  • the ventilation phase can be divided into two sections.
  • the pressure can then be built up at a lower speed in the first section than in the second section.
  • the pulsating negative pressure is preferably set using a pulsator, the pressure profile during the pressure change phase (s) preferably being controlled by adjusting an adjusting device.
  • the actuating device can be controlled, for example, electrically or mechanically and it can change a mechanical manipulated variable, such as a flow cross section.
  • the ventilation phase is referred to as the period of time in which the vacuum level drops from the highest value in the pulse space to a predetermined lowest vacuum value.
  • the invention is based on the fundamental consideration that the course, in particular the temporal course of the evacuation phase and / or the ventilation phase is set by means of two pressure change speeds.
  • This option allows the pressure drop or increase in the pulse space to be set quickly on the one hand and slowly and gently on the other hand, so that gentle and yet quick milking is made possible.
  • the respective time period that a pressure change phase requires is only slightly extended compared to the prior art. With a correspondingly higher ventilation speed after applying the teat rubber to the teat, which is then harmless, the period can remain the same.
  • the course of the pressure drop or pressure rise has an effect on the speed of movement of the teat rubber.
  • a corresponding opening and / or firing speed of the teat rubber is achieved.
  • a connection between the opening or closing speed of the teat rubber and the ventilation phase or the evacuation phase, such as B. established a correlation that is used in an advantageous manner for the milking process.
  • the teat rubber is no longer brought abruptly to the teat, but is more tolerable for the animal.
  • the pressure curve is preferably controlled at least during the ventilation phase in order to prevent the teat rubber from hitting the teat.
  • the pressure curve can also be controlled at least during the evacuation phase. This creates the possibility of gently attaching the teat rubber to the teat.
  • this measure in the evacuation phase reduces a back-spray effect of the milk in the direction of the teat when the teat rubber is moving very quickly and can be largely or even largely avoided with appropriate adaptation.
  • the adjustability of the pressure profiles, in particular their dynamics in the evacuation and in the ventilation phase also enables a substantial adaptation to different teat cup liners, milking cups and milking units, whereby additional mechanical measures may not be necessary.
  • the method according to the invention it is possible, for example, to change the movement of the teatcup liner at a relatively low speed until a certain position of the teatcup liner is reached, and to move the teatcup liner at a high speed after reaching this position or deformation. And vice versa.
  • the speed of the pressure change preferably runs essentially continuously within a period of time. More than two time periods and / or more than two speeds of pressure change can also be provided, e.g. three each. Then the pressure can first be changed faster until the fold-in pressure of the teatcup liner is reached, then more slowly until the teatcup liner has been gently closed or opened and then closed or opened again more quickly.
  • the temporal course of at least one pressure change phase namely the evacuation phase and / or the ventilation phase
  • a continuous and / or discontinuous adjustability of the time course of the evacuation phase and / or the ventilation phase creates the possibility of advantageously influencing the movement of the teat rubber.
  • the pressure curve in a first section and in a subsequent section of the ventilation phase is preferably controlled in such a way that the pressure curve in the first section is flatter than in the subsequent section and particularly preferably considerably flatter.
  • the pressure in the pulse space is then increased to approximately the folding pressure.
  • the teat cup lays on slowly and an unpleasant tapping on the teat is significantly reduced or even prevented. Then the pressure builds up faster and the pressure curve is steeper.
  • three or more sections are possible, a preferably a central section with a lower pressure change being provided, in which the teat cup liner lies against the teat.
  • the pressure is preferably increased more quickly than in the prior art.
  • the pressure curve in a first section and in a subsequent section of the evaluation phase is preferably controlled in such a way that the pressure curve in the first section is flatter than in the subsequent section and preferably considerably flatter.
  • the pressure is reduced until the pressure difference between the pulse and teat spaces corresponds approximately to the folding pressure, preferably slightly less, so that the teat rubber has lifted off. Then the speed of the pressure change is increased and the pressure curve becomes steeper in order to ensure a faster further curve after the slow take-off. This prevents the so-called undesired spraying of milk back onto the teat.
  • three sections are possible, the speed being high in a first and third section and the speed being reduced in a pressure region in the vicinity of the folding pressure in the second section.
  • the changeover pressure is preferably approximately the respective folding pressure of the teat rubber, that is to say the pressure at which the pressure difference between the pulse and teat spaces corresponds approximately to the folding pressure of the teat rubber.
  • the predetermined switching pressure is preferably adjustable.
  • the pressure is changed from the lower pressure change rate to a high pressure change rate in order to prevent the teat rubber from being folded in at high speed.
  • a switch is made from the low pressure change rate to a high pressure change rate in order to prevent the teat rubber from opening at high speed.
  • the process according to the invention allows pulsators to be adapted to a milking cup, a milking cluster or several connected milking clusters, organic milking machines, different hose lengths and cross sections, as well as volumes in the milking cup and milking cluster.
  • the quality of the pulsation can also be controlled by software. In particular with an electronically controlled control of the pulsation quality, it is thus also possible to control the dynamic courses of the evacuation phase or the ventilation phase.
  • the duration of the evacuation phase and / or the ventilation phase be set.
  • the sales The course of the pressure change during the duration of the evacuation phase and / or the ventilation phase can be different.
  • the process according to the invention can also be in connection with modern control devices or control systems in the form of, for example. of a herd management system.
  • ⁇ has such a control system via individual animal data and is known which animal should be subjected to a milking process, the course of Evalcutechniksphase and / or the ventilation phase can also be adjusted to individual animals.
  • the speeds can be predetermined or individually adapted.
  • the different speeds of the pressure curve can be selected depending on the folding pressure of the teat rubber provided for milking.
  • the area of the phase relevant for the opening of the teat cup liner should be designed in such a way that the resulting increase in volume within the milking cup does not lead to a backspray effect in the direction of the teat.
  • the time period responsible for opening can be specifically designed.
  • the time course of at least one pressure change phase is preferably set as a function of a valve characteristic of a valve of the pulsator.
  • a first part of the flow cross-section in the pulsator valve is opened and another part later. This results in a variable speed of movement.
  • Pulsators are known which have a different system structure.
  • the task of a pulsator is to conduct air of higher or lower pressure via the pulsation hoses to the milking cup or cups, this in connection with the underpressure at the tip of the teat and the atmospheric outside air is used to generate a movement of the teat rubber.
  • the pulsator has at least one valve.
  • the time course of the evacuation phase and / or the ventilation phase be dependent on '*;; is set from a valve core line of a valve of the pulsator:
  • different influence factors can be taken into account that have an influence on the opening or closing of the valve.
  • the counter forces are taken into account in the Ventiücem line, which have an effect on the response behavior of the valve due to friction, weight Icraft, spring forces or other restoring forces or the like.
  • the flow resistance to the milking cup be changed.
  • An embodiment is preferred in which the free flow cross section, in particular in the pulse tube, is changed.
  • valve cross section of a valve of the pulsator is preferably changed in order to influence the speed during a pressure change phase.
  • the valve cross section or the free flow cross section of a valve can be changed in several stages.
  • the valve cross section can also be changed continuously by sliding a slide or the like over the valve opening or increasing the free flow cross section during the movement.
  • a change in the cross-section (enlargement or reduction) is preferably carried out monotonously and particularly preferably strictly monotonously in the mathematical sense.
  • the change takes place over a large part of the duration of the pressure change phase.
  • the valve cross-section can be changed, for example, over 25% or 50% of the time span.
  • a ventilation and evacuation phase in the typical range of e.g. 100 or 150 ms, for example, the change takes 35, 50 or 70 or even more milliseconds.
  • the ratio of the two levels is preferably in the range between 1: 4 and 4: 1, particularly preferably between 1: 2 and 2: 1.
  • the length of a section at two speed levels is approximately half that Duration of the respective ' • pressure change phase. • • . , ,,. .,
  • the pulsator valve is held in a floating position in at least a section of a pressure change phase by corresponding control pulses being applied to the valve.
  • the floating control is basically carried out as known from the prior art.
  • the pulsator valve is preferably held in a variable floating position in at least a section of a pressure change phase.
  • a time-variable floating position is also preferred, in which the opening cross section increases or decreases with increasing time.
  • the pressure in the pulse space is preferably detected and preferably forms an input signal of a structural unit which supplies an output signal by means of which the pulsator and / or a flow resistance is actuated.
  • the pressure change speed is now only changed in the movement periods of the teat rubber, so that the speed of movement of the teat rubber is reduced and after the teat rubber has closed, a greater, preferably maximum, pressure change speed is controlled so that the actual pressure change phases are the same overall stay long, as in the prior art. It is also possible to shorten the pressure change phases.
  • the evacuation phase of the pulsation is preferably divided into at least two areas, the pressure drop per unit of time being designed differently.
  • a pulsator for a milking device for milking an animal, for example a cow, for alternately connecting a suppressive and a pressure source to at least one milking cup is proposed.
  • a device is provided by means of which at least the temporal pressure curve can be controlled at least two speeds during at least one pressure change phase.
  • This measure allows the movement of a teatcup liner to be changed or varied in an advantageous manner.
  • the mechanical conditions on the milking cluster e.g. the preload, the material and the geometry of the teat rubber are taken into account.
  • the vacuum level can also find its way into the course of the evaluation phase and / or the ventilation phase.
  • the teat rubber is made of an elastic material.
  • the movement of the teatcup liner and the aging process can change the movement of the teatcup liner over time. If the behavior of the teat guinea is known, for example depending on the number of movements carried out, this behavior can be taken into account as an input variable when it comes to adjusting the course of the evacuation phase and / or the ventilation phase.
  • the device have at least one timing element, by means of which at least the duration of the eva- ku istsphase and / or the ventilation phase is adjustable.
  • the duration of the eva- ku istsphase and / or the ventilation phase is adjustable.
  • Animal-specific data from a herd management system can be used to specify the course of the evacuation phases and / or the ventilation phases.
  • Animal or to groups of animals certain courses of the pulsation pressure are stored. These courses are then queried when the relevant animal or group of animals is or are being subjected to a meling process.
  • the variation or adjustability of the evacuation phase and / or the ventilation phase can take place not only during a milking process, but also during a stimulation process. Different courses can be used for a stimulation process or for a milking process.
  • the device preferably has at least one valve and the time course of the pressure change phase can be set as a function of a valve characteristic curve of the valve.
  • a pulsator valve is advantageously provided, the opening cross section of which can be changed. This can be changed continuously or discontinuously. It is also possible that the opening cross section can be changed in several stages.
  • the pulsator or the pulsator valve can have a pilot valve and a main valve.
  • a direct valve design is also preferred.
  • the valve preferably has at least one valve opening, the opening cross section of which can be changed. At least two valve openings are preferably provided.
  • the openings can be designed as bores. Non-circular cross-sections are also possible.
  • the valve openings can have different cross sections.
  • a comparable conventional pulsator is a Has a flow opening of, for example, about 2 mm in diameter
  • the pulsator according to the invention can have openings of which one is larger and one is smaller.
  • a first opening for a high pressure change speed then has, for example, 3 mm or 5 mm diameter, while a smaller one for slow pressure changes has only 1 mm diameter.
  • the diameter of the opening of the conventional pulsator is a compromise between the speed and the load on the teat.
  • the pulsator device can have an element that is a nozzle or an orifice.
  • the opening diameters can preferably be changed, e.g. appropriate panels are replaced.
  • the pulsator advantageously comprises a valve closing element which interacts with the at least one valve opening.
  • the setting of the free flow cross-section takes place through a cooperation of valve opening and valve closing element in the form e.g. a sliding element in a sliding seat valve.
  • the time course of the evacuation phase and / or the ventilation phase can be set as a function of a valve characteristic curve of the valve.
  • the valve can be, for example, a directly actuated sliding seat valve or a pilot valve of a pulsator, which is guided specifically on a valve characteristic.
  • the main valve of the pulsator gets its control from the pilot valve.
  • the main valve follows the pilot valve in an analogous manner and transmits pressures to the pulsation line according to its valve characteristic.
  • the characteristic of the main valve can also be taken into account, so that the desired course of the phases is achieved.
  • At least one element is provided, by means of which a flow resistance to the milking cup can be changed.
  • the element is a nozzle or an orifice.
  • the nozzle is preferably an electrically adjustable nozzle. This creates the opportunity
  • a milking device with at least one milking cluster and a pulsator is also proposed, the milking device having a pressure detection unit.
  • the pressure detection unit is used to detect a pressure in the pulse space.
  • the pressure detection unit supplies an input signal for a device by means of which the pulsator and / or the element by which the flow resistance is changed is actuated.
  • FIG. 1 shows schematically a pulsator of a milking device for milking an animal
  • FIG. 3 is a partial view of a pulsator with a valve in a floating position
  • FIG. 4 shows the pulsator according to FIG. 3 with the valve in an end position
  • FIG. 9 is a plan view of the pulsator of FIG. 7 in the ventilation phase
  • FIG. 11 shows a slide and ventilation openings in the slide plate of a further pulsator for controlling the ventilation phase
  • Fig. M a slide and ventilation openings in the slide plate of another pulsator for controlling the evacuation phase.
  • FIG. 1 denotes a pulsator.
  • the pulsator 1 is connected to a milking cup 3 via a pulse tube 2.
  • the connection of the pulsator 1 to the milking cup 3 is only shown symbolically. Further variations of the connection of the pulsator 1 with at least one milking cup are possible.
  • the pulsator can also be connected to a collecting piece via a pulse tube, which in turn is connected to milking cups.
  • the pulsator 1 is connected via line 4 to a vacuum source 5.
  • the reference numeral 6 denotes an air line.
  • the air line 6 forms a connection between the ambient atmosphere and the pulsator 1.
  • the pulsator 1 is connected to a device 8 via a signal line 7.
  • the ESTABLISHMENT '8 is adjustable at least the timing of the Evalcu istsphase and / or the ventilation phase.
  • Sequence of lines 63, 64, 61 and 62 shows a pulse curve according to the invention.
  • the valcuum in the pulse space of the teat cup 3 rises from a valcuum P1 to the highest valcuum P2 reduced by deltaP.
  • Pressure difference ⁇ P is preferably 4 kPa.
  • Phase b denotes a time period in which the valcuum is present in the pulse space. This is a
  • Valcuumphase The vacuum phase is followed by an aeration phase in which the
  • Valcuum in the pulse space drops to Pl.
  • the ventilation phase c one finds
  • Melkbechers is below Pl, is referred to as phase d. Here one can speak of a 0 printing phase.
  • the device 8 sets at least the time profile of the evacuation phase a and / or the ventilation phase c. Two variations are shown in FIG. 2 with regard to the course of a pulse cycle. 5
  • Line 61 shows a flat course in which the movement of the teat rubber is slower due to less ventilation of the milking space (pulse space).
  • ventilation can now be carried out more quickly according to line 62 without the teatcup liner movement being harmful to the teat.
  • evacuation is first slow, so that a flat course according to line 63 is established and then evacuation continues faster when the folding pressure PE 2 is reached, so that there is a steeper course after the teatcup liner has lifted off.
  • the representation according to FIG. 2 is a schematic representation.
  • the curves are more rounded than lines 61, 62 and 63, 64, as line 65 shows for a conventional system.
  • the small pressure difference that is used to prevent premature application or premature lifting of the teat rubber to the teat or from the teat is not shown in the schematic illustration.
  • the slower aeration is carried out in the ventilation phase until the pressure P EI is undershot and the teat rubber has put on.
  • the quick evaluation is started in the evacuation phase after the teat rubber has lifted off the teat.
  • the respective pressure P EI and P E2 can be significantly different for the ventilation phase and for the evacuation phase.
  • FIG. 3 schematically shows a first exemplary embodiment of a pulsator 1 for a milking device for milking an animal, in particular a cow, with a device by means of which at least the course of the evacuation phase and / or the ventilation phase can be set.
  • the device has a valve 9.
  • the valve comprises a chamber 10 in which a valve body 11 is movably arranged.
  • the valve body 11 can be attached to a first valve seat 12 or to a second valve seat 13.
  • valve body 11 rests on the first valve seat 12, so that a connection of a channel 14 to the chamber 10 is interrupted.
  • the channel 14 is connected to a vacuum source (vacuum source) via a line (not shown).
  • a channel 15 opens into the second valve seat 13 and atmosphere.
  • the chamber 10 is connected to the milking cluster via a channel 16.
  • the valve body has reached an end position in which there is a connection of a milking cup or the milking cluster via the channel 16, the chamber 10 and the channel 15 to the ambient atmosphere, so that the pulse space of the milking cup is ventilated.
  • the valve body 11 is preferably in a targeted floating position, i.e. brought into a position between its end positions, as shown in Figure 3.
  • the valve body passes through the area between the end positions from the floating position.
  • the position of the valve body 11 or the valve cross section results from the actuating forces and moments and the counterforces acting in the valve due to friction, weight, spring forces or other restoring forces or the like, and in particular the pressure conditions acting in the valve. Therefore there is a continuous relationship between control aircraft / torque and valve cross-section. This is shown in a valve characteristic.
  • the valve 9 is activated as a function of a valve characteristic curve, as a result of which the course of the evacuation phase and / or the ventilation phase can be set accordingly.
  • the valve 9 is preferably an electromagnetic valve.
  • the valve body can have permanent magnetic properties.
  • the forces to be applied for the displacement of the valve body originate from preferably two coils arranged essentially axially one behind the other with opposite winding senses, which form electromagnets with opposite poles when current flows.
  • the valve body can move axially along the coil axes up to the first and second valve seats.
  • FIG. 5 shows a second exemplary embodiment of a pulsator 20 for a milking device for milking an animal, in particular a cow, the pulsator having a device, by means of which, at least the course of the evacuation phase and / or the ventilation phase can be set is.
  • the device comprises a pilot valve 21 and a main valve 20.
  • the pilot valve 21 has a chamber 23 in which a valve body 24 can be moved back and forth between two end positions.
  • the channels 25, 26 and 27 open into the chamber 23 of the pilot valve 21.
  • the channel 25 is connected to a vacuum source via a connection (not shown) of the pulsator.
  • the mouth of the channel 25 can be closed by the valve body 24.
  • the mouth of the channel 27 can also be closed in a different position of the valve body 24.
  • the channel 27 connects the chamber 23 with the surrounding atmospheric sphere.
  • the chamber 23 is connected to an upper space 31.
  • the upper space 31 is formed in a housing 28. This is limited by the housing and by a membrane 29, which is elastic.
  • a valve body 30 of the main valve 22 is connected to the membrane 29.
  • the valve body has sealing surfaces 32, 33. The valve surface 32 is in contact with the valve seat 34, while the sealing surface 33 can be attached to the valve seat 35.
  • the valve body 30 is arranged in a chamber 36.
  • the chamber 36 is connected via a passage 37 to a lower space 38 which is delimited by the housing 28 and the membrane 29.
  • a channel 39 opens into the chamber 36 and can be connected to the pulse space of a milking cup.
  • the chamber 36 of the main valve 22 is also connected to a vacuum source the channel 40 connectable.
  • An opening 41 is provided within the housing 28, so that the lower space 38 is in communication with the ambient atmosphere.
  • the pilot valve 21 is preferably a valve that is operated largely in a binary manner. If the valve body 24 of the pilot valve 21 is moved upward, it 'closes ' the mouth of the channel 27; so that the " connection of the chamber ⁇
  • the connection between the vacuum source and a milking cluster is established via the channel 40, the chamber 36 of the main valve and the channel 39.
  • valve body 30 As the valve body 30 moves, the free flow cross section for the connection of the channels 39 and 40 will increase, while the connection cross section between the lower space 38 and the channel 39 decreases. In its end position, the valve surface 33 of the valve body 30 bears against the valve seat 35.
  • the pilot valve 21 is activated for the ventilation phase.
  • FIG. 6 shows yet another embodiment of a pulsator according to the invention.
  • the pulsator 50 differs from the pulsator 20 shown in FIG. 5 in that an element 51 is provided in the channel 26 which forms a flow resistance.
  • the time course of the evacuation phase depends on element 51.
  • FIGS. 7 to 10 A further exemplary embodiment of a pulsator 70 according to the invention is shown in FIGS. 7 to 10.
  • the pulsator 70 is shown in section in FIG. 7. It is in the ventilation phase. It is a slide valve.
  • the slider 73 opens the opening 74 in this position.
  • the tip 76 of the slider is triangular.
  • the slide 73 in the illustration according to FIGS. 7 to 10 is pulled to the right against the preloading force of the spring 75.
  • the triangular tip 76 of the slide 73 initially releases small areas of the opening 74 next to the foremost tip 76 for ventilation, and an initially low air flow can flow to the pulse space of the milking cup.
  • the slide 73 is held in a floating position by appropriate pulses and releases the opening only slowly and in a controlled manner.
  • a lifting magnet (not shown) which — particularly simply by means of electrical “pulses” - is floating. Position can be held.
  • the evacuation opening 78 is also triangular in shape and shown in broken lines in FIGS. 8 and 10. If the pulse space is to be evacuated again starting from the d phase, the a phase, ie the evacuation phase, is initiated. For this purpose, the slide 73 is moved to the left from the position shown in FIGS. 7 and 9, so that the vacuum supply line 72 is connected to the pulse space connection 71 of the milking cup via the slide 73. Now, in turn, the straight edge of the slide 73 interacts with the tip of the triangular evacuation opening 78. First, a small cross section is released. As the travel path increases, the cross-section becomes larger and the evacuation speed increases.
  • control can be carried out in a floating manner. Or the slide is moved slowly. This can e.g. by means of a suitable vacuum on the control vacuum line 77.
  • 11 to 14 show still further exemplary embodiments of sliding pulsators 73.
  • the slide 81 from FIG. 11 has a triangular tip, like the slide 73 from FIG. 7.
  • three ventilation openings 91 and 92 are provided in the slide plate.
  • the two ventilation openings 92 arranged to the side of the central axis of symmetry are first opened and a relatively small air flow can enter the duct 71. After the further displacement has taken place, the opening 91 is also opened and the rate of pressure change increases. .
  • the slider 82 of Figure 12 has, so that upon retraction the lateral regions released first forward calculating a square projection, before finally the entire - • is released - here, as in Figure 7 is rectangular shaped vent orifice 93..
  • the slides 84 and 85 shown in FIGS. 13 and 14 are provided for controlling the evacuation phase according to the invention.
  • the cavity 86 is triangular in the direction of the pulse space line 71 to the milking cup and the slide 85 has a narrow extension 88 in the front area of the cavity 87, which initially comes into contact with the pulse space line 71. As a result, a slower evaluation and then a faster evaluation is possible in each case.
  • fillings are also possible, in particular the slide and air duct shapes.
  • two or more different speeds of a pressure change phase can thus be set according to the invention.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Environmental Sciences (AREA)
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Abstract

Zum maschinellen Melken eines Tieres, insbesondere einer Kuh, wird vorgeschlagen, dass ein pulsierender Unterdruck mit aufeinanderfolgenden Evakuierungsphasen und Belüftungsphasen einem Melkbecher eines Melkzeugs über einen Pulsator erzeugt werden, wobei der Druckverlauf während der Evakuierungsphase und/oder der Belüftungsphase in wenigstens zwei Geschwindigkeiten gesteuert wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Melken eines Tieres
Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum maschinellen Melken eines Tieres, beispielsweise einer Kuh, beim welchen ein pulsierender Unterdruck mit aufeinander folgenden Evakuierungsphasen und Belüftungsphasen in einem Melkbecher über einen zugeordneten Pulsator erzeugt wird, sowie auf einen Pulsator. Obwohl die Erfindung im folgenden mit Bezug auf die Anwendung beim Melken von Kühen beschrieben wird, ist es aber ebenso möglich, die Erfindung beim Melken von anderen milchabgebenden Tieren, wie z.B. Ziegen, Schafen, Büffeln, Lamas, Kamelen, Drome- daren, Yaks etc. einzusetzen.
Verfahren sowie Vorrichtungen, bei denen ein pulsierender Unterdruck mit abwechselnd aufeinander folgenden Saugphasen und Entlastungsphasen in einem Melkbecher eines Melkzeugs erzeugt wird, um ein maschinelles Melken von Tieren zu ermöglichen, sind an sich bekannt.
Bei derartigen Verfahren bzw. Vorrichtungen wird insbesondere nach Durchführung einer Stimulationsphase ein im wesentlichen gleichmäßig pulsierender Unterdruck im Pulsraum eines Melkbechers erzeugt, um ein im Zitzenraum im Inneren des Melkbe- chers vorgesehenes Zitzengummi in eine pulsierende Melkbewegung zu versetzen.
Hierzu umfasst die Valcuumeinrichtung einer Saugmelkanlage eine Vakuumpumpe, ein Vakuumventil, Druckverbindungsleitungen zu den Melkbechern sowie eine Steuereinrichtung zur Erzeugung von Ventilsteuerimpulsen. Durch die Steuereinrichtung wird ein Ventilöffnungsimpuls und Ventilschließungsimpuls erzeugt. Die Vakuumpumpe der Anlage erzeugt einen im wesentlichen konstanten Unterdruck, der etwa dem Pulsati- onsdruck entspricht.
In fest vorgegebenen Zeitabständen werden von der Steuereinrichtung Steuersignale zum Öffnen des Ventils der Vakuumeinrichtung erzeugt, so dass im Melkbecherzwi- schenraum im wesentlichen abrupt ein Unterdruck aufgebaut wird. Dieses Vakuum wird über eine fest vorgegebene Zeitdauer aufrechterhalten. Ebenso wie beim Vakuumaufbau wird nach Erhalt eines weiteren Steuerimpulses der Druck im Melbecherzwischerrraum plötzlich abgebaut, indem der Pulsraum wieder evakuiert wird. Innerhalb einer voreingestellten Pulsationsperiode wird dieser Vorgang gleichmäßig wiederholt. Da sowohl der Druckaufbau als auch der Druckabbau im wesentlichen abrupt erfolgen, d. h. unter Vernachlässigung der Trägheit des Systems und der Größe von Anlagenteilen, die mit ihrem Volumen an der Vakuumbildung beteiligt sind, ist die Zitze eines Tieres beispielsweise in der Belüftungsphase einer schlagartigen Belastung ausgesetzt, weil das Zitzengummi schlagartig einfaltet und auf die empfindliche Zitze aufschlägt. Dies kann während eines Melkvorgangs zu einem unangenehmen Gefühl für das Tier fuhren. In Reaktion auf dieses Gefühl kann es zu einer gestörten oder sogar zu einer unvollstän- digen Milchabgabe durch das Tier kommen.
Diese Problematik sowie weitere Nachteile, die sich durch die schlagartige Veränderung des Druckes ergeben, sind bekannt. Es sind auch bereits Lösungsvorschläge unterbreitet worden. Durch die WO 02/05629 ist beispielsweise ein Verfahren sowie eine Vor- richtung zur Steuerung und Überwachung einer Saugmelkanlage bekannt, bei welcher ein pulsierender Unterdruck mit abwechselnd aufeinander folgenden Druckänderungsphasen, nämlich Saugphasen und Entlastungsphasen in einem Melkbecher eines Melk- zeuges über ein Pulsatorventil erzeugt werden. Das Pulsatorventil wird über Steuersignale angesteuert. In den Phasenübergängen zum kontinuierlichen Druckaufbau und/oder Druckabbau erfolgt eine mehrfache kurzzeitige Ansteuerung des Pulsatorven- tils. Durch diese Maßnahme wird der Druckverlauf in den Phasenübergängen so beein- flusst, dass ein langsamerer Druckaufbau bzw. Unterdruckaufbau ermöglicht und eine verbesserte Verträglichkeit erzielt, indem die Phasenübergänge flacher gestaltet werden. Die auftretenden Probleme aufgrund von schlagartigen Bewegungen des Zitzengummis beim Vakuumauf- bzw. Vakuumabbau können so vermieden werden. Das vorhandene Pulsatorventil wird durch kurzzeitiges Ansteuern mit Öffnungs- bzw. Schließungsimpulsen dazu verwendet, den Druckverlauf flacher zu machen. Nachteilig bei flacheren Druckänderungen ist allerdings die insgesamt größere Zeitdauer eines Pulszyklus. Nachteilig ist auch die abnehmende Melkgeschwindigkeit. Ferner ist durch die WO 02/23975 AI ein Verfahren zum Melken von Milchresten für ein möglichst vollständiges Ausmelken von im Euter vorhandener Milch, insbesondere in den Endphasen des Melkvorgangs, bekannt. Nach diesem Verfahren wird ein Zitzengummi in einem Melkbecher durch einen Saugunterdruck über einstellbare Pulsati- onsphasen mit abwechselnden Saugphasen und Entlastungsphasen und eine Pulsations- -■» intensität in eine ^Bewegung versetzt, um einen Milchstrom zu erreichen. Der Milchvolumenstrom wird kontinuierlich erfasst, wobei bei einem nachlassenden Volumenstrom die Zitzengummibewegung gezielt verändert wird.
Aus der DE 692 18 409 T2 ist ein Melkverfahren bekannt, bei dem in der Massageperiode, der Vormelkphase oder auch nach abgeschlossener Hauptmelkphase in der Nach- melkphase der pulsierende Druck in der Druckanstiegsphase und in der Druckabnahmephase mit einer geringeren Rate geändert wird. Dadurch, dass der Verlauf der Druckänderung nur außerhalb der Hauptmelkphase mit geringerer Rate geändert wird, wirkt sich der Nachteil des langsameren Melkens in diesen Phasen nicht so stark aus, ist aber dennoch vorhanden.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Zielsetzung zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung anzugeben, durch das bzw. die ein schonenderes Melken eines Tieres bei akzeptabler Geschwindigkeit ermöglicht wird.
Diese Zielsetzung wird durch das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 18 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen Unter anspräche.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum maschinellen Melken eines Tieres, beispielsweise einer Kuh, wird ein pulsierender Unterdruck in einem Pulsraum eines Melkbechers erzeugt, indem in den Druckänderungsphasen der Unterdruck in dem Pulsraum verändert wird. Dabei wird der Druckverlauf während wenigstens einer Druckänderungsphase in wenigstens zwei Geschwindigkeiten gesteuert. Unter einer Druckänderungsphase kann im Sinne dieser Anmeldung die Evakuierungsphase und/oder auch die Belüftungsphase eines Pulsatorzyklus verstanden werden.
Der Druckverlauf ist die Geschwindigkeit einer Druckänderung mit der Zeit. Schnellere Druckänderungen erzeugen steilere Druckverläufe als langsamere Druckänderungen mit flacheren Druckverläufen.
Es können auch zwei (oder mehr) unterschiedliche Geschwindigkeitsstufen vorgesehen sein.
Es wird hier ein solches Steuern durchgeführt, dass die Geschwindigkeitsänderung von einer ersten auf eine zweite Geschwindigkeit durch aktive Steuerungsmaßnahmen bewirkt wird.
Die erfmdungsgemäße Verfahrensführung hat viele Vorteile. Durch die zwei Geschwindigkeiten, mit denen eine Druckänderung bewirkbar ist, kann einerseits ein ausreichend schnelles Melken erzielt werden, während andererseits schonend mit der Zitze umgegangen wird.
Die Belüftungsphase kann in zwei Abschnitte eingeteilt werden. In dem ersten Abschnitt kann dann der Druckaufbau mit einer geringeren Geschwindigkeit erfolgen als in dem zweitem Abschnitt.
Der pulsierende Unterdruck wird vorzugsweise über einen Pulsator eingestellt, wobei der Druckverlauf während der Druckänderungsphase(n) vorzugsweise über ein Verstellen einer Stelleimichtung gesteuert wird. Die Stelleinrichtung kann z.B. elektrisch oder auch mechanisch gesteuert werden und sie kann eine mechanische Stellgröße verändern, wie z.B. einen Strömungsquerschnitt. Wälirend der Evalcuierungsphase steigt das Valcuum im Pulsraum des Zitzenbechers auf das höchste Valcuum im Pulsraum an. Die Belüftungsphase wird als die Zeitspanne bezeichnet, in der die Vakuumhöhe vom höchsten Wert im Pulsraum auf einen vorgegebenen niedrigsten Valcuumwert abfällt.
Der Erfindung liegt die prinzipielle Überlegung zugrunde, dass der Verlauf, insbesondere der zeitliche Verlauf der Evalcuierungsphase und/oder der Belüftungsphase mittels zweier Druckänderungsgeschwindigkeiten eingestellt wird. Durch diese Möglichkeit wird der Druckabfall bzw. -anstieg im Pulsraum einerseits schnell und andererseits langsam und schonend eingestellt, so dass ein schonendes und dennoch schnelles Melken ermöglicht wird. Der jeweilige Zeitraum, den eine Druckänderungsphase benötigt, wird im Vergleich zum Stand der Technik nur unwesentlich verlängert. Bei einer entsprechend größeren Belüftungsgeschwindigkeit nach Anlegen des Zitzengummis an die Zitze, die dann ja unschädlich ist, kann der Zeitraum gleich lang bleiben.
Der Verlauf des Druckabfalls bzw. Druckanstiegs hat Auswirkung auf die Bewegungsgeschwindigkeit des Zitzengummis. In Abhängigkeit davon, wie der Verlauf der Evalcuierungsphase und/oder der Belüftungsphase eingestellt wird, wird eine entsprechende Offnungs- und/oder Schußgeschwindigkeit des Zitzengummis erzielt. Mit anderen Worten zwischen der Offnungs- bzw. der Schließgeschwindigkeit des Zitzengummis und der Belüftungsphase bzw. der Evalcuierungsphase wird ein Zusammenhang, wie z. B. eine Korrelation hergestellt, die in einer vorteilhaften Weise für den Melkvorgang genutzt wird. In Abkehr von den bisher bekannten Verfahren wird hierdurch das Zitzengummi nicht mehr schlagartig sondern für das Tier verträglicher, angenehmer zur Anlage an die Zitze gebracht.
Vorzugsweise wird der Druckverlauf wenigstens während der Belüftungsphase gesteuert, um ein Schlagen des Zitzengummis auf die Zitze zu verhindern. Außerdem oder anstatt dessen kann der Druckverlauf auch wenigstens während der Evakuierungsphase gesteuert werden. Es wird die Möglichkeit geschaffen, das Zitzengummi schonend an die Zitze anzubringen. Darüber hinaus wird durch diese Maßnahme in der Evakuierungsphase ein bei sehr schneller Bewegung des Zitzengummis auftretender Rücksprayeffekt der Milch in Richtung der Zitze reduziert und kann bei entsprechender Anpassung weitgehend oder sogar weitestgehend vermieden werden. Die Einstellbarkeit der Druckveiiäufe, insbesondere deren Dynamik in der Evakuierungs- und in der Belüftungsphase ermöglicht auch eine wesentliche Anpassung an unterschiedliche Zitzengummi, Melkbecher und Melkzeuge wobei unter Umständen zusätzliche mechanische Maßnahmen unterbleiben können.
Es ist mit der erfindungsgemäßen Verfahrensführung beispielsweise möglich, die Bewegung des Zitzengummis bis zum Erreichen einer bestimmten Stellung des Zitzengummis mit einer relativ geringen Geschwindigkeit zu verändern und nach Erreichen dieser Stellung bzw. Verformung das Zitzengummi mit einer hohen Geschwindigkeit zu bewegen. Und umgekehrt.
Vorzugsweise verläuft die Geschwindigkeit der Druckänderung innerhalb eines Zeitabschnittes im wesentlichen kontinuierlich. Es können auch mehr als zwei Zeitabschnitte und/oder mehr als zwei Geschwindigkeiten der Druckänderung vorgesehen sein, z.B. jeweils drei. Dann kann der Druck zunächst schneller verändert werden, bis etwa der Einfaltdruck des Zitzengummis erreicht wird, dann langsamer bis das Zitzengummi schonend geschlossen oder geöffnet wurde, um dann wieder schneller zu schließen bzw. zu öffnen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass der zeitliche Verlauf wenigstens einer Druckänderungsphase, nämlich der Evakuierungsphase und/oder der Belüftungsphase zumindest innerhalb eines Abschnittes diskontinuierlich ist. Durch eine kontinuierliche und/oder diskontinuierliche Einstellbarkeit des zeitlichen Verlaufes der Evalcuierungsphase und/oder der Belüftungsphase wird die Möglichkeit geschaffen, die Bewegung des Zitzengummis in vorteilhafter Weise zu beeinflussen. Vorzugsweise wird der Druckverlauf in einem ersten Abschnitt und in einem Folgeabschnitt der Belüftungsphase derart gesteuert, dass der Druckverlauf in dem ersten Abschnitt flacher ist als in dem Folgeabschnitt und besonders bevorzugt erheblich flacher.
In dem ersten Abschnitt einer Belüftungsphase wird dann der Druck im Pulsraum bis auf etwa den Einfaltdruck erhöht. Das Zitzengummi legt sich langsam an und ein unangenehmes Schlagen auf die Zitze wird deutlich reduziert oder sogar verhindert. Danach erfolgt der Druckaufbau schneller und der Druckverlauf ist steiler. Auch hier sind drei oder mehr Abschnitte möglich, wobei ein vorzugsweise ein mittlerer Abschnitt mit geringerer Druckänderung vorgesehen ist, in dem sich das Zitzengummi an die Zitze anlegt. Nach dem Anlegen wird der Druck vorzugsweise schneller erhöht als im Stand der Technik.
Vorzugsweise wird der Druckverlauf in einem ersten Abschnitt und in einem Folgeabschnitt der Evalcuierungsphase derart gesteuert, dass der Druckverlauf in dem ersten Abschnitt flacher ist als in dem Folgeabschnitt und vorzugsweise erheblich flacher.
Im ersten Abschnitt wird der Druck reduziert, bis die Druckdifferenz zwischen Puls- und Zitzenraum etwa dem Einfaltdruck entsprich, vorzugsweise etwas kleiner ist, so dass das Zitzengummi abgehoben hat. Danach wird die Geschwindigkeit der Druckänderung erhöht und der Druckverlauf steiler, um nach dem langsamen Abheben einen schnelleren weiteren Verlauf zu gewährleisten. Das verhindert das sogenannte und unerwünschte Rücksprayen von Milch auf die Zitze. Auch hier sind drei Abschnitte möglich, wobei in einem ersten und dritten Abschnitt die Geschwindigkeit hoch ist und im zweiten Abschnitt in einem Druckbereich in der Nähe des Einfaltdruckes die Geschwindigkeit reduziert wird.
Vorzugsweise wird von dem ersten (flachere Druckänderung) zu dem zweiten Abscfinitt (steilere Druckänderung) umgeschaltet, wenn der Druck im Pulsraum in einem Bereich eines Einfaltdruckes des Zitzengummis liegt. Beispielsweise kann bei einem vorbestimmten Umschaltdruck umgeschaltet werden, wobei in einem ersten Abschnitt der Belüftungsphase bis zum Erreichen des Umschaltdruckes die Geschwindigkeit der Druckänderung geringer ist und anschließend schnel- 1er wird, nachdem das Zitzengummi sich an die Zitze angelegt hat.
Der Umschaltdruck ist vorzugsweise etwa der jeweilige Einfaltdruck des Zitzengummis, also der Druck, bei dem der Druckunterschied zwischen Puls- und Zitzenraum etwa dem Einfaltdruck des Zitzengummis entspricht. Der vorbestimmte Umschaltdruck ist vorzugsweise einstellbar.
In der Belüftungsphase (a-Phase) wird vorzugsweise bei einer Druckdifferenz etwas größer als Einfaltdruck von der geringeren Druckänderungsgeschwindigkeit auf eine hohe Druckänderungsgeschwindigkeit umgeschaltet, um ein Einfalten des Zitzengum- mis mit hoher Geschwindigkeit zu verhindern.
In der Evalcuierungsphase wird vorzugsweise bei einer Druckdifferenz etwas größer als Einfaltdruck von der niedrigen Druckänderungsgeschwindigkeit auf eine hohe Druckänderungsgeschwindigkeit umgeschaltet, um ein Öffnen des Zitzengummis mit hoher Geschwindigkeit zu verhindern.
Durch die erfmdungsgemäße Verfahrensführung lassen sich Pulsatoren auf einen Melkbecher, ein Melkzeug oder mehrere angeschlossene Melkzeuge, Bio-Melker, unterschiedliche Schlauchlängen und -querschnitte, sowie Volumina im Melkbecher und Melkzeug anpassen. Die Qualität der Pulsation kann damit auch softwaretechnisch kontrolliert werden. Insbesondere mit einer elektronisch nachgeführten Kontrolle der Pulsationsqualität ist es damit auch möglich, die dynamischen Verläufe der Evakuierungsphase bzw. der Belüftungsphase zu kontrollieren.
Gemäß einer vorteilhaftem Ausgestaltung des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass die Dauer der Evakuierungsphase und/oder der Belüftungsphase eingestellt wird. Der Ver- lauf der Druckänderung während der Dauer der Evalcuierungsphase und/oder der Belüftungsphase kann unterschiedlich sein. Es besteht auch die Möglichkeit, innerhalb der vorgegebenen Dauer den Verlauf entsprechend den technischen und/oder physiologischen Gegebenheiten der Anlage bzw. des Tieres anzupassen. Das erfmdungsgemäße Verfaln-en kann auch in Verbindung mit modernen Steuereinrichtungen oder Steuersystemen in Form zvB. eines Herdenmanagement-Systems durchgeführt werden. Verfügt ■ ein solches Steuersystem über tierindividuelle Daten und ist bekannt, welches Tier einem Melkvorgang unterzogen werden soll, so kann der Verlauf der Evalcuierungsphase und/oder der Belüftungsphase auch tierindividuell eingestellt werden. Insbesondere die Geschwindigkeiten können vorgegeben bzw. individuell angepasst sein.
Die unterschiedlichen Geschwindigkeiten des Druckverlaufes können in Abhängigkeit vom Einfaltdruck des zum Melken vorgesehenen Zitzengummis ausgewählt werden. Ebenso sollte der für die Öffnung des Zitzengummis relevante Bereich der Phase so gestaltet werden, dass die daraus resultierende Volumenvergrößerung innerhalb des Melkbechers nicht zu einem Rücksprayeffekt in Richtung der Zitze führt. Auch hierbei kann durch eine Unterteilung des Druckanstiegs in mindestens zwei oder drei oder mehr Bereiche speziell der für das Öffnen verantwortliche Zeitabschnitt gestaltet werden.
Vorzugsweise wird der zeitliche Verlauf wenigstens einer Druckänderungsphase in Abhängigkeit von einer Ventilkennlinie eines Ventils des Pulsators eingestellt.
Dazu kann z.B. zunächst ein erster Teil des Strömungsquerschnittes im Pulsatorventil geöffnet werden und später ein weiterer Teil dazu. Damit ergibt sich eine variable Ge- schwindigkeit der Bewegung.
Es sind Pulsatoren bekannt, die einen unterschiedlichen Systemaufbau aufweisen. Aufgabe eines Pulsators ist es, Luft höheren oder niedrigeren Drucks über die Pulsati- onsschläuche an den oder die Melkbecher zu leiten, wobei dieser in Verbindung mit dem an der Zitzenspitze anliegendem Unterdruck und der atmosphärischen Außenluft zur Erzeugung einer Bewegung des Zitzengummis verwendet wird. Der Pulsator weist wenigstens ein Ventil auf.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass der zeitliche Verlauf der Evalcuierungsphase und/oder der Belüftungsphase in Abhängigkeit ' *; ; von einer Ventilkem linie eines Ventils des Pulsators- eingestellt wird: In der Ventil- ■ - kennlinie können unterschiedliche Einfiussfalctoren berücksichtigt werden, die einen Einfluss auf das Öffnen bzw. Schließen des Ventils haben. Insbesondere werden in der Ventiücem linie die Gegenkräfte berücksichtigt, die aufgrund von Reibung, Gewichts- Icraft, Federkräften oder anderen Rückstellkräften oder dergleichen eine Auswirkung auf das Ansprechverhalten des Ventils haben.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass der Strömungswiderstand zum Melkbecher hin verändert wird. Bevorzugt ist dabei eine Ausgestaltung, in der der freie Strömungsquerschnitt, insbesondere im Pulsschlauch, verändert wird.
Vorzugsweise wird der Ventilquerschnitt eines Ventils des Pulsators verändert, um die Geschwindigkeit während einer Druckänderungsphase zu beeinflussen. Der Ventilquerschnitt bzw. der freie Strömungsquerschnitt eines Ventils kann dazu mehrstufig verändert wird.
Der Ventilquerschnitt kann auch kontinuierlich verändert werden, indem ein Schieber oder dergleichen über die Ventilöffnung geschoben wird oder bei der Bewegung den freien Strömungsquerschnitt vergrößert. Vorzugsweise erfolgt eine Veränderung des Quersclmittes (Vergrößerung oder Verkleinerung) dabei monoton und besonders bevorzugt streng monoton im mathematischen Sinne.
Die Veränderung erfolgt über einen großen Teil der Zeitdauer der Druckänderungs- phase. Der Ventilquersclmitt kann z.B. über 25 % oder 50 % der Zeitspanne verändert werden. Bei einer Belüftungs- und Evalcuierungsphase im typischen Bereich von z.B. 100 oder z.B. 150 ms beträgt die Dauer der Veränderung dann z.B. 35, 50 oder 70 oder noch mehr Millisekunden. Bei zwei verschiedenen Geschwindigkeitsstufen hingegen beträgt das Verhältnis der beiden Stufen vorzugsweise im Bereich zwischen 1 :4 und 4:1, besonders bevorzugt zwischen 1 :2 und 2: 1. Somit beträgt die Länge eines Ab- scl nittes bei zwei Geschwindigkeitsstufen etwa die Hälfte der Dauer der jeweiligen ' •Druckänderungsphase. • • . . , ,. .,
In einer anderen bevorzugten Weiterbildung wird das Pulsatorventil in wenigstens einem Abschnitt einer Druckänderungsphase in einer Schwimmstellung gehalten, indem entsprechende Steuerimpulse auf das Ventil gegeben werden. Die schwimmende Ansteuerung erfolgt grundsätzlich so, wie aus dem Stand der Technik bekannt.
Vorzugsweise wird das Pulsatorventil in wenigstens einem Abschnitt einer Druckände- rungsphase in einer variablen Schwimmstellung gehalten. Eine zeitlich variable Schwimmstellung ist auch bevorzugt, bei der mit zunehmender Zeit der Öffnungsquerschnitt vergrößert oder verkleinert wird.
Vorzugsweise wird der Druck im Pulsraum erfasst und bildet vorzugsweise ein Eingangssignal einer Baueinheit, die ein Ausgangssignal liefert, durch welches der Pulsator und/oder ein Strömungswiderstand betätigt wird.
Durch eine angepasste Steuerung wird nunmehr lediglich in den Bewegungszeiträumen des Zitzengummis die Druckwechselgeschwindigkeit verändert, damit die Bewegungsgeschwindigkeit des Zitzengu mis reduziert und nachdem sich das Zitzengummi ge- schlössen hat, auf eine größere, vorzugsweise maximale, Druckwechselgeschwindigkeit gesteuert wird, damit die eigentliche Druckänderungsphasen insgesamt gleich lang bleiben, wie im Stand der Technik. Auch eine Verkürzung der Druckänderungsphasen ist möglich.
Die Evakuierungsphase der Pulsation wird vorzugsweise in mindestens zwei Bereiche unterteilt, wobei der Druckabfall pro Zeiteinheit unterschiedlich gestaltet wird. Der ma¬
ll/32 ximale Druckabfall wird damit in Abhängigkeit vom einfaltenden Druck des zum Melken vorgesehenen Zitzengummis ausgewählt.
Durch die vorstehend genannten Maßnahmen sowie Kombinationen dieser Maßnahmen wird ein angenehmeres, nicht derart schlagartiges Berühren der Zitze erreicht, wie bei konventionellen Melkverfahren.
Nach einem noch weiteren erfinderischen Gedanken wird ein Pulsator für eine Melkeinrichtung zum Melken eines Tieres, beispielsweise einer Kuh, zum abwechselnden Ver- binden einer Unterdrück- und einer Druckquelle mit wenigstens einem Melkbecher vorgeschlagen. Dabei ist eine Einrichtung vorgesehen, mittels derer zumindest der zeitliche Druckverlauf während wenigstens einer Druckänderungsphase in wenigstens zwei Geschwindigkeiten steuerbar.
Durch diese Maßnahme kann die Bewegung eines Zitzengummis in vorteilhafter Weise verändert bzw. variiert werden. Bei der Einstellung des Verlaufs der Evakuierungsphase und/oder der Belüftungsphase können auch die mechanischen Gegebenheiten am Melkzeug, wie z.B. die Vorspannung das Material und die Geometrie des Zitzengummis berücksichtigt werden. Des weiteren kann auch die Vakuumhöhe Eingang in den Verlauf der Evalcuierungsphase und/oder der Belüftungsphase finden.
Das Zitzengummi besteht aus einem elastischen Material. Durch die Bewegung des Zitzengummis und durch den Alterungsprozess kann es im Verlauf der Zeit zu einer Veränderung der Bewegungsabläufe des Zitzengummis kommen. Ist das Verhalten des Zitzenguinmis beispielsweise in Abhängigkeit von der Anzahl der durchgeführten Bewegungen bekannt, so kann dieses Verhalten als Eingangsgröße Berücksichtigung finden, wenn es darum geht, den Verlauf der Evalcuierungsphase und/oder der Belüftungsphase einzustellen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Pulsators wird vorgeschlagen, dass die Einrichtung wenigstens ein Zeitglied aufweist, durch das zumindest die Dauer der Eva- kuierungsphase und/oder der Belüftungsphase einstellbar ist. Es besteht auch die Möglichkeit, das Verhalten des Pulsators an das zu melkende Tier anzupassen, wenn bekannt ist, welches Tier gerade einem Melkvorgang unterzogen wird. Hierbei können tierindividuelle Daten aus einem Herdenmanagementsystem zur Vorgabe des Verlaufs der Evakuierungsphasen und/oder der Belüftungsphasen verwendet werden. Es besteht auch die Möglichkeit, dass zu jeden! Tier oder zu Tiergruppen bestimmte Verläufe des Pulsationsdruckes hinterlegt werden. Diese Verläufe werden dann abgefragt, wenn das relevante Tier bzw. Tiergruppe einem Melvorgang unterzogen wird, bzw. werden. Die Variation bzw. Einstellbarkeit der Evakuierungsphase und/oder der Belüftungsphase kann nicht nur während eines Melkvorgangs, sondern auch während eines Stimulationsvorgangs erfolgen. Hierbei können unterschiedliche Verläufe für einen Stimulationsvorgang bzw. für einen Melkvorgang zur Anwendung kommen.
Vorzugsweise weist die Einrichtung wenigstens ein Ventil auf und der zeitliche Verlauf der Druckänderungsphase ist in Abhängigkeit von einer Ventilkennlinie des Ventils einstellbar.
Vorteilhafterweise ist ein Pulsatorventil vorgesehen, dessen Öffnungsquerschnitt veränderbar ist. Das kann kontinuierlich oder diskontinuierlich veränderbar sein. Möglich ist auch, dass der Öffnungsquerschnitt mehrstufig veränderbar ist.
Der Pulsator bzw. das Pulsatorventil kann ein Pilotventil und ein Hauptventil aufweisen. Eine Ausführung als Direktventil ist auch bevorzugt.
Vorzugsweise weist das Ventil wenigstens eine Ventilöffnung auf, deren Öffnungsquerschnitt veränderbar ist. Vorzugsweise sind wenigstens zwei Ventilöffnungen vorgesehen. Die Öffnungen können als Bohrungen ausgeführt sein. Ebenso sind auch unrunde Querschnitte möglich. Die Ventilöffnungen können unterschiedliche Querschnitte aufweisen.
In einer Ausgestaltung, in der ein vergleichbarer konventioneller Pulsator eine Strömungsöffnung von z.B. etwa 2 mm Durchmesser hat, kann der erfindungsgemäße Pulsator wie Öffnungen haben, von denen eine größer und eine kleiner ist. Eine erste Öffnung für eine hohe Druckänderungsgeschwindigkeit hat dann z.B. 3 mm oder 5 mm Durchmesser haben, während eine kleinere für langsamere Druckänderungen nur 1 mm Durchmesser hat. Der Durchmesser der Öffnung des konventionellen Pulsators ist ein Kompromiss aus Geschwindigkeit und Belastung der Zitze. Mit dem erfindungsgemäßen Pulsator kann bei hohem Melldcomfort dennoch schnell gemolken werden.
Die genannten Werte sind hier aber nur beispielhaft und können im konkreten Fall abweichen. Die Einrichtung des Pulsators kann ein Element aufweisen, das eine Düse oder eine Blende ist. Vorzugsweise sind die Öffnungsdurchmesser veränderbar, indem z.B. entsprechende Blenden ausgetauscht werden.
Der Pulsator umfasst vorteilhafterweise ein Ventilverschließelement, welches mit der wenigstens einer Ventilöffnung zusammenwirkt. Die Einstellung des freien Strömungsquerschnittes erfolgt dabei durch ein Zusammenwirken von Ventilöffnung und Ventilverschließelement in Form z.B. eines Schiebeelementes bei einem Schiebesitzventil.
Mit dem Ventil der Einrichtung kann der zeitliche Verlauf der Evakuierungsphase und/oder der Belüftungsphase in Abhängigkeit von einer Ventilkennlinie des Ventils eingestellt werden. Bei dem Ventil kann es sich beispielsweise um ein direkt angesteuertes Schiebesitzventil oder auch um ein Pilotventil eines Pulsators handeln, das gezielt auf einer Ventilkennlinie geführt wird. Das Hauptventil des Pulsators bezieht seine Ansteuerung aus dem Pilotventil. Das Hauptventil folgt in analoger Weise dem Pilotventil und gibt entsprechend seiner Ventilkennlinie Drücke an die Pulsationsleitung weiter. Bei der Ventilkennlinie des Pilotventils kann auch die Kennlinie des Hauptventils berücksichtigt werden, so dass der gewünschte Verlauf der Phasen erreicht wird.
Nach einer noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfmdungsgemäßen Pulsators wird vorgeschlagen, dass wenigstens ein Element vorgesehen ist, durch das ein Strömungswiderstand zum Melkbecher hin veränderbar ist. Vorteilhafterweise handelt es sich bei dem Element um eine Düse oder eine Blende. Vorzugsweise handelt es sich bei der Düse um eine elektrisch verstellbare Düse. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaf-
. fen, den Strömungsquersclinitt vorzugsweise automatisch zu verändern. Es besteht die Möglichkeit, dass kein manueller Eingriff notwendig ist, so dass eine relativ schnelle und erfolgreiche Veränderung des Strömungsquerschnittes somit eine Veränderung des
"• "•Verlaufs der Evakuierungs- bzw. der Belüftungsphase erzielt wird.
Es wird auch eine Melkvorrichtung mit wenigstens einem Melkzeug und einem Pulsator vorgeschlagen, wobei die Melkvorrichtung eine Druckerfassungseinheit aufweist. Die Druckerfassungseinheit dient der Erfassung eines Druckes im Pulsraum. Die Druckerfassungseinheit liefert ein Eingangssignal für eine Einrichtung, mittels derer der Pulsator und/oder das Element, durch das der Strömungswiderstand verändert wird, betätigt wird.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsbeispiele erläutert, ohne dass der Gegenstand der Erfindung auf diese konkreten Ausführungsbeispiele beschränkt wird.
Es zeigen:
Fig. 1 Schematisch einen Pulsator einer Melkeinrichtung zum Melken eines Tieres,
Fig. 2 Schematisch den Verlauf des Vakuums im Pulsraum eines Melkbechers,
Fig. 3 in einer Teilansicht ein Pulsator mit einem Ventil in einer Schwimmstellung,
Fig. 4 den Pulsator nach Fig. 3 mit dem Ventil in einer Endstellung,
Fig. 5 im Schnitt und schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Pulsators mit einem Hauptventil in einer Schwimmstellung, Fig. 6 einkisweiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Pulsators,
Fig. 7 einen weiteren erfindungsgemäßen Pulsator in der Belüftungsphase im Schnitt,
Fig. 8 den Pulsator nach Fig. 7 in der Evakuierungsphase im Schnitt,
Fig. 9 eine Aufsicht des Pulsators nach Fig. 7 in der Belüftungsphase,
Fig. 10 eine Aufsicht des Pulsators nach Fig. 7 in der Evalcuierungsphase,
Fig. 11 einen Schieber und Belüftungsöffnungen in der Schieberplatte eines weiteren Pulsators zur Steuerung der Belüftungsphase,
Fig. 12 einen Schieber und Belüftungsöffnungen in der Schieberplatte eines weiteren Pulsators zur Steuerung der Belüftungsphase,
Fig. 13 einen Schieber und Belüftungsöffnungen in der Schieberplatte eines weiteren Pulsators zur Steuerung der Evalcuierungsphase, und
Fig. M einen Schieber und Belüftungsöffnungen in der Schieberplatte eines weiteren Pulsators zur Steuerung der Evalcuierungsphase.
Mit 1 ist in der Figur 1 ein Pulsator bezeichnet. Der Pulsator 1 ist über einen Pulsschlauch 2 mit einem Melkbecher 3 verbunden. Die Verbindung des Pulsators 1 mit dem Melkbecher 3 ist lediglich symbolhaft dargestellt. Weitere Variationsmöglichkeiten der Verbindung des Pulsators 1 mit wenigstens einem Melkbecher sind möglich. Der Pulsator kann auch über einen Pulsschlauch mit einem Sammelstück verbunden sein, das ihrerseits wiederum mit Melkbechern verbunden ist. Der Pulsator 1 ist über Leitung 4 mit einer Unterdruckquelle 5 verbunden. Mit dem Bezugszeichen 6 ist eine Luftleitung bezeichnet. Die Luftleitung 6 bildet eine Verbindung zwischen der Umgebungsatmosphäre und dem Pulsator 1.
Über eine Signalleitung 7 ist der Pulsator 1 mit einer Einrichtung 8 verbunden. Mittels ' -"'-• "der Einrichtun '8 wird zumindest der zeitliche Verlauf der Evalcuierungsphase und/oder der Belüftungsphase einstellbar.
Die Verläufe der Evalcuierungsphase a sowie der Belüftungsphase c sind schematisch in 0 der Figur 2 dargestellt. Eine konventionelle Pulslcurve zeigt Linie 65, während die
Abfolge der Linien 63, 64, 61 und 62 eine Pulskurve gemäß der Erfindung zeigt.
Wälirend der Evakuierungsphase a steigt das Valcuum im Pulsraum des Melkbechers 3 von einem Valcuum Pl auf das höchste Valcuum P2 vermindert um deltaP an. Die
Druckdifferenz Δ P liegt vorzugsweise bei 4 kPa. Mit der Phase b wird eine Zeitspanne bezeichnet, in der das Valcuum im Pulsraum anliegt. Hierbei handelt es sich um eine
Valcuumphase. An die Vakuumphase schließt sich eine Belüftungsphase an, in der das
Valcuum im Pulsraum auf Pl abfällt. Wälirend der Belüftungsphase c findet eine
Belüftung statt. Die Zeitspanne, innerhalb der das Vakuum im Pulsraum des
Melkbechers unterhalb von Pl liegt, ist als Phase d bezeichnet. Hierbei kann von einer 0 Druckphase gesprochen werden.
Durch die Einrichtung 8 wird zumindest der zeitliche Verlauf der Evakuierungsphase a und/oder der Belüftungsphase c eingestellt. In der Figur 2 sind hinsichtlich des Verlaufes eines Pulszyklus zwei Variationen dargestellt. 5
Die Linie 61 zeigt einen flachen Verlauf, bei dem die Bewegung des Zitzengummis durch ein geringeres Belüften des Melkzwischenraumes (Pulsraum) langsamer ist wird. Nach Aufliegen des Zitzengummis auf der Zitze kann nun gemäß Linie 62 schneller belüftet werden, ohne dass es zu einer schädlichen Belastung der Zitze durch die Zitzengummibewegung kommt. In der Evalcuierungsphase wird zunächst langsam evakuiert, so dass sich zunächst ein flacher Verlauf gemäß Linie 63 einstellt und anschließend bei Erreichen des Einfaltdruckes PE2 wird schneller weiter evakuiert, so dass sich dann ein steilerer Verlauf ergibt, nachdem das Zitzengummis abgehoben hat.
Bei der Darstellung nach Fig. 2 handelt es sich um eine schematische Darstellung. In der Realität sind die Verläufe abgerundeter als die Linien 61, 62 und 63, 64, so wie es die Linie 65 für einen konventionelles System zeigt. Außerdem ist hier in der schematischen Darstellung die kleine Druckdifferenz nicht eingezeichnet, die eingesetzt wird, um ein vorzeitiges Anlegen bzw. ein vorzeitiges Abheben des Zitzengummis an die Zitze bzw. von der Zitze zu verhindern.
Dazu wird in der Belüftungsphase die langsamere Belüftung durchgeführt, bis der Druck PEI unterschritten ist und sich das Zitzengummi angelegt hat. Umgekehrt wird in der Evalcuierungsphase das schnelle Evalcuieren gestartet, nachdem das Zitzengummi von der Zitze abgehoben hat. Der jeweilige Druck PEI und PE2 kann für die Belüftungsphase und für die Evalcuierungsphase deutlich unterschiedlich sein.
Figur 3 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Pulsators 1 für eine Melkeinrichτung zum Melken eines Tieres, insbesondere einer Kuh, mit einer Einrichtung mittels derer zumindest der zeitliche Verlauf der Evakuierungsphase und/oder der Belüftungsphase einstellbar ist.
Die Einrichtung weist ein Ventil 9 auf. Das Ventil umfasst eine Kammer 10, in dem ein Ventilkörper 11 beweglich angeordnet ist. Der Ventilkörper 11 ist zur Anlage an einen ersten Ventilsitz 12 bzw. an einen zweiten Ventilsitz 13 anbringbar.
In der Darstellung nach Figur 4 liegt der Ventilkörper 11 auf dem ersten Ventilsitz 12 auf, so dass eine Verbindung eines Kanals 14 mit der Kammer 10 unterbrochen ist. Der Kanal 14 ist über eine nicht dargestellte Leitung mit einer Unterdruckquelle (Vakuum- quelle) verbunden. In den zweiten Ventilsitz 13 mündet ein Kanal 15, der mit der Um- gebungsatmosphäre in Verbindung steht. Die Kammer 10 steht über einen Kanal 16 mit dem Melkzeug in Verbindung.
hi der Figur 4 hat der Ventilkörper eine Endstellung erreicht, in der eine Verbindung eines Melkbechers bzw. des Melkzeugs über den Kanal 16, die Kammer 10 und den -Kanal 15 mit der Umgebungsatmosphäre vorliegt- so dass eine Belüftung des Pulsraums' des Melkbechers stattfindet.
In einer anderen Endstellung des Ventillcörpers liegt dieser mit seiner Stirnfläche an dem zweiten Ventilsitz 13 an, so dass eine Verbindung des Pulsraums des Melkbechers über den Kanal 16, die Kammer 10 und den Kanal 14 mit einer nicht dargestellten Un- terdruckquelle vorliegt.
Der Ventilkörper 11 wird vorzugsweise in eine gezielte Schwimmstellung, d.h. in eine Stellung zwischen seinen Endstellungen gebracht, wie sie in der Figur 3 dargestellt ist. Während der Betätigung des Ventils 9 durchläuft der Ventilkörper aus der Schwimmstellung heraus den Bereich zwischen den Endpositionen. Die Stellung des Ventillcörpers 11 bzw. der Ventilquerschnitt ergibt sich aus den ansteuernden Kräften und Momenten und den im Ventil wirkenden Gegenkräften aufgrund von Reibung, Gewichts- kraft, Federkräften oder anderen Rückstellkräften oder dergleichen, und insbesondere den im Ventil wirkenden Druckverhältnissen. Deshalb ergibt sich ein kontinuierlicher Zusammenhang zwischen Steuerlcraft/Drehmoment und Ventilquersclmitt. Diese wird in einer Ventilkennlinie wiedergegeben. Die Ansteuerung des Ventils 9 erfolgt in Abhängigkeit von einer Ventilkennlinie, wodurch der Verlauf der Evalcuierungsphase und/oder der Belüftungsphase entsprechend eingestellt werden kann.
Bei dem Ventil 9 handelt es sich vorzugsweise um ein elektromagnetisches Ventil. Der Ventilkörper kann dabei permanent magnetische Eigenschaften aufweisen. Die für die Verschiebung des Ventillcörpers aufzubringenden Kräfte stammen von vorzugsweise zwei im wesentlichen axial hintereinander angeordneten Spulen mit entgegengesetzten Wicklungssinn, die bei Stromfluss Elektromagnete mit entgegengesetzten Polen bilden. Der Ventilkörper kann sich axial längs der Spulenachsen bewegen, und zwar bis zu dem ersten bzw. dem zweiten Ventilsitz.
Figur 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Pulsators 20 für eine Melkeinrich- tung zum Melken eines Tieres, insbesondere einer Kuh, wobei der Pulsator eine Einrichtung --'aufweist,* -mittels derer' zumindest der zeitliche Verlauf der Evalcuierungsphase und/oder der Belüftungsphase einstellbar ist.
Die Einrichtung umfasst ein Pilotventil 21 und ein Hauptventil 20. Das Pilotventil 21 weist eine Kammer 23 auf, in der ein Ventilkörper 24 hin und her zwischen zwei Endstellungen beweglich ist. In die Kammer 23 des Pilotventils 21 münden die Kanäle 25, 26 und 27. Der Kanal 25 ist über einen nicht dargestellten Anschluss des Pulsators mit einer Unterdruckquelle verbunden. Die Mündung des Kanals 25 ist durch den Ventilkörper 24 verschließbar. Auch die Mündung des Kanals 27 ist in einer anderen Stellung des Ventillcörpers 24 verschließbar. Der Kanal 27 verbindet die Kammer 23 mit der Umgebungs atmo Sphäre .
Durch den Kanal 26 ist die Kammer 23 mit einem oberen Raum 31 verbunden. Der obere Raum 31 ist in einem Gehäuse 28 ausgebildet. Dieser ist begrenzt durch das Ge- häuse sowie durch eine Membrane 29, die elastisch ausgebildet ist. Mit der Membrane 29 ist ein Ventilkörper 30 des Hauptventils 22 verbunden. Der Ventilkörper weist Dichtflächen 32, 33 auf. Die Ventilfläche 32 ist zur Anlage an den Ventilsitz 34 während die Dichtfläche 33 an den Ventilsitz 35 anbringbar ist.
Der Ventilkörper 30 ist in einer Kammer 36 angeordnet. Die Kammer 36 steht über einen Durchgang 37 in Verbindung mit einem unteren Raum 38, der durch das Gehäuse 28 und die Membrane 29 begrenzt ist.
In die Kammer 36 mündet ein Kanal 39, der mit dem Pulsraum eines Melkbechers ver- bindbar ist. Die Kammer 36 des Hauptventils 22 ist auch mit einer Vakuumquelle über den Kanal 40 verbindbar. Innerhalb des Gehäuses 28 ist eine Öffnung 41 vorgesehen, so dass der untere Raum 38 mit der Umgebungsatmosphäre in Verbindung steht.
Bei dem Pilotventil 21 handelt es sich vorzugsweise um ein Ventil, das weitgehend bi- när betrieben wird. Wird der Ventilkörper 24 des Pilotventils 21 nach oben hin bewegt, ' so 'verschließt dieser' die Mündung des Kanals 27; so dass die" Verbindung der Kammer ~
23 mit der Umgebungsatmosphäre unterbrochen wird. Gleichzeitig wird die Mündung des Kanals 25 freigegeben. Über den Kanal 25 und den Kanal 40 entsteht innerhalb der Kammer 23 ein Unterdruck, da die Kammer 23 nunmehr über den Kanal 25 und den Kanal 40 mit einer Vakuumquelle verbunden ist. Bedingt durch den Kanal 26, der die Kammer 23 mit dem oberen Raum 31 verbindet, entsteht an der Membrane 29 eine Druckdifferenz, da in dem oberen Raum 31 ein geringerer Druck herrscht als in dem unteren Raum 38. Die durch die Druckdifferenz einwirkenden Kräfte auf die Membrane 29 führen dazu, dass sich die Membrane 29 nach oben hin, d. h. in Richtung des oberen Raumes 31 bewegt. Aufgrund der starren Verbindung des Ventillcörpers 30 des Hauptventils 22 mit der Membrane wird der Ventilkörper 30 soweit in Richtung des Ventilsitzes 35 bewegt, bis die Ventilfläche 33 auf dem Ventilsitz 35 anliegt. Die Geschwindigkeit, mit der sich der Ventilkörper 30 in Richtung des Ventilsitzes 35 bewegt, ist auch von dem Volumen des oberen Raumes 31 abhängig.
Mit der Bewegung des Ventillcörpers 30 des Hauptventils 22 wird die Verbindung zwischen der Vakuumquelle und einem Melkzeug über den Kanal 40, die Kammer 36 des Hauptventils und den Kanal 39 hergestellt.
Wäln-end der Bewegung des Ventillcörpers 30 wird der freie Strömungsquerschnitt für die Verbindung der Kanäle 39 und 40 zunehmen, während der Verbindungsquerschnitt zwischen dem unteren Raum 38 und dem Kanal 39 abnimmt. In seiner Endstellung liegt die Ventilfläche 33 des Ventillcörpers 30 am Ventilsitz 35 an.
Für die Belüftungsphase wird das Pilotventil 21 aktiviert. Hierzu wird der Ventilkörper
24 des Pilotventils 21 derart bewegt, dass der Ventilkörper die Mündung des Kanals 25 im Raum 23 des Pilotventils 21 verschließt. Während dieses Vorgangs wird die Mündung des Kanals 27 geöffnet, so dass eine Verbindung zwischen der Atmosphäre der Umgebung und der Kammer 23 hergestellt wird. Es findet eine Belüftung des oberen Raums 31 statt bis sich beidseits der Membrane 29 ein Kräftegleichgewicht einstellt. Während dieses Vorgangs bewegt sich der Ventilkörper von dem Ventilsitz 35 weg in Richtung- 'des Ventilsitzes' 34 bewegt, so' dass das Melkzeug über den --Kanal -39, die ■ Kammer 36 des Hauptventils und den Durchgang 37 mit der Umgebungsatmosphäre in Verbindung kommt, wodurch eine Belüftung des Pulsraumes des Melkzeugs erfolgt.
Figur 6 zeigt eine noch weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Pulsators. Der Pulsator 50 unterscheidet sich von dem in der Figur 5 dargestellten Pulsator 20 dadurch, dass in dem Kanal 26 ein Element 51 vorgesehen ist, welches einen Strömungswiderstand bildet. Der zeitliche Verlauf der Evakuierungsphase ist abhängig von dem Element 51.
In den Figuren 7 bis 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfmdungsgemäßen Pulsators 70 dargestellt.
Der Pulsator 70 ist in Fig. 7 im Schnitt dargestellt. Er befindet sich in der Belüftungsphase. Es handelt sich hier um ein Schieberventil. Der Schieber 73 gibt in dieser Position die Öffnung 74 frei. Die Spitze 76 des Schiebers ist dreieckig. Beim Wechsel von der in Fig. 8 und 10 dargestellten Evalcuierungsphase in die Belüftungsphase wird der Schieber 73 in der Darstellung nach den Fig. 7 bis 10 nach rechts gegen die Vorbelastungskraft der Feder 75 gezogen. Dabei gibt die dreieckige Spitze 76 des Schiebers 73 zunächst kleine Bereiche der Öffnung 74 neben der vordersten Spitze 76 zur Belüftung frei und ein zunächst geringer Luftstrom kann zum Pulsraum des Melkbechers strömen.
Mit zunehmendem Verfahrweg in Richtung der Endanschlag wird der freigegebene Teil der Öffnung größer und die Geschwindigkeit der Druckzunalime steigt im Vergleich zu einem konventionellem System, bei dem der gesamte Querschnitt gleichzeitig oder doch nahezu gleichzeitig geöffnet wird, denn die Zeit die ein konventioneller Schieber zum Öffnen benötigt liegt im Bereich weniger Millisekunden. Hier wird hingegen der Schieber 73 durch entsprechenden Impulse in einer schwimmenden Stellung gehalten und gibt die Öffnung nur langsam und kontrolliert frei. Anstatt eines Anschlusses mit Feder 75 und Steuervakuum 77 kann auch ein Hubmagnet (nicht dargestellt) vorgesehen werden, der- besonders einfach durch elektrische "Impulse- in einer schwimmenden.' Stellung gehalten werden kann.
Die Evakuierungsöffnung 78 ist ebenfalls dreieckig gestaltet und in Figuren 8 und 10 gestrichelt eingezeichnet. Wenn von der d-Phase ausgehend der Pulsraum wieder evakuiert werden soll, wird die a-Phase, also die Evakuierungsphase, eingeleitet. Dazu wird der Schieber 73 aus der in Figuren 7 und 9 gezeigten Stellung nach links bewegt, so dass die Vakuumversorgungsleitung 72 über den Schieber 73 mit dem Pulsraumanschluß 71 des Melkbechers verbunden wird. Jetzt wiederum wirkt die gerade Kante des Schiebers 73 mit der Spitze der dreieckigen Evakuierungsöffnung 78 zusammen. Zunächst wird nun ein kleiner Querschnitt freigegeben. Mit zunehmendem Verfahrweg wird der Querschnitt größer und die Evakuierungsgeschwindigkeit steigt.
Die Steuerung kann in allen diesen Fällen schwimmend erfolgen. Oder aber der Schieber wird entsprechend langsam verfahren. Das kann z.B. durch ein geeignetes Vakuum an der Steuervakuumleitung 77 erfolgen.
In Figuren 11 bis 14 sind noch weitere Ausführungsbeispiele von Schiebepulsatoren 73 dargestellt.
Der Schieber 81 aus Fig. 11 weist eine dreieckige Spitze auf, wie der Schieber 73 aus Fig. 7. Bei dem Pulsator nach Fig. 11 sind aber drei Belüftungsöffnungen 91 und 92 in der Schieberplatte vorgesehen. Die beiden seitwärts von der zentralen Symmetrieachse angeordneten Belüftungsöffnung 92 werden zunäüchst geöffnet und ein relativ geringer Luftstrom kann in den Kanal 71 eintreten. Nach erfolgter Weiterverschiebung wird auch die Öffnung 91 frei gegeben und die Druckänderungsgeschwindigkeit nimmt zu. Der Schieber 82 nach Fig. 12 hat vorne einen recheckigen Vorsprung, so dass beim zurückziehen zunächst die seitlichen Bereiche freigegeben werden, bevor schließlich die gesamte — hier wie in Fig. 7 rechteckig gestaltete Belüftungsöffnung 93 - freigegeben •wird.
Die in Figuren 13 und 14 dargestellten Schieber 84 und 85 sind für eine erfindungsgemäße Steuerung der Evakuierungsphase vorgesehen. Der Hohlraum 86 ist in Richtung auf die Pulsraumleitung 71 zum Melkbecher dreieckig gestaltet und der Schieber 85 hat im vorderen Bereich des Hohlraumes 87 einen schmalen Ausläufer 88, der zunächst in Kontakt mit der Pulsraumleitung 71 gerät. Dadurch ist jeweils ein zunächst langsameres Evalcuieren und anschließend schnelleres Evalcuieren möglich.
Auch eine Kombination der unterschiedlichsten Ausfülirungsbeispiele ist möglich, insbesondere der Schieber- und Luftkanalformen.
Je nach Steuerung des Pulsators können so erfindungsgemäß zwei und mehr unterschiedliche Geschwindigkeiten einer Druckänderungsphase eingestellt werden.
Bezugszeichenliste
1 Pulsator
2 Pulsschlauch
Melkbecher
4 • Leitung
5 Unterdrucicqueπe
6 Luftleitung
7 Signalleitung
8 Einrichtung
9 Ventil
10 Kammer
11 Ventilkörper
12 Erster Ventilsitz
13 Zweiter Ventilsitz
14 Kanal
15 Kanal
16 Kanal
20 Pulsator
21 Pilotventil
22 Hauptventil
23 Kammer
24 Ventilkörper
25 Kanal
26 Kanal
27 Kanal
28 Gehäuse
29 Membrane
30 Ventilkörper
31 Oberer Raum
32 Ventilfläche Ventilfläche
Ventilsitz
Ventilsitz
Kammer
Durchgang
Unterer Raum
Kanal
Kanal
Öffnung
Pulsator
Element erste Geschwindigkeit bei der Belüftung zweite Geschwindigkeit bei der Belüftung erste Geschwindigkeit bei der Evalcuierung zweite Geschwindigkeit bei der Evakuierung konventionelle Pulslcurve
Pulsator
Pulsraumleitung zum Melkbecher
Anschluß Vakuumversorgung
Schiebei-
Öffnung
Feder dreieckige Spitze
Steuervakuumanschluß
Evakuierungsöffnung , 82 Schieber
Nase , 85 Schieber , 87 Hohlraum
Ausläufer , 92, 93 Belüftungsöffnungen

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum maschinellen Melken eines Tieres, beispielsweise einer Kuh, bei welchem ein pulsierender Unterdrück in einem Pulsraum emes Melkbechers (3) erzeugt wird, indem in den Druckänderungsphasen, der Unterdruck in dem
Pulsraum verändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass "der Druckverlauf während wenigstens einer Druckänderungsphase (a, c) in wenigstens zwei Geschwindigkeiten gesteuert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem der Druckverlauf während der
Druckänderungsphase (a, c) über ein Verstellen einer Stelleinrichtung gesteuert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Druckverlauf wenigstens wälirend der Belüftungsphase (c) gesteuert wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Anspräche, bei dem der Druckverlauf wenigstens während der Evalcuierungsphase (a) gesteuert wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Geschwindigkeit der Druckänderung innerhalb eines Zeitabschnittes im wesentlichen kontinuierlich verläuft.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Anspräche, bei dem die Evakuierungsphase (a) und/oder die Belüftungsphase (c) zumindest innerhalb eines Zeitabschnittes im wesentlichen diskontinuierlich verläuft.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Druckverlauf in einem ersten Abschnitt und in einem Folgeabschnitt der Belüftungsphase (c) derart gesteuert wird, dass der Druckverlauf in dem ersten Abschnitt (erheblich) flacher ist als in dem Folgeabschnitt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Druckverlauf in einem ersten Abschnitt und in einem Folgeabschnitt der Evalcuierungsphase (a) derart gesteuert wird, dass der Druckverlauf in dem ersten Abschnitt (erheblich) steiler ist als in dem Folgeabschnitt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem von dem ersten zu dem zweiten Abschnitt umgeschaltet wird, wenn der Druck im Pulsraum in einem Bereich eines Einfaltdruckes des Zitzengummis liegt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der zeitliche Verlauf wenigstens einer Druckänderungsphase (a, c) in Abhängigkeit von einer Ventilkennlinie eines Ventils (9) des Pulsators (1) eingestellt wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der freie Strömungswiderstand zum Melkbecher (3) hin verändert wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Ventilquerschnitt eines Ventils (9) des Pulsators (1) verändert wird.
13. Verfahren dem vorhergehenden Anspruch, bei dem der Ventilquerschnitt eines Ventils (9) des Pulsators (1) mehrstufig verändert wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, bei dem der Ventilquerschnitt eines Ventils (9) des Pulsators (1) kontinuierlich verändert wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem das Pulsatorventil in wenigstens einem Abschnitt einer Druckänderungsphase in einer Schwimmstellung gehalten wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, bei dem das Pulsatorventil in wenigstens einem Abschnitt einer Druckänderungsphase in einer variablen Schwimmstellung gehalten wird.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Druck im Pulsraum erfasst wird, welcher ein Eingangssignal einer Baueinheit bildet, wobei
' die Baueinheit ein Ausgangssignal liefert, durch welches der Pulsator und/oder der Strömungswiderstand betätigt wird.
18. Pulsator für eine Melkeinrichtung zum Melken eines Tieres, beispielsweise einer Kul , zum abwechselnden Verbinden einer Unterdrück- und einer Druckquelle (5) mit einem Pulsraum wenigstens eines Melkbechers (3), wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, mittels derer zumindest der zeitliche Druckverlauf wälirend wenigstens einer Druckänderungsphase in wenigstens zwei Geschwindigkeiten steuerbar ist.
19. Pulsator nach Anspruch 18, bei dem eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die geeignet ist, den Druckverlauf während der Druckänderungsphase (a, c) zu steuern.
20. Pulsator nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung wenigstens ein Zeitglied aufweist, durch das die Dauer eines Absclmittes einer Druckänderungsphase (a, c) einstellbar ist.
21. Pulsator nach Anspruch 18, 19 oder 20, bei dem der Druckverlauf wenigstens wälirend der Belüftungsphase (c) steuerbar ist.
22. Pulsator nach einem der Ansprüche 18 bis 21, bei dem der Druckverlauf wenigstens während der Evalcuierungsphase (a) steuerbar ist.
23. Pulsator nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pulsatorventil vorgesehen ist, dessen Öffnungsquerschnitt veränderbar ist.
24. Pulsator nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsquerschnitt diskontinuierlich veränderbar ist.
25. Pulsator nach einem der Ansprüche 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsquerschnitt mehrstufig veränderbar ist. • .
26. Pulsator nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung wenigstens ein Ventil (9, 20, 21) aufweist und der zeitliche Verlauf der Druckänderungsphase (a, c) in Abhängigkeit von einer Ventilkennlinie des
Ventils (9, 20, 21) einstellbar ist.
27. Pulsator nach einem der Ansprüche 18 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung ein Pilotventil (20) und ein Hauptventil (21) aufweist.
28. Pulsator nach einem der Ansprüche 18 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung wenigstens ein Direktventil aufweist.
29. Pulsator nach einem der Ansprüche 18 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Ventil wenigstens eine Ventilöffnung aufweist.
30. Pulsator nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Ventilöffnungen vorgesehen sind.
31. Pulsator nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Ventilöffnungen unterschiedliche Querschnitte aufweisen.
32. Pulsator nach einem der Ansprüche 18 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung ein Element aufweist, das eine Düse oder eine Blende ist.
33. Pulsator nach einem der Ansprüche 18 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilverschließelement vorgesehen ist, welches mit der wenigstens einer Ventilöffnung zusammenwirkt.
34. Melkvorrichtung mit wenigstens einem Melkbecher und einem zugeordneten Pulsator nach einem der Ansprüche 18 bis 34, sowie mit einer Druckerfassungseinheit zur Erfassung eines Druck im Pulsraum des Melkbechers, wobei diese ein Eingangssignal für die eine Einrichtung liefert mittels derer der Pulsator und/oder das Element betätigt wird.
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