Fördersystem zur Beförderung von Mischfutter
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fördersystem zur Beförderung von Mischfutter aus zumindest einen Vorratssilo an eine Mehrzahl von Futterstellen mit einem zwischen dem Vorratssilo und den Futterstellen fahrbaren Futterbehalter, einer Befüllstation und einem Steuerungscomputer.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus dem Dokument WO 88/091 19 bekannt. Die Vorrichtung ermöglicht einen automatisierten Ablauf der Fütterung von Tieren. Ein Tier kann über die Betätigung eines Sensors Futter anfordern. Auf ein Anforderungssignal bewegt sich der fahrbare Futterbehalter zur zu befüllenden Futterstelle. Sobald der fahrbare Futterbehalter diese Futterstelle erreicht, wird einen Verschluß geöffnet, und eine Futterteilmenge wird von der im fahrbaren Futterbehalter vorgehaltenen Futtermenge in die zu befüllende Futterstelle befördert. Dieser Vorgang kann sich beliebig oft wiederholen. Wenn der im fahrbaren Futterbehalter befindliche Vorrat erschöpft ist, kann der fahrbare Futterbehalter dann an einer Befüllstation mit einer neuen Futtermenge befüllt werden.
Bei diesem Fördersystem hat sich als nachteilig herausgestellt, daß immer nur die eine in dem fahrbaren Futterbehalter vorhandene Futtermischung an die Futterstellen abgegeben werden kann. Beispielsweise in Geflügelställen oder in Ställen für die Aufzucht von Ferkeln können Tiere verschieden alt sein und deshalb eine unterschiedliche Futtermischung benötigen. Für solche Anwendungsfälle kann die fertige Mischung des Futters zudem eine stark pastöse Konsistenz aufweisen. Mit einer solchen Konsistenz ist das Futter nur schwer vollständig aus dem Vorratsbehälter förderbar, das bekannte System ist für die Beförderung solchen Futters ungeeignet. Auch kann sich die Qualität des im fahrbaren Futterbehalter vorgehaltenen Futters
durch Fermentierungs- und Faulungsprozesse verschlechtern, wenn dieses dort über einen längeren Zeitraum in einer wäßrigen Lösung vorgehalten wird.
Demgemäß ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das gattungsgemäße Fördersystem so zu verbessern, daß eine individualiserte Mischung des Futters möglich ist.
Die Aufgabe wird für ein gattungsgemäßes Fördersystem gelöst, indem der fahrbare Futterbehalter mindestens einen Trockenkomponentenbehalter und mindestens einen Flussigkomponentenbehalter aufweist, und der fahrbare Futterbehalter am Vorratssilo mit zumindest einer Trockenkomponente aus einem Vorratssilo für Trockenkomponenten und zumindest einer Flüssigkomponente aus einem Vorratssilo für Flüssigkomponenten befüllbar ist.
Bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Fördersystems bleibt die Trockenkomponente bis kurz vor der Abgabe in den Futtertrog trocken. Bestandteile der Trockenkomponente können sich in ihrer Futterqualität also nicht durch eine längere Verweildauer in gelöster Form im fahrbaren Futterbehalter verschlechtern. Noch wichtiger ist jedoch der Aspekt, daß die Vermischung mit der Flüssigkomponente erst unmittelbar vor der Abgabe einer Futterteilmenge in eine Futterstelle erfolgt und auf diese Weise jede Futterteilmenge in einer individuellen Zusammensetzung der einzelnen Komponenten bereitstellbar ist. Durch die getrennte Vorhaltung der Trok- ken- und Flüssigkomponente wird sichergestellt, daß bei der Abgabe von Teilmengen sowohl der Trocken- wie auch der Flüssigkomponente genau die gewollte definierte Portionsmenge der Futterstelle zugeführt wird. Zudem können auch extrem pastöse Futtermischungen von dem Fördersystem befördert werden.
Je nach Art, Alter, Ernährungsbedarf, Gesundheitszustand und individuellem Freß- verhalten eines einzelnen Tieres oder einer Gruppe von Tieren, die über eine gemeinsame Futterstelle gefüttert werden, ist die zugeförderte Futterteilmenge individuell für jede Futterstelle vorwähl- und zuförderbar. Insbesondere kann das Futter bei mehr als zwei Komponentenbehältern auf dem fahrbaren Futterbehalter auch aus mehreren einzelnen Futterkomponenten zusammengesetzt werden, beispielsweise können mehrere Grundfuttermischungen mit unterschiedlichem Eiweißgehalt vorgehalten werden, oder zu einer Standardmischung können Vitamine, Spurenelemente, Eiweiße, Medikamente und dergleichen gezielt zudosiert werden.
Individuelle Auswertungen der eingesetzten Futtermenge im Verhältnis zum Erfolg wie Milchleistung, Gewichtszunahme, etc., sind auf einer präzisen und verläßlichen Datenbasis möglich, und es kann verfolgt werden, wie sich Veränderungen in der Futterzusammensetzung auf den Erfolg auswirken.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Ergänzungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden gegenständlichen Beschreibung, den Merkmalen der Unteransprüche und den Zeichnungen.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Figuri : eine schematische Darstellung eines Fördersystems,
Figur 2: eine Querschnittsansicht durch einen fahrbaren Futterbehalter.
In Figuri ist ein Fördersystem 2 dargestellt, durch das Futter von einem Vorratssilo 4 zu einer Anzahl von Futterstellen 6 befördert werden kann. Das Futter wird von ei-
nem fahrbaren Futterbehalter 8 transportiert, der an einer Befüllstation 10 mit Futter aus dem Vorratssilo 4 befüllt wird. Die Funktion des Fördersystems 2 wird allgemein mittels eines Steuerungscomputers 12 programmiert und überwacht. Im Ausführungsbeispiel ist der Steuerungscomputer 12 dem Vorratssilo 4 zugeordnet, er kann jedoch auch an anderer geeigneter Stelle aufgestellt sein.
Der fahrbare Futterbehalter 8 weist einen Trockenkomponentenbehalter 14 und einen Flussigkomponentenbehalter 16 auf. In den Trockenkomponentenbehalter 14 werden trockene oder zumindest weitgehend trockene Futterbestandteile bis zu zähflüssigen Breien eingefüllt. Solche Futterbestandteile können auf ideale Weise mit einer Förderschnecke 18 abgefördert werden. Die Förderschnecke 18 wird von einem Motor 20 angetrieben. Anstelle einer Förderschnecke 18 können jedoch auch andere geeignete Förderelemente genutzt werden, wie beispielsweise ein Förderband, ein Kettenförderer, ein Kratzboden und dergleichen.
Die Flüssigkomponente wird aus dem Flussigkomponentenbehalter 16 beispielsweise mit einer Förderpumpe 22 abgefördert. Anhand des definierten Fördervolumens einer Förderpumpe 22 kann über die Drehzahl und/oder Laufzeit der Förderpumpe 22 leicht die Menge der jeweils abgegebenen Flüssigkomponente ermittelt werden.
Im Ausführungsbeispiel mündet die Abgabeseite der Förderpumpe 22 in einer Mischeinheit 24. In der Mischeinheit 24 werden die einzelnen Futterkomponenten miteinander vermischt. Der Vermischungsprozeß in der Mischeinheit 24 wird durch die Förderschnecke 18, die die Trockenkomponente durch die Mischeinheit 24 hindurch befördert, aktiv unterstützt. Die Funktionen des Beförderns und Vermischens werden hier durch eine einzige Baugruppe erfüllt. Der Begriff "Mischeinheit" kann sich hier auf ein einfaches passives Gehäuse beziehen, in dem sich die Futterkomponenten bedingt durch die Steuerung beziehungsweise Regelung von Aktoren in einer gewünschten Mischung einstellen, unter diesem Begriff kann jedoch auch ein aktives, direkt beeinflussbares Maschinenelement gesehen werden, das selbst über eingebaute Aktoren und/oder Sensoren verfügt. Für die beiden Funktionen können aber auch jeweils eigene oder mehrere geeignete Baugruppen eingesetzt werden.
An die Abgabeseite der Mischeinheit 24 schließt sich im Ausführungsbeispiel die Austragöffnung 26 an. Die Austragöffnung 26 kann separat schließbar ausgebildet sein, beispielsweise um die Mischungszeit in der Mischeinheit 24 und der Förderschnecke 18 zu verlängern. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ergeben sich kurze Förderwege. Dadurch, daß nur wenige Teile und Oberflächen des fahrbaren Futterbehälters 8 mit dem Futtergemisch aus flüssigen und trockenen Futterkomponenten in Berührung kommen, hält sich der Pflegeaufwand des Fördersystems in engen Grenzen. Über kurze Strecken sind auch extrem pastöse Futtermischungen noch förderbar.
In einer alternativen Ausführung der Erfindung kann die Flüssigkomponente auch direkt in eine eigene oder gemeinsame Austragöffnung befördert werden. Auch eine Förderpumpe 22 ist nicht zwingend erforderlich, die Flüssigkomponente kann auch durch Schwerkraft befördert werden, allerdings ist in diesem Fall eine Durchflußmengenmessung mit einem schnell schaltbaren Schließelement für den Flussigkomponentenbehalter erforderlich, um die ausgegebene Menge an Flüssigkomponente genau erfassen zu können. Wenn nicht alle, sondern nur einzelne oder mehrere Futterkomponenten durch die Mischeinheit 24 gefördert werden sollen, so müssen die Abförderorgane und deren Antriebe entsprechend individuell ausgelegt werden.
Von der Austragöffnung 26 fällt eine Futterteilmenge 28 in eine Futterstelle 6. Um eine Überfüllung einer Futterstelle 6 zu vermeiden, kann der fahrbare Futterbehalter 8 mit einem Füllstandssensor 30 versehen sein. Ein Füllstandssensor 30 kann beispielsweise aus einem Laser oder Ultraschallsender bestehen, dessen Licht- oder Schallreflexe von einem Empfänger empfangen und zur Bestimmung der gegenwärtigen Füllhöhe in der Futterstelle ausgewertet werden. Die Signale des Füllstandssensors 30 können dazu benutzt werden, die Befüllung einer Futterstelle 6 von Anfang an zu blockieren, den Befüllungsprozeß zu unterbrechen und/oder den ermittelten Befüllzustand an den Steuerungscomputer 12 zu übermitteln, damit dieser gegebenenfalls neue Funktionsanweisungen an den fahrbaren Futterbehalter 8 versenden kann. Der Füllstandssensor 30 kann auch dazu benutzt werden, nach
dem Ende eines Befüllungsprozesses den erreichten Füllstand in einer Futterstelle 6 zu ermitteln und für Auswertungszwecke bereitzustellen. Die Daten des Füllstandssensors 30 können beispielsweise für eine Verifizierung der ermittelten Daten für die abgegebenen Teilmengen der Flüssig- und Trockenkomponenten genutzt werden, wenn die Behälter der Futterstellen 6 ein definiertes Volumen aufweisen. Wird bei einem Vergleich der aus den Vorher-/Nachher-Daten des Füllstandssensors 30 abgeleiteten Volumenwerte der Futterstelle 6 mit den Werten der abgegebenen Teilmengen eine Differenz festgestellt, kann von dem Steuerungscomputer 12 ein Fehlersignal ausgegeben werden.
Im Ausführungsbeispiel befindet sich im oberen Bereich des fahrbaren Futterbehälters 8 eine Antriebseinheit 32. In der Antriebseinheit 32 befindet sich ein nicht näher dargestellter motorischer Antrieb, durch den sich der fahrbare Futterbehalter 8 an einer Schiene 34 entlang bewegen kann. Die Schiene 34 kann als Metallschiene an der Decke hängen, sie kann jedoch auch an der Wand, aufgeständert oder auf dem Boden verlegt sein. Die Schiene 34 kann auch elektronisch, beispielsweise durch Induktionsschleifen im Boden oder ein Navigationssystem, als Leiteinrichtung simuliert werden. In diesem Sinne ist der Begriff "Schiene" als Vorgabe einer Fahrtstrek- ke zu verstehen, an der entlang sich der fahrbare Futterbehalter 8 mit seiner Antriebseinheit 32 fortbewegen kann.
Das Vorratssilo 4 weist im Ausführungsbeispiel ein Vorratssilo 36 für Flüssigkomponenten mit einem absperrbaren Abgabeschlauch 38 und ein Vorratssilo 40 für Trok- kenkomponenten mit einem ebenfalls absperrbaren Abgaberrohr 42 auf. Der Abgabeschlauch 38 und das Abgaberohr 42 sind so ausgebildet, daß deren jeweilige Austragöffnungen in die Befüllöffnungen der zugehörigen Behälter des fahrbaren Futterbehälters 8 münden, wenn sich dieser in der Befüllstation 10 in einer Parkposition befindet. Nicht näher dargestellt ist ein Stromanschluß mit einem Ladegerät und passend positionierten Anschlußelektroden, die einen zur Antriebseinheit 32 zugeordneten Akkumulator in der Befüllstation 10 in einer Parkposition des fahrbaren Futterbehälters 8 wieder mit Strom aufladen können. Der in dem fahrbaren Futterbehalter 8 angeordnete Akkumulator versorgt gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung
nicht nur die dort installierten elektrischen Antriebe mit Strom, sondern auch alle Komponenten der Steuerungs- und Regelungselektrik und -elektronik.
Abweichend von der Darstellung in Figur 1 können in einem Fördersystem auch mehrere fahrbare Futterbehalter 8 eingesetzt und mehrere Vorratssilos 4 mit einer Mehrzahl von Befüllstationen 10 vorhanden sein.
Figur 2 zeigt eine Querschnittsansicht durch einen fahrbaren Futterbehalter 8. Gut erkennbar sind die beiden Trockenkomponentenbehalter 14 und Flussigkomponentenbehalter 16. Die Förderpumpe 22 ist oberhalb der Mischeinheit 24 angeordnet. Die Förderschnecke 18 fördert das Futtergemisch durch die Mischeinheit 24 hindurch. Der Füllstandssensor 30 ist so ausgerichtet, daß er den Befüllungszustand einer Futterstelle 6 ermitteln kann. Der fahrbare Futterbehalter 8 ist an einer Schiene 34 hängend dargestellt. Der Antrieb ist in der Antriebseinheit 32 untergebracht.
Neben dem fahrbaren Futterbehalter 8 ist ein Microprozessor M schematisch dargestellt. Der Microprozessor M ist über eine Verbindungsleitung 44 mit dem in Figur 2 nicht dargestellten Motor 20, über eine Verbindungsleistung 46 mit dem Füllstandssensor 30, über eine Verbindungsleitung 48 mit der Mischeinheit 24 und über eine Verbindungsleitung 50 mit der Förderpumpe 22 verbunden. Der Motor 20 und die Förderpumpe 22 sind jeweils Beispiele für Aktoren, deren Funktion über den Microprozessor M Steuer- beziehungsweise regelbar ist. Als Aktoren kommen auch elektrisch oder hydraulisch betätigbare Stellventile, Schalter, Rührwerke und dergleichen in Betracht. Der Füllstandssensor 30 ist ein Beispiel für einen Sensor, der die von ihm erzeugten Sensordaten an den Microprozessor M übermittelt. Anstelle einer Datenübertragung mittels Verbindungsleitungen kommen auch Funkverbindungen, elektrooptische Verbindungen über Lichtwellenleiter und dergleichen in Betracht. Je nach technischer Ausgestaltung kann die Mischeinheit 24 mit Aktoren und/oder Sensoren ausgestattet und diese mit dem Microprozessor M verbunden sein. So kann in der Mischeinheit 24 noch ein zusätzlicher Sperrschieber zur Beeinflussung des Mischungsverhältnisses angeordnet sein, oder ein optischer Sensor ermittelt mittels numerischer Bildauswertung die Mischungsqualität.
Mittels des in Figur 2 dargestellten Datennetzes zwischen dem Microprozessor M, den Aktoren und den Sensoren ist eine präzise Dosierung und Mischung einer Futterteilmenge möglich. Im Microprozessor M kann ein absoluter Sollmengenwert der Futtermittelteilmenge abgespeichert sein, der dem Microprozessor M von dem Steuerungscomputer 12 vorgegeben worden ist. Der absolute Sollmengenwert kann verbunden sein mit zusätzlichen Werten, die zur Herstellung der Sollmischung von Bedeutung sind, wie beispielsweise ein prozentualer Anteil der Flüssigkomponente. Es ist jedoch auch möglich, daß im Microprozessor M nur jeweils Sollmengenwerte nur für die jeweilige Futterkomponente abgespeichert sind. In beiden Fällen müssen die Aktoren, wenn eine Futtermischung aus den Teilkomponenten hergestellt werden soll, zeitlich so aufeinander abgestimmt gesteuert werden, daß die jeweiligen Komponenten im richtigen Zeitraum zusammentreffen, um eine Mischung in der gewünschten Qualität erzielen zu können. So ist es vorteilhaft, wenn der Microprozessor M oder der Steuerungscomputer 12 Schaltzeiten, Drehzahlen, Förderleistung und dergleichen der Aktoren vorausberechnet und dann erst die entsprechenden Aktionen ausgelöst werden. Alternativ können die Förderleistungen der Aktoren in einem festen Verhältnis zueinander abgestimmt sein, oder ein Aktor ist in seiner Förderleistung fest und ein anderer dazu variabel, und die passende Mischung wird durch Variation des variablen Aktors durch den Microprozessor M hergestellt.
Anstelle einer zentralen Vorgabe von Sollmengen, Mischungsverhältnissen und Anteilen einzelner Komponenten durch den Steuerungscomputer 12 können diese Vorgaben auch dezentral verfügbar sein. So können an einzelnen Futterstellen Vorgabewerte für diese spezielle Futterstelle an den Microprozessor M bereitstellbar und ablesbar sein. Beispielsweise können an einer einer bestimmten Futterstelle zugeordneten Stelle Barcodekärtchen oder Transponder aufgehängt werden. Die Barco- dekärtchen oder Transponder haben Informationen über die Zusammensetzung der abzugebenden Futterteilmenge gespeichert. Die Informationen werden von dem Microprozessor M ausgelesen und weiterverarbeitet. Auf diese Weise kann ein Bauer im Stall durch einfaches Aufhängen von Futterkärtchen das Futter bestimmen, das die Tiere an der zugehörigen Futterstelle von dem fahrbaren Futterbehalter 8 aus-
gegeben bekommen. Anstelle der Barcodes oder Transponder können auch alle anderen geeigneten Speichermedien genutzt werden, und die Daten können auf die beschriebene Weise natürlich auch an einer zentralen Stelle im Stall auf die beschriebene Weise verfügbar gemacht werden. Die Informationskärtchen stellen eine vereinfachte Programmiermöglichkeit des fahrbaren Futterbehälters 8 dar.
Im Ausführungsbeispiel ist als Sensor nur der Füllstandssensor 30 gezeigt. Die tatsächlichen Fördermengen der Trocken- und Flüssigkomponenten können jedoch auch durch spezielle Sensoren ermittelt und/oder überwacht werden. So können dafür beispielsweise Waagen, Dehnmeßstreifen, Durchflußmengenmesser und dergleichen im fahrbaren Futterbehalter 8 eingesetzt und mit dem Microprozessor M verbunden werden. Gemessen werden kann das Volumen, die Masse, die Dichte, die Viskosität und andere Parameter.
Im Ausführungsbeispiel ist nur ein einzelner Microprozessor gezeigt, es können natürlich auch mehrere Microprozessoren eingesetzt werden. So können Aktoren und/oder Sensoren über eigene Mikroprozessoren verfügen, die mit einem zentralen Microprozesssor vernetzt sind. Mehrere Microprozessoren können über eine geeignete Software zu einem Kommunikationsnetz verbunden werden, durch das die vorstehend beschriebene Funktion darstellbar ist.
Weiter wird vorgeschlagen, einen Datenaustausch zwischen dem Microcomputer M und dem Steuerungscomputer 12 vorzusehen. Die Kommunikation kann per Funk erfolgen, wie in Figur 2 durch die Antenne angedeutet ist. Alternativ kann der Datenaustausch auch über ein fest parallel zur Schiene 34 verlegtes Kabel abgewickelt werden, oder es sind beispielsweise an den Futterstellen-Positionen Kontakte angebracht, die eine Verbindung zwischen dem Microprozessor M und der Steuerungscomputer 12 herstellen. Über diesen Datenaustausch können Daten ausgetauscht werden, die sich auf den Fördervorgang im weitesten Sinne beziehen. So können neue Aufträge oder die Erledigung von Aufträgen mitgeteilt, Fütterungsdaten ausgetauscht oder Mischungsdaten und Füllzustände übermittelt werden. Auch Fehlermeldungen und dergleichen können per Datenaustausch verfügbar und weiterverar-
beitbar sein.
Außerdem kann der fahrbare Futterbehalter 8 noch mit technischen Mitteln zur Positionserkennung ausgestattet sein. In dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf dem fahrbaren Futterbehalter 8 ein Scanner 52 installiert, der auf oder an den Schienen 34 angebrachte Barcodes, die Informationen über die aktuelle Position enthalten, lesen kann. Über die Barcodes kann der Scanner 52 die Annäherung an eine Position zur Abgabe einer Futterteilmenge 28 erkennen, oder er kann Signale zur Feinsteuerung an die Antriebseinheit 32 übermitteln, durch die der fahrbare Futterbehalter 8 ganz genau in eine Abgabeposition manövrierbar ist. Anstelle eines Systems mit Scannern und Barcodes kann auch ein anderes geeignetes System eingesetzt werden, wie beispielsweise ein Transponder-System, bei der ein Sensor die Transpondersignale bei der Vorbeifahrt mißt und daraus abgeleitete Daten für die Weiterverarbeitung bereitstellt. Die Positionsdaten aus der Abtastung von Kennmarken können kombiniert werden mit eigenen Sensordaten des fahrbaren Futterbehälters 8, wie beispielsweise Sensoren zur Wegmessung in der Antriebseinheit 32. Die Positionsdaten des fahrbaren Futterbehälters können auch an den Steuerungscomputer 12 übermittelbar und auch dort nutzbar für die Systemsteuerung sein. Neben diesen vergleichsweise billigen Lösungen können auch komplette Navigationssysteme oder einfachere Navigationssysteme in Verbindung mit einer geeigneten Stützsensorik verwendet werden.