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Dokumentenidentifikation DE102006056185A1 31.05.2007
Titel Verfahren und Vorrichtung zum Melken von Tieren
Anmelder WestfaliaSurge GmbH, 59199 Bönen, DE
Erfinder Schulze Wartenhorst, Bernhard, 48231 Warendorf, DE
Vertreter BSB, Dr. Hartmut Schütte Patentanwalt, 59302 Oelde
DE-Anmeldedatum 27.11.2006
DE-Aktenzeichen 102006056185
Offenlegungstag 31.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.05.2007
IPC-Hauptklasse A01J 5/04(2006.01)A, F, I, 20061127, B, H, DE
Zusammenfassung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Melken von Tieren, wobei in einem Melkbecherzwischenraum periodisch mit einer vorgegebenen Frequenz ein Unterdruck aufgebaut und wieder abgebaut wird. Der Unterdruck wird über eine vorgegebene Saugphase (b) beibehalten und über eine vorgegebene Entlastungsphase (d) abgebaut. Dabei ändert sich das Verhältnis zwischen der Saugphase (b) und der Entlastungsphase (d) wenigstens einmal während des Melkvorgangs. Bei einer bevorzugten Ausführungsform überschreitet die erste Zeitspanne einen vorgegebenen ersten Grenzwert nicht und die zweite Zeitspanne unterschreitet einen vorgegebenen zweiten Grenzwert nicht.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Melken von Tieren. Die Erfindung wird im Zusammenhang auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Melken von Kühen beschrieben. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung auch für Melkverfahren und Melkvorrichtungen zum Melken von Schafen, Ziegen, Kamelen, Dromedaren, Büffeln, Yaks, Elchen, Pferden und sonstigen Milch abgebenden Tieren verwendet werden kann.

Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Melkverfahren bekannt. Bei den so genannten Pulsationsverfahren wird der Pulsraum eines Zweiraummelkbechers zwischen Zitzengummi und Melkbecherhülse periodisch mit einem Unterdruck und z.B. Atmosphäre beaufschlagt, während im Zitzenraum ein konstantes Vakuum anliegt. Der Zitzengummi wird durch die Wechsel zwischen Vakuum und atmosphärischer Luft in eine pulsierende Bewegung versetzt. In der Entlastungsphase, in der Luft mit in der Regel atmosphärischem Druck im Melkbecherzwischenraum herrscht, legt sich der Zitzengummi an die Zitze an und entlastet die Zitze, während in der Saugphase Vakuum in dem Melkbecherzwischenraum herrscht, so dass der Zitzengummi geöffnet ist und die Milch abgesaugt wird.

Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Pulsationsverfahren wird während des Melkbetriebs in der Regel ein festes Verhältnis beziehungsweise eine feste Pulszahl und ein Pulsverhältnis verwendet. Die Pulszahl beziehungsweise die Frequenz der Absaugungen wird je nach Milchviehart, Melkanlagentyp und Melkzeugkonfiguration einmal vorgewählt und dann unabhängig vom Melkverlauf kontinuierlich gesteuert.

Daneben sind solche Verfahren bekannt, bei denen die abgemolkene Milchmenge bestimmt wird und bei denen in Abhängigkeit von dem aktuellem Milchfluss beispielsweise der Melkprozess beendet wird. In diesem Fall wird ein Steuerimpuls gesendet, um den Pulsator anzuhalten. Mit dem Betätigen einer Starttaste bei Melkstart eines neuen Tieres wird auch der Pulsator wieder aktiviert und verrichtet seine Pulsationsarbeit entsprechend der voreingestellten Einstellung.

Aus dem Stand der Technik sind ferner auch milchflussabhängige Pulsationssysteme bekannt. Dabei wird die Pulszahl an die Milchflussintensität angepasst und verschoben. So wird bei steigendem Milchfluss die Pulszahl reduziert, so dass es zu einer längeren Saugphase kommt. Dabei wird jedoch auch die Zeitdauer der Entlastungsphase durch die Verlangsamung der Pulsationsgeschwindigkeit und den damit deutlich längeren Pulszyklus verlängert.

Daher konnten die aus dem Stand der Technik bekannten milchflussgesteuerten Pulsationssysteme nur eine geringe Verbesserung von Milchflussgeschwindigkeiten erzielen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche eine Verbesserung der Melkgeschwindigkeit und der Zitzenkondition erlauben. In bevorzugten Weiterbildungen soll daneben durch Ausnutzung des optimalen Milchausflussprofiles aus den Zitzen ein höherer Milchfluss erzielt werden.

Dies wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung nach Anspruch 17 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung kann beim konventionellen Melken, beim maschinellen Melken und auch beim halbautomatischen Melken eingesetzt werden. Der Einsatz ist auch bei Systemen möglich, bei denen ein halbautomatisches oder vollautomatisches oder roboterunterstütztes und/oder computergesteuertes Ansetzen der Zitzenbecher an die Zitzen der Tiere erfolgt. Das Melken kann viertelindividuell erfolgen oder es kann ein Milchsammelstück vorgesehen sein, in das Melkschläuche ausgehend von den Zitzenbechern münden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in einem Melkbecherzwischenraum periodisch mit einer vorgegebenen Frequenz ein Unterdruck aufgebaut und wieder abgebaut. Dabei wird der Unterdruck über eine erste vorgegebene Zeitspanne, der Saugphase (b) gehalten und über eine zweite vorgegebene Zeitspanne, der Entlastungsphase (d), bleibt der Unterdruck abgebaut. Erfindungsgemäß wird das Verhältnis zwischen der ersten Zeitspanne und der zweiten Zeitspanne wenigstens einmal während des Melkvorgangs geändert.

Insgesamt kann ein bzw. jeder Pulszyklus aufgeteilt werden in eine Evakuierungsphase (a), eine Vakuumphase (b), eine Belüftungsphase (c) sowie eine Druckphase (d). In der Evakuierungsphase (a) wird der Pulsraum und damit der Melkbecherzwischenraum entlüftet und der Zitzengummi, der in dem Melkbecher angeordnet ist, öffnet sich. In der Vakuumphase (b) ist der Zitzengummi geöffnet und Milch wird aus der Zitze gesaugt. Die Evakuierungsphase (a) und die Vakuumphase (b) werden gemeinsam als gesamte Saugphase (a + b) bezeichnet.

Während der Belüftungsphase (c) wird der Pulsraum und damit der Melkbecherzwischenraum mit atmosphärischer Luft belüftet, der Zitzengummi kollabiert aufgrund der Druckdifferenz zwischen Außen- und Innenseite und der Milchfluss versiegt. Während der Druckphase bzw. Entlastungsphase (d) ist der Zitzengummi vollständig geschlossen und ein Klemmdruck wird auf das Zitzengewebe ausgeübt. Die Belüftungsphase (c) und die Druckphase (d) werden gemeinsam als gesamte Entlastungsphase (c + d) bezeichnet.

Die Pulszahl gibt die Anzahl der Pulszyklen pro Minute an. Übliche Zeitspannenverhältnisse zwischen der gesamten Saugphase (a + b) und der gesamten Entlastungsphase (c + d) sind 50:50 oder 65:35.

Mit der Erkenntnis, dass eine Verlängerung der Saugphase (b) auf über 700 ms keine weitere Steigerung des Milchflusses, sondern sogar einen schlechteren Milchausfluss aus den Zitzen bewirken kann, und, dass eine Verlängerung der Entlastungsphase, speziell der d-Phase, die Zitzenkondition während des Melkens so negativ beeinflussen kann, dass durch die Verformung der Zitzenkuppe durch zu lange Druckbelastung die Milchflussintensität in den ersten 50-100 ms reduziert ist, weil das Gewebe sich erst wieder in entsprechende Melkkonditionierung bringen muss, liegt bei der Erfindung der Grundsatz vor, dass die Länge der b-Phase nicht über etwa 700 ms gestaltet werden darf und gleichzeitig unter Milchfluss bei Erreichen eines Schwellenwertes × (vorzugsweise beginnend bei größer bzw. gleich dem Wert von 1,5 l/min) der Anteil der d-Phase reduziert wird, bis ein Minimalwert von etwa 50 ms erreicht wird.

Bevorzugt beinhaltet die Zeitspanne für Kühe in der Saugphase (b) einen Bereich von größer bzw. gleich 300 – kleiner bzw. gleich 700 ms, bevorzugt liegt die obere Grenze der Zeitspanne der Saugphase (b) zwischen 400 ms und 600 ms und besonders bevorzugt zwischen 470 ms und 530 ms.

Bevorzugt beinhaltet die Zeitspanne für Kühe in der Entlastungsphase (d) einen Bereich zwischen etwa größer bzw. gleich 50 und ca. kleiner bzw. gleich 250 ms, bevorzugt liegt die obere Grenze der Zeitspanne der Entlastungsphase (d) zwischen 100 ms und 200 ms und besonders bevorzugt zwischen 130 ms und 170 ms. Auf diese Weise werden beide Phasen definiert. Bei anderen Tieren gelten entsprechend angepasste Grenzwerte.

In bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung wird wenigstens zeitweise für wenigstens eine Zitze des zu melkenden Tieres wenigstens ein Milchflusswert für die pro Zeiteinheit abgemolkene Milch bestimmt. Der Milchflusswert kann auch zitzenindividuell bestimmt werden.

Dann wird vorzugsweise das Verhältnis der Zeitspannen (b) und (d) in Abhängigkeit von dem Milchflusswert verändert.

Vorteilhafterweise wird in wenigstens einem Verfahrensschritt die Zeitspanne der Saugphase (b) verlängert, während die Zeitspanne der Entlastungsphase (d) verkürzt wird. Die Veränderung der Zeitspannen kann gleichzeitig oder im wesentlichen direkt nacheinander erfolgen, so dass wenigstens eine ausgedehnte Periode während des Melkens vorliegt, in der eine verlängerte Zeitspanne der Saugphase (b) und gleichzeitig eine verkürzte Zeitspanne der Entlastungsphase (d) vorliegt. Dieser Verfahrensschritt wird vorzugsweise zu Beginn der Hauptmelkphase oder innerhalb der Hauptmelkphase durchgeführt.

Vorzugsweise wird in wenigstens einem Verfahrensschritt die Zeitspanne der Entlastungsphase (d) verlängert, während die Zeitspanne der Saugphase (b) verkürzt wird. Auch diese Veränderung der Zeitspannen kann gleichzeitig oder im wesentlichen direkt nacheinander erfolgen, so dass wenigstens eine ausgedehnte Periode während des Melkens vorliegt, in der eine verlängerte Zeitspanne der Entlastungsphase (d) und gleichzeitig eine verkürzte Zeitspanne der Saugphase (b) vorliegt. Dieser Verfahrensschritt kann z.B. zu Beginn der Nachmelkphase oder innerhalb der Nachmelkphase durchgeführt werden.

Bevorzugt wird die Zeitspanne der d-Phase auf den oben angegebenen Maximalwert eingestellt, wenn der Milchfluss einen bestimmten Schwellenwert erreicht. Dieser Schwellenwert kann sich im Laufe des Melkprozesses ändern, wobei besonders bevorzugt von einem anfänglichen Schwellenwert von 1,5 l pro Minute ausgegangen wird. Z.B. kann die Entlastungsphase (d) ab einem Milchflusswert von 1,5 l pro Minute von z.B. 250 ms mit steigendem Milchfluss reduziert werden, bis die minimale Zeitdauer von z.B. 50 ms erreicht wird.

Untersuchungen zum Milchausfluss aus Zitzen von Kühen haben gezeigt, dass der Milchaustritt über die Zeit nicht stabil ist. Offenbar existiert eine kurze aber immer wiederkehrende Phase des optimalen Milchausflusses. Diese hält über eine Zeitspanne von ca. 600 ms den Milchfluss stabil. Danach sinkt der Milchfluss deutlich ab und bleibt auf einer zweiten Stufe recht konstant auf einem unteren Niveau. Diese Stufe erbringt jedoch nur eine Milchflussintensität von 50-60% des Ausgangswerts.

Im Stand der Technik durchgeführte milchflussabhängige Pulsationen verfolgten das Ziel, bei steigenden Milchflüssen die Pulsation derart zu verändern, dass nun mit Zitzengummioffenphasen von deutlich mehr als 600 ms bis zu 1100 ms gearbeitet wurde. Da zum Erreichen dieser Werte in der Regel die Pulsationsgeschwindigkeit deutlich reduziert wurde, wurden zudem nicht nur die Saugphasenanteile (b) in der Zeiteinheit länger, sondern auch die der Entlastungsphasen (d).

Bevorzugt wird die Frequenz, mit der der Unterdruck aufgebaut und abgebaut wird, wenigstens einmal während des Melkvorgangs geändert. Dabei ist es möglich, dass der Unterdruck sehr schnell, das heißt mit einer steilen Flanke, aufgebaut wird, oder auch langsam. Während der Änderung der Frequenz wird bevorzugt auch das Verhältnis zwischen der Länge, also der Zeitspanne der Saugphase (b) und der Länge, also der Zeitspanne in der Entlastungsphase (d) geändert.

Bevorzugt ist das Verhältnis zwischen der Zeitspanne in der Saugphase (b), gemessen in ms und der Zeitspanne in der Entlastungsphase (d), gemessen in ms, wenigstens zeitweise während des Melkvorgangs größer als 1. Dies bedeutet, dass im Laufe eines Melkvorgangs die Saugphase (b) in ms wenigstens zeitweise länger ist als die Entlastungsphase (d) in ms. Bevorzugt ist im Wesentlichen während des gesamten Melkvorgangs die Zeitspanne der Saugphase (b), gemessen in ms größer als die Zeitspanne der Entlastungsphase (d), gemessen in ms. Bevorzugt ist die erste Zeitspanne in ms wenigstens doppelt so groß, bevorzugt wenigstens dreimal so groß wie die zweite Zeitspanne in ms.

Gleiches gilt vorzugsweise auch für die Längen bzw. Zeitspannen der gesamten Saugphase (a + b) und der gesamten Entlastungsphase (c + d).

Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren wird der Unterdruck separat auf mehrere an mehreren Zitzen eines Tieres anliegende Melkbecher aufgebracht. Auf diese Weise kann dem Umstand Rechnung getragen werden, dass während des Melkvorgangs unterschiedliche Zitzen unterschiedliches Melkverhalten an den Tag legen. So kann die Milchabsaugung individuell an die einzelnen Zitzen des Tieres angepasst werden.

Bevorzugt wird bei steigendem Milchfluss die vorgegebene Zeitspanne in der Saugphase (b) gegenüber der Zeitspanne in der Entlastungsphase (d) erhöht. Dies bedeutet, dass die Saugphase gegenüber der Entlastungsphase erhöht wird und auf diese Weise während eines Pulszyklus mehr Milch abgesaugt wird. Bevorzugt wird die Zeitspanne in der Entlastungsphase (d) wenigstens einmal während des Melkvorgangs reduziert. Die Reduktion der Zeitspanne in der Entlastungsphase (d) bewirkt, dass das Verhältnis zwischen der Zeitspanne in der Saugphase (b) und der Zeitspanne in der Entlastungsphase (d) in Richtung der ersten Zeitspanne verschoben wird und auf diese Weise der Melkvorgang insgesamt effektiver gestaltet wird.

Bevorzugt wird die Milchflussrate des zu melkenden Tieres bestimmt und das Verhältnis der beiden Zeitspannen in Reaktion auf die ermittelte Milchflussrate geändert. Bei dieser Steuerungs- beziehungsweise Regelungsmethode werden die Zeitspannen wie beschrieben in Abhängigkeit von der tatsächlichen Milchflussrate, also der abgemolkenen Milch pro Zeiteinheit angepasst. So kann beispielsweise die Saugphase bei starkem Milchfluss prozentual erhöht werden und umgekehrt bei schwachem Milchfluss abgesenkt werden.

Dabei wird bevorzugt das Verhältnis der Zeitspannen für mehrere Zitzen unabhängig geändert, wodurch, wie oben angeführt, dem Umstand Rechnung getragen wird, dass sich unterschiedliche Zitzen bei der Milchabgabe unterschiedlich verhalten. Bevorzugt wird das Verhältnis der Zeitspannen in vorbestimmter Weise geändert. Dies bedeutet, das beispielsweise auf Grundlage eines Programms über den gesamten Melkvorgang hinweg die Zeitspannen in vorbestimmter Weise angepasst werden. Dabei kann das entsprechende Melkprogramm bevorzugt die Anzahl von Melkungen pro Tag, die Zwischenmelkzeit, den typischen Milchfluss aus historischen Daten bzw. das Milchflussprofil vorangegangener Melkungen, den aktuellen Milchfluss und dergleichen berücksichtigen.

Bevorzugt wird das Verhältnis der beiden Zeitspannen wenigstens teilweise kontinuierlich geändert. Dies bedeutet, dass beispielsweise in Abhängigkeit von einer festgestellten Änderung der Milchgemelksmenge die Zeitspannen beziehungsweise ein Verhältnis zueinander kontinuierlich geändert werden. Dies kann beispielsweise durch eine kontinuierliche Veränderung der Saugphasendauer (b) oder auch der Entlastungsphasendauer (d) geschehen.

Auch können die Zeitspannen beider Phasen in kontinuierlicher Weise geändert werden. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die jeweiligen Zeitspannen wenigstens teilweise stufenartig geändert. Dies bedeutet, dass wenigstens entweder die Entlastungsphase oder die Saugphase stufenartig erhöht oder abgesenkt wird.

Bevorzugt wird ferner ein bestimmtes Verhältnis zwischen der Zeitspanne in der Saugphase (b) und der Zeitspanne in der Entlastungsphase (d) für eine vorgegebene Zeitdauer aufrecht erhalten. Dieses Beibehalten dient denjenigen Phasen des Milchflusses, in denen dieser im Wesentlichen konstant verläuft.

Bevorzugt wird die vorgegebene Zeitspanne in Berücksichtigung wenigstens eines vorgegebenen Parameters festgelegt. Dies bedeutet, dass die Festlegung der Verhältnisse zwischen den beiden Zeitspannen nicht beziehungsweise nicht nur in Abhängigkeit von einer gemessenen Milchflussrate erfolgt, sondern bereits vorab festgelegt wird. So kann mittels eines entsprechend angepassten Programms für einen bestimmten Zeitraum des Melkens ein bestimmtes Verhältnis gewählt werden, für einen weiteren Zeitraum ein anderes Verhältnis und so weiter. Die entsprechenden Verhältnisse können aus den Messwerten der Milchflussprofile von vorangegangenen Melkungen abgeleitet werden.

Bevorzugt ist der vorgegebene Betriebswert aus einer Gruppe von Betriebswerten ausgewählt, die das Leistungspotential einer Herde, die Anzahl der Melkungen pro Tag, die Zwischenmelkzeit, das Vorhandensein von Gemelksmenge das Vorhandensein von Zisternenmilchmenge, das Vorhandensein von Alveolarmilchmenge, die individuelle Milchflussintensität des Tieres und Kombinationen hieraus oder dergleichen enthält.

In Abhängigkeit von diesen Betriebswerten wird über eine bevorzugt vorab einstellbare Zeit eine entsprechende Einstellung beibehalten.

Bei dieser Verfahrensart wird durch eine Zeitsteuerung ein optimaler Milchflusskurvenverlauf als Basis genommen und danach die Pulseinstellung gesteuert. So kann beispielsweise angenommen werden, dass nach dem Ansetzen der Melkzeuge der Milchfluss eine vorgegebene Zeit, wie etwa 30 Sekunden, benötigt, um seine optimale Höhe zu erreichen. Das Melken wird mit einer an die Herde vorangepassten Pulsatoreinstellung begonnen. Bei einer individuellen Tiererkennung kann auch eine tierindividuell angepasste Pulsatoreinstellung verwendet werden. Danach wird nach den erwähnten 30 Sekunden, zuzüglich einer weiteren vorbestimmten Zeit, die an die Zeit für das Ansetzen der Melkzeuge angepasst ist, und/oder nach Drücken einer Starttaste die Pulsation auf Optimierung eingestellt. Die Optimierung erfolgt auf Basis der oben genannten Betriebswerte, wobei einzelne oder mehrere oder auch alle dieser Betriebswerte herangezogen werden können.

Diese optimierte Pulsation wird über eine einstellbare Zeit hinweg beibehalten. Nach Ablauf dieser optimierten Phase wird die Pulsatoreinstellung innerhalb eines vorgegebenen Zeitraumes, beispielsweise innerhalb von 5 Sekunden, wieder auf den Ausgangswert zurückgeführt. Dieser Ausgangswert wird dann für den Rest des Melkens beibehalten. Die gezeigten Zeiträume können jedoch auch variieren, je nach dem Anwendungsbeispiel oder dem zu melkenden Tier.

Während der erwähnten Optimierungsphase kann durch elektronische Steuerungen beispielsweise von Pulsationsventilen die Länge der Saugphase (b) und die Länge der Entlastungsphase (d) wie dargestellt gesteuert beziehungsweise geregelt werden.

Dies bedeutet, dass bevorzugt das Verhältnis zwischen den beiden Zeitspannen ausgehend von einem Ausgangswert auf einen geänderten Wert geändert und anschließend wieder auf den Ausgangswert eingestellt wird.

Auch die Länge bzw. Zeitspanne der Evakuierungsphase und die Länge der Saugphase können variiert werden, indem z.B. die Querschnitte der Evakuierungs- und Belüftungsventile dynamisch angepasst werden.

Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf eine Vorrichtung zum Melken von Tieren gerichtet, die wenigstens einen Melkbecher aufweist, der an eine Zitze des zu melkenden Tieres angelegt wird, sowie einer Luftabsaugvorrichtung, die in wiederkehrenden Phasen einen Unterdruck in dem Melkbecherzwischenraum aufbaut. Daneben ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die eine erste Zeitspanne, während derer der Unterdruck gehalten wird und eine zweite Zeitspanne, während derer der Unterdruck abgebaut bleibt, steuert. Erfindungsgemäß steuert diese Steuereinrichtung die erste Zeitspanne in der Saugphase (b) und die zweite Zeitspanne in der Entlastungsphase (d) so, dass sich das Verhältnis zwischen den beiden Zeitspannen wenigstens einmal während des Melkvorgangs ändert.

Unter dem Melkvorgang wird auch hier der gesamte Vorgang zwischen dem Ansetzen der Melkbecher und dem Abnehmen der Melkbecher von den Zitzen des Tiereuters verstanden.

Die Erfindung kann auch beim zitzenindividuellen Melken eingesetzt werden oder bei Melkvorgängen, bei denen z.B. jeweils zwei Zitzen gemeinsam gemolken werden. Dabei wird vorzugsweise für jede Zitze oder für jede individuell steuerbare Einheit die Anpassung der Zeitspanne der Saugphase (b) und die Anpassung der Zeitspanne der Entlastungsphase (d) entsprechend den zuvor beschriebenen Ausgestaltungen vorgenommen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird insbesondere zur Durchführung des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet. Die erste Zeitspanne, also die Länge der Saugphase (b) überschreitet erfindungsgemäß einen vorgegebenen Bereich nicht. Besonders bevorzugt liegt dieser erste vorgegebene Bereich beim Melken von Kühen zwischen größer bzw. gleich 300 ms und kleiner bzw. gleich 700 ms, bevorzugt liegt die obere Grenze der Zeitspanne der Saugphase (b) zwischen 400 ms und 600 ms und besonders bevorzugt zwischen 470 ms und 530 ms.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform verbleibt die zweite Zeitspanne, also die Entlastungsphase (d) in einem zweiten vorgegebenen Bereich. Der zweite vorgegebene Bereich liegt beim Melken von Kühen vorzugsweise zwischen größer bzw. gleich 50 ms und kleiner bzw. gleich 250 ms, insbesondere liegt die obere Grenze der Zeitspanne der Entlastungsphase (d) zwischen 100 ms und 200 ms und besonders bevorzugt zwischen 130 ms und 170 ms.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Milchflussmesseinrichtung oder Milchmengenmesseinrichtung auf, die die pro Zeiteinheit abgemolkene Milchmenge bestimmt und ein dieser Milchmenge entsprechendes Steuersignal an die Steuereinrichtung ausgibt. Wie oben ausgeführt, können die Zeitspannen in Abhängigkeit von der pro Zeiteinheit abgemolkenen Milchmenge angepasst werden, so dass beispielsweise bei einer höheren Milchmenge pro Zeiteinheit die Saugphase (b) erhöht wird. Damit steuert die Steuereinrichtung die ersten und zweiten Zeitspannen in Abhängigkeit von dem Steuersignal im Rahmen der vorgegebenen Zeitspannen.

Das folgende Beispiel verdeutlicht das Zusammenspiel von dem genannten Milchfluss-Signal und dem Anpassen der beiden Zeitspannen. Es wird angenommen, dass beim Pulsationszyklus die Gesamtzykluszeit 1000 ms beträgt, die Saugphase (b) 530 ms und die Entlastungsphase (d) 250 ms dauert. Hierbei sind die 530 ms bei dieser Vorrichtung der Maximalwert für die Saugphase (b). Wenn das Steuersignal einen erhöhten Milchfluss an die Steuereinrichtung ausgibt, dann darf das Stellglied der Steuereinrichtung die Saugphase (b) nicht verlängern. Es ist jedoch möglich, die Entlastungsphase (d) zu reduzieren, beispielsweise um 100 ms. Damit verkürzt sich die Gesamtzykluszeit für diese beispielhafte Vorrichtung auf 900 ms. Damit erhöht sich die Anzahl der Zyklen pro Minute. Vor der Änderung der Gesamtzykleszeit hatte man in einer Minute insgesamt 31.800 ms zum Saugen und nach dem Verkürzen auf 900 ms Zyklenzeit hat man nunmehr aufgrund der höheren Zyklenzahl 35.333,33 ms zum Saugen zur Verfügung, also mehr Zeit pro Minute, wie es gewünscht wird. Hierbei beträgt die Verlängerung der zum Saugen zur Verfügung stehenden Zeit mehr als 10%, die effektiv wirken, da die einzelne Saugphase in den Pulszyklen nicht beliebig verlängert wird, sondern im Bereich mit dem effektivsten Milchfluss verbleibt. Gleichzeitig wird die Entlastungsphase verkürzt, um den Milchfluss optimal zu fördern.

Bevorzugt ist in der Steuereinrichtung ein Programm abgelegt, welches die beiden Zeitspannen in Abhängigkeit von wenigstens einer vorgegebenen Betriebsgröße steuert. Die Betriebsgröße ist bevorzugt aus einer Gruppe von Betriebsgrößen ausgewählt, die das Leistungspotential der Herde, die Anzahl von Melkungen pro Tag, die Zwischenmelkzeit, das Vorhandensein von Gemelksmenge, das Vorhandensein von Zisternen- oder Alveolarmilchmenge, die Milchflussintensität oder dergleichen enthält. In diesem Falle wird bevorzugt die Zeitspanne nicht in Abhängigkeit von der Milchmenge gemessen, sondern durch vorgegebene zu erwartende Werte geregelt. Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen.

Darin zeigen:

1 eine stark schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

2 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Zeitspannenanpassung.

1 zeigt in einer stark vereinfachten schematischen Darstellung eine Vorrichtung zum Melken von Tieren. Dabei wird an eine Zitze 9 einer (nicht gezeigten) Kuh ein Melkbecher 1 angelegt. In diesem Melkbecher 1 ist ein schematisch angedeuteter Zitzengummi 3 angeordnet, der direkt an die Zitze des Tieres angelegt wird.

Mittels einer Milchaustrittsöffnung 4 wird der Zitzengummi aus dem Melkbecher 1 ausgeführt. Der Zitzengummi wird über einen kurzen oder langen Milchschlauch und gegebenenfalls weitere Einrichtungen an eine Milchleitung angeschlossen. Im Milchschlauch und weiter bis in den Melkbecherinnenraum befindet sich ein konstantes Vakuum. Eine Luftöffnung 7 dient dazu, den Melkbecherzwischenraum 2, also den Raum zwischen der Innenwand des Melkbechers 1 und dem Zitzengummi zu evakuieren und zu belüften. Zu diesem Zwecke wird mittels eines Pulsators 13 und eines Pulsschlauches 11 Luft aus dem Melkbecherzwischenraum abgesaugt, sowie atmosphärische Luft zugeführt.

Es ist demnach das Volumen des Melchbecherzwischenraums 2 und das Volumen des Innenraums 12 des entsprechenden Pulsschlauches 11 zu berücksichtigen. Dieses gesamte Volumen wird durch die Pulsation innerhalb eines Pulszyklusses (a + b + c + d-Phase, die das komplette Öffnen und Schließen des Zitzengummis umfasst) evakuiert und auch wieder belüftet. Hierbei findet der Volumenaustausch in den Phasen (a) (evakuieren) und (c) (belüften) statt. Dieses Evakuieren und Belüften pro Pulszyklus, das heißt die Steuerung der Pulszyklen, wird mit Hilfe einer Steuereinrichtung 15, die in Verbindung mit dem Pulsator 13 steht, durchgeführt.

Neben dem hier gezeigten Melkbecher 1 können noch weitere Melkbecher vorgesehen sein, die an die weiteren Zitzen der Tiere angelegt werden. Dabei ist es möglich, das oben beschriebene Gesamtvolumen gemeinsam aus allen Melkbecherzwischenräumen 2 und den Innenräumen der Pulsschläuche 11 pro Pulszyklus zu evakuieren und zu belüften.

Das Bezugszeichen 8 bezieht sich auf eine Milchmengenmesseinrichtung oder eine Milchflussmesseinrichtung. Die von der Milchmengenmesseinrichtung ausgegebenen Daten, welche ein Maß für die Milchmenge pro Zeiteinheit sind, werden in einer bevorzugten Ausführungsform an die Steuereinrichtung 15 übermittelt, damit diese in Reaktion auf diese Werte die Pulsation anpassen kann, in dem die Zeitdauer der Saugphase (b) im Verhältnis zur Zeitdauer der Entlastungsphase (d) gezielt beeinflusst wird.

Die gesamte Saugphase, die sich aus den Teilphasen Evakuierung (a) und stabiles Vakuum (b) zusammensetzt, so wie die Zeitdauer der gesamten Entlastungsphase, die aus den Teilphasen Belüften (c) und belüfteter Zustand (d) besteht, ergeben die gesamte Zeitdauer für einen Pulsationsvorgang. Das Aneinanderreihen der genannten Teilphasen (a), (b), (c) und (d) ergibt einen vollständigen Pulszyklus, bei dem das komplette Öffnen und Schließen des Zitzengummis erfolgt. Üblicherweise erfolgen 60 Zyklen pro Minute, sodass ein Pulszyklus 1000 ms dauert.

2 zeigt einen Verlauf eines Pulszyklusses vor und nach einer Anpassung an eine bestimmte Milchflussrate, wobei der Unterdruck im Melkbecherzwischenraum in Abhängigkeit von der Zeit aufgetragen ist. Auf der Abszisse ist hierbei die Zeit aufgetragen und auf der Ordinate der Unterdruck. Dabei kennzeichnet der Abschnitt (a + b) die komplette Saugphase SP, also die Zeitspanne für den Absaugvorgang, und der Abschnitt (c + d) die komplette Entlastungsphase EP, also die Zeitspanne für den Entlastungs- beziehungsweise Druckvorgang. Im oberen Teilbild ist zu erkennen, dass das Verhältnis zwischen den Zeitspannen (a + b) und (c + d) etwa 2:1 beträgt.

Die Evakuierungsphase (a) endet, wenn der Unterdruck den maximalen Unterdruck minus den Wert &Dgr;P erreicht. Darauf beginnt die Vakuumphase bzw. Saugphase b, die beendet wird, wenn der Unterdruck wieder unter den maximalen Unterdruck minus &Dgr;P fällt, woran sich die Belüftungsphase (c) anschließt, die bei einem Unterdruck von &Dgr;P endet, wo schließlich die Druckphase bzw. Entlastungsphase (d) beginnt.

Wird nun durch die Milchmengenmesseinrichtung eine erhöhte Milchmenge pro Zeiteinheit festgestellt, kann die Phase für die Entlastung (d), wie im unteren Teilbild von 2 dargestellt, angepasst werden. Im unteren Teilbild wurde die Zeitspanne (a + b) für die gesamte Saugphase SP (a + b) gleich gelassen, wohingegen die Zeitspanne (d) verkürzt wurde. Im unteren Teilbild beträgt das Verhältnis zwischen den Zeitspannen (a + b) und (c + d) in etwa 3. Prinzipiell gäbe es verschiedene Möglichkeiten, die Zeitspannen anzupassen. Sowohl die Zeitspanne (b) als auch die Zeitspanne (d) sind erfindungsgemäß veränderbar.

Daneben könnte der gesamte Zyklus, der sich aus der Summe der Zeitspannen (a + b) und (c + d) ergibt, verändert oder verkürzt werden. Es wird hierbei darauf geachtet, dass die Zeitspanne (b) einen vorgegebenen Wert, wie beispielsweise 700 ms, nicht überschreitet und die Zeitspanne (d) einen zweiten vorgegebenen Wert, wie beispielsweise 50 ms, nicht unterschreitet bzw. 250 ms nicht überschreitet.

1
Melkbecher
2
Melkbecherzwischenraum
3
Zitzengummi
4
Milchaustrittsöffnung
5
Melkbecherinnenraum
7
Luftabsaugöffnung
8
Milchmengenmesseinrichtung
9
Zitze
11
Pulsschlauch
12
Pulsschlauchinnenraum
13
Pulsator
15
Steuereinrichtung
21
Flanke
22
Flanke
a
Evakuierungsphase
b
Vakuumphase
c
Belüftungsphase
d
Entlastungsphase
SP
gesamte Saugphase
EP
gesamte Entlastungsphase


Anspruch[de]
Verfahren zum Melken von Tieren, wobei in einem Melkbecherzwischenraum (2) periodisch mit einer vorgegebenen Frequenz ein Unterdruck aufgebaut und wieder abgebaut wird, der Unterdruck über eine vorgegebene Saugphase (b) aufgebaut bleibt und über eine vorgegebene Entlastungsphase (d) abgebaut bleibt, wobei sich das Verhältnis zwischen der Saugphase (b) und der Entlastungsphase (d) wenigstens einmal während des Melkvorgangs ändert. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitspanne der Saugphase (b) in einem vorgegebenen Bereich verbleibt. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitspanne der Entlastungsphase (d) in einem vorgegebenen Bereich verbleibt. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz, mit der der Unterdruck im Melkbecherzwischenraum aufgebaut und abgebaut wird, wenigstens einmal während des Melkvorgangs geändert wird. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass von wenigstens einer Zitze des zu melkenden Tieres ein Milchflusswert für die pro Zeiteinheit abgemolkene Milch bestimmt wird. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Zeitspannen (b) und (d) in Abhängigkeit von dem Milchflusswert verändert wird. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Verfahrensschritt die Zeitspanne der Saugphase (b) verlängert wird, während die Zeitspanne der Entlastungsphase (d) verkürzt wird. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Verfahrensschritt die Zeitspanne der Entlastungsphase (d) verlängert wird, während die Zeitspanne der Saugphase (b) verkürzt wird. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Verfahrensschritt bei steigendem Milchfluss die für die Entlastungsphase vorgegebene Zeitspanne (d) gegenüber der Zeitspanne für die Saugphase (b) reduziert wird. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass von wenigstens zwei, bevorzugt von jeder zu melkenden Zitze des Tieres ein Milchflusswert für die pro Zeiteinheit abgemolkene Milch bestimmt wird und das Verhältnis der Zeitspannen (b) und (d) jeweils in Abhängigkeit von der bestimmten Menge pro Zeiteinheit geändert wird. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Saugphase (b) zur Entlastungsphase (d) für wenigstens zwei Zitzen unabhängig geändert wird. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine vorgegebene Zeitspanne in Berücksichtigung wenigstens eines vorgegebenen Betriebswertes festgelegt wird, wobei wenigstens ein Betriebswert aus einer Gruppe von Betriebswerten ausgewählt wird, welche das Leistungspotential einer Herde, die Anzahl der Melkungen pro Tag, die Zwischenmelkzeit, die Milchflusscharakteristik der Herde, die Milchflusscharakteristrik des zu melkenden Tieres, die Milchflusscharakteristik der jeweiligen Zitze des zu melkenden Tieres, das Vorhandensein von Gemelksmengen, das Vorhandensein von Alveolarmilchmenge, die Milchflussintensität Kombinationen hieraus oder dergleichen enthält. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitspanne für die Entlastungsphase (d) während des Melkens kürzer ist als am Anfang des Melkens. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitspanne für die Entlastungsphase (d) am Ende des Melkens kürzer als am Anfang oder wieder gleich lang ist. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitspanne für die Saugphase (b) zu Melkbeginn kürzer ist als zur Mitte des Melkens und am Ende des Melkens wieder den Ausgangswert erreicht. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitspanne für die Saugphase (b) am Ende des Melkvorgangs kürzer ist als am Anfang. Vorrichtung zum Melken von Tieren mit wenigstens einem Melkbecher (1), der an eine Zitze (9) des zu melkenden Tieres angelegt wird, einem Pulsator (13), der in wiederkehrenden Phasen einen Unterdruck in dem Melkbecherzwischenraum (2) aufbaut, mit einer Steuereinrichtung (15), die die Zeitspanne für die Saugphase (b), während derer der Unterdruck aufgebaut bleibt und die Zeitspanne für die Entlastungsphase (d), während derer der Unterdruck abgebaut bleibt, steuert, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (15) die Zeitspanne für die Saugphase (b) und die Zeitspanne für die Entlastungsphase (d) derart steuert, dass sich das Verhältnis zwischen den beiden Zeitspannen wenigstens einmal während des Melkvorgangs ändert. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitspanne der Saugphase (b) in einem vorgegebenen Bereich verbleibt und/oder die Zeitspanne der Entlastungsphase (d) in einem vorgegebenen Bereich verbleibt. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Milchmengenmesseinrichtung (8) aufweist, die einen Milchflusswert für die pro Zeiteinheit abgemolkene Milch bestimmt und ein diesem Milchflusswert entsprechendes Steuersignal an die Steuereinrichtung (15) ausgibt. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (15) in Abhängigkeit von dem Steuersignal die Zeitspanne der Saugphase (b) und die Zeitspanne der Entlastungsphase (d) steuert. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuereinrichtung (15) ein Programm abgelegt ist, welches den Pulsator (13) steuert, damit die Zeitspanne für die Saugphase (b) und die Zeitspanne für die Entlastungsphase (d) in Abhängigkeit von wenigstens einer vorgegebenen Kenngröße veränderbar sind.






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