DE1607305C3 - Einrichtung zum Steuer- und über- ' wachbaren selektiven Füttern der Tiere einer gemeinsam gehaltenen Tiergruppe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Steuer- und überwachbaren selektiven Füttern der Tiere einer gemeinsam gehaltenen Tiergruppe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein besonderes Anwendungsgebiet der Erfindung ist die gesonderte Überwachung der Futteraufnahme der einzelnen Tiere einer gemeinsam gehaltenen Tiergruppe zu Untersuchungszwecken. Es hat sich gezeigt, daß bei solchen Untersuchungen wirklichkeitsgetreue Versuchsergebnisse erzielt werden, wenn die verschiedenen Versuchstiere anstatt in jeweils voneinander getrennten Stallungen in einem gemeinsamen Pferch oder Stall gehalten werden, da die meisten Tiere einen Geselligkeitstrieb aufweisen und in Gesellschaft besser ihr normales Verhalten zeigen.

Bei einer aus der US-PS. 31 80 321 bekannten Einrichtung der eingangs dargelegten Art trägt jedes Tier einen Sender, und die als heb- und senkbare Gatter ausgebildeten Futterplatzsperren sind jeweils mit einem Empfänger ausgerüstet. Jedes der jeweils einem Tier bzw. einem Futterplatz zugeordneten Sender-Empfänger-Paare arbeitet auf einer anderen Frequenz, und bei Annäherung eines Tieres an dem ihm zugeordneten Futterplatz veranlaßt der Empfänger beim Empfang des Sendersignals das Heben des Sperrgatters mittels eines Elektromotors.

Bei dieser bekannten Einrichtung bildet der Sender den dem Tier zugeordneten Schwingkreis, während der Empfänger den der Futterplatzsperre zugeordneten Schwingkreis verkörpert. Dabei stellen der dem Tier zugeordnete Sender den auf eine bestimmte Frequenz abgestimmten, ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugenden Oszillator und der der Futterplatzsperre zugeordnete Empfänger den auf die gleiche Frequenz abgestimmten belasteten passiven Schwingkreis dar.

Die bei der bekannten Einrichtung von den Tieren getragenen Sender stellen verhältnismäßig aufwendige, eine eigene Stromversorgung in Form von Batterien erfordernde elektrische Geräte dar. Die bekanntermaßen den Nachteil eines verhältnismäßig großen Gewichts und einer nur begrenzten Kapazität aufweisenden Batterien müssen etwa alle 60 Stunden ausgetauscht werden, was einerseits einen erheblichen Wartungsaufwand und andererseits eine häufige Störung der Tiere bedeutet.

Außerdem könnte bei der bekannten Einrichtung, da die Reichweite eines elektromagnetische Wellen aussendenden Senders niemals genau abgegrenzt werden kann, die Gefahr bestehen, daß unter bestimmten Umständen ein vor einer falschen, ihm nicht gehörenden Futterstelle stehendes Tier zu dieser Futterstellc Zugang finden kann, wenn beispielsweise das richtige Tier, welchem die betreffende Futterstelle gehört, zufällig ganz in der Nähe steht und der Sendestrahl seines um den Hals gehängten Senders, beispielsweise bei einer Drehung des Kopfes, auf den Empfänger der Sperre der betreffenden Futterstelle fällt und deren Freigabe veranlaßt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art einfacher und betriebssicherer auszubilden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebene Anordnung gelöst.

Die Erfindung bringt den technischen Fortschritt, daß die von den Tieren zu ihrer Identifizierung mitzuführenden passiven Schwingkreise als passive Organe keine Stromversorgung benötigen und folglich keine Batterien mitgeführi werden müssen und daß sie, da sie beispielsweise nur aus einer Induktivität und einer damit in Reihe geschalteten Kapazität bestehen können, sehr klein und leicht sind und für die Tiere praktisch keine Belästigung darstellen. Die an den Futterplätzen angeordneten Oszillatoren können aus einem festen Stromversorgungsnetz gespeist werden, so daß praktisch keine Wartung der erfindungsgemäßen Einrichtung erforderlich ist. Da der dem Tier zugeordnete

passive Schwingkreis den Oszillatorschwingungszustand nur bei verhältnismäßig kleiner Entfernung zum Oszillator beeinflussen kann, ist es praktisch ausgeschlossen, daß ein Tier aus größerer Entfernung die Freigabe seines Futterplatzes veranlassen kann und dadurch ein falsches Tier Zugang zu diesem Futterplatz erhält.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der vorliegenden Unteransprüche.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Draufsicht auf einen Stall für eine Gruppe von Tieren mit jeweils gesonderten Futterplätzen für die einzelnen Tiere,

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht eines Futterplatzes, welchem sich das zugehörige Tier genähert hat,

F i g. 3 eine geschnittene Seitenansicht des Futterplatzes, gemäß der Schnittlinie IH-III in Fig. 1,

F i g. 4 eine Rückansicht des Futterplatzes in der Ebene IV-IVin Fig.3,

F i g. 5 ein elektrisches Schaltbild der elektronischen Steuereinrichtung der erfindungsggemäßen Einrichtung, und

Fig.6 eine abgewandelte Ausführungsform einer Futterplatzsperre der erfindungsgemäßen Einrichtung.

In Fig. 1 ist ein gemeinsamer Stall 1 für sechs Tiere dargestellt, bei weichem ein Futterabteil 5 durch eine Trennwand 3 abgeteilt ist. Der Stall enthält sechs Futterplätze mit jeweils einem im Futterabteil 5 angeordneten Futtertrog 7A...7F. Die einzelnen Futterplätze sind durch seitliche Trennwände 12 voneinander getrennt, die sicherstellen, daß jeweils nur ein einziges Tier Zugang finden kann.

Gemäß Fig.2 enthält die Trennwand 3 an jedem Futterplatz eine mittels einer Klappe 15 absperrbare Öffnung 11, durch welche ein Tier 9 Zugang zu dem betreffenden Futtertrog erhalten kann.

Die Fig.3 und 4 zeigen im einzelnen den Mechanismus zum Absperren eines Futterplatzes. Die Klappe 15 ist mittels Scharnieren 17 an einem oberen Querbalken eines hölzernen Rahmens 19 befestigt und verhindert in ihrer in Fig.3 gezeigten Schließstellung zusammen mit der Frontwand 21/4 des betreffenden Futtertroges 7A, daß ein Tier aus diesem Trog fressen kann.

Zur Verriegelung der Klappe 15 in ihrer Schließstellung dient eine magnetische Arretierung 25, die an einem unteren Querbalken 27 am unteren Klappenrand befestigt ist Diese Arretierung weist zwei nach den beiden Seiten weisende horizontale Sperrbolzen 29 auf, die in Führungen 31 verschieblich gelagert und jeweils mittels einer Druckfeder 33 (Fig.5) in Schließstellung vorgespannt sind. Die Druckfeder 33 stützt sich dabei einerseits an einer Abstützfläche der Führung 31 und andererseits an einem Anschlag 34 des betreffenden Sperrbolzens ab. In ihrer Schließstellung greifen die Sperrbolzen in Bohrungen der Seitenwände 21B des Futtertroges 7A ein und verhindern ein Wegschwenken der Unterkante der Klappe 15 von der Frontwand 21Λ weg. Die inneren Enden der Sperrbolzen 29 ragen in einen Elektromagneten 35 hinein, der bei Erregung die beiden Bolzen weiter in sich hineinzieht, so daß sie aus den sie aufnehmenden Bohrungen der Trogseitenwände 21B austreten und das Öffnen der Klappe 15 ermöglichen.

An der Rückseite der Klappe 15 ist außerdem ein Oszillator 37 angebracht, der beispielsweise auf eine Frequenz von 20 kHz abgestimmt ist und gemäß F i g. 5 drei nahe der Klappe gelegene Spulen Li, L2 und L3 enthält. Die Klappe 15 besteht aus Holz oder einem anderen unmagnetischen Werkstoff. Die den Klappen der sechs verschiedenen Futterplätze zugeordneten Oszillatoren sind jeweils auf eine andere Frequenz abgestimmt. Der Oszillator 37 ist so eingestellt, daß er sich zwar in einem stabilen Schwingungszustand befindet, daß es jedoch nur einer geringen äußeren Dämpfung bedarf, um die Schwingungen zum Erliegen zu bringen.

Jedes der sechs in dem Stall 1 befindlichen Tiere trägt in einem kleinen Behälter 39 (Fig.5) aus unmagnetischem Werkstoff an der Stirn einen passiven elektrischen Schwingkreis, der durch eine Reihenschaltung aus einer Induktivität LA und einer Kapazität C4 gebildet ist. Jeder dieser den Tieren zugeordneten passiven Schwingkreise ist auf die gleiche Frequenz wie einer der den Klappen 15, die jeweils eine Futterplatzsperre bilden, zugeordneten Oszillatoren 37 abgestimmt Dadurch ist jedem der Tiere derjenige Futterplatz zugeordnet, dessen Oszillator auf die gleiche Frequenz wie der passive elektrische Schwingkreis des betreffenden Tieres abgestimmt ist.

Die Lage des Oszillators 37 an der Klappe 15 ist so gewählt daß, wenn eines der Tiere versucht, die Klappe aufzustoßen, um Zugang zum Futtertrog 7A zu erhalten, der von diesem Tier getragene passive Schwingkreis in unmittelbare Nähe des Oszillators gerät. Dabei induziert das von den Spulen Li, 12 und L3 des Oszillators erzeugte elektromagnetische Wechselfeld in der Induktivität LA des passiven Schwingkreises eine Wechselspannung. Wenn es sich um dasjenige Tier handelt, welchem der betreffende Futterplatz zugeordnet ist und welches also den auf die gleiche Frequenz wie der Oszillator abgestimmte passiven Schwingkreis trägt, so beginnt dieser passive Schwingkreis LA, CA in Resonanz zu schwingen und entzieht dadurch dem von den Oszillatorspulen erzeugten Wechselfeld so viel Energie, daß der Schwingungszustand des Oszillators durch die auf diese Weise vom passiven Schwingkreis verursachte Dämpfung instabil wird. Diese Veränderung des Oszillatorschwingungszustandes wird in der nachstehend noch im einzelnen beschriebenen Weise in einen Steuerbefehl umgesetzt der die Freigabe der Klappenarretierung 25 veranlaßt und somit dem Tier den Zugang zum Futtertrog ermöglicht

Die Schaltung einer elektronischen Steuereinrichtung mit dem dem Tier zugeordneten passiven elektrischen Schwingkreis, dem an der Klappe 15 angeordneten Oszillator und einer diesem nachgeschalteten Betätigungsvorrichtung für die Klappenarretierung 25 ist in F ig. 5 dargestellt

Die Abstimmfrequenz des Oszillators wird durch einen Reihenschwingkreis bestimmt, der aus der mit den beiden Spulen H und L3 lose gekoppelten Spule 12. und einem Kondensator Cl besteht

Die Oszillatorschaltung wird mit einer Spannung von —12 V gespeist die zwischen einer Potentialleitung 40 und einer Masseleitung ^anliegt Ein Serienwiderstand ZR (270 Ω) und eine Zenerdiode ZV dienen zur Spannungsstabilisation. Die Spule L3 liegt zwischen der Basis eines Transistors Tl und einem Kondensator Cl (0,05 μΡ), welch letzterer mit seinem anderen Anschluß an der Masseleitung fliegt Der Emitter des Transistors Tl ist über einen Widerstand Rl (47 Ω) mit der Masseleitung E verbunden. Zwischen die die stabilisierte Spannung führende Leitung 41 und die Verbindungsstel-

le der Spule L3 mit dem Kondensator Cl ist ein veränderlicher Widerstand RZ (22 \Sl) geschaltet Die Spule LX liegt zwischen der Leitung 41 und dem Kollektor des Transistors 71, welch letzterer außerdem über einen Kondensator G (100 pF) mit der Basis eines weiteren Transistors 72 verbunden ist Diese Transistorbasis steht außerdem über einen Widerstand /?4 (1 ΜΩ) mit der Leitung 40 in Verbindung, und der Kollektor dieses Transistors 72 ist unmittelbar an die Leitung 40 angeschlossen. Der Emitter des Transistors 72 liegt über einen Widerstand R5 (22 kQ) an der Masseleitung £und ist außerdem über einen Kondensator C5 (0,01 μΡ) und eine Diode DX mit einer durch die Seele eines Koaxialkabels 45 gebildeten Signalleitung 43 in Verbindung. Der Außenleiter des Koaxialkabels ist mit der Masseleitung E verbunden. Die Verbindung zwischen dem Kondensator C5 und der Diode DX ist über einen Widerstand R6 (6,8 kil) mit der Masseleitung E verbunden. Die Anode der Diode DX ist über einen Kondensator CB (0,03 μΡ) ebenfalls mit der Masseleitung E verbunden.

Der Oszillator ist mit Hilfe des veränderlichen Widerstandes Rl nahe der Grenze seines stabilen Schwingungszustands eingestellt Die am Transistor Ti entstehenden Schwingungen gelangen über den als Emitterfolger geschalteten Transistor 72 zur Diode DX, wo sie-gleichgerichtet werden. Die Diode DX hält die Signalleitung 43 solange auf negativem Potential, wie der Oszillator schwingt

Das Koaxialkabel 45 und die Speiseleitung 40 sind mit einer Relaisschaltung 47 verbunden. Diese Relaisschaltung enthält einen Transistor 73, dessen Basis an der Signalleitung 43 liegt und dessen Emitter mit der Masseleitung E verbunden ist Der Kollektor dieses Transistors ist über einen Widerstand RJ (100 kil) an die Leitung 40 angeschlossen. Außerdem ist die Basis dieses Transistors 73 über einen Widerstand R8 (4,7 kß) mit der Masseleitung verbunden. Der Kollektor des Transistors 73 ist mit der Basis eines Transistors 74 verbunden, dessen Emitter an die Masseleitung E und dessen Kollektor über die Erregerwicklung 49C eines Relais 49 an die Leitung 40 angeschlossen ist Ein beweglicher Relaiskontakt 51, der im Ruhezustand an einem Kontakt 53 anliegt wird bei Erregung des Relais gegen einen Kontakt 55 gedruckt Der bewegliche Kontakt 51 ist über eine Klemme 57 mit einer Stromquelle verbunden. Zwischen den Kontakt 53 und die Masseleitung £"ist eine Anzeigelampe 59 geschaltet Der Kontakt 55 führt über eine Leitung 61 zur Erregerwicklung des Elektromagneten 35.

Parallel zur Erregerwicklung des Elektromagneten 35 ist eine Reihenschaltung aus einem normalerweise geöffneten Schalter Sl, einem Schalter 52 und einer Batterie B geschaltet Bei Erregung des Elektromagneten wird der Schalter Sl durch den Anschlag 34 des einen sich nach innen bewegenden Sperrbolzens 29 geschlossen. Der Schalter S2, der normalerweise durch ein an der Klappe 15 angeordnetes Organ 67 in der Offenstellung gehalten wird, schließt sich beim Öffnen der Klappe 15.

Solange sich das jeweils zugeordnete Tier 9 nicht der Klappe 15 nähert gelangt die an der Anode der Diode ■ DX erscheinende negative Spannung zur Basis des Transistors 73, der dadurch im leitenden Zustand gehalten wird, so daß sein Kollektorpotential nahezu auf dem, Masseleitungspotential liegt Dieses niedrige Kollektorpotential des Transistors 73 liegt an der Basis des Transistors 74 und hält diesen Transistor 74 gesperrt, so daß kein Strom durch die Relaiswicklung 49C fließt. Folglich leuchtet die Anzeigelampe 59 auf, und der Elektromagnet 35 befindet sich im nicht erregten Zustand, weshalb die Sperrbolzen 29 in ihrer Schließstellung stehen und die Klappe 15 verriegelt ist.

Nähert sich nun das dem Futtertrog 7A zugeordnete Tier der zugehörigen Klappe 15 und versucht diese zu öffnen, so bewirkt der zu Resonanzschwingungen angeregte passive Schwingkreis LA, C4 am Kopf des Tieres eine so starke Dämfpung der Oszillatorschwingungen, daß keine stabile Schwingung des Oszillators mehr stattfindet, wodurch das vorher negative Potential an der Anode der Diode Di verschwindet. Diese Potentialänderung gelangt als Steuerbefehl über die Leitung 43 zur Relaisschaltung. Das Potential an der Basis des Transistors 73 nähert sich daher dem Masseleitungspotential, so daß der Transistor in seinen Sperrzustand übergeht wodurch sein Kollektorpotential und folglich das Basispotential des Transistors 74 stärker negativ wird. Folglich wird der Transistor 74 in seinen leitenden Zustand geschaltet und die Relaiswicklung 49Cwird stromdurchflossen, so daß der bewegliche Relaiskontakt 51 sich an den Kontakt 55 anlegt und den Stromkreis zum Elektromagneten 35 schließt. Dadurch * werden die Sperrbolzen 29 zurückgezogen und die Klappe 15 entriegelt, so daß das Tier Zugang zum Futtertrog erhält.

Nach dem Öffnen der Klappe 15 bleibt der Elektromagnet 35 durch die Batterie B erregt, bis das Tier die Klappe wieder zufallen läßt Statt dieser dauernden Erregung des Elektromagneten 35 während der Öffnung der Klappe 15 können auch die Sperrbolzen so ausgebildet sein, daß sie, wenn das Tier beim Fressen seinen Kopf so weit vom Oszillator wegbewegt, daß die Sperrbolzen in ihre Schließstellung zurückkehren, die letzteren beim Schließen der Klappe selbsttätig in ihre Verriegelungsbohrungen einrasten.

Die Steuereinrichtung ist so ausgelegt, daß die für die Entstehung des zum Umschalten der Relaisschaltung 47 erforderlichen Steuerbefehls an der Leitung 43 notwendige Dämpfung der Oszillatorschwingungen bis zu einem Abstand des passiven Schwingkreises vom Oszillator von etwa 20 cm eintritt. Die genaue Stellung des Kopfes des betreffenden Tieres ist also nicht kritisch im Hinblick auf die ordnungsgemäße Freigabe der ( Arretierung der Futterplatzsperre. Es ist allerdings wichtig, daß die Arretierung gelöst wird, bevor das Tier mit seinem Kopf gegen die Klappe stößt, da sonst der Druck auf die Klappe aufgrund der Reibung zu einer Verklemmung der Bolzen 29 in ihren Aufnahmebohrungen führen kann.

Bei der eben beschriebenen Ausführungsform findet eine mechanische Futterplatzsperre in Form der Klappe 15 Anwendung, jedoch kann anstelle einer solchen mechanischen Sperre auch irgendeine Abschreckungseinrichtung zum Abhalten der nicht zugeordneten Tiere von einem Futtertrog Anwendung finden, wobei diese Abschreckungseinrichtung bespielsweise eine grelle Lichtquelle, eine Schallquelle oder eine elektrische Schläge austeilende Einrichtung sein kann.

Fig.6 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform einer mechanischen Futterplatzsperre.

Vor einem Futterbehälter 103 jedes Futterplatzes befindet sich eine Trennwand 101 mit einer Aussparung 105, durch weiche ein Tier seinen Kopf hindurchstrekken kann, um zu fressen. Die Aussparung 105 ist durch eine Schranke 107 versperrt, die mittels eines Scharniers 109 an der Trennwand 101 angelenkt ist und durch

Federkraft in ihre Schließstellung gedrängt wird. In der Schließstellung wird die Schranke 107 durch eine elektromagnetische Arretierung HO, 111 verriegelt. Der Oszillator 37 der Steuereinrichtung ist an der Schranke 107 befestigt und .das Tier trägt den ihm zugeordneten passiven elektrischen Schwingkreis in einem an einem

Halsband 113 befestigten Behälter 39, so daß er bei Annäherung des Tieres in unmittelbarer Nähe des Oszillators gerät. Die Funktion dieser Ausführungsform ist analog derjenigen der oben ausführlich beschriebenen Ausführungsform.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

609532/9

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Steuer- und überwachbaren selektiven Füttern der Tiere einer gemeinsam gehaltenen Tiergruppe, mit gesonderten, den einzelnen Tieren zugeordneten Futterplätzen, von denen jeder mit einer elektronisch gesteuerten Futterplatzsperre versehen ist, welche mittels einer elektronischen Steuereinrichtung unwirksam oder wirksam gemacht werden kann, wobei die Steuereinrichtung einen die Futterplatzsperre und einen dem Tier zugeordneten Schwingkreis sowie eine durch ein veränderbares Ausgangssignal eines der Schwingkreise ansteuerbare Betätigungsvorrichtung für die Futterplatzsperre umfaßt und wobei der eine Schwingkreis ein auf eine bestimmte Frequenz abgestimmter, ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugender Oszillator und der andere Schwingkreis ein auf die gleiche Frequenz abgestimmter belasteter passiver Schwingkreis ist, der bei Annäherung an den Oszillator durch induktive Kopplung zu Resonanzschwingungen angeregt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der passive Schwingkreis (L 4, C 4) dem Tier (9) zugeordnet ist, und daß der Oszillator (37) nahe der Grenze seines stabilen Schwingungszustandes eingestellt (R2) ist, so daß sein Ausgangssignal (43) durch die vom schwingenden passiven Schwingkreis verursachte Dämpfung eine in einen Steuerbefehl umsetzbare Veränderung erfährt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Futterplatzsperre (15) eine mechanische Vorrichtung mit einer in Schließstellung vorgespannten Arretierung /25) ist, welch letztere aufgrund des Steuerbefehls in ihre Entriegelungsstellung bringbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierung(25) ein federbelastetes Verriegelungsorgan (29) und einen durch den Steuerbefehl betätigbaren Elektromagneten (35) zum Entriegeln aufweist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Futterplatzsperre ein grelles Licht aussendende Lichtquelle, Schallquelle oder elektrische Schläge austeilende Vorrichtung ist, die durch den Steuerbefehl abschaltbar ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator eine erste Spule (Ll) und eine zweite Spule (13) und einen mit diesen beiden Spulen gekoppelten Resonanzkreis (L2, CZ) aufweist, welch letzterer die Oszillatorfrequenz bestimmt

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung ein transistorgesteuertes Relais (51) enthält.