DE2303678A1

DE2303678A1 - Steuereinrichtung fuer eine melkmaschine

Info

Publication number: DE2303678A1
Application number: DE2303678A
Authority: DE
Inventors: Don William Fitzpatrick; Lyle Leon Needham
Original assignee: Babson Brothers Co
Current assignee: Babson Brothers Co
Priority date: 1972-01-31
Filing date: 1973-01-25
Publication date: 1973-08-09
Also published as: IT973620B; AU4953972A; ZA727719B; NL175374C; CA963128A; NL7216176A; JPS4885361A; NL175374B; GB1396429A; US3773016A; FR2169947B1; GB1396430A; FR2169947A1; AU468380B2; BE791264A; JPS5614247B2

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weic*mann,

Dipl.-Ing. H.Weickmann, D1PL.-PHYS. Dr.K.Fincke Dipl.-Ing. F. A-Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

XBI

Babson Bros. Co. 2100 South York Road Oak Brook
Illinois
V. St. A.

8 MÜNCHEN 86, DEN POSTFACH 860 820 MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22

Steuereinrichtung für eine Melkmaschine

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für eine Melkmaschine mit einer Vorrichtung zur individuellen Entfernung des jeweiligen Anschlußstückes vom Euter.

Mechanische Melkmaschinen arbeiten im allgemeinen in einem Melkvorgang mit einer Doppelwirkung. Die Anschlußstücke, die pus einer Metallhülse mit einem flexiblen, aufblasbaren Melkelement bestehen, werden auf das Euter aufgesetzt. Das Innere des I-Ielkelcments ist mit einer Unterdruckvorrichtung verbunden, wobei der Abstand zwischen ihm und der Hülse abwechselnd evakuiert und mit Atmosphärendruck verbunden wird. Während der Zeit der jeweiligen Evakuierung wird das Melk.element ausgedehnt, und die jeweilige Zitze steht dem evakuierten Innenr.-.um des Melkelements gegenüber. Der Schließmuskel an ihrem Ende öffnet sich, und es fließt Milch durch das Melkelement und einen damit verbundenen flexiblen Anschluß, ferner durch eine Leitung oder einen Behälter zu einer Übertragungsleitung oder in eine Kanne. Wenn das Innere der Hülse mit Atmosphären-

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C —

druck in Verbindung steht, fällt das Melkelement zusammen und übt eine Massagewirkung auf die Zitze aus, wodurch die Milch durch den Euter zum unteren Teil der Zitze fließen kann. Die Ausdehnung und das Zusammenziehen des Kelkelements erfolgen üblicher Weise 60 mal pro Minute.

Wenn jeder Teil des Euters ausgemolken ist, sollte das jeweilige Anschlußstück entfernt werden. Hierzu wird bisher dioser Zustand beobachtet und dann das Anschlußstück entfernt. Übung, Erfahrung und Konzentration sind erforderlich, um dies zum jeweils passenden Zeitpunkt durchzuführen. Werden die Anschlußstücke nicht entfernt,, so kann die Einwirkung des Unterdrucks auf eine trockene Zitze das Gewebe zerstören und Infektionen herbeiführen.

Anordnungen, die automatisch entfernt werden, wenn der Milchfluß aufhört, sind schon seit langem bekannt, beispielsweise durch die US-PS 835 91S. Ferner ist in der JS- PS 3 115 116 eine automatische Melkmaschine mit einem elektrischen Milchflußsensor und einer Vorrichtung zur Abziehung der Anschlußstücke beschrieben, die wirksam wird, bevor der Unterdruck am Melkelement bei Aufhören des Milchflusses beseitigt wird. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß diese Einrichtung bei erneutem Einsetzen des Milchflusses zu einem Ansteigen der Melkzeit praktisch ohne Anstieg der Milchproduktion führt.

Es sind auch bereits mechanische Schwimmerventile bekannt, die zur Abschaltung des Unterdrucks vorgesehen sind. Solche Anordnungen sind beispielsweise in den US-Patentschriften 2 718 208, 2 836 148 und 2 902 975 beschrieben.

Keine der bisher bekannten Vorrichtungen konnte kommerziell erfolgreich eingesetzt werden, dafür sind mehrere Gründe maßgebend. In erster Linie treten Betriebsfehler aj.f. Die mit

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Schwimmerventil*^ arbeitenden Anordnungen werden 1 Pient verstopft und durch den Milcnfluß manchmal auch zu früh betätigt. Komplizierte mechanische Konstruktionen machen eine Reinigung solcher Anordnungen schwierig.

Der weitere Kostenanstieg in der Landwirtschaft und die Schwierigkeit, zuverlässige und geübte Arbeitskräfte zu finden, führten zur Entwicklung einer verbesserten Steuereinrichtung für eine Melkmaschine, die sich besonders für automatische Maschinen eignet.

Eine Steuereinrichtung der eingangs genannten Art ^-lehnet sieh gemäß 'der Erfindung aus durch eine Anordnung zur Fee "'"stellung eines Milchflusses von jedem Anschlußstüok her, die mit einer durch zv/ei Schaltzustand^ einen Milchfluß bzw. dessen Fehlen kennzeichnenden und die Vorrichtung zur Entfernung des jeweiligen Anschlußstücks steuernden elektronischen Schaltung verbunden ist, we3.ehe in ihrem das Fehlen des Milchflusses kennzeichnenden Schaltzustand die Steuereinrichtung gegenüber einer vorübergehenden Wiedoraufnähme des Milchflusses unwirksam schaltet.

Mit einer. Steuereinrichtung nach der Erfindung wird das Ende oder die Unterbrechung des Milchflusses festgestellt und die Entfernung des jeweils zugeordneten AnschlußStücks eingeleitet. Gegenüber einer vorübergehenden Wiederaufnahme des Milchflusses ist die Steuereinrichtung unempfindlich. Die zur Feststellung des Milchflusses vorgesehene Auswerteschaltung, enthält hierzu einen Kondensator, der so lange geladen wird, wie der Milchfluß besteht, während er bei Unterbrechung des Milchflusses schnell entladen wird. Der Ladestromkreis für den Kondensator hat eine längere Zeitkonstante als der Entladestromkreis, so daß eine vorübergehende Wiederaufnahme des Milchflusses nicht mit einer erneuten /:uJ ladung des Kondensators und einer Unterbrechung der Entfernung des Anschlußstücks verbunden ist.

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Fin weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die S.teuer-. einrichtung eine Schaltung mit einem Zeitverzögerungskondensator enthält, der bei Unterbrechung des Milchflusses seine Aufladung beginnt und eine Zeitperiode erzeugt, an deren Ende die Anschlußstücke entfernt werden. Während dieses Zeitraums kann ein leichtes Tropfen der Milch oder eine vorübergehende Wiederaufnahme des Milchflusses den Betrieb der Steuereinrichtung nicht beeinflussen. Eine Wiederaufnahme eines kontinuierlichen Milchflusses bewirkt jedoch eine Wiederaufladung des Auswertekondensators, wodurch der Zeitverzögerungskondensator entladen wird und der Melkvorgang fortgesetzt wird.

Es kann ferner ein Transistorschalter vorgesehen sein, der mit der Auswerteschaltung für den Milchfluß verbunden ist und eine vorübergehende Sperrwirkung ausübt, durch die die Auswerteschaltung bei Fehlen eines Milchflusses in ihrem ersten Schaltzustand gehalten wird. Ein durch eine Bedienungsperson zu betätigender Schalter verbindet einen Kondensator mit einer Spannungsauelle, wodurch.der Kondensator aufgeladen und der vorübergehende Schaltzustand des Schalters gespeichert wird. Ein mit dem Kondensator verbundenes Widerstandsnetzwerk leitet die Ladung ab, und die dadurch erzeugte Zeitkonstante bestimmt die Dauer der vorübergehenden Sperrwirkung.

Außerdem kann jede der /nordnungen zur Feststellung eines Milchflusses an den vier Anschlußstücken einer Melkeinheit mit einer Auswerteschaltung verbunden sein, wobei mit den Auswerteschaltungen eine Ausgangsschaltung verbunden ist, die in einem ersten Schaltzustand einen Milchfluß von einem der Anschlußstücke und in einem zxireiten Schaltzustand das Fehlen eines Milchflusses von allen Anschlußstücken her kennzeichnet. Die Ausgangsschaltung enthält einen ersten Schalter, der nur im ersten Schaltzustand leitend ist und mit einer Anzeigelampe verbunden ist. Dieser Schalter kann auch andere Anordnungen

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betätigen, beispielsweise einen Transportantrieb zur Zuführung von Futter, solange der Hilchfluß sich fortsetzt. Die Ausgangsschaltung enthält ferner einen zweiten Schalter, der nur in ihrem zweiten Schaltzustand leitend ist und Vorrichtungen zur Signalgp.be und zur Betätigung von Hilfsanzeigern und Speiseschaltern steuert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Melkmaschine mit einer Vorrichtung zur Entfernung eines Anschlußstücks von einer Zitze,

Fig. 2 ein Blockdiagramm zur Darstellung der Arbeitsweise der St euere inr i chtung und

Fig. 3 die elektrische Schaltung der Steuereinrichtung.

In Fig. 1 ist ein Teil einer automatischen Melkmaschine dargestellt. Ein Anschlußstück 10 enthält eine Hülle 11 mit einem Melkelement 12 und mit einer Anschlußleitung 13, die auf einem Ansatz 14 eines Milchsammlers 15 sitzt, der in der Abdeckung 1b eines Kilchbehälters 17 angeordnet ist. Die Milch fließt vom Euter durch das Melkelement in den Sammler und durch Überlauf in das Tnnore des Behälters 17, aus dem sie durch eine nicht dargestellte Saugleitung entnommen wird. Der größte Teil der I-Tilch tritt aus dem Sammler 15 durch eine Öffnung 20 in dessen Wandung aus. Ein Teil der Milch wird jedoch in dem Boden des Sammlers gesammelt und tritt durch eine schmale Öffnung 21 des Bodens aus. Eine elektrisch leitfähige Sonde 22 ragt in den unteren Teil des Sammlers hinein und steht mit der Milch in Berührung. Die Sonde 22 ist mit einer Auswerteschaltung 23 verbunden, die ein Ventil 24 steuert, welches mit einer pneumatischen Vorrichtung 25 verbunden ist, die unter der Grundplatte 26 der Melkmaschine vorgesehen ist. Ein Seil 27 läuft von der KoIb3nstange

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aus der Grundplatte heraus durch eine Buchse 29 und ist mit der Hülse 11 des Anschlußstücks 10 verbunden. Wenn der Milchfluß unterbrochen wird und die Milch vom Boden des Sammlers durch die Öffnung 21 austritt, wird das Ventil 24 geschlossen, wodurch die Kolbenstange 26 nach links bewegt wird und eine abwärts gerichtete Zugkraft auf das Anschlußntück 10 ausgeübt wird. Die Anschlußleitung 13 für das Kelkclement sitzt abdichtend auf dem Ansatz 14 und dichtet ferner den Innenreim des Melkelements zur Unterdruckerzeugung ab. Im Bereich um die Zitze herum tritt Luft in das Melkelement ein und das Anschlußstück fällt ab.

Die gesamte Melkeinheit ist mit vier Anschlußstücken versehen, denen jeweils ein Sensor, eine Auswerteschaltung, ein Luftventil und eine pneumatische Vorrichtung zugeordnet sind. Weitere Einzelheiten der mechanischen 'Konstruktion einer selchen Anordnung sind an anderer Stelle beschrieben. Die Steuereinrichtung kann auch bei andersartigen automatischen KeIkmaschinen eingesetzt werden, wie sie beispielsweise in den US-Patentschriften 952 973 und 2 576 60S beschrieben sind.

Fig. 2 zeigt die Steuerung der Melkmaschine in Form eines Blockdiagramms. In jedem der zur Auswertung des Milchflussss vorgesehenen Sammler 15a, 15b, 15c und 15d ist eine Sonde 22a, 22b, 22c und 22d angeordnet. Jede Sonde steht mit einer /uswerteschaltung 23a bis 23d in Verbindung, und die Ausgänge der Auswerteschaltungen sind mit Luftventilen 24a bis 24d verbunden, die die vier pneumatischen Vorrichtungen 25a bis 25d steuern. Wenn der Milchfluß eines jeden Anschlußstücks unterbrochen wird, wird das jeweils zugeordnete Luftventil geöffnet und betätigt die pneumatische Vorrichtung zur Entfernung des Anschluß stücks.

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Eine Sperrscjbaltung 32 üblicher Art ist mit jeder Auswerteschaltung 23a "bis 23d verbunden. Eine Betätigung der Sperrschaltung durch die Bedienungsperson bewirkt ein Schließen eines jeden Ventils 24a bis 24d für eine Zeit, innerhalb der die Bedienungsperson die Anschlußstücke 10 am Euter befestigen und der Milchfluß einsetzen kann, wodurch die Ventile geschlossen bleiben.

TT-in UND-Glied 33 und zv*ei damit in Reihe geschaltete Inverter 34a und 34b sind mit den Ausgängen der Auswerteschaltungen 23a bis 23d verbunden. An den Ausgängen der Inverter ^r4a und 34b treten Sigiialzustände für "Heiken" und "!licht Melken" auf, die zur Signalerzeugung oder zur Betätigung von Leistür· schaltern für einen Futterzuführungsantrieb oder ähnliche Einrichtungen dienen können.

In Fig. 3 ist ein vorzugsweises Ausführungsbeispiel einer Auswerteschaltung dargestellt. Die Werte der einzelnen Schaltelemente werden im folgenden noch angegeben. Sie sind jedoch nicht kritisch für die /rbeitsweise der Schaltung, falls dies nicht besonders angegeben ist. Linige der Teilsclialtungen arbeiten mit Ladung oder Entladung eines Kondensators, um einen Transistor zu öffnen oder zu sperren. Diese Funktionszusammenhänge werden eingehend beschrieben. Die Lade- und Tntladeeigenschaften und die Leitfähigkeitszustände der Transistoren können auch umgekehrt -werden, indem Transistoren des jeweils entgegengesetzen Leitfähigkeitst3^rps verwendet, Inverter hinzugefügt oder sonstige änderungen der Schaltung vorgenommen werden. Die in Fig. 3 gezeigte Schaltung stellt deshalb lediglich ein Ausführungsbeispiel für mehrere Möglichkeiten dar.

Die Steuerschaltung wird durch eine Stromversorgung 35 gespeist, die bei r^erdr-tem Positivanschlufi eine Gleichspannung von

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13 Volt liefert. Die Punkte +V und -V sind mit den entsprechenden Klemmen der Stromversorgung verbunden. Ein Schalter 36 kann geöffnet v/erden, wodurch ein nicht automatischer Betrieb möglich ist.. Jeder der Transistoren ist, falls nicht anders angegeben, der NPN-Transistor 2N4946. Die Dioden sind vom Typ 1N4454.

Die Auswerteschaltung 23 enthält einen ersten und einen zweiten Transistorschalter 36 und 37 sowie eine Zeitverzögerungsschaltung 38. Jeder der Schalter enthalt zwei Transistoren 36a, 36b und 37a, 37b. Während des Melkvorganges, d.h. während des Milchflusses, ist der Transistorschalter 36 leitend, während der Transistorschalter 37 gesperrt"ist. Bei Unterbrechung des Milchflusses wird der erste Transistorschalter 36 gesperrt, und der Kondensator 39 der Zeitverzögerungsschaltung 38 beginnt seine Aufladung über den Widerstand 40 und das Potentiometer 41. Bei Ansammlung der Ladung im Kondensator 39 wird ein Punkt erreicht, bei dem derTransistorschalter 37 leitend gesteuert wird. Dadurch wird das Luftventil 24 eingeschaltet und betätigt den Mechanismus zur Entfernung des zugeordneten Anschlußstücks. Ferner v/erden Anzeigelampen 43 und 44 eingeschaltet. Eine der Lampen ist auf einem Bedienungsfeld am Standort der zu melkenden Kuh vorgesehen, während die andere auf einem nicht dargestellten Träger für die Steuerschaltung vorgesehen ist.

Die Basis des ersten Transistors 36a des Schalters 36 ist mit einem Integrationskondensator 46 verbunden, der eine Kapazität von 5 Uf hat. Der Kondensator v/ird mit der dargestellten Polarität über einen Widerstand 47 von 180 kOhm aufgeladen, solange die Milch durch den zugeordneten Sammler 15 fließt. Die positive Vorspannung der Basis bewirkt eine Leitendsteuerung des Transistors 36a, wodurch der Kollektorwiderstand 48 (4700 Ohm) und der Emitterwiderstand 49 (4700 0hm) in Reihe an dip Stromversorgung angeschaltet werden. Dei Basis-Emitterkreis dts

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zweiten Transistors 36b ist an den Widerstand 49 geschaltet, das positive Potential an der Basis bewirkt ein Leitend-werden des Transistors 36b. Der Kollektor des Transistors 36b ist mit dem Verbindungspunkt zwischen einem Kondensator 39 und einem Widerstand 40 der Zeitverzögerungsschaltung verbunden. Solange der Transistor 36b leitend ist, wird der Kondensator 39 kurzgeschlossen, so daß er keine Ladung enthält. Die Basis des Transistors 37a des zweiten Schalters 37 ist gleichfalls mit diesem Verbindungspunkt verbunden und liegt an dem negativen Pol der Stromversorgung, solange der erste Transistor 36 leitend ist. Dadurch bleiben die Transistoren 37a und 37b während des Milchflusses gesperrt.

line Fühlerelektrode 22 ist über einen Kondensator 50 mit einer Kapazität von 5 wf und einem Widerstand 51 (15 kOhm) mit der Sekundärwicklung eines Transformators 52 verbunden, dessen Primärwicklung mit einer Speisespannung von 50 oder 60 Hertz verbunden ist. Die Ausgangsspannung des Transformators 52 liegt in der Größenordnung von 17 Volt effektiv (24 Volt Spitzenspannung). Solange ein Milchfluß vorhanden ist und der untere Teil des Sammlers 15 gefüllt ist, bildet die Sonde 22 einen Stromweg relativ geringen Widerstandes von ca. 15 kOhm über die Kilch nach Erde zur positiven Klemme der Stromversorgung 35. Die Reaktanz des Kondensators 50 ist klein, verglichen mit den anceren Schaltelementen (viel kleiner als der Widerstand 51), se daß die negative Spitzenspannung am Verbindungspunkt zwisehen den Kondensator 50 und den, Widerstand 51 die negative Versorr;ungsspnnnung -V nicht übersteigt. Eine Diode 53 zwischen dem Kondensator 46 und dem Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 50 und den Widerstand 51 ist in Sperrichtung gepolt und bildet eine Unterbrechung. Wird der Milchfluß unterbrochen und ist der Stromkreis zwischen der Sonde 22 und Erde geöffnet, so wirkt die- Diode 53 als ein polaritätsempfindlicher Schalter,

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der einen Stromfluß durch, den Wieierst9:0 d ;:1 ermöglicht, wenn der obere Anschluß der Selmndärwicklunr des Transforraators 5? negativer als die negative Versorgungsspannung -V ist. v/enn die Basis des Transistors 36 auf eine negativere Spannung gebracht wirrt, wird der Transistor 36a und damit der Transistor 36b gesperrt. Die Zeitkonstante der negativen Ausladung des Kondensators 46 "ber den Widerstand 51 ist viel kurzer als diejenige der positiven Aufladung über den Widerstand L-7. Mit den vorstehend angegebenen Werten beträgt die negative Ladezeit ungefähr l/IQ der positiven Ladezeit. Der Transistor 36a reagiert auf die Unterbrechung des Milchflusses innerhalb weniger Zyklen der an der .Sonde anliegenden Spannung.

Der Kondensator 46 kann also entweder positiv oder negativ über ,jeweils einen der beiden Ladungswege aufgeladen werden. Ob dor Kondensator geladen oder entladen v:ird, hängt von dem verwendeten Bezugspunkt ab. Den wichtigen Zusammenhang bildet die Spannung zwischen der Basis und dem ;'mitter des Transistors 3ba, die den leitenden Zustand des Transistors bestimmt. Das Potential des Kondensators gegenüber Erde oder einem anderen Bezugspunkt und der Zustand der Ladung oder Fntladung sind nicht kritisch. In diesem Sinne sollen such die Patentansprüche ausgelegt werden.

Nachdem der erste Transistorschalter 36 gesperrt ist, lädt sich der Kondensator 39 auf, und beide Teile des Transistorschalters 37 werden leitend gesteuert. Der Emitterwiderstand 55 (390 Ohm) leitet den Leckstrom des Transistors 37b ab, wenn der Transistor 37a gesperrt ist, so daß eine fehlerhafte Steuerung bei hoher Umgebungstemperatur verhindert ist. Der Transistor 39b ist vom Typ 2N5296 und bildet zusammen mit dem Transistor 37a einen Strom zur Speisung des Luftventils 2.4 uriit der Anzeigelampen 43 und 44.

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Dor Kondensator S>9 in der Zcitverzögerungsschcltung yü hat einen Wert von 2100 uf. Der Widerstand 40 hat 2200 Ohm, das Potentiometer 41 hat 15 kChm. Dadurch r-rgxbt sich ein= einstellbare Zeitverzögerung von ca. 1 bis 5 Sekunden, \rodurch sichergestellt ist, daß der jeweilige Teil des Euters ausgemolken ist, bevor das zugeordnete Anschlußstück entfernt wird. Die relativen Zeitkonstanten dex¹ positiven und negetiven Ladestromkreise ::ür den Kondensator 46 gewährleiston, daß ein Tröpfeln oder Verspritzen von Milch in der Hammer 17 nach negativer Aufladung des Kondensators 46 den Vorgang der Entfernung des Anschlußstücks nicht unterbricht. Der Kondensator 46 benötigt ca. Λ/k "',künde zur Aufladung auf sein volles positives Potential, während die Entladezeit auf volles negatives Potential ungefähr der -ehnten Toil dieser Zeit erfordert. Ist also der Milchfluß einmal unterbrochen, so wird der erste Transistorschalter 36 gesperrt, und der Kondensator 39 beginnt seine Aufladung. Um den Transistorschalter 3C wieder einzuschalten, ist eine eindeutige Wiederaufnahme des Milchflusses erforderlich. Dadurch werden Nachteile bekannter Melkmaschinen vermieden, die dann zu Tage treten, wenn eine vorübergehende Wieder aufnähme des Milchflusses den Mechanismus zur Entfernung des Anschlußstücks sperrt. Dabei ist dann auch durch ein Tröpfeln oder Verspritzen von HiIcIi eine Verlängerung des Kelkvorganges gegeben, so daß die Kuh ihre Milch nur innerhalb eines längeren Zeitraums abgeben kann. Dies bedingt nicht nur einen schlechten Wirkungsgrad, sondern kann auch einen Abfall, der Milchproduktion zur Folge haben. Die minimale Zeitverzögerung der Schaltung 3S ist um ein mehrfaches langer als die positive Ladezeit für den Kondensator 46. Wenn die Unterbrechung de?." Milchströmung, die zuerst festgestellt wurde und die negative Aufladung des Kondensators 46 zur Folge liatte, nur ein vorübergehender Zustand ist, so steht ausreichende Zeit zur Wiederaufnahme des Milcliflusses und zur erneuten positiven Aufladung des Kondensators 46 zur Verfugung, so daß

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die Steuerspannung zur Öffnung des Transistors 36a erreicht wird, bevor sich der Kondensator 39 auflädt und den zweiten Transistorschalter 37 einschaltet. Auch nach der Öffnung des Luftventils 24 wird der Transistorschalter 36 eingeschaltet, wenn ausreichender Milchfluß zur positiven Aufladung des Kondensators 46 auftritt. Dadurch wird dann der Kondensator 39 entladen und der Transistorschalter 37 gesperrt. Die Diode 56, die dem Kondensator 46 parallel geschaltet ist, bestimmt die maximale negative Spannung, auf die der Kondensator 46 bei Fehlen eines Milchflusses aufgeladen werden kann. Dies ergibt zusammen mit der Zeitkonstante des positiven Ladestromlireises eine minimale Dauer für eine Wiederaufnähme des Milchflusses zur Einschaltung des Transistorschalters 36. Die Diode 57 vom Typ 1N4004 ist in Sperrichtung der Last des zweiten Transistorschalters 37 parallel geschaltet und leitet den induktiven Impuls ab, der bei Ausschaltung des Luftventils 24 auftreten kann.

Die Sperrschaltung 32 sperrt vorübergehend die Auswerteschaltung 23 am Beginn des Melkvorganges. Der Transistor 60 ist über eine Diode 61 mit dem Zeitverzögerungskondensator 39 verbunden. Wenn der Transistor 60 leitend ist, verbindet er den Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 39 und der Basis des Transistors 37a mit dem negativen Pol der Stromversorgung, so daß der Kondensator zur Einschaltung des Transistorschalters 37 nicht aufgeladen werden kann. Die Sperrschaltung 32 enthält Transistoren 61 und 62. Der Transistor 60 wird durch den PNP-Transistor 2N4916 gesteuert. Ein Zeitgeberkondensator 63 wird mit der dargestellten Polarität aufgeladen, um den Sperrvorgang einzuleiten, er entlädt sich über ein Widerstandsnetzwerk, das die zeitliche Dauer der Verzögerung bestimmt.

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Bevor die Sperrperiode beginnt, sind die Transistoren 60, 61 und 62 gesperrt. Ein positives Potential liegt an der Basis des Transistors 61 über dai Widerstand 65 (1 Megohm), die Diode 66, den Widerstand 67 (63 kOhm) und das Potentiometer 60 (180 kOhm) Der ".mitter des Transistors 61 ist mit einem Spannungsteiler verbunden, der aus dem Widerstand 70 (1200 0hm) und der Zenerdiode 71 vom Typ 1N748A besteht. Die Spannung am Emitter ist positiver als an der Basis, auch wenn der gesamte Widerstand des Potentiometers 63-eingestellt ist. Deshalb ist der Transistor 61 gesperrt. Ein positives Potential liegt an der Basis des PNP-Transistors 62 über den Widerstand 72 (15 kOhm). Da Emitter und Basis dasselbe,Potential führen, ist der Transistor gesperrt. Die Basis des Transistors 60 ist mit dem Spannungsteiler aus den Widerständen 73 (1200 0hm) und 64 (6800 0hm) verbunden, der mit dem Kollektor des Transistors 62 in Reihe geschaltet ist. Da der Transistor 62 nicht leitet, befindet sich die Basis des Transistors 60 auf demselben negativen Potential wie der Emitter, so daß dieser Transistor gleichfalls gesperrt ist.

Der Sperrvorgang wird durch Schließen des Schalters 76 eingeleitet, der den positiven Pol der Stromversorgung über die Diode 77 vom Typ 1N4004 und den Widerstand 78 (22 0hm) mit dem Kondensator 63 verbindet. Die Zeitkonstante dieses Ladestromkreises ist ziemlich kurz, und es ist nur ein momentanes Schließen des Schalters zur Aufladung des Kondensators 63 auf die Versorgungsspannung erforderlich. Die Diode 66 ist durch die Ladung des Kondensators 63 in Sperrichtung gepolt, und das positive Potential der Quelle liefert über den Widerstand 65 ein Kriterium an die Basis des Transistors 61, so daß dieser leitend wird. Der durch den Widerstand 72, den Transistor 61 und die Zenerdiode 71 fließende Strom erzeugt ein Basispotential für den Transistor 62, das negativ gegenüber dem Emitterpotential ist, so daß dieser Transistor leitend wird. Der Strom durch den Transistor 62 fließt durch die Widerstände 73 und 74, wodurch

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ein positives Potential an der Basis des Transistors 60 erscheint und dieser leitend wird, wobei die Verbindung zwischen dem Zeitverzögerungskondensator 39 und dem Widerstand 40 der Zeitverzögerungsschaltung 3C geerdet wird. Der ¥iderstand 60a begrenzt den Strom durch den Transistor 60. Dadurch wird verhindert, daß der Transistorschalter 37 leitend wird. Die Auswerteschaltungen für die anderen drei Anschlußstücke sind über Dioden 80* mit dem Transistor 60 verbunden. Während der Sperrperiode werden Lampen 32a eingeschaltet.

Der Kondensator 63 entlädt sich über dem Widerstand 67 und das Potentiometer 66. Wenn die Kondensatorspannung unter die Emitterspannung des Transistors 61 abfällt, die durch die Zener-diode 71 gebildet ist, wird der Basisstrom des Transistors 61 über die Diode 66 geführt, so daß der Transistor 61 gesperrt und die Sperrperiode beendet wird.

Die Anfangszeitverzögerung liegt vorzugsweise in der Größenordnung von 60 Sekunden, sie kann jedoch durch ein Potentiometer 68 eingestellt werden. Eine verkürzte Sperrperiode kann durch vorübergehendes Schließen des Schalters 81 erzeugt werden, wodurch der positive Pol der Stromversorgung über einen Spannungsteiler wirksam wird, der aus den Widerständen 82 (560 Ohm) und 83 (390 Ohm) besteht. Die Verbindung dieser beiden Widerstände ist über die Diode 77 mit dem Zeitgeberkondensator 63 für den Sperrvorgang verbunden. Die Entladung von einer niedrigeren Anfangsspannung aus erzeugt eine verkürzte Sperrungsperiode, die zum erneuten Ansetzen eines Anschlußstücks ausgenutzt werden kann, das abgefallen ist oder zu früh entfernt wurde.

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Zur Entladung des Zeitgeberkondensators 63 für die Sperrschaltung im nicht automatischen Betrieb ist eine besondere Schaltung vorgesehen. Eine Diode 85 vom Τ3Φ 1N4004 ist mit dem Kondensator 63 und dem Widerstand 7S zwischen dem negativen und dem positiven Pol der Stromversorgung in Reihe geschaltet. Solange der die Stromversorgungsklemmen mit der Stromversorgung 35 verbindende Schalter 36 geschlossen ist, ist die Diode 85 in Sperrichtung gepolt und nicht leitend. Wird der Schalter geöffnet, so wird die Diode durch die Ladung des Kondensators 63 über einen Stromkreis leitend, der den Widerstand 86 (680 Ohm) enthält. Dieser ist an die Stromversorgungsklemmen angeschaltet und bewirkt eine schnelle Entladung des Kondensators. Diese Schaltung ist insbesondere dann nützlich, wenn eine Melkeinheit an ein teilweise gemolkenes Tier angesetzt wird, um sicherzustellen, daß die Sperrschaltung nicht das Entfernen eines Anschlußstücks bei fehlendem Milchfluß verhindert.

Die das UND-Glied enthaltende Ausgangsschaltung 33 enthält einen ersten Transistorschalter 90, der während des Milchflusses von jedem der Anschlußstücke her leitend ist. Ferner ist ein zweiter Transistorschalter 91 vorgesehen, der gesperrt ist, bis der Milchfluß an allen vier Anschlußstücken unterbrochen ist. Beide Schalter bestehen aus hintereinander geschalteten Anordnungen von Treibertransistoren 90a, 91a und Leistungstransistoren 90b, 91b, beide vom Typ 2N5296. Die Basis des Transistors 90a ist über einen Widerstand 92 (6800 0hm) und eine Diode 93 mit den Kollektoren der Transistoren 37a und 37b in der Auswerteschaltung verbunden. Diese beiden Transistoren sind gesperrt, bis der Milchfluß in dem zugeordneten Anschlußstück unterbrochen ist. Entsprechend befinden sich die Kollektoren auf dem positiven Potential der Stromversorgung, die der Basis des Transistors 90a über die Diode 93 und den Widerstand 92 zugeführt wird, solange der Milchfluß vorhanden ist. Die Basis

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des Transistors 90a ist über einen Widerstand 94 (1200 Olim) mit dem negativen Pol der Stromversorgung verbunden. Das positive Potential an der Basis des Transistors 90a hält diesen leitend. Die entsprechenden zweiten Transistorschalter der Auswert eschaltungen der anderen drei Anschlußstücke sind mit der Basis des Transistors 90a über Dioden 95 verbunden. Die Dioden 93, 95 und die Widerstände 92, 94 bilden ein UND-Glied, das ein positives Potential an der Basis des Transistors 90a erzeugt, solange Milchfluß von einem der Anschlußstücke her vorhanden ist. Der Emitter des Transistors 90a ist mit der Basis des Transistors 90b und über den Widerstand 96 (390 0hm) mit dem negativen Pol der Stromversorgung verbunden. Der .Transistor 90b ist leitend, solange der Transistor 90a leitend ist. Mit dem Kollektorstromkreis der Transistoren 90a, 90b ist ein Lastwiderstand 97 (1200 0hm) verbunden. Ein weiterer Laststromkreis enthält eine Anzeigelampe 98 und andere Steuervorrichtungen, beispielsweise ein Relais 99 für den Antriebsmotor eines Futterzuführungsmechanismus (nicht dargestellt), der dem Tier*während des Melkens Futter zuführt. Solange der Milchfluß vorhanden ist, ist die Lampe 98 eingeschaltet, und die Steuervorrichtungen, beispielsweise der Motor 99» sind in Betrieb. Wenn der Milchfluß an allen Anschlußstücken unterbrochen ist, wird das positive Potential an der Basis des Transistors 90a entfernt, und der Transistor 90 wird gesperrt.

Die Basis des Transistors 91a ist über einen Widerstand 101, (6800 0hm) mit den Kollektoren der Transistoren 90a und 90b verbunden, ferner liegt sie an dem negativen Pol der Stromversorgung über einen Widerstand 102 (1200 0hm). Während des Milchflusses und bei leitendem Zustand der Transistoren 90a und 90b sind die damit verbundenen Transistoren 91a und 91b gesperrt, da an der jeweiligen Basis negatives Potential liegt. Wenn der Transistorschalter 90 gesperrt wird, erscheint an der Basis des Transistors 91a ein positives Potential, wodurch dieser

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Transistor leitend wird und wiederum ein .positives Potential am Widerstand 103 (390 Ohm) bzw. an der Basis des Transistors 91b erscheint, wodurch dieser leitend wird. Die zusammengefaßten Ströme der beiden Transistoren betätigen eine Steuervorrichtung (nicht dargestellt) zur Erzeugung eines Signals, beispielsweise eine Lampe 104, wodurch der Bedienungsperson der Abschluß des Melkvorganges angezeigt wird.

Abhängig von dem erforderlichen abzugebenden Laststrom und der geforderten Stabilität der Auswerteschaltung können auch Einzeltransistorschalter anstelle jeweils zweier Transistorschalter 36, 37, 90 und 91 vorgesehen sein.

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Claims

P a t entanspriiche

Steuereinrichtung für eine Melkmaschine mit einer Vorrichtung zur individuellen Entfernung des jeweiligen Anschlußstücks vom Euter, gekennzeichnet durch eine Anordnung (15, 22) zur Feststellung eines Milchflusses von jedem AnschlußstUck (10) her, die mit einer durch zwei Schaltzustände einen . Milchfluß bzw. dessen Fehlen kennzeichnenden und die Vorrichtung (28) zur Entfernung des jeweiligen Anschlußstücks (10) steuernden elektronischen Schaltung (Fig. 3) verbunden ist, welche in ihrem das Fehlen des Milchflusses kennzeichnenden Schaltzustand die Steuereinrichtung gegenüber einer vorübergehenden Wiederaufnahme des Milchflusses unwirksam schaltet.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltung eine von der Anordnung (15, 22) zur Feststellung eines Milchflusses gesteuerte Schaltung (23) zur Erzeugung der beiden genannten Schaltzustände und eine Schaltung (36, 46) zur Unwirksamschaltung der Steuereinrichtung gegenüber einer vorübergehenden Wiederaufnahme des Milchflusses durch Übergang vom zweiten in den ersten genannten Schaltzustand enthält, wobei die Zeit zur Erzeugung des Überganges vom ersten in den zweiten Schaltzustand kürzer als die Zeit zur Erzeugung des Überganges von dem zweiten in den ersten Schaltzustand ist.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit zur Erzeugung des Überganges vcn dem ersten in den zweiten Schaltzustand weniger als 1/4 Sekunde und die Zeit zur Erzeugung des Überganges von dem zweiten in den ersten Zustand mindestens 1/4 Sekunde beträgt.

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4. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unwirks einschaltung gegenüber einer vorübergehenden Iv ie der aufnahme des Hilchflusses ein mit einer Sonde (22) zur Feststellung eines Hilchflusses verbundener Kondensator (46) vorgesehen ist, der mit einer ersten Polarität über einen Stromkreis (47) hohen Widerstandes und bei Fehlen eines Milchflusses mit entgegengesetzter Polarität über einen Stromkreis (52, 53) geringen !Widerstandes aufladbar ist und daß eine Schaltung (3&) vorgesehen ist, die den ersten Schaltzustand der Steuereinrichtung abhängig von der ersten Aufladepol r.r it ät des Kondensators (46) erzeugt.
5. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kondensator (46) ein Transistorschalter (36) nachgeschaltet ist, daß der Ladestromkreis hohen Widerstandes den Kondensator (46) über einen Widerstand (47) mit der einen Polarität der Betriebsspannungsquelle (35) verbindet und daß der Ladestromkreis geringen Widerstandes den Kondensator (46) mit der Sonde (22) und einer Spannungsquelle (52) dazu entgegengesetzter Polarität zur Aufladung des Kondensators mit dieser Polarität bei Fehlen eines Milchflusses verbindet.
6. Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquelle entgegengesetzter Polarität eine Wechselspannungsquelle ist, die über eine Diode (53) mit dem Kondcnsa.tor (46) verbunden ist, v/elche nur bei Fehlen eines einen Wechselstromkreis über die Sonde (22) vervollständigenden Stromflusses eine Aufladung des Kondensators (46) mit der geiannten entgegengesetzten Polarität gestattet.

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7„ Steuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zeitverzögerungsschaltung (38) mit dem Transistorschalter (36) verbunden ist und einen weiteren Transistorschalter (37) steuert, der bei Ablauf der Zeitverzögerung die Vorrichtung (28) zur Entfernung des jeweiligen Anschlußstücks (10) einschaltet,
8. Steuereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verζögerungsschaltung (38) durch ein die Unterbrechung des Milchflusses anzeigendes und durch den ersten Transistorschalter (36) erzeugtes Signal einschaltbar ist und daß die Verzögerungszeit um ein Mehrfaches längerals die zur Frzeugung einer Änderung vom ersten in den zweiten Schaltzustand erforderliche Zeit ist und mindestens mit der zur Erzeugung einer Änderung vom zweiten in den ersten Schaltzustand erforderlichen Zeit ist.
9. Steuereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsschaltung (33) einen mit der Steuerelektrode des zweiten Transistorschalters (37) verbundenen Kondensator (3S) mit einem zugehörigen Aufladestromkreis (40, 41) enthält.
10. Steuereinrichtimg nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beibehaltung des ersten Schaltzustandes bei Fehlen eines Milchflusses eine Sperrschaltung (32) mit einem Transistorschalter (61) zur Erzeugung einer vorübergehenden Sperrwirkung vorgesehen ist, dessen Steuerelektrode mit einem Kondensator (63) verbunden ist, daß ein von Hand betätigbarer Schalter (76) zur Ver-. bindung des Kondensators (63) mit einer. Aufladestromquelle vorgesehen ist, so daß der aufgeladene Kondensator (63) den vorübergehenden Sperrzustand d.es Transistorschalters(61)

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steuert, und daß der Kondensator (63) mit einem. Entladenetzwerk (67, 68) verbunden ist, das eine Zeitkonstante entsprechend der für den Transistorschalter (61) vorgegebenen Sperrzeit erzeugt.
11. Steuereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufladestromquelle mit einem Spannungsteiler (82, 83) verbunden ist und daß ein zweiter von Hand betätigbarer Schalter (81) vorgesehen ist, der den Kondensator (63) über den Spannungsteiler (81, 63) mit der Aufladestromquelle verbindet, so daß die für den Transistorschalter (61) vorgegebene Zeit zur Erzeugung des Sperrzustandes kürzer als die durch den ersten Schalter (76) gestartete Zeit ist.
12. Steuereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hilfsentladungsstromkreis (85, 86) für den Kondensator (63) vorgesehen ist, der eine mit dem Kondensator (63) verbundene Diode (85) aufweist, die bezüglich der Aufladestromquelle in Sperrichtung gepolt ist und bei Öffnung eines die Stromversorgung anschaltenden Schalters (36) den Kondensator (63) entlädt.
13. Steuereinrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß dem Transistorschalter (61) ein spannungsstabilisierendes Element (71) zugeordnet ist.
14. Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausgangsschaltung (33) vorgesehen ist, die mit einer jeden, den Anschlußstücken (10) zugeordneten Auswerteschaltung (23) verbunden ist und in einem ersten Schaltzustand das Vorhandensein eines Milchflusses von einem jeden der Anschlußstücke (10) und in einem zweiten Schaltzustand das Fehlen eines Milchflusses von allen Anschlußstücken (10) her kennzeichnet.

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15. Steuereinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltungen (23) Ausgangssignale unterschiedlicher Spannungswerte entsprechend den ersten und zweiten
Schaltzuständen erzeugen und daß die Ausgangsschaltung (33) eine Verknüpfungsschaltung (92, 93, 94, 95) enthält, die
mittels Ansteuerung durch die Ausgangssignale der Auswerte-Schaltungen (23) die Schaltzustände der Ausgangsschaltung
(33) erzeugt.
16. Steuereinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsschaltung (33) ein im zweiten
Schaltzustand wirksam schaltbaresSignalisierungselement (104) enthält.
17. Steuereinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsschaltung (33) eine bei Auftreten des ersten Schaltzustandes ansteuerbare Vorrichtung (99)
enthält.
18. Steuereinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die bei Auftreten des ersten Schaltzustandes ansteuerbare .Vorrichtung (99) ein Antriebsmotor zur Zuführung von Futter an das zu melkende Tier ist.
19. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsschaltung einen ersten, im ersten Schaltzustand leitenden und im zweiten Schaltzustand gesperrten Schalter (90), einen zweiten, im ersten Schaltzustand gesperrten und im zweiten Schaltzustand leitenden
Schalter (91), eine mit dem ersten Schalter (90) verbundene und während des Melkvorganges einzuschaltende Vorrichtung
(99) und eine mit dem-zweiten Schalter (91) und bei Ende

des Melkvorganges einzuschaltende Vorrichtung (104) enthält.

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