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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Milchentzug
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aus einer Zitze eines laktierenden Tieres mittels eines mit einem
unter Unterdruck stehenden milchableitenden System verbundenen Zitzenbechers, in
dessen Innenraum ein die Zitze aufnehmendes Zitzengummi von Druckwechseln zwischen
einer Saugphase einerseits und einer Entlastungsphase andererseits beaufschlagt
ist.
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Darüberhinaus betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Milchentzug
aus einer Zitze eines laktierenden Tieres mittels eines mit einem unter Unterdruck
stehenden milchableitenden System verbundenen Zitzenbechers, in dessen Innenraum
ein die Zitze aufnehmendes Zitzengummi von Druckwechseln zwischen einer Saugphase
einerseits und einer-Entlastungsphase andererseits beaufschlagt ist.
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Die heute üblichen Melkmaschinen arbeiten im periodischen Wechsel
zwischen Saugphase und Entlastungsphase.
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Während der Saugphase wird der Zitze Milch entzogen.
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Dabei wirkt der im Zitzenbecher herrschende Unterdruck auf die Zitze
ein und entzieht die Milch. In der darauffolgenden Entlastungsphase umschließt das
Zitzengummi die Zitze fest, so daß der im Zitzenbecher herrschende Unterdruck seine
Wirkung auf die Zitze nicht ausüben kann. In der Fachwelt wird einer Arbeitsweise
mit einem Druckwechsel zwischen Atmosphärendruck und Unterdruck der Vorzug gegeben.
Dies geschieht angesichts der naheliegenden Vorstellung, den zum Transport notwendigen
Unterdruck auch gleichzeitig zur Ausübung von Druck auf die Zitze zu nutzen.
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Die Aktion dieser konventionellen Melkmaschine ist allein nicht in
der Lage, einen optimalen Euterentleerungsgrad zu bewirken. Wird vor dem Maschinenmelken
die Zitze etwa 60 Sekunden lang nit der Hand angerüstet, so wird dadurch
der
Euterentleerungsgrad und damit die gewonnene Milchmenge gesteigert. Außerdem wird
auf diese Weise der Fettertrag verbessert.
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An die mit dem Handanrüsten gemachten Erfahrungen knüpft eine bereits
bekannte Melkmaschine an, die in der ersten Melkminute das Zitzengummi statt mit
Atmosphärendruck mit einem gewissen Überdruck beaufschlagt. Während dieser ersten
Melkminute ist jedoch der üblicherweise zu erwartende Milchfluß um ca. 50 % reduziert.
Da mit einer entsprechend ungünstigend Beeinflussung des Milchflusses über den gesamten
Melkvorgang gerechnet werden muß, ist bisher die Beaufschlagung des Zitzengummis
mit Überdruck während des gesamten Melkvorganges nicht durchgeführt worden.
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Darüberhinaus sind Versuche angestellt worden, das Zitzengummi abwechselnd
für einige Pulstakte mit Uberdruck einerseits und während anderer Pulstakte mit
Atmosphärendruck andererseits zu beaufschlagen. Die Steuerung des Druckes geschieht
mit Hilfe von elektronischen Bauteilen und ist entsprechend kompliziert. Darüberhinaus
haben diese Versuche auch nicht dazu geführt, daß der Euterentleerungsgrad gegenüber
konventionellen Melkmaschinen fühlbar verbessert wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, daß Verfahren der
einleitend genannten Art so zu verbessern, daß das laktierende Tiert zu einer verbesserten
Entleerung des Euters stimuliert wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf de n Zitzengummi
in zeitlicher Aufeinanderfolge mit Überdruck einerseits und Unterdruck andererseits
eingewirkt wird und die Zitze in der Entlastungsphase in definierter Weise vom Unterdruck
des milchableitenden Systems abgetrennt wird.
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Uber diese Maßnahme wird eine deutlich größere Fläche der Zitze während
der Entlastungsphase mechanisch beansprucht als bei konventionellen Melkmaschinen.
Auf diese Weise wird unabhängig von der zeitlichen Applikation des Uberdruckes eine
größere Anzahl von Rezeptoren in der Zitzenhaut erreicht als bei konventionellen
Systemen. Diese Rezeptoren sind für die Auslösung des Milchejektionsreflexes und
somit für die Ausschüttung von Oxytoxin und den Ausmelkgrad verantwortlich. Durch
die definierte Abtrennung der Zitze vom milchableitenden System wird darüberhinaus
in der Entlastungsphase erreicht, daß während der Beaufschlagung der Zitze mit Uberdruck
die gleichzeitige Absaugung von Luft aus dem Innenraum des Zitzengummis unterbleibt.
Auf diese Weise wird verhindert, daß Luftanteile die unter der Einwirkung des Uberdruckes
in Richtung auf die Zitzenspitze wandern, dort abgesaugt werden und damit auch die
Zitzenspitze unter den Einfluß des im milchableitenden System herrschenden Unterdruck
gerät.
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Ein derartiger Unterdruck ist im Bereich der Zitzenspitze während
des Entlastungstaktes schädlich, da er das Zitzengewebe in starkem Maße mechanisch
und pneumatisch belastet. Eine derartige Belastung wirkt negativ sowohl auf das
Gewebe der Zitze als auch auf den Milchfluß ein.
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Stattdessen wird durch die Abtrennung des Striches vom milchableitenden
System im Bereich der Zitzenspitze ein Abbau des Vakuums begünstigt. Dieser Abbau
kann bis zum Aufbau eines geringen Uberdruckes im Bereich der Zitzenspitze gesteigert
werden. Auf diese Weise wird das Gewebe der Zitze sowohl pneumatisch als auch mechanisch
entlastet. Im Hinblick darauf, daß der Unterdruckabbau bzw. Druckaufbau im Bereich
der Zitzenspitze von einer Veränderung des innerhalb des Zitzengummis vorhandenen
Volumen abhängt, hängt die Hähe des an der Zitzenspit:e sich aufbauenden Druckes
von dem
das Zitzengummi beaufschlagenden Außendruck einerseits
und der Abdichtung des vom Zitzengummi umschlossenen Innenraumes andererseits ab.
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Mit heute üblichen Melkmaschinen ist es nicht möglich, die in der
Zitzenhaut vorhandenen Rezeptoren mechanisch so zu beanspruchen, daß die Zitze mit
einem optimalen Ausmelkgrad gemolken werden kann. Unter dem Einfluß des Atmosphärendruckes
werden insbesondere wesentliche-Flächenteile der Zitze vom Zitzengummi mechanisch
nicht beaufschlagt. Gerade diese Flächenteile enthalten eine Vielzahl der die Milchabgabe
steuernden Rezeptoren. Eine Beaufschlagung des Zitzengummis mit Uberdruck führt
zwar dazu, daß größere Teile der Oberfläche der Zitze vom Zitzengummi mechanisch
beaufschlagt werden. Andererseits kann sich aber an der Zitzenspitze ein Unterdruck
aufbauen, der für das Gewebe der Zitze nachteilige Auswirkungen haben kann. Dieser
Unterdruck kann je nach der Undichtigkeit des kollabierten Zitzengummis bis zu dem
im milchableitenden System vorhandenen Unterdruck anwachsen, so daß sich dieser
ungedämpft auf das Gewebe der Zitze auswirken kann. Eine Dämpfung des Unterdruckes
durch dessen Ausbreitung auf ein relativ großes Volumen ist angesichts des vom Uberdruck
beaufschlagten Zitzengummis nicht möglich.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht mithin darin,
die Vorrichtung der einleitend genannten Art so zu verbessern, daß bei großflächiger
Beaufschlagung der Oberfläche der Zitze schädliche Unterdruckeinflüsse im Bereich
der Zitzenspitze ausgeschlossen werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein zwischen
dem Zitzengummi einerseits und dem Zitzenbecher andererseits vorgesehener Ringraum
des Innenraumes mit Druckwechseln zwischen Überdruck einerseits und Unterdruck andererseits
beaufschlagt ist und zwischen der Zitzenspitze und dem milchableitenden System eine
Abtrennung des Unterdruckes von der Zitze vorgesehen ist.
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Diese Abtrennung des Unterdruckes von der Zitze führt dazu, daß der
schädliche Einfluß des Unterdruckes vom Gewebe der Zitze abgehalten wird. Stattdessen
kann die Volumenkontraktion des Zitzengummis unter dem Einfluß des Überdruckes nur
bis zu einer gewissen Größenordnung vorangetrieben werden, da Restluftanteile innerhalb
des Zitzengummis eine weitere Volumenkontraktion verhindern. Diese Restluft wird
unter dem Einfluß des sich in Richtung auf die Zitzenspitze fortpflanzenden Uberdruckes
in Richtung auf die Zitzenspitze gedrückt und sammelt sich dort in einem vor der
Zitzenspitze liegenden Raum des Zitzengummis.
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Die Rest luft verringert in diesem Raum das dort herrschende Vakuum.
Je nach der Menge der Restluft, der vom Überdruck erzeugten Kontraktion des Zitzengummis
und den zwischen dem milchableitenden System und dem Innenraum des Zitzengummis
bestehenden Verbindungen baut sich möglicherweise vor der Zitzenspitze sogar ein
geringer Überdruck auf, der das Gewebe der Zitze vor Unterdruckschädigungen bewahrt.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen eine bevorzugte
Ausführungsform der Erfindung beispielsweise veranschaulicht wird.
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In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1: eine schematische Skizze einer
Melkanlage, Fig. 2: einen Längsschnitt durch einen Melkbecher, Fig. 3: einen Längsschnitt
durch ein Zitzengummi, Fig. 4: einen Längsschnitt durch ein anderes Zitzengummi,
Fig. 5: einen Längsschnitt durch ein weiteres Zitzengummi und Fig. 6: einen Längsschnitt
durch ein anderes Zitzengummi.
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Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Melkanlage
besteht im wesentlichen aus einem milchableitenden System 1 und einem einen Druckwechsel
zwischen Über- und Unterdruck erzeugenden und steuernden System 2. Das milchableitende
System 1 besteht im wesentlichen aus einem Unterdruckerzeuger 3, einer Vakuumleitung
4, einem Milchsammelbehälter 5, einer Milchleitung 6, einem Verbindungsstück 7,
einem Milchschlauch 8 und einem Zitzenbecher 9. In diesem ist ein Innenraum 1o ausgebildet.
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Dieser Innenraum 1o ist über den Milchschlauch 8 mit dem Verbindungsstück
7 verbunden, das wiederum über die Milchleitung 6 mit dem Milchsammelbehälter 5
in Verbindung steht. Der für den Milchentzug notwendige Unterdruck wird von dem
Unterdruckerzeuger 3 über die Vakuumleitung 4 in das milchableitende System eingesteuert.
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Das den Druckwechsel erzeugende und steuernde System 2 besteht im
wesentlichen aus einem Überdruckerzeuger 11, dem Unterdruckerzeuger 3, dem Steuerglied
12, der Verbindungsleitung zum Überdruckerzeuger 13, der Verbindungsleitung zum
Unterdruckerzeuger 14 und dem Pulsschlauch 15. Über diesen Pulsschlauch 15 ist das
Steuerglied 12 einerseits mit einem Pulsraum 16 im Zitzenbecher 9 verbunden und
andererseits über die Verbindungsleitung 13 mit dem Überdruckerzeuger 11 und über
die Verbindungsleitung 14 mit dem Unterdruckerzeuger 3. Über das Steuerglied 12
kann auf eine Zitze 17, die sich innerhalb eines Zitzengummis 18 erstreckt, mit
einem Druckwechsel zwischen Überdruck einerseits und Unterdruck andererseits eingewirkt
werden.
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Das Zitzengummi 18 ist mit Hilfe eines Zitzengummikopfes 19 in einer
starren Hülse 20 des Zitzenbechers 9 befestigt.
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Im Zitzengummikopf 19 ist eine Eintrittsöffnung 21 vorgesehen, durch
die die Zitze 17 in einen Innenraum 22 hineinragt, der sich in Längsrichtung des
Zitzengummis 18 durch dieses erstreckt. Das Zitzengummi 18 verläuft mit seiner Längsachse
in Richtung der Längsachse des Zitzenbechers
9 und kann mit seinem
der Eintrittsöffnung21 gegenüberliegenden Ende 23 aus einer ihm zugewandten Öffnung
24 des Zitzenbechers 9 herausragen. Die Öffnung 24 ist von Wandungen 25 des Zitzenbechers
9 umgeben, an denen das Zitzengummi 18 mit seinem sich im Bereich der Wandungen
25 erstreckenden Teil 26 befestigt ist.
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Das Zitzengummi 19 soll sowohl im Bereich der Wandungen 25 als auch
im Bereich des Zitzengummikopfes 19 mit der starren Hülse 20 möglichst luftdicht
verbunden sein.
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Zu diesem Zwecke liegt der Zitzengummikopf 19 aufgrund einer hohen
elastischen Spannung sehr fest an einem ihm zugewandten Oberteil 27 der starren
Hülse 20 an.
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Im Zitzengummi 18 kann eine Absaugsperre 29 angebracht sein, die im
kollabierten Zustand des Zitzengummis 18 ein Eindringen des im milchableitenden
System 1 herrschenden Unterdrucks in den Innenraum 22 verhindert.
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Diese Absaugsperre 29 besteht aus zwei Anlageflächen 28, deren Verlauf
der Form des Zitzengummis 18 angepaßt ist, wenn sich dieses im kollabierten Zustand
befindet. Durch die Anlage flächen 28 mündet eine Absaugöffnung 30 über eine Bohrung
31 im Innenraum 22. Die Absaugöffnung 30 steht mit dem milchableitenden System in
Verbindung.Die Die Bohrung 31 ist im kollabierten Zustand des Zitzengummis 18 verschlossen,
wenn dieser auf den Anlageflächen 28 aufliegt und damit die Mündungen der Bohrung
31 in die Anlageflächen 28 verschließt.
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Mit dem Unterdruckerzeuger 3 wird in dem milchableitenden System 1
ein ausreichender Unterdruck erzeugt, um Milch 32 aus der Zitze 17 in das milchableitende
System 1 abzusaugen.
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Nach Ansetzen des Zitzenbechers 9 auf die Zitze 17 kann sich der Unterdruck
bis in die Zitzenbecher 9 fortpflanzen.
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Hierdurch wird die Zitze 17 vom Unterdruck beaufschlagt, so daß der
Milchfluß beginnen kann.
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Mit der Inbetriebiahme des Steuergliedes 12 steht der Pulsraum 16
entweder rit dem Überdruckerzeuger 11 oder dem Unterdruckerzeuge 3 in Verbindung,
so daß entweder Überdruck
oder Unterdruck in den Pulsraum 16 eingesteuert
wird.
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Bei eingesteuertem Überdruck schmiegt sich das Zitzengummi 18 an die
Zitze 17 an und umschließt sie auf einem relativ großen Teil ihrer Oberfläche 41
. So lange das Zitzengummi 18 noch nicht fest auf den Anlageflächen 28 aufliegt,
wird gleichzeitig Luft aus dem Innenraum 22 abgesaugt. Nach dem die Bohrung 31 durch
das Zitzengummi 18 verschlossen ist, hört die Absaugung der Luft im Innenraum 22
auf. Restluftanteile sammeln sich in einem Sammelraum 33, der sich zwischen der
Absaugsperre 29 und einer Zitzenspitze 34 befindet, die den am weitesten in das
Zitzengummi 18 hineinragenden Teil der Zitze 17 bildet.
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Da dieser Restluftanteil aus dem Sammelraum 33 nicht mehr abgesaugt
werden kann, verringert er an dieser Stelle das auf die Zitze 17 einwirkende Vakuum.
Der Restluftanteil kann so groß sein, daß sich an der Zitzenspitze 34 ein leichter
Überdruck ausbildet. Durch die weitflächige Anlage des Zitzengutmis 18 an der Zitze
17 werden eine Vielzahl von Rezeptoren mechanisch vom Zitzengummi 18 beaufschlagt,
die für die Ausschüttung des Oxytoxin und damit für die Auslösung des Milchejektionsreflexes
verantwortlich sind. Da gleichzeitig die Zitzenspitze 34 fast vollständig vom Unterdruck
des milchableitenden Systems entlastet ist, werden die Voraussetzungen für einen
verbesserten Milchfluß während des sich anschließenden Saugtaktes geschaffen.
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Zur Einleitung des Milchflusses wird über das Steuerglied 12 Unterdruck
in den Pulsraum 16 eingesteuert. Hierdurch wird das Zitzengummi 18 von der Wandung
der Zitze 17 abgehoben. Gleichzeitig gibt das Zitzengummi 18 die Bohrung 31 frei,
so daß sich neuerdings ein Unterdruck im Innenraum 22 aufbauen kann. Dieser wirkt
auf die Zitze 17 ein und entzieht ihr die Milch 32, die über die Bohrung 31 und
die Absaugöffnung 30 in das milchableitende System 1 abgeleitet wird.
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Die Absaugsperren 29 kann auch in der starren Hülse 20 befestigt sein.
In diesem Falle ragt das Zitzengummi 18 lediglich bis in den Bereich einer Befestigung
36, mit der
die Absaugsperre 29 in der starren Hülse 20 befestigt
ist. Der Anschluß des milchableitenden Systems 1 erfolgt unmittelbar an die Öffnung
24 der starren Hülse 20. Die Funktion der Absaugsperren 29, die in der starren Hülse
20 befestigt ist, ist die gleiche wie diejenige, die für die im Zitzengummi 18 befestigte
Absaugsperre 29 beschrieben wurde.
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Eine weitere Möglichkeit, den Innenraum 22 des Zitzengummis 18 im
kollabierten Zustand des Zitzengummis 18 vom Unterdruck des milchableitenden Systems
1 abzutrennen besteht darin, den Zitzenbecher 18 mit Wandungen 37 unterschiedlicher
Wandstärke auszubilden. So ist es möglich, das Kollabieren des Zitzengummis 18 dadurch
zu begünstigen, daß die Wandungen 37 unterhalb der Zitzenspitze 34 eine Dünnstelle
38 aufweisen. Darüberhinaus ist es möglich, auf die Wandungen 37 Verstärkungen 39
aufzubringen, die einander im kollabierten Zustand des Zitzengummis 18 beaufschlagen.
Darüberhinaus sind im Stand der Technik eine Vielzahl weiterer Möglichkeiten bekanntgeworden,
die ein möglichst t sc t ließen des Innenraumes 22 gegenüber dem Unterdruck des
milchableitenden Systems 1 zum Ziel haben. Beispielsweise ist es denkbar, die Wandungen
37 mit Falten 40 zu versehen, die eine bestimmte Einfaltordnung des Zitzengummis
18 zum Ziel haben. Diese Einfaltordnung führt zu einem sicheren Abtrennen des Innenraumes
23 vom Unterdruck des milchableitenden Systems 1.
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Schließlich ist es denkbar, das Zitzengummi 18 so zu gestalten, daß
beim Kollabieren des Zitzengummis 18 die verbleibende Restluft in Längsrichtung
der Zitze 17 in Richtung auf die Zitzenspitze 34 gedrückt wird, um sich dort im
Sammelraum 33 zu sammeln. Zu diesem Zwecke können beispielsweise die Wandungen 37
mit einer sich in Richtung auf das Ende 23 vergrößernden Wand stärke versehen werden.
Auf diese Weise wird erreicht, daß die Wandungen 37 zunächst im Bereich der kleineren
Wandstärken kollabieren
und sich das Kollabieren entsprechend der
zunehmenden Wandstärke in Richtung auf das Ende 23 fortpflanzt.
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Schließlich ist es denkbar, das Material des Zitzengummis 18 so zu
wählen, daß das Zitzengummi 18 unterschiedliche Elastizitätsgrade aufweist. Beispielsweise
kann der sich unterhalb der Zitzenspitze 34 befindliche Teil der Wandungen 37 besonders
elastisch sein, so daß er unter dem Einfluß des Überdrucks einen vakuumdichten Abschluß
bildet. Es ist auch möglich, das Zitzengummi 18 mit einer sich in seiner Längsrichtung
abnehmenden Elastizität auszubilden. Auf diese Weise wird erreicht, daß unter dem
Einfluß des Überdruckes zunächst die dem Zitzengummikopf 19 benachbarten elastischen
Teile kollabieren und erst bei weiterer Zunahme des Überdrucks die weniger elastischen
Teile des Zitzengummis 18 sich an die Oberfläche der Zitze 17 anschmiegen. Auch
auf diese Weise wird die Restluft in Richtung auf die Zitzenspitze 34 gedrückt und
kann sich im Sammelraum 33 sammeln. In jedem Falle kommt es auf einen möglichst
definier-Abschluß des Zitzengummis gegenüber dem milchableitenden System 1 an. Dabei
kommt es im Sinne der Erfindung nicht darauf an, wie dieser Abschluß erzeugt wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann in verschiedener Weise gesteuert
werden. Dabei ist es zum Beispiel denkbar, während des gesamten Melkvorganges Überdruck
statt Atmosphärendruck auf das Zitzengummi 18 in der Entlastungsphase einwirken
zu lassen. Es ist jedoch auch denkbar, lediglich während bestimmter Zeitabschnitte
des Melkvorganges das Zitzengummi 18 in der Entlastungsphase mit Überdruck und im
übrigen mit Atmosphärendruck zu beaufschlagen.
Darüber hinaus ist
es möglich, den Überdruck auch veränderlich in den Innenraum 10 einzusteuern. Die
Veränderlichkeit kann sowohl die Höhe des Überdruckes betreffen als auch die Dauer
seines Einwirkens auf das Zitzengummi 18. Es ist auch denkbar, den Überdruck in
Intervallen ab- und anschließend anschwellend in den Innenraum 10 einzusteuern.
Die jeweilige Steuerung kann in Abhängigkeit vom Milchfluß erfolgen. Es ist jedoch
auch möglich, die Steuerung zeitabhängig oder nach anderen Kriterien vorzunehmen.
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In ähnlicher Weise kann die Abtrennung der Zitzenspitze 34 vom Unterdruck
des milchableitenden Systems 1 erfolgen. Regelmäßig wird eine vollkommene Abtrennung
vorgenommen werden.
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Es ist jedoch auch möglich, mit Hilfe definierter Durchlässe einen
gewünschten Unterdruck an der Zitzen spitze 34 aufrecht zu erhalten. Dabei kann
die Abschaltung der Zitze vom Unterdruck zeitabhängig erfolgen. Es ist jedoch auch
möglich, eine druckabhängige Steuerung vorZszeHen, wobei auf einen konstanten Druck
im Sammelraum 33 abgestellt werden sollte. Darüber hinaus kann die Abschaltung der
Zitze 17 vom Unterdruck auch abhängig vom Milch fluß erfolgen.
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Schließlich ist es möglich, mit Überdruck auf die gesamte Länge der
Zitze gleichmäßig einzuwirken. Es ist jedoch auch möglich, die Intensität des Überdruckes
so zu steuern, daß die Zitze 17 an einzelnen Stellen stärker, an anderen Stellen
weniger stark vom Überdruck beaufschlagt wird. Insbesondere kann in Längsrichtungs
der Zitze mit einem anschwellenden Überdruck in Richtung auf die Zitzenspitze eingewirkt
werden. Zur Verhinderung des Blindmelkens ist es möglich, nach Beendigung des Milchflusses
die Zitzenspitze auf Dauer vom Unterdruck abzuschalten.
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Eine Abtrennung 42 kann auch im Milch schlauch 8 vorgesehen sein.
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Dabei ist es denkbar, im Milchschlauch 8 die bereits für das Zitzengummi
beschriebenen Abtrennungen alternativ vorzunehmen.