DE69613578T2

DE69613578T2 - Verfahren zum überwachen einer melkmaschine und melkmaschine

Info

Publication number: DE69613578T2
Application number: DE69613578T
Authority: DE
Inventors: Lars Innings; Ole Lind; Benny Oernerfors; Guenter Schlaiss
Original assignee: Alfa Laval Agri AB
Current assignee: DeLaval International AB
Priority date: 1995-05-17
Filing date: 1996-05-14
Publication date: 2002-04-25
Anticipated expiration: 2016-05-15
Also published as: WO1996036212A1; JP2000503523A; EP0831691A1; DE69613578D1; SE9501835D0; US6073579A; SE9501835L; SE505351C2; JP3575614B2; EP0831691B1; AU5785596A

Description

Verfahren zum Überwachen der Funktion einer Melkmaschine und Melkmaschine Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Überwachen der Funktion einer Melkmaschine, die einen Zitzenbecher mit einem Zitzengummi und eine Pulskammer aufweist, bei dem an das Innere des Zitzengummis ein Melkvakuum angelegt wird und an die Pulskammer ein pulsierendes Vakuum, so daß sich der Zitzengummi zyklisch zwischen einer im wesentlichen offenen Position und einer im wesentlichen geschlossenen Position bewegt. Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Melkmaschine, umfassend einen Zitzenbecher mit einem Gummi und einer Pulskammer, einer Vakuumquelle zum Erzeugen eines Melkvakuums im Inneren des Zitzengummis und einen Pulsator, der zum wechselweisen Verbinden der Pulskammer mit der Umgebung und der Vakuumquelle dient, so daß in eine Pulskammer ein pulsierendes Vakuum erzeugt wird, um eine pulsierende Bewegung des Zitzengummis zwischen einer im wesentlichen geöffneten Position und einer im wesentlichen geschlossenen Position zu erreichen.
Traditionell umfaßt eine Melkmaschine ein Melkzeug mit einem Sammelstück und vier Zitzenbechern, wobei jeder Zitzenbecher ein Gehäuse und einen Zitzengummi im Gehäuse aufweist, so daß eine Pulskammer zwischen dem Zitzengummi und dem Gehäuse gebildet wird. Während des Melkens wird das Innere des Zitzengummis einem Melkvakuum unterworfen, das normalerweise bei einem Niedrigdruck von ungefähr 50 kPasc unterhalb des Atmosphärendruckes liegt. Es gibt auch Melkmaschinen, die unter Hochdruckbedingungen arbeiten, wobei der Niedrigdruck oberhalb des Atmosphärendrucks liegen kann. Die Pulskammer wird einem zyklisch pulsierenden Vakuum unterworfen, das normalerweise zwischen Atmosphärendruck, wenn der Zitzengummi zusammen fällt oder geschlossen wird, und dem maximalen Vakuumpegel, wenn der Zitzengummi vollständig geöffnet ist, variiert. Der maximale pulsierende Vakuumpegel ist normalerweise ein Niedrichdruckpegel von 50 kPasc unterhalb des Atmosphärendrucks, d.h. gleich dem Melkvakuumpegel. Das bedeutet, daß die Druckdifferenz über die Wand des Zitzengummis im wesentlichen gleich Null ist, wenn der Zitzengummi vollständig geöffnet ist.
Das pulsierende Vakuum stellt einen Pulszyklus dar, der in vier Phasen eingeteilt werden kann, d.h. (a) eine Öffnungsphase, während der das pulsierende Vakuum vom Atmosphärendruck ungefähr auf den Melkvakuumpegel ansteigt und sich der Zitzengummi von einer geschlossenen Position in eine offene Position bewegt, (b) eine offene Phase, während der das pulsierende Vakuum seinen maximalen Pegel erreicht hat und im wesentlichen gleich dem Melkvakuumpegel ist und sich der Zitzengummi in einer geöffneten Position befindet, (c) eine Schließphase, während der das pulsierende Vakuum vom Melkvakuumpegel zum Atmosphärendruck absinkt und sich der Zitzengummi von der offenen Position in die geschlossene Position bewegt, und schließlich (d) eine geschlossene Phase, während der das pulsierende Vakuum gleich dem Atmosphärendruck ist und sich der Zitzengummi in einer geschlossenen Position befindet. Die Öffnungs- und Schließphasen des Zitzengummis während der Phase (a) und (c) umfassen eine sehr schnelle und abrupte Bewegung des Zitzengummis. Aus einer geschlossenen Position, in der sich gegenüberliegende Wandabschnitte des Zitzengummis berühren, bleibt der Zitzengummi, wenn das pulsierende Vakuum ansteigt, im wesentlichen geschlossen, bis ein bestimmter pulsierender Vakuumpegel erreicht wird, die sogenannte Berührungsdruckdifferenz ("touch pressure difference", TPD), bei dem er sich abrupt zur sogenannten kritischen Kollapsdruckdifferenz ("critical collapse pressure difference", CCPD) öffnet, bei der der Zitzengummi vollständig geöffnet ist, das heißt gegenüberliegende Wandabschnitte des Zitzengummis sind voneinander beabstandet. Von dem Zeitpunkt an, wenn das pulsierende Vakuum den TPD-Pegel übersteigt, ist der Zitzengummi daher im wesentlichen geöffnet, und ein weiterer Anstieg des pulsierenden Vakuums führt lediglich zu einem unwesentlichen weiteren Öffnen des Zitzengummis. Dieses sehr abrupte Öffnen und Schließen ist ein wichtiges Merkmal des Zitzengummis, wodurch ein effektives Massiren der Zitze während des Melkens sichergestellt wird.
Ältere Zitzengummis werden jedoch weicher und ihre Elastizität oder Spannkraft verringert sich graduell, was zu einer weniger sanften Behandlung der Zitzen und zu einem weniger effektiven Massieren der Zitze führt. Das führt am Ende dazu, daß die Produktivität des Melkprozesses abnimmt und der Zitzengummi durch einen neuen ersetzt werden muß.
Bisher wurde der Zeitpunkt für ein solches Ersetzen in Übereinstimmung mit einem mehr oder weniger fest vorbestimmten Schema oder durch eine vom Betreiber der Melkmaschine von Hand vorgenommene Überprüfung gewählt.
Individuelle Zitzengummis altern jedoch unterschiedlich, was dazu führt, daß ein Zitzengummi schon nach relativ kurzer Zeit oder nach einer relativ geringen Ahzahl von Melkungen ersetzt werden müßte, während ein anderer für eine wesentlich längere Zeitdauer noch befriedigend arbeiten könnte. Im Hinblick darauf ist ein festes Schema zum Ersetzen natürlich kein optimaler Ansatz, da es dazu führt, daß einerseits noch gut funktionierende Zitzengummis ersetzt würden, und andererseits das Melken mit mehr oder weniger abgenutzten Zitzengummis durchgeführt wird. Darüberhinaus ist eine manuelle Überprüfung der Zitzengummis zeitaufwendig und nicht sonderlich verläßlich.
Die WO-A-9314625, der die Oberbegriffe in Anspruch 1 und 8 entsprechen, offenbart eine Melkvorrichtung, die für jedes Sammelstück einen Pulsator und eine Steuereinheit zum Öffnen und Schließen der Zitzengummis umfaßt. Die Pulsumschaltcharakteristika des Pulsators werden durch die Steuereinheit in Übereinstimmung mit dem Öffnen und Schließen der Zitzengummis gesteuert, um die Pulseffektivität zu verbessern, d. h. ein vollständiges Zusammenfallen und Öffnen der Zitzengummis in einem einzigen Pulszyklus sicherzustellen. Wenn die Zitzengummis vollständig geschlossen oder geöffnet sind, ebbt der Luftstrom im Pulsvakuumrohr ab. Dieses Abebben des Luftstroms wird durch unterschiedliche Einrichtungen, wie sie in der WO-A-9314625 vorgeschlagen sind, erfaßt. Eine solche Einrichtung umfaßt zum Beispiel einen Kolben und eine Zylindervorrichtung, die im Pulsvakuumrohr vorgesehen sind, wodurch sich der Kolben mit der Luftströmung bewegt und in zwei gegenüberliegenden Positionen zur Ruhe kommt, in denen der Kolben erfaßt wird, so daß ein Signal an den Pulsator zum Wechseln zwischen Atmosphärendruck und Niedrigdruck abgegeben wird. Andere Einrichtungen, die vorgeschlagen worden sind, sind eine Vorrichtung, die eine Gummimembran umfaßt, die sich in Reaktion auf den Luftstrom bewegt, eine rotierende Turbinenvorrichtung und ein Heißdrahtgalvanometer.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, die oben erwähnten Nachteile zu überwinden und ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Überwachen der Funktion einer Melkmaschine bereitzustellen. Dieses Ziel wird erreicht durch das eingangs definierte Verfahren, das gekennzeichnet ist durch die Schritte:
Erfassen der Bewegung des Zitzengummis, wenn sich der Zitzengummi schlagartig in eine der offenen und geschlossenen Positionen bewegt,
Anzeigen einer Fehlfunktion, wenn die erfaßte Bewegung nicht eine vorbestimmte Bedingung erfüllt.
Da der Zitzengummi nach dem Gebrauch an Elastizität verliert, nimmt die Druckdifferenz über die Zitzengummiwand, die zum Erzeugen der Bewegung zwischen der offenen und geschlossenen Position nötig ist, mit der Zeit ab. Das bedeutet, daß der TPD-Pegel des pulsierenden Vakuums anwächst und daß sich der Zitzengummi später öffnet und schließt. Durch ein direktes oder indirektes Erfassen dieser Bewegung, zum Beispiel durch Erfassen des pulsierenden Vakuumpegels, bei dem die Bewegung auftritt, des Zeitpunkts, wenn die Bewegung auftritt, usw. und durch Anzeigen einer Fehlfunktion, wenn die Bewegung nicht eine vorbestimmte Bedingung erfüllt, erreicht man eine praktische Überwachung der Funktion des Zitzengummis. Nach dem vorgeschlagenen Verfahren kann der Zeitpunkt zum Ersetzen des Zitzengummis viel exakter als bisher bestimmt werden. Darüberhinaus macht das vorgeschlagene Verfahren alle manuellen Überprüfungen des Zitzengummis überflüssig. Auch wenn der Zitzengummi Löcher hat oder gerissen ist, wird das vom vorgeschlagenen Verfahren erfaßt und er kann sofort ersetzt werden. Zitzengummis, die von Anfang an geringe oder unzureichende Qualität aufweisen, zum Beispiel illegale Kopien, werden erkannt und dem Melker wird angezeigt, daß solche Zitzengummis vorzugsweise nicht verwendet werden sollten, um eine optimale Funktion der Melkmaschine zu gewährleisten. Darüberhinaus wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 auch die Funktion des Pulsierens überwacht. Wenn zum Beispiel keine Pulsation auftritt, wird das erfaßt, da dann keine Bewegung des Zitzengummis auftritt. Liegt die Pulsfrequenz außerhalb eines vorbestimmten Bereiches, kann das erfaßt werden, da die Bewegung des Zitzengummis später oder früher auftritt. Eine Unterbrechung oder Verstopfung aufgrund von Schmutz, Einklemmen oder Biegen der kurzen oder langen Pulsrohre wird ebenso erfaßt. Schließlich kann die Funktion des gesamten Melksystems nach dem Verfahren von Anspruch 1 überwacht werden. Eine Abweichung von einem gewünschten Melkvakuumpegel, zum Beispiel aufgrund von Defekten in der Vakuumpumpe, der Vakuumreguliereinrichtung, Leckage in Milchleitungen oder Rohren, Verstopfungen aufgrund von Schmutz, Einklemmen oder Verbiegen der Milchleitungen, falsch justierte Ventile usw., kann auch erfaßt werden, da die Bewegung des Zitzengummis dann für einen anderen pulsierenden Vakuumpegel auftritt, später oder früher auftritt, oder überhaupt nicht auftritt.
Nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Erfassungsschritt ein Ermitteln des Wertes einer auf die Bewegung des Zitzengummis reagierenden Variablen, wenn sich der Zitzengummi schlagartig in eine der offenen und geschlossenen Positionen bewegt, und ein Anzeigen der Fehlfunktion, wenn der ermittelte Wert außerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt. Die Variable kann dabei das pulsierende Vakuum in der Pulskammer sein.
Nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Erfassungsschritt ein Ermitteln des Zeitpunktes seit Beginn mindestens eines der aufeinanderfolgenden Pulszyklen, wenn sich der Zitzengummi schlagartig in eine der offenen und geschlossenen Positionen bewegt, und ein Anzeigen der Fehlfunktion, wenn der ermittelte Zeitpunkt außerhalb eines vorbestimmten Intervalls liegt. Dieser Zeitpunkt kann durch eine Reaktion auf eine von der Bewegung des Zitzengummis abhängige Variable erfaßt werden. Deshalb kann die Variable vorzugsweise das pulsierende Vakuum in der Pulskammer oder das Volumen der Pulskammer sein. Darüberhinaus umfaßt der Zitzenbecher ein Gehäuse, das den Zitzengummi einschließt, wodurch die Pulskammer zwischen dem Zitzengummi und dem Gehäuse definiert wird, und die Variable daher der Abstand zwischen einem festen Punkt in Bezug auf das Gehäuse und den Zitzengummi sein kann.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung wird weiterhin erreicht durch eine Melkmaschine, die dadurch gekenzeichnet ist, daß ein Sensor zum Erfassen der Bewegung des Zitzengummis vorgesehen ist, wenn sich der Zitzengummi schlagartig in eine der offenen und geschlossenen Positionen bewegt, und daß eine elektronische Verarbeitungseinheit zum Anzeigen einer Fehlfunktion in Reaktion darauf vorgesehen ist, wenn der Sensor eine Bewegung des Zitzengummis erfaßt, die nicht eine vorbestimmte Bestimmung erfüllt.
Mittels einer solchen Melkmaschine kann die Funktion der Maschine automatisch überwacht werden. Auf diese Weise können Defekte im System erfaßt und ein geeigneter Zeitpunkt zum Ersetzen des Zitzengummis bestimmt werden.
Die abhängigen Ansprüche 9 bis 14 definieren bevorzugte Ausführungsformen der Melkmaschine.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es werden nun genauer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Figur. 1 ist eine schematische Ansicht einiger Komponenten einer Melkmaschine in Übereinstimmung mit der Erfindung,
Fig. 2 ist ein Diagramm und stellt den Wechsel des pulsierenden Vakuums während eines Pulszyklus dar, wenn die Maschine nach der Erfindung betrieben wird, und
Fig. 3 ist ein Diagramm und stellt die Volumenänderung der Pulskammer während eines Pulszyklus' dar, wenn die Melkmaschine nach der Erfindung betrieben wird.

Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung

Fig. 1 zeigt eine Melkmaschine 1, die ein Werkzeug 2, mindestens einen Zitzenbecher 3 und ein Sammelstück 4 umfaßt. In der offenbarten Ausführungsform sind zwei Zitzenbecher 3 vorgesehen, obwohl es sich auch um mehr Zitzenbecher, zum Beispiel vier, handeln kann, je nach dem zu melkenden Tier. Jeder Zitzenbecher 3 umfaßt ein Gehäuse 5 und einen Zitzengummi 6. Eine Pulskammer 7 wird zwischen dem Gehäuse 5 und dem Zitzengummi 6 gebildet. Das Innere jedes Zitzengummis 6 bildet einen Milchdurchgang 8. Das Sammelstück 4 ist mit dem Milchdurchgang 8 über kurze Milchleitungen 9 verbunden, und die Pulskammern 7 durch kurze Pulsleitungen 10. Die kurzen Milchleitungen 9 sind über das Sammelstück 4 mit einer langen Milchleitung 11 verbunden, die sich vom Sammelstück 4 zu einer Milchleitung 12 erstreckt, die mit einer Vakuumpumpe 13 in Verbindung steht. Die kurzen Pulsleitungen 10 sind über das Sammelstück 4 paarweise mit langen Pulsleitungen 14, 15 verbunden, die wiederum mit einem Pulsator 16 verbunden sind. Der Pulsator 16 ist über eine lange Pulsleitung 17 mit einer Pulsatorluftleitung 18 verbunden, die mit der Vakuumpumpe 13 in Verbindung steht. Alternativ kann die lange Pulsleitung 17 weggelassen und der Pulsator 16 direkt an die Pulsatorluftleitung 18 angeschlossen werden. Eine Druckreguliervorrichtung 19 ist zwischen der Vakuumpumpe 13 und der Pulsatorluftleitung 18 und der Milchleitung 12 vorgesehen, um getrennt voneinander den Vakuumpegel zur Pulsatorluftleitung 18 und zur Milchleitung 12 zu regulieren. Eine elektronische Verarbeitungseinheit 20 ist mit einem Sensor 21 verbunden, der die Bewegung des Zitzengummis 6 erfaßt. Obwohl der Sensor verschiedene Typen umfassen kann, wie unten näher beschrieben, verwendet diese Ausführungsform zum Erfassendes Pulsvakuums einen Drucksensor 21, der in mindestens einer der Pulskammern 7 vorgesehen ist. Es ist anzumerken, daß der Drucksensor 21 auch in einer der kurzen Pulsleitungen 10, der langen Pulsleitungen 14, 15, dem Pulsator 16 und dem Sammelstück 4 angeordnet sein kann.
Die elektronische Verarbeitungseinheit 20 umfaßt verschiedene Vorrichtungen, die als unterschiedliche funktionelle Blöcke dargestellt sind. Es ist jedoch anzumerken, daß diese Funktionen mittels eines oder mehrerer Mikroprozessoren gesteuert werden können. Bei den funktionellen Blöcken handelt es sich um eine mit dem Sensor 21 verbundene Aufzeichnungseinrichtung 22 zum Aufzeichnen des erfaßten Werts des Pulsvakuums, eine mit der Aufzeichnungseinrichtung 22 verbundene Verarbeitungseinrichtung 23 zum Verarbeiten der aufgezeichneten Werte, eine mit der Verarbeitungseinrichtung 23 in Verbindung stehende Erfassungseinrichtung 24 zum Erfassen von Abweichungen, eine mit der Verarbeitungseinrichtung 23 verbundene Vergleichseinrichtung 22 zum Vergleichen des erfaßten Wertes mit einer vorbestimmten Bedingung und eine Anzeigeeinrichtung 26 zum Anzeigen einer Fehlfunktion.
Fig. 2 zeigt eine Kurve 27 eines pulsierenden Vakuums PV in der Pulskammer 7 als Funktion der Zeit während eines Pulszyklus', wenn der Zitzenbecher 3 an die Zitze eines Tieres angesetzt wird. Alternativ kann man eine solche Kurve erhalten, indem man den Zitzenbecher 3 an eine künstliche Zitze ansetzt oder den Zitzengummi schließt. Das pulsierende Vakuum steigt von Null (was dem Atmosphärendruck entspricht) während einer Phase (a) auf einen maximalen pulsierenden Vakuumpegel Pmax von ungefähr 50 kPasc an. Während einer Phase (b) verbleibt das pulsierende Vakuum beim maximalen Pegel Pmax und während einer Phase (c) fällt es zurück auf Null und verbleibt bei Null während der Phase (d). Während der Phase (a) wird der Zitzengummi 6 geschlossen, bis das pulsierende Vakuum die Berührungsdruckdifferenz TPD erreicht hat, bei der sich der Zitzengummi 6 plötzlich und abrupt öffnet. Aufgrund dieser Öffnungsbewegung des Zitzengummis 6 nimmt das Volumen der Pulskammer 7 ab. Diese Volumenabnahme führt zu einer zeitweiligen Unterbrechung des Anstiegs des pulsierenden Vakuums in der Pulskammer 7, was dazu führt, daß während der Phase (a) in einem Bereich 28 der Kurve 27 eine ganz bestimmte Irregularität auftritt, siehe das Diagramm von Fig. 2. Mittels des Drucksensors 21 und der elektronischen Verarbeitungseinheit 20 ist es möglich, den pulsierenden Vakuumpegel beim Abschnitt 28 zu erfassen, der der Berührungsdruckdifferenz TPD entspricht. Der erfaßte pulsierende Vakuumpegel wird über die Vergleichseinrichtung 25 mit einem vorbestimmten Bereich P1 bis P2 verglichen, und wenn der erfaßte Wert außerhalb dieses Bereichs P1 bis P2 liegt, wird durch die Anzeigeeinrichtung 26 ein Signal abgegeben. Die Anzeigeeinrichtung 26 kann zum Beispiel ein Display sein, das eine geschriebene Nachricht anzeigt, die das Ersetzen des Zitzengummis fordert. Alternativ kann es eine blinkende Lampe, eine Sirene usw. sein.
Nachdem er für eine gewisse Zeit in Gebrauch ist, wird der Zitzengummi 6 weicher und die Berührungsdruckdifferenz TPD steigt an, siehe das Diagramm in Fig. 2, d. h. die notwendige Druckdifferenz über die Zitzengummiwand zum Einleiten des Öffnens und Schließens sinkt ab. Typischerweise liegt diese Druckdifferenz ungefähr bei 10 kPasc für einen neuen Zitzengummi 6. Das bedeutet, daß das pulsierende Vakuum bei TPD ungefähr bei 38 bis 40 kPasc liegt und der vorbestimmte Bereich P1 bis P2 zum Beispiel ungefähr zwischen 33 und 45 kPasc. Durch einen solchen Bereich werden die Zitzengummis 6 erfaßt und ersetzt, wenn sie so viel Elastizität verloren haben, daß die Druckdifferenz über die Wand weniger als 5kPasc beträgt.
Es sollte darauf hingewiesen werden, daß die abrupte Bewegung des Zitzengummis 6 auch während der Phase (c) erfaßt werden kann, wenn das pulsierende Vakuum abfällt und der Zitzengummi 6 sich bei der kritischen Kollapsdruckdifferenz CCPD schließt. Während (c) tritt ein plötzliches Ansteigen des Volumens der Pulskammer 7 ein, was als eine ganz bestimmte Irregularität bei einem Bereich 29 der Kurve 27 im Übergang von Fig. 2 dargestellt ist.
Jedes Melken kann in vier Perioden eingeteilt werden, d. h. die zuerst erfolgende Stimulations- oder Massageperiode, die Hauptflußperiode, die Flußabnahmeperiode und die Flußendeperiode. Während der zuerst erfolgenden, der Flußabnahme- und der Flußendeperiode wird der Milchfluß im Vergleich zur Hauptflußperiode vermindert. Der Melkvakuumpegel variiert mit dem Milchfluß, so daß ein hoher Milchfluß den Melkvakuumpegel im Inneren 8 des Zitzengummis 6 reduziert. Es ist daher wichtig, den TPD-Pegel und den CCPD-Pegel abzustimmen, und zwar unter den gleichen Bedingungen für jedes Melken, um einen vergleichbaren Wert zu erhalten. Obwohl es aus Fig. 2 so erscheint, daß der CCPD-Pegel derselbe während Phase (a) und (c) ist, und daß der TPD-Pegel derselbe während Phase (a) und (c) ist, sollte angemerkt werden, daß dies nicht der Fall sein muß.
Der TPD-Pegel oder CCPD-Pegel kann auf verschiedene Weisen erfaßt werden. Eine Möglichkeit besteht darin, eine Variable zu erfassen, die von der Bewegung des Zitzengummis abhängt, und einen pulsierenden Vakuumpegel zu erfassen, wenn die erfaßte Variable anzeigt, daß sich der Zitzengummi 6 öffnet oder schließt. Das heißt, diese Variable kann die Anstiegsrate bzw. die Abfallrate des pulsierenden Vakuums sein, wobei der pulsierende Vakuumpegel erfaßt werden kann, wenn diese Rate zeitweise reduziert wird.
Durch die Aufzeichnungseinrichtung 22 kann das pulsierende Vakuum als Funktion der Zeit aufgezeichnet werden, wenn das pulsierende Vakuum während eines Pulszyklus' ansteigt oder abfällt. Die Ableitung dieser aufgezeichneten Funktion kann durch die Verarbeitungseinrichtung 23 bestimmt werden. Da die Neigung in der Kurve 27 abrupt bei den Abschnitten 28 und 29 wechselt, wird sich die Ableitung an diesen Abschnitten 28, 29 ändern, was durch die Erfassungseinrichtung 24 erfaßt werden kann.
Es ist auch möglich, das pulsierende Vakuum über die Zeit durch die Aufzeichnungseinrichtung 22 aufzuzeichnen, wenn das pulsierende Vakuum während eines Pulszyklus' ansteigt oder abfällt, währenddessen das Innere des Zitzengummis dem Atmosphärendruck ausgesetzt wird. Das kann als Initialmessung vor dem tatsächlichen Melkprozeß erfolgen, und während eines solchen Fallens oder Ansteigens des pulsierenden Vakuums ist der Zitzengummi 6 vollständig geöffnet. Danach kann eine pulsierende Vakuum/Zeitfunktion auf der Grundlage des aufgezeichneten pulsierenden Vakuums durch die Verarbeitungseinrichtung 23 ausgewertet werden. Der pulsierende Vakuumpegel während eines darauffolgenden Pulszyklus' des Melkprozesses, wenn der Anstieg oder Abfall des Pulsvakuums von einem vorbestimmten Wert von der pulsierenden Vakuum/Zeitfunktion abweicht, kann durch die Erfassungseinrichtung 24 erfaßt werden.
Darüberhinaus ist es möglich, die Änderung des pulsierenden Vakuums über die Zeit durch die Aufzeichnungseinrichtung 22 aufzueichnen, wenn das pulsierende Vakuum während eines Pulszyklus' ansteigt oder abfällt. Danach kann, basierend auf dem aufgezeichneten pulsierenden Vakuum unter der Voraussetzung, daß das Volumen der Pulskammer konstant gehalten wird, durch die Verarbeitungseinrichtung 23 eine pulsierende Vakuum/Zeitfunktion ausgewertet werden. Das pulsierende Vakuum während eines darauffolgenden Pulszyklus' des Melkprozesses kann durch den Sensor 21 erfaßt werden, und wenn das erfaßte pulsierende Vakuum um einen vorbestimmten Wert von der ausgewerteten pulsierenden Vakuum/Zeitfunktion abweicht, kann dies durch die Erfassungseinrichtung 24 erfaßt werden.
Darüberhinaus ist es ebenfalls möglich, das pulsierende Vakuum über die Zeit während des Anstiegs oder des Abfalls des pulsierenden Vakuums während eines Pulszyklus' durch die Aufzeichnungseinrichtung 22 aufzuzeichnen und über die Verarbeitungseinrichtung 23 eine extrapolierte mathematische Funktion mittels einiger weniger Anfangswerte des aufgezeichneten pulsierenden Vakuums auszuwerten. Danach kann die Erfassungseinrichtung 24 den pulsierenden Vakuumpegel erfassen, wenn der Anstieg oder Abfall des pulsierenden Vakuums um einen vorbestimmten Wert von der extrapolierten mathematischen Funktion abweicht.
Wie oben erwähnt, führt die abrupte Bewegung des Zitzengummis 6 zu einer schnellen Volumenänderung der Pulskammer 7. Während Phase (a) steigt das pulsierende Vakuum im wesentlichen an, während das Volumen der Pulskammer 7 im wesentlichen gleich bleibt. Wenn das pulsierende Vakuum die Berührungsdruckdifferenz, TPD, erreicht, öffnet sich der Zitzengummi 6 und das Volumen der Pulskammer 7 nimmt plötzlich ab. In einem Volumen-Zeit- Diagramm ("volume time diagram", V-T) - siehe Fig. 3 - ist daher das Volumen V1 der Pulskammer 7 während des Beginns von Phase (a) im wesentlichen konstant. Beim TDP-Pegel, d. h. zum Zeitpunkt TKO, zu dem sich der Zitzengummi 6 öffnet, nimmt das Volumen schnell ab, ist im wesentlichen konstant V2 während Phase (d), und nimmt schnell auf Volumen V1 ab zum Zeitpunkt TKC, bei dem sich der Zitzengummi 6 während des Abfallens des pulsierenden Vakuums schließt.
Eine solche Volumenänderung kann mit verschiedenen Sensorentypen 21 erfaßt werden. Es kann zum Beispiel ein Strömungsmesser 21 zum Messen der Luftströmung in die Pulskammer 7 hinein oder aus ihr heraus vorgesehen sein. Während der Öffnungs- und Schließbewegungen tritt eine rasche Luftströmung ein und zwischen den Öffnungs- und Schließbewegungen ist die Luftströmung im wesentlichen gestoppt.
Die Volumenänderung kann auch durch eine Abstandsmeßvorrichtung 21 erfaßt werden, die den Abstand von einem Punkt, der in Bezug auf das Gehäuse 5 fest ist, und dem Zitzengummi 6 mißt. Ein solcher Sensor kann eine Abstandsmeßvorrichtung 21 sein, die Infrarotlicht verwendet und an der Innenwand des Gehäuses 5 angebracht ist.
Um einen vergleichbaren Wert zu erhalten, wird der Zeitpunkt TK, zu dem diese schnelle Volumenänderung eintritt, erfaßt und aufgezeichnet. Wenn der Zitzengummi 6 Löcher hat und weniger elastisch wird, treten die Öffnungs- und Schließbewegungen später bzw. früher auf, d. h. die Druckdifferenz über die Zitzengummiwand aufgrund der abnehmenden Qualität des Zitzengummis 6 wird geringer. Durch ein Vergleichen des Zeitpunktes TKO und TKC für das Öffnen bzw. Schließen des Zitzengummis 6 mit einem vorbestimmten Intervall T1 und T2 ist es möglich, zu erfassen, wann das Öffnen und Schließen des Zitzengummis 6 zu spät bzw. zu früh eintritt und daher die Qualität des Zitzengummis nicht mehr akzeptabel ist.
Eine solche Abweichung über die Zeit mittels einer elektronischen Verarbeitungseinheit 23 kann erfaßt werden, vorausgesetzt, daß die Verarbeitungseinheit 23 eine Zeitmeßeinrichtung umfaßt, so daß der Zeitpunkt des Öffnens bzw. Schließens des Zitzengummis 6 bestimmt und aufgezeichnet werden kann.
Es sollte darauf hingewiesen werden, daß es auch möglich ist, den Zeitpunkt zu erfassen, wenn die Anstiegsrate oder Abfallrate des pulsierenden Vakuums zeitweilig geringer ist, und diesen Zeitpunkt mit einem vorbestimmten Zeitintervall zu vergleichen.
Mittels der offenbarte Ausrüstung ist es möglich, jeden Zitzengummi 6 einer Melkmaschine individuell durch Vorsehen eines Drucksensors 21, eines Volumensensors 21 usw. für jeden Zitzengummi 6 zu überwachen.
Die vorliegende Erfindung kann zum vollautomatischen Melken und auch zum Melken verwendet werden, das ein manuelles Ansetzen der Zitzenbecher erfordert. Die Überwachung nach der vorliegenden Erfindung kann während des tatsächlichen Melkens oder zum Beispiel als Eingangsmessung an einer künstlichen Zitze vorgenommen werden. Das offenbarte Verfahren und die offenbarte Melkmaschine sind geeignet zum Melken von Tieren wie Kühe, Schafe, Ziegen und Büffel.

Claims

1. Verfahren zum Überwachen der Funktion einer Melkmaschine, die einen Zitzenbecher mit einem Zitzengummi und einer Pulskammer aufweist, bei dem an das Innere des Zitzengummis ein Melkvakuum angelegt wird und an die Pulskammer ein pulsierendes Vakuum, so daß sich der Zitzengummi zyklisch zwischen einer im wesentlichen offenen Position und einer im wesentlichen geschlossenen Position bewegt,

gekennzeichnet durch die Schritte:

Erfassen der Bewegung des Zitzengummis, wenn sich der Zitzengummi schlagartig in eine der offenen und geschlossenen Positionen bewegt,

Anzeigen einer Fehlfunktion, wenn die erfaßte Bewegung nicht eine vorbestimmte Bedingung erfüllt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Erfassungsschritt ein Ermitteln des Wertes einer auf die Bewegung des Zitzengummis reagierenden Variable umfaßt, wenn sich der Zitzengummi schlagartig in eine der offenen und geschlossenen Positionen bewegt, und daß die Fehlfunktion angezeigt wird, wenn der ermittelte Wert außerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Erfassungsschritt ein Ermitteln des Zeitpunktes seit Beginn mindestens eines der aufeinanderfolgenden Pulszyklen umfaßt wenn sich der Zitzengummi schlagartig in eine der offenen und geschlossenen Positionen bewegt, und daß die Fehlfunktion angezeigt wird, wenn der ermittelte Zeitpunkt außerhalb eines vorbestimmten Intervalls liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt in Reaktion auf den Wert der auf die Bewegung des Zitzengummis reagierenden Variable ermittelt wird, wenn sich der Zitzengummi schlagartig in eine der offenen und geschlossenen Positionen bewegt.

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Variable das pulsierende Vakuum in der Pulskammer ist.

6. Verfahren nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Variable das Volumen der Pulskammer ist.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zitzengummi ein Gehäuse umfaßt, das den Zitzengummi umgibt, wobei die Pulskammer zwischen dem Zitzengummi und dem Gehäuse definiert ist, und daß die Variable der Abstand zwischen einem in Bezug auf das Gehäuse festen Punkt und dem Zitzengummi ist.

8. Melkmaschine, umfassend einen Zitzenbecher (3) mit einem Gummi (6) und einer Pulskammer (7), eine Vakuumquelle (13) zum Erzeugen eines Melkvakuums inneren (8) des Zitzengummis (6) und einen Pulsator (16), der zum wechselweisen Verbinden der Pulskammer (7) mit der Umgebung und der Vakuumquelle (13) dient, so daß in der Pulskammer (7) ein pulsierendes Vakuum erzeugt wird, um eine pulsierende Bewegung des Zitzengummis (6) zwischen einer im wesentlichen geöffneten Position und einer im wesentlichen geschlossenen Position zu erreichen, dadurch gekennzeichnet, daß

ein Sensor (21) zum Erfassen der Bewegung des Zitzengummis (6) vorgesehen ist, wenn sich der Zitzengummi schlagartig in eine der offenen und geschlossenen Positionen bewegt, und daß

eine elektronische Verarbeitungseinheit (20) zum Anzeigen einer Fehlfunktion in Reaktion darauf vorgesehen ist, wenn der Sensor (21) eine Bewegung des Zitzengummis (6) erfaßt, die nicht eine vorbestimmte Bedingung erfüllt.

9. Melkmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Verarbeitungseinheit (20) eine Einrichtung (24) zum Ermitteln des Wertes einer auf die Bewegung des Zitzengummis reagierenden Variable umfaßt, wenn sich der Zitzengummi schlagartig in eine der offenen und geschlossenen Positionen bewegt, sowie eine Einrichtung (25) zum Vergleichen des ermittelten Wertes mit einem vorbestimmten Bereich und eine Anzeigeeinrichtung (26) zum Erzeugen eines Signales, wenn der ermittelte Wert außerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt.

10. Melkmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Verarbeitungseinheit (20) eine Einrichtung (24) zum Ermitteln des Zeitpunktes (tko, tkc) seit dem Beginn mindestens eines der aufeinanderfolgenden Pulszyklen umfaßt, wenn sich der Zitzengummi schlagartig in eine der offenen und geschlossenen Positionen bewegt, sowie eine Einrichtung (25) zum Vergleichen des ermittelten Zeitpunktes mit einem vorbestimmten Intervall (t1-t2) und eine Anzeigeeinrichtung (26) zum Erzeugen eines Signales, wenn der ermittelte Zeitpunkt außerhalb des vorbestimmten Intervalles liegt.

11. Melkmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Verarbeitungseinheit (20) eine Einrichtung (22) zum Aufzeichnen umfaßt, die mit dem Sensor (21) verbunden ist und den Wert einer auf die Bewegung des Zitzengummis reagierenden Variable aufzeichnet, wenn sich der Zitzengummi schlagartig in eine der offenen und geschlossenen Positionen bewegt, und daß die Einrichtung (24) zum Ermitteln den Zeitpunkt in Reaktion darauf ermittelt, wenn die Aufzeichnungseinrichtung (22) den Wert der Variable aufzeichnet.

12. Melkmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (21) ein Drucksensor (21) zum Erfassen des pulsierenden Vakuums in der Pulskammer (7) ist.

13. Melkmaschine nach einem der Ansprüche 8, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (21) ein Strömungsmesser zum Erfassen der Volumenänderung der Pulskammer (7) ist.

14. Melkmaschine nach einem der Ansprüche 8, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Zitzenbecher (3) ein Gehäuse (5) umfaßt, das den Zitzengummi (6) umgibt, wobei die Pulskammer (7) zwischen dem Gehäuse (5) und dem Zitzengummi (6) definiert ist, und daß der Sensor (21) eine Abstandsmeßvorrichtung zum Erfassen des Abstandes zwischen einem in Bezug auf das Gehäuse (5) festen Punkt und dem Zitzengummi (6) ist