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3eschreibung
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D. e Erfindung betrifft ein Verfahren zum maschinellen Milchentzug,
bei dem zum Entziehen der Milch an dem Innenraum eines an eine Zitze angesetzten
Melkbechers ein Unterdruck vorbestimmter Höhe angelegt wird und eine Pulsatkon eines
Zitzengummis mit vorbestimmter Frequenz unl Stärke durchgeführt wird und bei angesetztem
Melkbecher n einer Stimulationsphase während einer vorbestimmten teilt vor der Hauptmelkphase
auf die Zitze stimulierend eingewirkt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin e ne
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem mit einer Unterdruckquelle
einerseits und zu den Pulsräumen der Dielkbecher führenden Pulsatorleitungren a:!dererseits
verbundenen Pulsator mit zwei durch ef n Verbindungsgestänge miteinander verbundenen
Membranen, die jeweils eine Druckdose in zwei getrennte Räume unter teilen, von
denen zwei Räume über eine ggf. einstellbare Drossel miteinander in Verbindung stehen,
während die beiden anderen Räume wechselweise über ein Steuerwerk mit der Unterdruckquelle
verbindbar sind, und mit einer mit dem Verbindungsgestänge verbundenen Umsteuervorrichtung
zum wechselweisen Verbinden einer oder zwei Gruppe(n) von Pulsatorleitungen mit
der Unterdruckquelle und mit atmosphärischer Zuluft.
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In der Patentanmeldung P 30 01 963 wurde ausführlich dargelegt, welche
wichtige Rolle eine vollwertige Stimulation für einen guten Hilchentzug spielt.
Eine vollwertige Stimulation bestimmt sehr weitgehend, ob überhaupt gemolken werden
kann. Sie bestimmt weitgehend den Euterentleerungsgrad, wodurch hiermit zusammenhängend
auch in günstiger eise die Nachgemelksmenge seeinfluß wird. Weiter wird durch
eine
gute Stimulation die Melkgeschwindigkeit erhöht, es wird das Drüsenwachstum zu Beginn
der Laktation angeregt und es weriien die Jahresmilch- und clie Jahresfettleistung
gesteigert.
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Durch die Stimulation werden nach den jetzigen Erkenntnissen zwei
wesentliche Reaktionen ausgelöst. Zunächst wird durch den Stimulationsreiz, insbesondere,
wenn dieser an den berührungs- und drucke:npfindlichen Stellen an den Zitzen ausgeübt
wird, über nervöse Reflexe die Spannung der glatten Muskulatur im Euter gelockert.
Dadurch erweitern sich die Milchgänge und zu einem gewissen Grade auch der Fürstenbergtsche
Venenring. Außerdem läßt die Schließspannung des Strichkanals nach. In einer folgenden
Reaktion bewirkt nach etwa 40 bis 90 Sekunden nach Beginn der Stinulntion das von
der Gehirnanhangdrüse in die Blutbahn ausgeschüttete Hormon Ocytocin eine Kontraktion
der Körbchenzellen, die die milchbildenden Alveolen umgeben.
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Die hierdurch bewirkte Milchejektion bewirkt eine Erhöhung des Euterinnendrucks
in der Drüsenzisterne, wodurch unterstützt durch die durch die Tonuslockerung vermehrte
Durch blutung die Engstelle zwischen der Zitzen- und der Drüsenzisterne in Form
des Fürstenberg'schen Venenringes weit geöffnet wird und die Zitzen prall werden.
Gleichzeitig verringert sich die Schließspannung des Strichkanals deutlich. Zu diesem
Zeitpunkt ist das Tier melkbereit.
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Wie in der Patentanmeldung P 30 01 963 ausführlich dargelegt worden
ist, kommt es bei der Stimulation nicht so sehr auf die jeweilige Stimulationsart
an, z.B. daß sie von Hand oder Maschine ausgeführt wird, sondern es kommt wesentlich
auf die Verzögerungszeit zwischen dem Beginn der Stimulation und dem eigentlichen
Milchentzug an. Diese Verzögerungs~eit ist deshalb so wichtig, weil von Beginn der
Stimulation an bis zur vollen Wirkung der neuro-hornonellen Reaktion
(Ejektion
der Alveolarmilch) in der Regel 40 bis 60 Sekunden verstreichen, Neuere Erkenntnisse
haben gezeigt, daß die Verzögerungszeit bei manchen Kühen bis 90 Sekunden dauern
kann. Dies bedeutet, daß sich die Melkbereitschaft und der volle Euterinnendruck,
der für die optimale Öffnung der gesamten Milchgänge und das Prallwerden der Zitzen
von ausschlaggebender Bedeutung ist, ebenfalls erst nach dieser Verzögerungszeit
einstellt.
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Aus diesen Erkenntnissen wurde die Lehre gezogen, daf3 mit den Milchentzug
nicht begonnen werden darf, bevor das Tier nicht durch eine vollwertige Milchejektion
melkbereit und .nelkinteressiert gemacht worden ist.
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Das vorstehend beschriebene Melkverfahren führt bei den meisten Kühen
zu hervorragenden Stimulationsergebnissen mit den sich daraus ergebenden oben angeführten
eindeutigen Verbesserungen in mehrerer Hinsicht. ss hat sich ebenso herausgestellt,
daß eine solche maschinelle Stimulation einer facngerechten 60 Sekunden dauernden
Handstimulation deutlich überlegen ist. Dies läßt sich wahrscheinlich dadurch erklären,
daß sich bei der maschinellen Stimulation eine Addition der Stimulationswirkungen
ergibt, was offensichtlich darauf beruht, daß bei der maschinellen Stimulation immer
alle vier Zitzen gleichzeitig stimuliert werden, während bei der Handstimulation
jeweils nur zwei Zitzen gleichzeitig stimuliert werden. Eine günstige Stimulation
drückt sich - unabhängig von den quantitativ me3baren Verbesserungen beim Milchentzug
- bei den Kühen in der Regel in einem völligen ruhigen,"andächtigen" Stehen mit
halbverschlossenen Augen und hänganden Ohren während der Stimulationsphase und der
daran anschließenden Hauptmelkphase aus. Besonders sensible Tiere reagieren sogar
oftmals mit einem längerfristigen Schwanzheben als Lustbezeugung.
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Ein gewisser Teil der Kühe reagiert jedoch auf das vorbeschriebene
Stirnulationsverfahren weniger günstig. Hier zeigt sich zu Beginn der Stimulationsphase
ebenfalls das ruhige "andächtige" Stehen, das zum Teil mit einer Schwanzhebung verbunden
ist. Auch bei diesen Kühen werden die euter und anschließend die Zitzen prall und
verlängern sich. Alle diese Anzeichen deuten auf eine sehr wirksame Stimulation
und eine optimale Melkwilligkeit hin. Bei diesen Kühen kommte es jedoch dann noch
während der Stimulationsphase zu einem Rückgang der optimalen Melkwilligkeit. Es
läßt sich in diesem Stadium eine deutliche Teilerschlaffung und eine Wiederverkürzung
der Zitzen feststellen. Die Tiere werden gegen Ende der Stimulationsphase unruhig,
während sie zu Beginn der Sti--ulation ruhig und "andächtig" stanlen.
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In seltenen Fällen wurde sogar ein Ab schlagen des Melkzeugs genen
Ende der Stimulationsphase beobachtet. Dieses Erscheinungsbild ar neist begieiCet
von einer nachfolgenden langsameren oder verzögerten Milchabgabe sowie verbunden
mit einem steigenden Nachgemelk.
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Durch langzeitige Untersuchungen wude festgestellt, daß die o.g. Schwierigkeiten
in der Tendenz häufiger be den folgenden Umständen auftraten: a) bei Kühen, die
sich zum Teil bei der Vorbereitung zum Melken selbst anrüsten, d.h. bei denen vor
Ansetzen des Melkzeuges bereits durch optische, akustische oder olfaktorische (z.B.
Kraftfuttergabe im Nelkstand) Reize bedingte Reflexe ausgelöst werden. Eine vollwertige
Selbstanrüstung ist allerdings sehr selten zu beobachten; b) bei Kühen, bei denen
schon vor dem Melken trotz noch nicht erfolgter Milchejektion Milch abtropft (Leclühe);
c) häufiger beim Morgenmelken als beim Abendmelken;
d) bei Kühen,
die sehr schnell und stark auf die Stimulation reagieren; e) bei Kühen, die sich
im ersten Laktationsdrittel befanden häufiger als bei solchen im zweiten und vor
allem im dritten Laktationsdrittel; f) bei Kühen, die sich in der zweiten oder dritten
Laktation befanden, gegenüber solchen in der erstem Laktation; g) schließlich bei
Kühen mit kleinem Euter und großer Milch leistung, d.h. sogenannten Baucheutern.
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Nach einem längeren Rästelraten über den besonderen Verlauf der Stimulation
in den o.g. Fällen wurde herausgefunden, daß sich in bestimmten Fällen offensichtlich
zu einem Zeitpunkt, zu dem sich die Ocytocinausschüttung noch längst nicht voll
ausgewirkt hat, ein sehr hoher Euterinnendruck einstellt, der auf den verschiedensten
Gründen beruhen kann. Insbesondere wenn der (noch) zur Verfügung stehende Stapelraum
in der Drüsenzisterne klein ist im Verhältnis zum Volumen der aus den Alveolen ausgepreßten
Milch.(So kann das Verhältnis zwischen Alveolarvolumen und Drüsenzisternenvolumen
zwischen 30 : <?O und 70 : 50 bei den einzelnen Kühen schwanken ) Diese Euterlnnendrucke
können bis über 10 k Pa erreichen. Tritt j jedoch ein solcher hoher Euterinnendruck
auf, so wird dieser hohe Innendruck der Kuh offensichtlich unangenehm oder schmerzt
sie sogar. Dies kann noch während der Stimulationsphase zu einer Ausschüttung des
Hormons Adrenalin und damit zu einem sofortigen Nachlassen der Tonuslockerung der
F>latten Muskulatur im Euter führen, durch die die bis zu diesem Zeitpunkt bereits
bewirkte Melkbereitschaft prak.
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tisch schlagartig wieder verlorengeht. Außerdem kann das Adrenalin
die noch nicht durch Ocytocin besetzten Rezep toren in der Alveolarmasse blockieren
und damit eine vollwertige Milchejektion verhindern. Dieses ganze Geschehen
kann
im Ende manchmal soweit führen, daß sich die Kuh a:n Ende der Stimulationsphase
in einem Zustand befindet, der ungünstiger ist, als wäre sie nicht stimuliert worden.
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Wie durch mehrer Reihenuntersuchungen festgestellt wurde, liegt der
Euterinnendruck am Ende einer vollwerrigen Stimulationsphase in der Regel bei etwa
3 bis 5 k Pa. Die Nessungen zeigen allerdings eine große Spannweite des Euterinnendruck
von weniger als 1,5 k Pa bis über 11 k Pa.
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Aus der DE-AS 19 56 196 ist bereits ein Melkverfahren bekanntgeworden,
bei dem zu Beginn des PIelkvorganges zur schonenden Behandlung der Zitze sowohl
an dem Innenraum des Zitzengummis wie an dem Pulsraum ein geringer Unterdruck angelegt
wird, als bei der Hauptmelkphase. Dadurch wird erreicht, daß zu beginn des melkens
in einer Art Stimulationsphase ein so niedriger, die Zite schonender Unterdruck
an dem Innenraum des Zitzengummi0 und damit an die Zitze angelegt wird, , der praktisch
notwendig ist, um die Sitzenschalen an den Zitzen zu halten. Eine Umsteuerung von
der Stimulationsphase auf die eigentliche Hauptmelkphase erfolgt in Abhängigkeit
von den Milchstrom der kontinuierlich gemessen wird. Sobald der Nilchstrom beginnt,
wird der Unterdruck erhöht. Zusätzlich kann ebenfalls in Abhängigkeit von der Steuerung
durch den Milchstrom bei ausbleibendem Milch strom die Frequenz der Pulsation niedrig
gehalten werden und diese Frequenz auf die normale Frequenz erhöht werden, sobald
der Nilchstrom zu fließen beginnt oder ansteigt.
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Aus der DE-AS 1 482 320 ist auch bereits ein Melkverfahren bekanntgeworden,
bei dem in einer ersten Stimulationsphase der normaterweise in des Pulsatorraum
herrschende Druck während der Entlastungsphase um 0,3 bis 0,8 atü erhöht wird, so
daß in der Entlastungsphase ein Pressdruck auf die Zitze ausgeübt wird. Diese Stimulationsphase
soll so
lange fortgesetzt werden, bis die Alveolarmlich in die
Zisternen des Esters eingeschossen ist. Es ist jedoch nicht ausgeführt, wie dieses
Einschießen festgestellt und die Steuerung in Abhängigkeit von diesem Vorgang erfolgen
soll.
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Aus der DE-OS 25 24 398 ist ferner ein Melkverfahren bekanntgeworden,
bei dem entgegen dem früher bekannten Verfahren nach D-AS 19 55 196 der Unterdruck
in dem Innenraum des Zitzengummis erhöht ist, um sicherzustellen, daß tatsächlich
Milch freigegeben wird, was nach den bis dahin bekannten Verfahren offensichtlich
bei sehr schwer mehr baren Tieren (zähmelkbaren Tieren) nicht immer mölgich war,
weil das Melkvakuum zu Beginn des Melkvorganges zu niedrig war. Zur Schonung der
Zitze wird jedoch zu Beginn des Melkvorganges, wenn noch keine oder nur wenig Milch
fließt, ein entsprechend verringerter Unterdruck an den Pulsraum gelegt. Hierbei
soll der in dem Pulsraum herrschende Unterdruck so bemessen sein, daß sich die Innenwand
des Zitzengummis während der Saugperiode nicht mehr vollständig öffnet, so daß nur
die Spitze der Zitze und nicht die gesamte Zitze dem Unterdruck ausgesetzt wird.
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Außerdem soll durch dieses Verfahren das Rückströmen von Milch zurück
gegen die Z'~ze, das als gefährlicher Faktor bei der Mastitisübertragung erscheint,
erheblich eine schränkt werden. Bei diesem Vorgehen ist sichergestellt, daß auch
in der Schon stufe selbst bei schwer melkbaren Tieren sicher Milch entzogen wird.
Die Umsteuerung von der Eingangephase, in der der Unterdruck im Pulsraum verringert
ist, auf die Hauptmelkphase erfolgt sodann auch in Abhängigkeit von dem Milchstrom.
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Aus der US-PS 4 011 838 ist auch bereits ein Nelkverfahren benannt,
bei dem in einer Stimulationsphase sowohl der Unterdruck im Innenraum des Zitzengummis
wie in dem Pulsraum
gegenüber den @nterdrucken während der Hauptmelkphase
herabgesetzt sind. So werden als Unterdruck im Innenraum des Zitzengummis gemäß
einer vorzugsweisen Ausführungsform 53 k Pa und im Pulsraum 27 k Pa als besonders
geeignet für die Stimulationsphase angesehen. Bei diesen Drucken wird jeweils gewährleistet,
daß bei normal melkbaren Kühen sofort nach der Tonuslockerung der Strichkanalmuskulatur
d.h. nach ca. 5 bis 15 Sekunden Milch fließt. Dieser Vorgang ist völlig unabhängig
vom Milchejektionsgeschehen, d.h. es fließt auch bei einer nicht stimulierten Kuh
die Zisternenmilch. Dementsprechend erfolgt auch die Steuerung des Melkvorganges
und somit die Umschaltung von der Stimulationsphase auf die Hauptmelkphase in Abhängigkeit
von dem Milchfluß und insbesondere wenn dieser einen 'Jett von 0,2 kg pro ninite
überschreitet. Lediglich bei schwer melkbaren Kühen ist als Hilfsmaßnahme vorgesehen,
daß eine Unschaltung nach einer vorbestimmten Zeit von 61 Sekunden erfolgt, wenn
bis zu diesem Zeitpunkt der Milchfluß den vorbestimmten Sch@ellwert nicht überschritten
hat. Zusätzlich wird es für zxe 's ßig erachtet, daß in der Stimulationsphase die
Pulsfr3quenz gegenüber der Pulsfrequenz in der Hauptmelkphase harabgesetzt wird.
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Weiterhin ist aus der US-PS 42 111 84 bereits ein Melkverfahren bekanntgeworden,
bei dem das Ballooning-Problem, das Ein schnüren der Zitzenbasis durch die Ringlippe
des Zitzengummlkopfes wie auch das Klettern des Melkbechers an der ZiFze gelöst
werden soll. Dies soll dadurch erreicht werden, dsß die Höhe des Unterdrucks im
Kopfraum des Zitzengummis gemessen wird und als Steuersignal für die Steuerung der
Höhe des Unterdruck im Pulsraum und zwar in dem Sinne verwendet werden soll, daß
bei einer Erhöhung des Unterdruck im Kopfraum eine Erniedrigung des Unterdruck im
Pulsraum resultiert, so daß der Zitzengummi in der Saugphase nicht mehr voll öffnet.
Beiläufig wird auch erwähnt,
daß die Einrichtung auch für die Anfangsstimulation
verwendbar sei. Geht man jedoch nach der dort angegebenen Lehre vor, so ergibt sich,
daß beim Ansetzten eines Melkbechers an eine noch nicht mit Milch gefüllte und pralle
Zitze, die Zitze noch nicht am Zitzen gummischaft anliegt, während im Zitzengummiinnenraum
bereits volles Melkvakuum anliegt. Unter diesen Bedingungen klettert der Nelkbecher
so weist an der Zitze hoch, bis seine kopfseitige Ringlippe an der Zitze Halt findet
und gegen diese abdichten kann. Das ist in der Regel bei einer nicht angerüsteten
Zitze erst in Höhe des Fürstenberg'schen Venenringes der Fall. Erst wenn der Melkbecher
vollständig an der Zitze hochgeklettert ist, wird aufgrund des hohen Melkvakuums
von etwa 50 k Pa im Kopfinnenraum der Unterdruck in dem Pulsraum auf etwa 17 k Pa
verringert. Durch diese Verringerung kann jedoch das einmal erfolgte Klettern des
i¢el1rbechers nachträglich nicht mehr rückgängig gemacht werden, so daß wie bereits
in der Patentanmeldung P 30 01 963 beschrieben, durch die Einschnürung der empfindlichen
Zitzenbasis in Höhe des Fürstenberg'schen Venenringes durch die Ringlippe des Zitz
engummikopfes ein der Stitnula tion entgegenwirkender für die Kuh unangenehmer Druck
auf die emplindlichen Druckrezeptoren an der Zitzenbasis ausgeübt wird. Hinsichtlich
dieser Abschnürung der Zitzenbasis ist dieses bekannte Verfahren einer ganz normalen
Melkmaschine, die an ein ebenfalls nicht angerüstetes Euter angesetzt wird vergleichbar.
Hinsichtlich der Reizsetzung dürfte eine normale Melkmaschine durch ihre wesentlich
stärkere Zitzenmassage diesem Verfahren sogar eher überlegen sein.
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Aus der DE-OS 2 423 554 war auch bereits ein Melverfahren sowie eine
Vorrichtung bekannt, bei denen durch Einfügung eines gesteuerten Ventils in jeweils
die Pulsatorleitungen zu den Pulsräumen der Nelkbecher eine ungesteuerte Öffnungsbewegung
des
Zitzengummischlauches während der Melkphase verhindert werden soll, da durch diese
Bewegung ein Rückfluß gegen die Zitze verursacht werden kann, welche eine Schlagkraft
an der Zitzensoitze ergibt, was die Ursache von mechanischer Übertragung von Bakterien
in das Innere der Zitzen an der Kuh sein kann. Aus diesem Grunde wird zu Beginn
eines Melkvorganges, solange der Milchfluß noch unter einem vorbestimmten Schwellwert
bleibt, in jeder Pulsatorleitung ein den Querschnitt der Pulsatorleitung wesentlich
verengendes Steuerorgan eingeführt, das ledi lich einen geringen Querschnitt freiläßt.
Dies führt dX u, daß sich in d er Saugphase der Unterdruck in dem Melkbecherzwiscnenraun
nur langsam aufbauen kann, während beim U-schalten von der Saugphase auf die Entlastungphase
schlagartig Luft einströmen kann, die den Druck im Pulsraum praktisch schlagartig
auf Atrnosphärendruck erhöht. Ein solches Verfahren ist für eine Stimulation wenig
geeignet, da auf die noch nicht stimulierte Zitze, C:ie noch keine Milch führt,
sehr hohe Kräfte ausgeübt worden, die zu Verletzungen in der Zitzenzisterne führen
können.
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Der vorliegenden Erfindung liegt n .nenr die Aufgabe zugrunde, eine
optimale Stimulation einer Kuh vor der Hauptmelkphase zu erzielen, ohne daß vor
dem Beginn der Hauptmelkphase ein die Melkbereitschaft wieder herabsetzender überhöhter
Euterinnendruck auftritt.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren der eingangs erwähten
Art erfindungsgemäß dadruch gelöst, daß während der Stimulationsphase die Fulsation
des Zitzengummis mit einer um wenigstens 50 % gegenüber der Frequenz der Hauptmelkphase
erhöhten Frequenz erfolgt und daß während dieses Zeitraumes der maximale Pulsunterdruck
im Pulsraum des Melkbechers in Abhängigkeit von dem Unterdruck im innenraum des
Zitzengummis und dem Einfaltdruck des Zitzengummis
so gewählt
wird, daß er in dem durch die Formel: Unterdruck Einfaltdruck im Zitzen- des Zitzengummiinnen-
gummis raum Pulsunterdruck = 6 + + # 5 [k Pa] (Stimulationsphase) 3 4 angegebenen
Bereich liegt.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird durchgehend bei praktisch
allen Kühen eine besonders günstige, dh. vollwertige Stimulation mit den sich daraus
ergebenen günstigen Folgen erreicht. Dem Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde,
daß es offensichtlich besonders giinstig ist, wenn am Ende der Stimulationsphase,
d.h.etwa nach 40 bis 90 Sekunden ab Beginn der Stimulation ein Euterinnendruck von
etwa 3 bis 5 k Pa vorliegt. Das entspr c ht normalerweise einem mittleren Druckanstieg
des Euterinnedruck während der Stimulationsphase von etwa 2,5 bis 3,5 k Pa. Es hat
sich herausgestellt, daß einerseits ein solcher Druckanstieg bis zum Ende der StimulaUions?haJe
möglichst erreicht sein sollte, daß aber andererseits auch kein weiterer wesentlich
darüberhinausgehender Druckanstieg erfolgen sollte, da ein solcher weiterer Euterinnendruckanstieg
die Melkbereitschaft der Kuh wieder herabsetzen kann, da er der Kuh unangenehm werden
oder sie sogar schmerzei kann. Bei einem schnellen und vor allem vorzeitigen Erreichen
eines überhöhten Euterinnendrucks, also vor Ablauf einer Zeit von 40 bis 90 Sekunden
nach Beginn der Stimulation, hat es sich nicht als zweckmäßig erwiesen, vorzeitig
die Stimulation abzubrechen und die Hauptmelkphase einzuleiten.
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Für den Melkerfolg ebenso wie für die Langzeitwirkung ist es entscheidend
wichtig, daß eine vollwertige Stimulationsphase mit einer Verzögerungszeit von 40
bis 90 Sekunden zwischen Stimulationsbeginn und Beginn der Hauptmelkphase
durchgeführt
wird. Das Stimulationsverfahren muß also so eingerichtet werden, daß möglichst alle
Kühe am Ende der Stimulationsphase nach 40 bis -90 Sekunden einen Euterinnendruck
von 3 bis 5 k Pa erreicnen, daß jedoch ein weiterer wesentlicher Anstieg es Euterinnendrucks
über diesen Druck hinaus vermieden wird.
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Dies wird nun dadurch erreicht, daß der maximaie Unterdruck im Pulsraum
während der "Saugphase" in Abhangigkeit.
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vr>n dem Unterdruck im Innenraum des Zitzengummis und dem Einfaltdruck
des Zitzengummis in Verbindung mit einer Erhöhung der Pulsfrequenz entsprechend
gewählt wird.
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Diese Maßnahme bewirkt, daß bis zu einem Euterinnendruck von etwa
3 bis 5 k Pa keine Milch entzogen wird, und bei einem darüberhinausgehenden Anstieg
des Euterinnendrucks nur so viel Milch entzogen wird, daß dieser Euterinnendruck
auf einer Innendruck von etwa 3 bis 5 k Pa über die Stimulationsphase gehalten wird.
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Der Innendruck im Inneren des Zitzengummis kann dabei auf der Nöhe
gehalten werden, wie sie ea für die normale Hauptmelkphase verwandt wird. Der Unterdruck
im Innenraum des Zitzengummis kann aber auca während der Stimulationsphase herabgesetzt
werden. Das Verfahren selbst ist von der Höhe dieses Unterdrucks im Innenraum des
Zitzengummis nicht abhängig, solange noch ein Unterdruck ausreichender Größe vorhanden
ist, mit dem Milch abgeführt werden kann, sobald der Euterinnendruck den vorgenannten
ert überschreitet. Eine wichtige Größe für die Durchführung des Verfahrens stellt
jedoch die Wahl der Druckdifferenz zwisc'nen dem Innenraum des Zitzengummis und
dem Pulsraum dar. Diese Druckdifferenz ergibt sich bei einem vorgegebenen Unterdruck
im Innenraum des Zitzengummis aus der angegebenen Beziehung, jedoch ist sie selbst
verständlich abhangig von der Steifigkeit des verwandten Zitzengummis. Es hat sich
als zweclrsaßig erwiesen, als
Vergleichsgrö3e für die Steifigkeit
eines Zitzengummis den Einfaltdrick zu verwenden. Unter dem Einfaltdruck wird hierbei
lie Druckdifferenz zwischen dem Innenraum des Zitzengummis und dem Pulsraum verstanden,
die den Zitzengummi so weit einfaltet, daß sich an einer Stelle eine Beruhrung zweier
gegenüberliegender Wände ergibt.
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Geht man etwa von gleichem Unterdruck im Innenraum des Zitzengummis
und dem Pulsraum aus, und ver:nindert den Unterdruck im Pulsraum, so führt dies
zunächst dazu, daß sich die Innenwand des Zitzengummis mehr und mehr an die Zitze
anschmiegt, bis schließlich bei einem weiteren Absenken des Unterdrucks im Pulsraum
der Zitzengummi kollabiert, d.h., daß zei einander gegenüberliegende Innenwände
des Zit-zerunn.mis in einem Abstand unterhalb der Zitze zur Anlage gegeneinander
kommen. In diesem Zustand des Zitzengummis bleibt normalerweise noch ein ta im Querschnitt
einer Gestreckten Acht entsprechender Durchgang frei, wodurch nach wie vor Milch
abfließen kann.
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Je steifer nun ein Zitzengummi.ist, desto größer kann die Keilkraft
sein, die von der Gummiwanding auf die Zitzenspitze zum Zwecke des Schließens, d.h.
des Zuhaltens, des Strichkanals übertragen werden kann. Ein sehr weicher Gummi (niedriger
Einfaltdruck) kann zwar leicnt durch eine verhältnismäßig geringe Druckdifferenz
zusammengedriickt werden, jedoch ist die Keilkraft, die er auf die Zitzenspitze
in etwa radialer Richtung ausüben kann, gering. Ein solcher weicher Gummi legt sich
vielmehr nur sanft um die Zitzenspitze herum und daraus ergibt sich im wesentlichen
ein von allen Seiten wirkender Druck auf die Zitzenspitze, jedoch keine radial wirkende
Keilkraft.
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Untersuchungen haben gezeigt, daß zur Erzielung einer bestimmten Schlleßkraft
auf die Zitzenspitze bei sonst gleichen Bedingungen die Druckdifferenz zwischen
Pulsraum und Innenraum des Zitzengummis zur Erzielung einer gleichgroßen Schließkraft
an der Zitzenspitze bei einem eichen Gummi mit niedrigem Einfaltdruck (6 k Pa) um
etwa 10 So höher liegen muß, als bei einem steifen Gummi mit hohem Einfaltdruck
(15 k Pa.
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zur die Bestimmung der notwendigen Druckdifferenz zwischen @nterdruck
im Pulsraum in der "Saugphase" und dem Unterdruck im Innenraum des Zitzengummis
derart, daß der Euterinnendruck während der Stimulationsphase auf einem Wert von
etwa 3 3 bis 5 k Pa gehalten werden kann, während ein darüberhin aus ansteigender
Euterinnendruck durch Milchabgabe au den genannten Euterinnendruck zurückgeführt
wird, wurde davon ausgegangen, daß während der Stimulationsphase mit einem Unterdruck
im Zitzengummiinnenraum gearbeitet wird, der etwa im Bereich zwischen 20 und 51
k Pa liegt und daß Zitzengummis verwandt werden, die einen Einfaltdruck aufweisen,
der etwa zwischen 5 und 15 k Pa liegt.
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Für die Stimulation kommt es nicht so sehr auf die Art der Stimulation
an, solange sichergestellt ist, daß ein Yinimum an Reizniveau erreicht wird. Dieser
Minimumwert @ann star schwan£en. Wird nun entsprechend dem erfindungagemäßen Verfahren
die Zitzengummibewegung, d.h. die Amplitude der Bewegung herabgesetzt, um auf diese
Weise eine Milchflußbegrenzung zu erreichen, so hat sich ergeben, da3 unter diesen
Umständen keine opimale Stimulation mehr erfolgen kann. Geä3 der Erfindung wurde
nun gefunden, daß aber auch unter diesen Umständen eine optimale Stimtlation dann
erhalten werden kann, w3nn die Pulsfrequenz entsprechend gesteigert wird. Es hat
sich herausgestellt, daß eine kleine Zitzengummibewegungsamplitude und eine höhere
Pulsfrequenz gegenüber einer vollen Zitzengummibewegung und niedriger Frequenz vor
allem eine bessere Tonuslockerung der Euter und speziell der Strichkanalmuskulatur
ergibt. Dies bedeutet, daß man bei zunehmender Pu.sfrequenz den Druck aif die Zitze
normalerweise eher verstärken muß, um den Milchfluß entsrrechend stark zu begrenzen.
Es hat sich nun, insbesondere bei höheren Frequenzen (ab 120 Zyklen pro Minute)
als sehr vorteilhaft erwiesen, die Flankenwinkel der PuAskurve in der Stimulationsphase
möglichst
flach zu wählen, d.h. aus der üblicherweise ehr rechteckigen Pulskurvenform während
der Stimulationsphase eine mehr sägezahnförmige oder direkt dreieckige oder sogar
gleichschenkligdreieckige Kurvenform zu machen. Je flacher der Anstieg bzw. Abfall
des Pulsunterdruckes ist, umsomehr werden die Impulse verringert, die auf die Zitze
einwirken. Außerdem kann der Gummi besser den T)ruckschwankungen folgen, so daß
die Gefahr einer unkontrollierten und harten Gummibewegung (snappy pulsation) ausgeschlossen
wird. Hinzu kommt der Vorteil, daß sich durch die Dreiecksform der Pulekurve der
Saugphasenanteil in der Regel deutlich rer'leinert und daß der Zeitraum der geringsten
Druckbelastung der Zitzen spitze sich sehr stark verkürzt. Damit kann der Unterdruck
im Pulsraum vergrößert werden, ohne daß dabei mehr Milch fließt. Über diesen Kunstgriff
läßt sich die Amplitude der Zitzengummibewegung und damit der Stimulationsreiz bei
gleichbleibendem Milchfluß vergrößern.
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Die Verbesserung der Tonuslockerung durch höhere Pulsfrequenzen und
die Verringerung der Saugkraft an der Zitzenspitze durch die flachen Flankenwinkel
gleichen sich weitgehnd aus. Tendenzmäßig zur der Druck auf die Zitze bei Enthung
der Frequenz jedoch eher etwa erhöht werden. Als besonders günstige Pulsfrequenzen
haben sich 140 bis 280 Zyklen pro Minute erwiesen. Kurzfristig erscheint eine möglichst
intensive Stimulation, d.h. hohe Pulsfreauenz(bis 450 Zyklen pro Minute), und eine
nicht zu kleine Amplitude am geeignetsten. Es gibt jedoch Anzeichen dafür, daß eine
etwas weniger intensive Stimulation vorzuziehen ist, um die Gefahr einer gewissen
Uberstimulation oder Gewöhnung auch langfristig auszuschalten. Das erfindungsgemäße
Verfahren ist nicht nur auf Kühe, sondern in gleicher Weise auch auf Schafe und
Zieren anwendbar, wobei
in diesem letzteren Falle jedoch eher die
sich aus der obigen Formel ergebenden niedrigeren Werte für die Druckdifferenz anzuwenden
sind.
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Die oben genannten Überlegungen bezogen sich auf einen sogenannten
Zweiraumbecher, d.h. auf einen Melkbecher mit einem Zitzengummieinsatz, bei dem
zwischen dem. Zitzen gummi dund den Melkbechergehäuse ein Zwischenraum zum Anschluß
an einem Pulsator gebildet wird. Das erfindungsgetiäße Verfahren ist jedoch nuch
mit einem sogenannten Einraummelkbecher durchführbar, d.h. einem Melkbecher, bei
dem kein Wechsel von Saugtakt und Entlastungstakt stattfindet, sondern die Zitzenspitze
ohne Zitzengummimassage vielmehr kontinuierlich einem Unterdruck ausgesetzt ist.
In diese: alle rß bei angesetztem Melkbecher während der Stimulavionsphase der Unterdruck
in Melkbecher so gewählt werden, da3 sich trotz des angelegten Unterdrucks der gewünschte
Euterinnendruck in der Stimulationsphase aufbauen kann. Im Falle eines Einraumbechers
wird deshalb das erfindungsgemäße Verfahren derart ausgeführt, daß während der Stimulationsphase
ein Pulsvolumen am oberen Rand des Einraumbechers mit einer Frequenz von mehr als
53 % der Frequenz in der HauDtmelkphase pulsiert wird, und dan während dieses Zeitraumes
der Unterdruck im Innenraum des Zitzengummis auf etwa 13 bis 25 k Pa begrenzt wird.
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Zur Stimulation ist es nicht notwendig, daß an der Zitze während der
gesamten Stimulationsphase eine Pulsation ausgeführt wird. Vielmehr kann eine solche
Pulsation lediglich während eines Teils der Stimulationsphase, d.h. zu Beginn der
Stimulationsphase, ausgeführt werden. Wird die Pulsation etwa für den Rest der Stimulationsphase
abgeschaltet, so sollte jedoch darauf geachtet werden, daß sich der Melkbecher sodann
in der"Saugphasenstellung" befindet und daß, da er sich im statischen Zustand befindet,
eine ausreichende
Druckdifferenz zwischen Innenraum des Zitzengummis
und Pulsraum vorliegt, Die Einstellung der Druckdifferenz zwischen dem Innenraum
des Zitzengummis und dem Pulsraum kann auf einfache Weise mittels eines Unterdruckbegrenzungsventils
erfolgen, das etwa in die Pulsatorverbindungsleitung eingeschaltet wird.
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Die Stimulation kann auch derart erreicht werden, daß auf den Pulsraum
des Nelkbechers während der Stimulationsphase ein pulsierender Druck gegeben wird,
der nicht nur bis auf Atmosphärendruck, sondern auf einen Überdruck ansteigt.
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Hierbei kann der (Jberdrllck etwa zwischen 0 und 25 k Pa liegen. Dadurch
daß der Druck im Pulsraum nunmehr zwischen einem maximalen Unterdruck und einem
oberen Überdruck verändert wird, erreicht man eine vergrößerte Reizwirkung auf die
Zitze, die bei weniger sensiblen und weniger durchgezüchteten Kühen von Vorteil
sein kann.
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Zur Durchführung des erfindungsgeräßen Verfahrens hat sich eine Vorrichtung
der eingangs erwähnten Art als zweckmäßig erwiesen, die sich dadurch auszeichnet,
daß in der zu der Unterdruckquelle führenden Hauptleitung eine eine erste steuerbare
Durchlaßöffnung aufweisende Shuntleitung vorgesehen ist, daß eine die einstellbare
Drossel umgehende Bypaseleitung vorgesehen ist und daß in der Hauptleitung eine
durch die Shuntleitung umgangene und während der Stimulationsphase verschließbare
erste Absperrvorrichtung und in der Bypaseleitung eine während der Hauptmelkphase
verschließbarer zweite Absperrvorrichtung vorgesehen sind.
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Durch eine derartige Ausgestaltung lassen sich die während der Stimulationsphase
gegenüber der Hauptmelkphase veränderte Pulsfrequenz sowie der in dem Pulsraum auftretende
Un-
Unterdruck leicht und genau einstellen, ohne daß wesentliche
Abänderungen an den bereits vorliegenden Pulsatoren vorgenommen werden müssen.
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Fern er ist es für viele Anwendungen zweckmäßig, in der Leitung für
die atmosphärische Zuluft zu der Umsteuervorrichtung des Pulsators eine dritte,
in der Stimulationsphase verschließbarer Absperrvorrichtung vorzusehen und eine
die Absperrvorrichtung umgehende zweite Shuntleitung mit einer zweiten steuerbaren
Durchlaßöffnung vorzusehen. Auf diese Weise lassen sich die Steigung der Anstiegsflanke
sowie der Abfall dar Kurve des Unterdrucks im Pulsraum genau und beliebig und insbesondere
so einstellen, daß sowohl der Flankenanstieg wie auch Flankenabfall einander gleich
sind oder daß etwa eine Art Nadelimpuls mit verhältnismäßig steilem 1ankenanstieg
und -abfall erhalten wird.
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Ges einer zweckmäßigen Ausgestaltung wird die erste Absperrvorrichtung
in der Hauptleitung durch ein Membranventil gebildet, dessen Steuerseite sowohl
mit eIner Leitung für die atmosphärische Zuluft wie über ein Drossel mit der Unterdruckquelle
verbunden ist. Gemäß einer anderen Weiterbildung kann die zweite Absperrvorrichtung
eine pneumatisch steuerbare Membran umfassen, deren Steuerseite sowohl mit einer
Leitung für atmosphärische Zuluft wie über eine Drossel mit der Unterdruckquelle
verbunden ist. In diesen Fällen läßt sich eine besonders einfache Zeitsteuerung
der Stimulationsphase und eine zeitliche Umschaltung auf die Hauptmelkphase dadurch
erreichen, daß in der Leitung für die atmosphärische Zuluft einevierte, in Abhängigkeit
von einer Vorwahlzeitsteuerung schließbare Absperrvorrichtung vorgesehen wird.
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Im folgenden soll die Erfindung nähe anhand der beiliegenden Zeichnung
erläutert werden. ½ der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 schematisch einen
gemäß der Erfindung ausgebildet ten Pulsator, und Fig. 2 ein Beispiel für den Verlauf
des Unterdrucks im Pulsraum mit der Zeit;, wobei auf der Ordinate der Unterdruck
in Kilopascal abgetragen und auf der Abszisse die Zeit aufgetragen ist. (Konstanter
Unterdruck im Innenraum des Zitzengummis 50 k Pa; maximaler Unterdruck im Pulsraum
24 X Pa; Frequenz gleich 200 Zyklen pro Minute), und Fig. 3 in einer ausgezogenen
Kurve eine ähnliche Darstellung wie in Figur 2 mit den Werten: Xonstanter Unterdruck
im Innenraum des Zitzengummis von 43 k Pa; maximaler Unterdruck im Pulsraum: 22,5
k Pa; Frequenz: 240 Zyklen pro Minute. Zusätzlich ist in Vergleich in gestrichelter
Darstellung die normale Pulskurve während der Hauptmelkphase dargestellt.
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Fig. 4 Schematisch einen in der Funktionsweise ähnlichen Pulsator
wie in Fig. 1, der jedoch elektrisch gesteuert wird.
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In Figur 1 ist schematisch ein Pulsator 1 dargestellt, der eine Verbindungsleitung
2 zu einer Unterdruckquelle, zwei zu den Pulsräumen von Melkbechern (nicht dargestellt)
führenden Leitungen 3 und 4, sowie eine Zuleitung 5 für atmosphärische Zuluft aufweist.
Als Hauptbestandteil weist der Pulsator zwei Druckdosen 6 und 7 auf, die jeweils
durch Membranen 8 und 9 in jeweils zwei Räume 10 und 11 bzw. 12 und 13 unterteilt
sind, Die Membranen sind durch eine mit ihren Enden mittig an den Membranen befestigte
Stan @ 14
verbunden. An der Stange 14 ist ein Schieber 15 befestigt,
der auf einer ~latte 16 gleitet, in der parallel zueinander und senkrecht zu der
Achse der Stange 14 verlaufende Schlitze 17, 18, 19 ausgebildet sind. Die beiden
außenliegenden Schlitze 17 und 19 sind mit der Leitung 3 bzw.
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ier Leitung 4, die zu den Pulsräumen führen, verbunden, während der
mittlere Schlitz 18 dichtend mit einer Leitung 20 verbunden ist, die mit der Verbindungsleitung
2, die zu einer nicht dargestellten Unterdruckquelle führt, in Ver-@@ndung steht.
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Die beiden Räume 11 und 12 der Drucklosen 6 und 7 sind jeweils über
Leitungen 21, 22 mit einem ansich beRsnnten Steuerwerk 23 verbunden. Das Steuerwerk
24 steht üner eine Leitung 24 mit der Leitung 2 Zu der Unterdruckquelle in Verbindung.
Die beiden Raume 10 und 13 der Druckdose 6 und 7 sind über eine Verbindungsleitung
25 verbunden, in der eine einstellbare Drossel 26 etwa in Form eines in die Leitung
vorstehenden verschraubbaren Dosierstiftes liegt. Die einstellbare Drossel dient
zur Yeränderung des Durchgangsquerschnitts der Verbindungsleitung 25.
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Der bisher beschriebene Pulsator ist mit Ausnahne der Zuleitung 5
für atmosphärishce Zuluft bekannt.
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Gemäß der Erfindung ist nun die Verbindung zwischen der Leitung 2
und der Leitung 20 derart ausgebildet, daß die Leitung 2 in einem Ringraum 29 in
einem Steuergerät 30 mündet. Der Ringraum ist zur selben Seite hin wie das Ende
der Leitung 20 geöffnet und beide Öffnungen können durch eine Membran 31 verschlossen
werden, wenn vliese gegen eine Fläche 32 anliegt. Befindet sich die Membran 31 in
einer unausgelenkten Stellung, so steht das Ende der Leitung 20 mit dem Ringraum
29 und über diesen mit der Leitung 2 in Verbindung. Parallel zu dieser Verbindung
liegt
ein die Leitung 20 und den Ringraum 29 verbindende Durchgangsöffnung 33. Der Durchtrittsquerschnitt
dieser Öffnung 33 kann mit Hilfe einer Steuerschraube 34 mit einer vorderen konischen
Fläche 35 eingestellt werden.
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Die Durchgansöffnung 33 in Verbindung mit der Steuerschraube 34 bilden
ein Unterdruckreduzierventil.
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Auf der dem Ende der Leitung 20 abgewandten Seite der Membran 31 ist
ein weiterer Raum 36 gebildet, in dem die Zuleitung 5 für atmospharische Zuluft
mündet. Die Zuleitung 5 für atmosphärische Zuluft ist normalerweise geöffnet. Diese
Verbindungsleitung besteht vorzugsweise aus einem biegsamen Schlauch. Dieser kann
durch das Ende 37 eines Hebels 38 abgeklemmt und damit verschlossen werden, wenn
das Ende 37 den Schlauch der Leitung 5 gegen eine festlie,ende Anlage 39 drückt.
Der Hebel 38 ist Teil einer Zeituhr, die auf eine bestimmte Vorlaufzeit entsprechend
der Länge der Stimulationsphase voreingestellt werden kann. Während des Ablaufs
der voreingestellten Zeit wird der Hebel 33 im Gegenuhrzeigersinn in Dichtung des
Pfeiles 40 verdreht und der Hebel 38 kommt am Ende der vorbestimmten Zeit sodann
zur anlage gegen die Leitung 5.
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Der Raum 36 des Steuergerätes 30 ist ferner über eine Leitung 43 mit
einer pneumatischen Schlauchklemme 44 verbunden. Die Schlaucliklemme 44 besteht
aus einem Druckdosengehäuse 45, das durch eine Membran 46 in zwei Räume unterteilt
wird. In dem Raum 47 mündet die Leitung 4). Der Raum 48 ist gegen die Atmosphäre
hin geöffnet, da sich durch die Wandung des Gehäuses ein Haken 49 erstreckt, der
an der Membran 46 befestigt ist. Der Haken 49 hintergreift mit seinem gebogenen
nde eine in Fortn eines biegsamen Schlauches ausgebildete Bypassleitung 50, die
eine Umgehungsleitung für die einstellbare Drossel 26 in der Verbindungsleitung
25 darstellt. Die Bypassleitung 50 kann ihrerseits mit
@ner @instellbaren
Drossel 71 ausgestattet sein.
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In dem Steuergerät 30 ist ferner noch eine Verbindungsleitung 53 zwischen
der Leitung 2 und dem Raum 36 vorgesehen. In dieser Verbindungsleitung 53 liegt
eine Drossel 54, die einen wesentlich geringeren Querschnitt als die Leitung 5 aufweist.
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Die Funktionsweise des Pulsators ist wie folgt: Zu Beginn einer Stimulationsphase
wird die Zeituhr 52 durch Verdrehung des Hebels 38 im Uhrzeigersinn auf die vorbestimmte
Stimulationszeit eingestellt. Hierbei wird die Verbindungsleitung 5 geöffnet, so
daß Atmosphärendruck in dem Raum 36 des Steuergerätes 30 und über die Leitung 43
auch in dem Raum 4' der pneumatischen Schlauchkleme 44 herrscht. In diesem Zustand
gibt die pneumatische Schlauchklemme 44 die Bypassleitung 50 frei. Ferner ist in
dem Steuergerät 30, da auf den beiden verschiedenen Seiten der membran 31 einerseits
Atmosphärendruck und auf der anderen Seite ein Unterdruck über die Leitung 2 herrscht,
die Membran 31 derart ausgelenkt, daß sie gegen die Fläche 32 anliegt und damit
den direkten Durchgang zwischen der Leitung 2 über den Ringraum 29 zu der @ i t
@ SO verschließt. In diesem Falle kann somit der Unterdruck aus der Leitung 2 lediglich
nur noch über den Ringraum 29 und die Durchgangs öffnung 33 in die Leitung 20 und
über den Schlitz 18 wechselweise in eine der Pulsleitungen 3 und 4 gelangen.
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Für eine korrekte Arbeitsweise des Steuerwerks 23 ist es wichtig,
daß dieses unmittelbar mit der -zu der Unterdruckquelle führenden Leitung 2 und
nich mit der Leitung 20 verbunden ist. Durch das Steuerwerk 23 wird der in der leitung
2 herrschende Unterdruck von der Unterdruckquelle über
die Leitung
c'4 abwechselnd über die Leitung 22 in den Raum 12 bzw. über die Leitung 21 in den
Raum 11 der Druckdosen 7 bzw. 6 eingeleitet. Demtentsprechend werden die Membrenen
8 und 9 und die daran befestigte Stange 14 wechselweise nach rechts und links ausgelenkt.
Das Fluid, das sich in den Räumen 13 und 10 der Druckdosen 5 und 7 befindet, kann
sich hierbei über die Verbindungsleitung 25 und insbesondere über die Bypassleitung
50, die zu diesem Zeitpunkt offen ist, ausgleichen. Aufgr'nd der geöffneten Bypasaleitung
50 kann dieser Ausgleich sehr schnell erfolßen, so daß eine sehr schnelle Hin- und
Herbewegung der Stange 20, d.h. eine hohe Pulsationsfrequenz ermöglicht wird. Durch
die einstellbare Drossel 71 in der Bypassleitung 50 kann die gewünschte Pulsationsfrequenz
in der Stimulationschase eingestellt werden. Bei jeder Hin- und Herbewegung ler
Stange 14 wird der an dieser befestigte Schieber 15 ein und herbewegt, wodurch etwa
in der in der Zeichnung dergestellten linken Endstellung des Schiebers die Schlitze
17 und 18 miteinander verbunden werden, so daß der Unterdruck aus der Leitung 20
in die Pulsatorleitung 3 gelangen kann, während Atmosphärendruck über den freiliegenden
Schlitz 19 in die Pulsatorleitung 4 gelangen kann.
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In der rechten Endstellung der Stange 14 liegt sodann der Schieber
15 derart, da er eine Verbindung zwischen den Schlitzen 18 und 19 der Platte 16
bewirkt, wodurch der Unterdruck aus der Leitung 20 in diePulsatorleltung 4 gelangen
kann, während nunnehn der Schlitz 17 freiliegt, so daß Atmosphärendruck in die Pulsatorleitung
3 gelan-t.
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Durch die Einstellung der Größe der Durchgangsöffnung 33 wird bestimmt,
wie schnell sich ein Unterdruck in der Leitung 20 aufbauen kann und gleichzeitig
damit auch, welche Höhe dieser Unterdruck erreichen kann, bevor bereits wieder eine
Umsteuerung durch eine Verschiebung der Stange 14 stattfindet. Auf diese Weise kann
genau die Flankensteigung beim Anstieg des Unterdrucks im Pulsraum mit der Zeit
eingestellt
werden. Eine Einstellung der Steigung des Flankenabfalls
der Pulsatorkurve, wie sie näher in der Figuren 2 und 3 gezeigt sind, kann in ähnlicher
Weise durch eine gezielte Einstellung der atmosphärischen Zuluft zu den Schlitzen
17 bzw. 19 erfolgen. Eine solche Vorrichtung ist einfach herzustellen und ist deshalb
nicht ausführlicher noch dargestellt.
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Am Ende der Stimulationsphase, deren Zeit durch die Zeituhr 52 eingestellt
ist, kommt das Ende 37 des Hebels 38 zur Anlage gegen den Schlauch der Verbindungsleitung
5, wodurch der Schlauch abgeklemmt wird und damit die atmosphärische Zuluft unterbunden
wird. Ab diesem Zeitpunkt kann sich nunmchr in dem Raum 36 des Steuergerätes ,)
der Unterdruck aus der Leitung 2 über die Drossel 54 aufb@uen. Sobald in dem Raum
36 der gleiche Unterdr@ck erreicht ist wie in der Leitung 2, kommt die Membran 31
in ihre unausgelenkte Lage, wodurch eine Verbindung mit großem Querschnitt zwischen
der Le tung 2 über den Ringraum 29 mit der Unterdruckleitung @0 hergestellt wird.
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Dadurch wird bewirkt, daß sich jeweils bei einer Umste@erung des Schiebers
15 in verhiltnismäßig kurzer Zeit ein hoher Unterdruck in der Leitung 3 bzw. der
Leitung 4 und somit in den entsprechenden Pulsräumen der Melkbecher aufbauen kann,
wobe- die Höhe des Unterdrucks in den Saugphasen jeweils dem Melkvakuum entspricht.
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während sich der Unterdruck in dem Raum 36 des Steuergerätes 30 ausbildet,
setzt sich dieser auch über die Leitung 43 in den Raum 47 fort und bewirkt, daß
die Membran 46 in der Figur 1 nach aufwärts ausgelenkt wind. Hierdurch wird der
Haken 49 nach aufwärts gezogen, wodurch er den Schlauch 50 gegen dLe Außenseite
der pneumatischen Schlauchklemme zieht und damit den Schlauch 50
abklemmt.
Hierdurch ist die Bypassleitung 50 verschlossen.
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In diesem Stadium kann somit ein Druckausgleich zwischen den Räumen
10 und 13 der Druckdosen 6 und 7 nunmehr über die Leitung 25 und die einstellbare
Drossel 26 erfolgen.
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Die Drossel 26 ist jedoch von vorherein so eingestellt, daß der Pulsator
lediglich nur noch mit einer Frequenz von etwa 60 Zyklen pro Minute schwingen kann.
Diese Frequenz entspricht der üblichen Pulsationsfrequenz während der Hauptmelkphase.
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Der erfindungsgemäße Pulsator ermöglicht also eine genaue Einstellung
dar MelXparaméter während der Stimulationsphase und gleichzeitig eine automatische
Umschaltung nach Ablauf der Zeit für die Stimulationsphase auf die Melkparameter
in der Hauptmelkphase.
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Bes Steuergerät 30 muß nicht unbedingt in der Leitung ° zu der Unterdruckquelle
angeordnet sein. Vielmehr könnten auch je ein solches Steuergerät in der Pulsatorleitung
3 und 4 angeordnet sein (Wechseltaktbetrieb). Bei Gleichttaktbetrieb wäre lediglich
ein Steuergerät für alle Pulsatorleitungen gemeinsam nötig. Ein Vorteil dieser Anordnungen
würde darin bestahen, daß die vorhandenen Pulsatoren praktisch kaum verandert zu
werden brauchten.
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In den Figuren 2 und 3 ist der Verlauf des Drucks in dem Pulsraum
eines Melkbechers, dessen Pulsation mit dem in Figur 1 gezeigten Pulsator gesteuert
wird, in der Stimulationsphase gezeigt.
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In Figur 2 ist auf der Ordinate der Unterdruck in dem Allsraum in
k Pa angegeben. Der Wert 0 bedeutet dnrnnach Atmosphärendruck. Die Linie 50 k Pa
zeigt die Höhe des Unterdrucks an, der in der Hauptmelkphase sowohl konstant auf
den Innenraum des Zitzengummis wie auch maximal in der Saugphase auf den Pulsraum
gegeben wird. Betrachtet man
einen Zyklus des Pulsunterdrucks in
der Stimulationsphase, so steigt etwa von dem Punkt P 1 ausgehend, an dem im Pulsraum
Atmosphärendruck herrscht, der Unterdruck kontinuierlich zn, bis er im Punkte P
2 einen maximalen Wert von 24 k Pa erreicht. Nach dem Erreichen dieses maximalen
Unterdruckes erfolgt sodann wieder ein kontinuierlicher Abbau des Un-Unterdrucks
bis im Zeitpunkt P 3 wieder Atmosphärendruck erreicht wird. Wie aus der Kurve deutlich
wird, erfolgt aer Aufbau des Unterdrucks in der Zeit zwischen P 1 und P 2 sowie
der Abbau des Unterdrucks zwischen den Punkten ? 2 und AD 3 in annähernd ähnlicher
Diese. D.h. die Steigung des Flankenanstieges 61 der Kurve 60 entspricht etwas der
Steigung des Flankenabfalls 62 der Kurve 60. Außerdem ist diese Steigung verhältnismäßig
gering. Das bedeutet aber, daß :jhrend jedes Zyklus eie abrupte Druckänderung in
dem Pulsraum erfolgt, so daß während jedes Zyklus auch kein großer Impuls auf die
Zitze einwirkt.
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Weiterhin wird aus der Kurve 60 deutlich, daß der maximale Unterdruck
in dem Pulsraum nur zu einem ganz kurzen Zeitpunkt, nämlich lediglich während der
Zeit im Punkte P 2 erreicht und aufrechterhalten wird. Wie oben ausgeführt wurde,
bestimmt die Differenz zwischen dem in Innenrau des Zitzengummis herrschenden Druck
ud dem maximalen Unterdruck im Pulsraum unter @erücksichtigung des Einfaltdruckes
des Zitzengummis die minimale Zuhaltekraft an der Zitzenspitez während jedes Pulszyklus.
Je länger die Zeit ist, während der nur eine geringe Zuhaltekraft auf die Zitzenspitze
wirkt, um so mehr Milch kann bei dem anliegenden Unterdruck im Innenraum des Zitzengummis
abgezogen werden. Dadurch, daß der maximale Unterdruck im Pulsraum immer nur äußers@
kurzzeitig erreicht wird, kann die tatsächlich aus der Zitze gezogene Milch sehr
genau gesteuert werden und sehr Klein geh.zlten werden. Dadurch kann insgesamt der
Euterinnendruck auf de gewünschten Wert während der Stimulationsphase
gehalten
werden. Die in Figur 2 gezeigte Kurve -; zeigt eine Pulsationskurve mit einer Frequenz
von 200 Zyklen pro Minute. Eine solche Pulsationsfrequenz hat sich für die Stimulation
als sehr gut erwiesen.
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In Figur 3 ist in ausfflezogenen Linien eine ähnliche Pulsationskurve
wie in Figur 2 dargestellt. Bei dieser Stimulation wurde im Innenraum des Zitzengummis
ein Un-Unterdruck von 43 k Pa aufrechterhalten. Der Unterdruck im Pulsraum wurde
entsprechend der Kurve 7G derart gesteuert, daß er zwischen Atmosphärendruck und
eie maximalen Unterdruck von 22,5 k Pa zyklisch schwankte.
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Auch bei dieter Kurve sind die Anstiegs- und Abfallflanke der Kurve
während eines Zyklus etwa gleich steil und verhältnismäßig flach. Der maximale Unterdruck
von 22,5 k Pa wird ebenfalls jeweils lediglich während eines äußerst kurzen Zeitpunktes
aufrechterhalten. Die Frequenz der Pulsation lag bei 240 Zyklen pro Minute. Die
vorgenannten 3edingungen für die Stimulationsphase haben sich als besonders günstig
erwiesen. In Figur 3 ist weiterhin in gestrichelten Linien eine Kurve 80 zum Vergleich
darsestellt. Diese Kurve 80 entsoricht der üblicherweise angewandten Pulsationskurve
während der Hauptmelkphase.
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Die Besonderheiten dieser Kurve sind, daß der maximale Unterdruck
bei 50 k Pa liegt, daP die Pulsation eine Frequenz von 60 Zyklen pro Minute aufweist
und daß die Saugphasenim Verhaltnis zu den Entlastunsphasen langer sind.
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In Figur 4 ist schematisch eine weitere mögliche Ausführungsform für
einen Pulsator dargestellt, mit dem durch elektrische Steuerung die Melkparameter
während der Stimulationaphase sowie in der Hauptmelkphase eintellbar
sind.
Tn einer Leitung 90, die von der Unter-@ruckquelle herkommt, liegt ein erstes Magnetventil
91.
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Die Ausgangsleitung 92 des ersten Magnetventils 91 ist über ein zweites
Magnetventil 93 mit der zu den Pulsräumen fahrenden Leitung 94 verbunden. Das erste
tagnetventil 91 weist einen Anker 95 auf, an dessen unterem Ende ein Ventilteller
96 ausgebildet ist. Der Ventiltellar 96 wird, wenn sich der Magnet 97 im erregten
Zustand befindet, entgegen der Kraft einer Feder 98, die das Magnetventil im unbetätigten
Zustand in einer geöffneten Stellung hält, @egen eine Ventilfläche 99 gezogen. aus
diese Weise wird in erregten Zustand das Magneten 9z die Verbindung zwischen der
Leitung 90 und der Leitung 92 über das Magnetventil 91 unterbunden.
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In einer das Magnetventil 91 umgehenden Leitung 100, die eine Verbindung
zwischen der Leitung 90 und der Leitung 92 bildet, liegt eine einstellbare Drossel
101.
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Die Verbindungsleitung zwischen den Leitungen 92 und 94 ist durch
ein zweites Magnetventil 93 verschließbar. Der Anker 162 dieses zweiten Magnetventils,
der an seinem unteren Ende ebenfalls einen Ventilteller 103 aufweist, ist durch
eine Feder 104 gegen einen Ventilsitz 105 vorgespannt. Sofern die Magnetspule 106
des Magnetventils 93 nicht erregt ist, ist somit die Verbindung zwischen den Leitungen
92 und 94 verschlossen.
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Der Anker 102 ist parallel zu seiner Achse mit einer nach oben offenen
Blindbohrung 107 versehen. In diese mündet eine Querbohrung 108. Die Öffnung der
Querbohrung 108 liegt dann, wenn die Magnetspule 106 nicht erregt ist und das Magnetventil
deshalb geschlossen ist, in einer Lage, in der sie mit der Leitung 94 unmittellar
in Verbindung steht.
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Dagegen ist ie außenliegende Öffnung der Querbohrung 103 dichtend
durch eine Rohrhülse 109 verschlossen, wenn die Magnetspule 106 erregt ist und sich
der Anker 102 in einer angehobenen Stellung befindet. Bei aer Eewiegung des Ankers
102 in senkrechter Richtung in Figur 4 in der Zeichenebene wird dieser durch die
Rohrhülse 109 geführt. Im erregten Zustand der Magnetspule 106 gibt somit der Ventilteller
103 den Durchgang zwischen den Leitungen 92 und 94 frei.
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Die Funktionsweise des In Figur 4 gezeigten Pulsators ist wie folgt:
Vor Beginn der Stimulation wird die einstellbare Drossel auf einen vo@bestimmten
Durchlaß eingestellt. Die @@@@@@ spule 27 wird erregt, so daß das erste Magnetventil@
91 geschlossen ist. Sodann wird während der Stimulationsphase das Magnetventil 93
mit der gewünschten Pulsfrequenz steuert, so daß dieses Lagnetventil sich im Takt
der gewünschten Pulsfrequenz öffnet und schließ. Bei jeder Schließen dieses zweiten
Magnetventils 93 wird eine ;erbindung zwischen der Leitung 94 über die Leitung 92
und die Leitung 100 mit der Leitung 90, die mit der Unterdruckquelle (nicht dargestellt)
in Verbindung steht, unterbrochen. In dieser Stellung des zweiten Magnetventils
93 wird jedoch die Öffnung der Querbohrung 108 von der Rohhülse 109 freigegeben.
Auf diese Weise wird eine 7erbindung zwischen der Leitung 94 über die Querbohrung
108 und die Blindbohrung 107 mit Atmosphärendruck hergestellt.
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so daß sich in der Leitung 94 ein Atmosphärendruck aufbauen kann.
Wird sodann die Nagnetspule 106 erregt, so wird der Anker 102 in den Magneten hineingezogen,
wodurch die Öffnung der Querbohrung 108 durch die Rohrhülse 109 verschlossen
wird.
Gleichzeitig wird der Ventilteller 103 von seinem Ventilsitz 105 abgehoben, so daß
nunmehr die Leitung 94 über die Leitung 92 und die Leitung 100 mit der Leitung 90
in Verbindung stcht. Aufgrund der Drossel 101 in der Leitung 100 kann sich sodann
entsprechend diesem verringerten Durchgang langsam der gewünschte Unterdruck in
der Leitung 94 aufbauen. Dadurch kann die Steigung der Anstiegsflanke der Pulskurve
vom Atmosphärendruck auf den gewünschten Unterdruck beliebig und genau eingestellt
werden. Die Steigung der Abfallflanke von dem maximalen Pulsunterdruck wieder zurück
auf Attnosphärendruck könnten in entsprechender Weise d-'t.durch gesteuert werden,
daß an dem oberen Ende der Roh-@ülse 109 gleichfalls eine einstellbare Drossel vorgesehen
wird.
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Die Frequenz, mit der das zweite Magnetventil 93 in Vibriation gesetzt
wird, kann zwischen 93 und 400 Zyklen pro minute liegen.
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wenn von der Stimulationsphase auf die Hauptmelkphase umgeschaltet
wird, wird die Piagnetspule 97 erregt, so daf3 das Magnetventil 91 geöffnet wird.
Dadurch wird eine Hauptverbindung zwischen der Leitung 90 und der Leitung, 92 hergestellt,
so daß nunmehr ein schneller Aufbau eines ausreichenden Unterdrucks in des Pulsräumen
stattfinden kann. Gleichzeitig wird die Frequenz des zweiten Magnetventils 93 auf
die übliche Frequenz von 60 ZykLen pro Minute für die Hauptmelkphase herabgesetzt.