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Die
vorliegende Erfindung betrifft erstens eine Tierhaltevorrichtung,
mit einem Boden, einer Versorgungsvorrichtung und mit Antriebsmitteln
für die
Versorgungsvorrichtung. Die Erfindung betrifft zweitens ein Verfahren
zur Tierhaltung, das eine solche Vorrichtung verwendet.
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STAND DER
TECHNIK
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Tiere
müssen
auf einer geeigneten Oberfläche
gehalten werden, die ständig
gesäubert
wird. Eine Art Streumaterial sollte ständig über die Ruheflächen gestreut
sein. Manche Tiere erfordern es, dass solches Material ständig gestreut
wird, um ihnen im Hinblick auf ihren Instinkt, beispielsweise zu graben
oder zu kratzen, ein normales Verhalten zu ermöglichen.
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Die
Versorgungsmaßnahmen,
die zum Füttern,
Streuen von Streu, Säubern,
usw. oben beschrieben wurden, sind herkömmlicherweise sehr mühselig.
Da die Tierzucht zunehmend rationalisiert wird, sind Wege gesucht
worden, um dieses Versorgen vollständig oder teilweise zu automatisieren.
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Beispiele
von Vorrichtungen, mit denen das Säubern des Bodens automatisiert
wird, sind in
SU 1230 559 ,
SU 1327 855 ,
SU 1667 760 ,
SU 1774 845 und
SE 508 770 beschrieben. Alle diese
Veröffentlichungen
beschreiben, wie ein Stall oder eine Tierbox mit einem beweglichen
Boden in Form eines Endlosförderbandes
versehen ist. Dies erlaubt es, Tierabfälle ständig oder intermittierend zu
entfernen, und Futter und Streu kann vorwärts zugeführt werden.
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Die
aus den obigen Veröffentlichungen
bekannten Vorrichtungen bedingen teure Investitionen, um externe
Systeme zum Zuführen
von Energie und eine geeignete Antriebsausrüstung miteinander zu verbinden.
Zusätzlich
hierzu entstehen Kosten für
die zugeführte
Energie.
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Beispiele
sind ebenfalls aus den Dokumenten
RU
2038 764 ,
SU 1456 069 ,
SU 1797 798 und
SU 1535 483 bekannt, bei
denen die Bewegung der Tiere für
die Versorgungsmaßnahmen
genutzt wird.
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Entgegen
diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Tierhaltevorrichtung und ein Verfahren zur Tierhaltung zu schaffen,
die/das eine weitreichende Automatisierung der Tierhaltung in einer
kostengünstigen
Art und Weise gestattet.
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BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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In
einem ersten Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine
Tierhaltevorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen
Art gelöst,
die die speziellen Merkmale aufweist, dass der Boden der Vorrichtung
zur Aufnahme von Energie vertikal beweglich ist und dass er mit
Energie absorbierenden Mitteln versehen ist, die dazu ausgelegt sind,
Energie aufzunehmen, die erzeugt wird, wenn ein Tier aufgrund seiner
Bewegung den Boden einer dynamischen Last aussetzt, die eine vertikale
Bewegung des Bodens bewirkt, wobei die Energie absorbierenden Mittel
dazu ausgelegt sind, den Antriebsmitteln Energie zuzuführen, die
die Versorgungsvorrichtung antreiben.
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Die
durch die Tiere selbst erzeugte Energie, die auf diese Art und Weise
verwertet und genutzt wird, um die Versorgungsvorrichtungen anzutreiben, vermeidet
daher Energiekosten für
diese Vorrichtungen. Die Kosten für den Anschluss an externe
Energiezuführungssysteme
sowie die dafür
benötigten Maschinenanlagen
werden ebenfalls vermieden. Die Erfindung ermöglicht daher eine kostengünstige Automatisierung
des Fütterns,
Ausbreitens von Stroh und Säuberns.
Da der Boden zur Aufnahme von Energie vertikal beweglich ist, erlaubt
dies eine mechanisch einfache, Energie absorbierende Vorrichtung, da
die Kraft, d.h. die Last des Tieres, den Boden ein wenig gegen einen
Widerstand nach unten drückt. Die
Energiemenge ist das Produkt aus der Lastkraft und der vertikalen
Verschiebung.
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Alternative
bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung beschreiben in einem Fall
die Versorgungsvorrichtung mit einer Zuführungsvorrichtung für Futter
und/oder Streu, Stroh, usw., und in einem anderen Fall eine Säuberungsvorrichtung
zum Entfernen von Abfallprodukten und selbstverständlich eine Kombination
davon.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Boden in Richtung
der Bodenebene beweglich ausgelegt, und der Boden wird durch Antriebsmittel
angetrieben. Dies ist von einem praktischen Standpunkt aus eine
sinnvolle Art, die Säuberungsvorrichtung
auszugestalten, da die Abfallprodukte dann auf dem Boden weg von
dem Bereich transportiert werden, an dem das Tier ist, und die Abfallprodukte
können
einfach an einem Ende des Bodens hinuntergeworfen werden. Die Lösung ist
auch zum Zuführen
von Futter und Stroh geeignet, die entlang des Bodens zu dem Ort
befördert
werden, an dem das Tier ist.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der bewegliche Boden
in Form eines Endlosförderbandes
ausgebildet, und die Antriebsmittel weisen eine Antriebsrolle für das Förderband auf.
Ein solches Ausführungsbeispiel
des beweglichen Bodens stellt eine einfache und sinnvolle Art dar,
diesen zu realisieren, und erlaubt ein einfaches Füllen oder
Leeren an einem der beiden Enden des Bodens.
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Gemäß einer
noch weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der Boden um eine vertikale
Achse drehbar. Eine solche Ausgestaltung kann in bestimmten Fällen vorteilhaft
sein, so dass die vertikale Bewegung an einem Teil des Bodens erreicht
werden kann, der bei einer Drehbewegung eine Umlenkung in vertikaler
Richtung hervorruft. Die Hublänge
dieser Bewegung kann in diesem Fall durch eine Hebelwirkung vergrößert werden,
so dass sie länger
als die vertikale Bewegung ist, der das Tier ausgesetzt ist.
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Gemäß einer
noch weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der Boden in einem unbelasteten Zustand
geneigt. Dies kann die Aufnahme der Energie erzeugenden Kraft in
einem bestimmten Bereich des Bodens erleichtern, wodurch ihre Nutzung
erleichtert wird.
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Gemäß einer
noch weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Antriebsmittel dazu
ausgelegt, intermittierend zu arbeiten. Das Füttern kann daher zu bestimmten
Zeiten durchgeführt werden.
In ähnlicher
Weise kann das Säubern
ausgeführt
werden, ohne dass das Tier ständig
auf einem sich bewegenden Boden stehen muss, was in dem Tier Unruhegefühle hervorrufen
könnte.
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Gemäß einer
noch weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die Energie absorbierende
Vorrichtung Energiespeichermittel auf. Dies bietet eine bessere
Möglichkeit,
die Energie zu nutzen, und eine größere Flexibilität, sie zu
verwerten. Die Speichermittel sind insbesondere im Fall eines intermittierenden
Betriebs wertvoll, da die Energie dann für Maßnahmen aufgespart werden kann,
die vergleichsweise viel Leistung erfordern, und die nur notfalls
verwendet werden.
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Die
Zeit, in der verschiedene Maßnahmen getroffen
werden, z.B. wann die Antriebsmittel arbeiten sollen, kann bei intermittierendem
Betrieb und Energiespeicherung für
jedes einzelne Tier oder die Herde vorprogrammiert werden, oder
die Antriebsmittel können
im Ansprechen auf Sensoren angeschaltet werden, die beispielsweise
die Menge der Tierabfälle
erfassen. Beide Varianten können
so kombiniert werden, dass beispielsweise das Füttern und das Streuen von frischem
Stroh gemäß einem Programm
durchgeführt
werden, während
das Säubern
sensorgesteuert ist.
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Die
Energiespeichermittel können
in vorteilhaften Ausgestaltungen pneumatischer oder hydraulischer
Art sein oder ein Gewicht, ein Pendel, eine mechanische Feder oder
eine elektrische Speicherbatterie aufweisen. Jedes Speicherprinzip
hat seine Vorteile und Nachteile, und die Umstände bestimmen, welches optimal
ist.
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Die
Ausgestaltungen der Tierhaltevorrichtung in Übereinstimmung mit der oben
beschriebenen Erfindung sind in den von Anspruch 1 abhängigen Unteransprüchen angegeben.
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Die
zweite Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren zur Tierhaltung
gelöst,
das die speziellen Maßnahmen
aufweist, das Tier unter Verwendung einer Vorrichtung in Übereinstimmung
mit der Erfindung zu versorgen, wie sie in Anspruch 1 oder in einem
der von Anspruch 1 abhängigen
Ansprüche angegeben
ist.
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Ein
solches Verfahren bietet Vorteile, die gleichwertig zu jenen sind,
die oben in Bezug auf die beanspruchte Tierhaltevorrichtung und
dessen bevorzugte Ausgestaltungen beschrieben werden, und eine weitere
Beschreibung der Vorteile des Verfahrens würde als überflüssig erscheinen.
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Die
Erfindung wird in der folgenden Beschreibung ihrer vorteilhaften
Ausführungsbeispiele in
Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen detaillierter erläutert.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung
in Übereinstimmung
mit der Erfindung.
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2 ist
eine ähnliche
Ansicht zu der in 1, die ein zweites Ausführungsbeispiel
darstellt.
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3 ist
eine ähnliche
Ansicht zu der in 1, die ein drittes Ausführungsbeispiel
darstellt.
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4 ist
eine ähnliche
Ansicht zu der in 1, die ein viertes Ausführungsbeispiel
darstellt.
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5 stellt
ein erstes Ausführungsbeispiel der
Energie absorbierenden Vorrichtung in einer Vorrichtung in Übereinstimmung
mit der Erfindung dar.
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6 stellt
ein zweites Ausführungsbeispiel der
Energie absorbierenden Vorrichtung in einer Vorrichtung in Übereinstimmung
mit der Erfindung dar.
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7 stellt
ein drittes Ausführungsbeispiel der
Energie absorbierenden Vorrichtung in einer Vorrichtung in Übereinstimmung
mit der Erfindung dar.
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8 stellt
ein viertes Ausführungsbeispiel der
Energie absorbierenden Vorrichtung in einer Vorrichtung in Übereinstimmung
mit der Erfindung dar.
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9 stellt
ein fünftes
Ausführungsbeispiel der
Energie absorbierenden Vorrichtung in einer Vorrichtung in Übereinstimmung
mit der Erfindung dar.
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10 ist
eine Seitenansicht eines fünften Ausführungsbeispiels
einer Vorrichtung in Übereinstimmung
mit der Erfindung.
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11 ist
eine Seitenansicht eines sechsten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung
in Übereinstimmung
mit der Erfindung.
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12 ist
ein Blockdiagramm, das ein siebtes Ausführungsbeispiel darstellt.
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BESCHREIBUNG
BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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1 stellt
das Grundprinzip der Erfindung dar und zeigt ein Tier 2,
wie z.B. eine Kuh, das auf dem Boden einer Vorrichtung in Übereinstimmung mit
der Erfindung steht. Ein Endlosförderband 1 läuft auf
einer Oberfläche
des Bodens und über
zwei Rollen 3, 4. Die rechte Rolle 4 in
der Figur treibt das Förderband 1 in
Richtung eines Pfeils A an. Abfallprodukte, wie z.B. Tierabfälle und
schmutziges Stroh, werden somit durch das Band 1 zu seinem
rechten Ende transportiert und können
dort zur weiteren Entsorgung über
eine Kante geworfen werden. Der Boden, der mit einer Innenseite
des Bandes 1 in Berührung
steht, ist mit einer Energie absorbierenden Vorrichtung 5 versehen.
Diese ist dazu ausgelegt, die Energie aufzunehmen, die erzeugt wird,
wenn sich das Tier 2 auf dem Boden bewegt, wobei der Boden jedes
Mal, wenn das Tier einen Huf hebt und ihn wieder hinstellt, durch
eine vertikale Kraft F beeinflusst wird. Der Boden kann beispielsweise
eine Federoberfläche
aufweisen oder auf Federn angeordnet sein, um die so erzeugte Energie
aufzunehmen.
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Die
Energie, die durch die Energie absorbierende Vorrichtung 5 aufgenommen
wird, wird dazu verwendet, die Antriebsrolle 4 derart anzutreiben, dass
das Band 1 bewegt wird. Dies kann im direkten Ansprechen
auf eine Bewegung des Tieres 2 stattfinden. Alternativ
kann die Energie zuerst in der Energiespeichervorrichtung 6 gespeichert
werden, wie in der Figur veranschaulicht ist. Die Energie zum Antreiben
der Rolle 4 kann dann intermittierend abgerufen werden,
wobei das Band normalerweise stationär ist und nur zu bestimmten
Zeiten bewegt wird. Die Vorrichtung kann aus einer Tierbox für ein einzelnes
Tier bestehen, wobei in diesem Fall das Band vorzugsweise den gesamten
Boden der Tierbox bedeckt. Die Vorrichtung kann auch aus einem kompletten
Stall bestehen. In diesem Fall kann das Band auch den gesamten Boden
bedecken. Alternativ können
mehrere Bänder
verwendet werden, wobei jedes nur einen Teil des Bodens bedeckt.
Die Zeichnung zeigt als Beispiel eine Kuh, aber es versteht sich,
dass die Erfindung auf alle Arten von Haustieren, wie z.B. Pferde,
Schweine, Schafe, usw. und sogar kleinere Tiere, wie z.B. Hühner, anwendbar
ist.
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2 stellt
dar, wie die Aufnahme der Energie durch den Boden 9 erreicht
werden kann, der in vertikaler Richtung beweglich ist. Der Boden 9 ist über Achsen
der Rollen 3, 4 durch Komprimierungsfedern 7, 8 gehalten,
die an jeder Rolle angeordnet sind. Die Kraft F vom Tier ruft eine
vertikale Bewegung des Bodens entgegen der Bewegung der Federn 7, 8 hervor,
woraufhin eine Energiemenge erhalten wird, die der Kraft multipliziert
mit der vertikalen Auslenkung entspricht. Jede Bewegung des Tiers führt zu einer
vergleichsweise kleinen Energiemenge. Jedoch schafft eine Aufsummation
der Energieinkremente jeder Bewegung eine Energiemenge, die für den beabsichtigten
Zweck völlig
ausreichend ist.
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3 stimmt
im Wesentlichen mit 2 überein, jedoch mit dem Unterschied,
dass eine linke Stütze 10 in
dieser Figur so steif ist, dass die Federbewegung nur an einer rechten
Stütze,
d.h. der Feder 8, auftreten kann.
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4 zeigt
ein Beispiel, bei dem der Boden leicht geneigt ist (in der Figur
ist die Neigung übertrieben).
Bei diesem Beispiel sind wie in 3 die feste Stütze 10 und
die Federstütze 8 vorgesehen.
Das geneigte Ausführungsbeispiel
kann auch mit zwei Federstützen,
wie sie in 2 gezeigt sind, verwendet werden.
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Die
Beispiele in 2–4 zeigen,
wie der Boden über
die Federstütze
an jeder Rollenachse oder an beiden Rollenachsen vertikal beweglich
ist. Die Federstütze
kann selbstverständlich
direkt unter dem tatsächlichen
Boden 9 angeordnet sein und diesen stützen.
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5–9 stellen
verschiedene Beispiele dar, wie die Energie absorbierende Vorrichtung
realisiert sein, und wie die Energie ggf. gespeichert werden kann.
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In 5 wird
die Energie durch die Kraft F absorbiert, die gegen einen Anschlag 36 ausgeübt wird,
der dann einen kurzen Weg bewegt wird. Der Anschlag 36 ist
dann dazu ausgelegt, eine spiralförmige Feder 11 zu
spannen, um die Energie zu speichern. Die spiralenförmige Feder 11 ist
mit einem Sperrmechanismus (nicht gezeigt) versehen, der eine Rückkehr der
Feder verhindert, wenn die Kraft entfernt wird. Wiederholte Bewegungen
spannen die Feder mehr und mehr, so dass eine große Energiemenge
gespeichert werden kann. Die Energie, die in der Feder angesammelt
ist, kann über
eine Achse 15, die mit einer Kupplung 12 versehen
ist, ein Rad 13 in einem Getriebe 14 antreiben,
um die in 2–4 gezeigte
Antriebsrolle 4 anzutreiben.
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In 6 wird
die Kraft auf ein Sperrrad 16 ausgeübt, das gewöhnlicherweise nur entgegen
dem Uhrzeigersinn gedreht werden kann. Ein Gewicht 17 wird
an einem Seil 18 über
das Sperrrad aufgehängt. Die
wiederholte Last F auf einen Umfang des Sperrrades 16 führt dazu,
dass das Gewicht 17 angehoben wird, so dass potentielle
Energie gespeichert wird. Wenn das Band 1 in einer der 2–4 bewegt werden
muss, wird das Sperrrad 16 gelöst, so dass es im Uhrzeigersinn
drehen kann, und das Gewicht führt
dazu, dass sich das Sperrrad in dieser Richtung dreht. Die Drehung
des Sperrrades kann dann in ähnlicher
Art und Weise wie in 5 auf die Antriebsrolle 4 des
Förderbandes 1 übertragen
werden.
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Bei
dem in 7 dargestellten Beispiel wird die Abwärtsbewegung
der Feder 8 über
ein Spannseil an ein Ende eines Pendels 20 übertragen,
das an einem Ende mit einem Gewicht 21 versehen ist. Aufgrund
der Hebelwirkung wird das Gewicht auf eine Position 21a gehoben,
nach der das Pendel gelöst wird,
so dass es zurückschwingen
und eine Aufwärtsbewegung
in Richtung einer mit 21b bezeichneten Position ausführen kann.
Diese Pendelbewegung steht in Antriebsverbindung mit einer Welle 37,
die die Rolle 4 zum Transport des Bandes 1 über einen Transmissionsriemen 22 antreibt.
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8 stellt
eine hydraulische, Energie absorbierende und Energie speichernde
Vorrichtung dar. In diesem Fall beeinflusst die vertikale Kraft
einen Kolben 23, der in einem Pumpenzylinder 24 beweglich
ist, der mit einem Einlass 25 mit einem Rückschlagventil 27 und
mit einem Auslass 26 mit einem Rückschlagventil 28 versehen
ist, so dass die Bewegung des Kolbens Flüssigkeit aus dem Einlass 25 über den
Ausslass 26 hoch zu einem Reservoir 29 pumpt,
in dem ihre potentielle Energie gespeichert wird. Das Reservoir 29 kommuniziert über ein
Absperrventil 30 mit einem hydraulischen Motor 31,
der die Rolle 4 des Bandes 1 antreibt (2–4). Eine
Anordnung wie die in 8 kann alternativ pneumatisch
sein, wobei in diesem Fall der Behälter 29 ein Luftdrucktank
und der Motor 31 ein pneumatischer Motor ist.
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Bei
dem in 9 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Energie
durch einen Generator in Elektrizität umgewandelt, der aus einem
Eisenkern 32 besteht, der durch die Kraft F in einer Induktionsspule verschiebbar
ist. Der induzierte Strom wird in einer Speicherbatterie 34 gespeichert,
die die Energie einem Elektromotor 35 zuführt, um
die Rolle 4 anzutreiben.
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10 stellt
ein alternatives Ausführungsbeispiel
der Säuberungsvorrichtung
für den
Boden dar. Bei diesem Beispiel ist der Boden 43 stationär, aber
vertikal beweglich ausgebildet. Die Energie wird absorbiert und
in einer der oben beschriebenen Weisen in einer Einheit 38 gespeichert,
die dazu ausgelegt ist, eine Antriebsrolle 39 für eine Antriebskette 40 anzutreiben,
die über
jedes Ende der Rolle läuft.
Ein Schaber 41 ist an den Antriebsketten 40 angeordnet und
erstreckt sich in einem rechten Winkel zur Figurenebene. Mehrere
solcher Schaber können
nacheinander angeordnet sein. Wenn die Antriebsrolle 39 die
Ketten 40 in Richtung des Pfeils antreibt, schiebt der
Schaber die Abfallprodukte vor sich her, bis sie über die
Kante des Bodens (bei 42a) abgeschabt werden.
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11 stellt
eine Alternative dar, bei der die Energie, die erhalten wird, wenn
der Boden vertikal bewegt wird, über
die Energie absorbierende Vorrichtung und die Energiespeichervorrichtung
eine Zuführungseinrichtung
für Stroh
oder Futter 48 antreibt. Die Zuführungseinrichtung kann beispielsweise
ein Schneckenförderer 47 sein.
Der Boden 44 kann, wie oben beschrieben, entweder stationär oder beweglich
ausgebildet sein.
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Es
versteht sich, dass die in 9–11 dargestellten
Ausführungsbeispiele
miteinander kombiniert werden können,
um eine Anordnung zu bilden, die einen seitwärts beweglichen Boden, einen Bodenschaber,
eine Zuführungsvorrichtung
für Futter sowie
eine Zuführungsvorrichtung
für Stroh
aufweist. Zusätzliche
Funktionen können
selbstverständlich dazu
ausgelegt sein, die Anordnung zu ergänzen, und sie können ihre
Energie aus den Bewegungen der Tiere auf dem Boden erhalten. Ein
Beispiel ist eine Spülvorrichtung.
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12 ist
ein Blockdiagramm, das angibt, wie verschiedene Funktionen der Tierhaltevorrichtung
in Übereinstimmung
mit der Erfindung integriert und gesteuert werden können. Das
Bezugszeichen 44 repräsentiert
Energie absorbierende Mittel, die die Energie der Energiespeichervorrichtung 45 zuführt, bei
der diese Komponenten gemäß der oben
beschriebenen Beispiele oder in einer anderen geeigneten Art und
Weise ausgebildet sind. Die Energiespeichereinheit führt Energie
zu, um verschiedene Funktionen 49–52 zu treiben, wobei
das Bezugszeichen 49 einen beweglichen Boden, das Bezugszeichen 50 einen
Schaber, das Bezugszeichen 51 Futterzuführungsmittel und das Bezugszeichen 52 eine Strohzuführungseinrichtung
repräsentieren.
Die Zuführung
von Energie für
diese Funktionen 49–52 wird durch
eine Steuereinheit 46 gesteuert, die Signale von einem
Programm in einem Mikroprozessor 47 und auch von Sensoren 48 empfängt. Im
Ansprechen auf diese Signale öffnet
die Steuereinheit abhängig von
der Art der oben beispielhaft erläuterten, angewendeten Energiespeicherprinzipien
die Ventile, schaltet die Kupplung, löst das Rücksperrrad oder schließt einen
elektrischen Stromkreis. Die durch das Blockdiagramm dargestellte
Vorrichtung ist vergleichsweise ausgeklügelt, und es versteht sich, dass
sie hinsichtlich Funktionen und Steuerungsverfahren auf verschiedene
Ausmaße
reduziert werden kann.