DE102011075138A1

DE102011075138A1 - Individual quarter milking method for automatically milking e.g. animal, involves changing teat-ended vacuum by vacuum control valve such that teat-ended vacuum is adjusted with respect to reference value during milking process

Info

Publication number: DE102011075138A1
Application number: DE201110075138
Authority: DE
Inventors: Ulrich Ströbel; Sandra Rose-Meierhöfer; Reiner Brunsch; Jakob Maier; Wilfried Hatzack; Egbert Zieger
Original assignee: Leibniz Institut fuer Agrartechnik und Biooekonomie eV
Current assignee: Leibniz Institut fuer Agrartechnik und Biooekonomie eV
Priority date: 2011-05-03
Filing date: 2011-05-03
Publication date: 2012-11-08

Abstract

The method involves attaching a milking cup (1) of a milking device to an artificial teat, and applying operating vacuum required for milking process. A value of teat-ended vacuum in the milking device is determined at various milking flows under operating conditions of vacuum and pulse cycle during milking process, where the pulse cycle required for a milking cycle is adjusted. The teat-ended vacuum prevailing in a milk hose (3) is changed by a vacuum control valve (5) such that the teat-ended vacuum is adjusted with respect to a reference value during milking process. An independent claim is also included for a kit for milking an animal.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Melken von milchgebenden Tieren mit einem viertelindividuellen Melkverfahren sowie ein Kit zur Durchführung des Verfahrens.The present invention relates to a method for the automatic milking of dairy animals with a quarter-individual milking method as well as a kit for carrying out the method.

Zu milchgebenden Tieren im Sinne der Erfindung gehören z. B. Kühe, Ziegen, Schafe, Pferde und Kamele.For dairy animals according to the invention include, for. Cows, goats, sheep, horses and camels.

Nachfolgend werden das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße Kit am Beispiel der Anwendung bei Kühen erläutert.The method according to the invention and the kit according to the invention are explained below using the example of the application in cows.

Die Melktechnik, die in Milchviehbetrieben eingesetzt wird, hat auf die Gesundheit der Milchkühe und auf die Wirtschaftlichkeit der Milchproduktion großen Einfluss. The milking equipment used in dairy farms has a major impact on the health of dairy cows and the efficiency of milk production.

Moderne Milchkühe erzielen immer höhere Milchleistungen. Mit einer erhöhten Milchleistung geht jedoch auch eine größere Empfindlichkeit des Euters insbesondere für Eutererkrankungen einher. Durch die höhere Leistung ist die Melkmaschine länger mit dem Euter der Kuh verbunden, was eine noch schonendere bzw. eine an die veränderten Bedingungen optimal angepasste Melktechnik erfordert. Modern dairy cows achieve ever higher milk yields. With an increased milk yield, however, there is also a greater sensitivity of the udder, in particular for udder diseases. Due to the higher performance, the milking machine is connected to the udder of the cow for longer, which requires an even more gentle milking technique or a milking technique that is optimally adapted to the changed conditions.

Bereits leichte Gewebeschädigungen an der Kuhzitze wie Einschnürungen durch das Zitzengummi oder Hyperkeratosen an der Zitzenspitze können die Mastitisanfälligkeit der Kuh erhöhen. Eutererkrankungen sind mit 20% die häufigste Abgangsursache für Milchkühe und verursachen Erlösausfälle für Landwirte, die zwischen 150–300 Euro pro Kuh und Erkrankung liegen. Somit kann eine kuh- und viertelindividuelle Optimierung der Vakuumapplikation die am Zitzenende der Kuh auftritt, zu einer deutlichen Verbesserung der gegenwärtigen Situation beitragen. Even slight tissue damage to the cow teat, such as constrictions caused by the teat liner or hyperkeratosis on the tip of the teat may increase the mastitis susceptibility of the cow. Udder diseases are the most common cause of death for dairy cows (20%) and cause loss of income for farmers between 150-300 Euro per cow and disease. Thus, a cow and quarter individual optimization of the vacuum application occurring at the teat end of the cow can contribute to a significant improvement in the current situation.

Euterschonende Melkprozesse sind damit im Hinblick auf die Tiergesundheit nicht nur aus Tierschutzaspekten sonder auch aus wirtschaftlichen Gründen erstrebenswert.Udder-friendly milking processes are therefore desirable in terms of animal health not only for animal welfare aspects but also for economic reasons.

Viele Melkanlagen sind mit Sensortechnik zur Datenaufzeichnung ausgestattet. Derzeit verfügbare Melkanlagen bieten jedoch keine Möglichkeit zur kontinuierlichen Messung und Speicherung des zitzennahen Vakuumverlaufes am Melkbecher. Many milking systems are equipped with sensor technology for data recording. Currently available milking systems, however, offer no possibility for continuous measurement and storage of the teat near vacuum curve on the teat cup.

Die Erzeugung stabiler Vakuumverhältnisse in der Melkanlage ist jedoch eine der wichtigsten Voraussetzungen, um befriedigende Betriebseigenschaften der Anlage zu gewährleisten. Negative Auswirkungen auf die Eutergesundheit werden dem Blindmelken und der uneingeschränkten Vakuumeinwirkung auf das Zitzengewebe zugeschrieben. Viertelindividuell über den gesamten Melkprozess gemessene Vakuumdaten für das zitzennahe Melkvakuum können zur gezielten Regelung des Vakuums an dieser Stelle verwendet werden. Damit könnten gezielt stabile und optimale Vakuumverhältnisse an der Zitze erzeugt werden. However, the generation of stable vacuum conditions in the milking plant is one of the most important prerequisites for ensuring satisfactory operating characteristics of the plant. Negative effects on udder health are attributed to blind milking and unrestricted vacuum exposure to the teat tissue. Vacuum data for the teat-near milking vacuum measured quarter-by-quarter over the entire milking process can be used to specifically regulate the vacuum at this point. This could be specifically generated stable and optimal vacuum conditions on the teat.

Der Strichkanal der Zitze ist empfindlich und bildet die Öffnung für Keime und Bakterien. Durch eine Verminderung der mechanischen Belastung der Zitze, auf das gerade noch notwendige Maß für einen zügigen Milchentzug, kann die Zitze gesund und damit widerstandsfähig gegen Krankheitserreger gehalten werden. Die Anzahl von Ringbildungen und Hyperkeratosen, welche Eutererkrankungen begünstigen, könnte durch eine zitzennahe Vakuumregelung vermindert werden. The teat canal of the teat is sensitive and forms the opening for germs and bacteria. By reducing the mechanical load on the teat to just barely necessary measure for a rapid milk withdrawal, the teat can be kept healthy and thus resistant to pathogens. The number of ring formations and hyperkeratoses, which favor udder diseases, could be reduced by near-cue vacuum control.

Außerdem kann eine solche Regelung auf lange Sicht so optimiert werden, dass tierindividuell, unter Berücksichtigung von Kuhrasse, Euterkondition, Eutergesundheitszustand und Laktationsstadium, für jede Kuh die optimale Vakuumapplikation errechnet und anschließend erzeugt wird. Der für die Eutergesundheit bzw. für die Wirtschaftlichkeit des Betriebes optimale Vakuumverlauf an der Zitzenspitze einer Kuh ist bisher nicht bekannt und darüber hinaus von Tier zu Tier unterschiedlich.In addition, such a regulation can be optimized in the long term so that the optimum vacuum application is calculated for each cow, taking account of cow's condition, udder condition, udder health status and lactation stage, and then generated. The optimum for the udder health and for the profitability of the operation of the vacuum at the teat tip of a cow is not yet known and also different from animal to animal.

Aus dem Stand der Technik sind eine Reihe von Verfahren zum automatischen Melken von Tieren bekannt. A number of methods for automatically milking animals are known in the art.

So beschreibt die EP 1 186 229 B1 ein automatisches Melkverfahren, bei dem das Vakuum nur durch veränderte Pulsation beeinflusst wird und damit nicht genau gesteuert werden kann. Bei dem offenbarten Verfahren werden nur der Evakuierungsgrad und die Pulsatorfrequenz geregelt. Das Vakuum ist damit nicht exakt einstellbar. Weiterhin erfolgt bei dem in der EP 1 186 229 B1 beschriebenen Verfahren nur eine Regelung hin auf einen konstanten Vakuumwert. Es wird nicht gelehrt, dass die Regelung des Vakuums auf eine programmierbare Zielfunktion hin erfolgt. That's how it describes EP 1 186 229 B1 an automatic milking process in which the vacuum is only affected by altered pulsation and thus can not be precisely controlled. In the disclosed method, only the evacuation rate and the pulsator frequency are controlled. The vacuum is thus not exactly adjustable. Furthermore, in the in the EP 1 186 229 B1 described method only one rule out to a constant vacuum level. It is not taught that the regulation of the vacuum is based on a programmable target function.

In der EP 2 033 511 A2 wird ein Melkverfahren beschrieben, das nicht spezifisch für viertelindividuelle Melksysteme geeignet ist. So erfolgt z. B. die Vakuummessung am Melkbecherende und nicht entfernt an einer sicheren Einbaustelle am Gehäuse eines Melksystems. Die Regelung des Vakuums erfolgt nach der EP 2 033 511 A2 durch Unterbrechung des Vakuums über den kollabierenden Becher, wobei der kollabierte Zustand des Melkbechers bis zu 10 Sekunden aufrechterhalten werden kann. Es findet also keine kontinuierliche Einstellung eines für den Melkvorgang geeigneten Vakuums statt. Aufgabe des in der EP 2 033 511 A2 beschriebenen Verfahrens ist die Verkürzung der Melkzeit.In the EP 2 033 511 A2 describes a milking method that is not specifically suitable for quarter-individual milking systems. So z. B. the vacuum measurement at Melkbecherende and not removed at a safe installation point on the housing of a milking system. The regulation of the vacuum takes place after the EP 2 033 511 A2 by interrupting the vacuum over the collapsing cup, whereby the collapsed state of the milking cup can be maintained for up to 10 seconds. So there is no continuous adjustment of a suitable for the milking vacuum. Task of in the EP 2 033 511 A2 described method is the shortening of the milking time.

Die EP 1 978 800 A1 beschreibt im Wesentlichen eine frequenzgesteuerte Vakuumpumpe, wobei Vakuumschwankungen im Anlagenvakuum automatisch unterbunden werden sollen. Das offenbarte Vakuumkontrollventil ist an der Hauptvakuumleitung positioniert und regelt damit nur das Vakuum in der Anlage auf eine konstante Höhe. Die offenbarte Regelung erfolgt zwar über ein schnell reagierendes Vakuumkontrollventil in Abhängigkeit vom Druck im Melksystem, dieses lässt jedoch zusätzliche Luft in den Vakuumkreislauf ein. Nachteilig ist dabei, dass die Milch zusätzlich aufgeschäumt wird und somit die Gefahr steigt, dass mehr freie Fettsäuren in der Milch auftreten. Weiterhin kann Schmutz mit in den Milchkreislauf eingezogen werden. The EP 1 978 800 A1 essentially describes a frequency-controlled vacuum pump, wherein vacuum fluctuations in the system vacuum should be automatically suppressed. The disclosed vacuum control valve is positioned on the main vacuum line and thus only controls the vacuum in the system to a constant level. Although the disclosed control is via a fast-acting vacuum control valve depending on the pressure in the milking system, but this allows additional air in the vacuum circuit. The disadvantage here is that the milk is additionally foamed and thus increases the risk that more free fatty acids occur in the milk. Furthermore, dirt can be drawn into the milk cycle.

Das in dem EP 1 455 569 B1 beschriebene automatische Melksystem ist nur über zwei Vakuumpegel einstellbar, nämlich einen Stand-by-Vakuumpegel und einen Melkvakuumpegel. Somit eignet sich diese technische Lehre nicht für ein viertelindividuelles, sondern nur für ein ganzes automatisches Melksystem. Damit ist eine kontinuierliche und optimale Regelung des Melkprozesses nicht möglich.That in the EP 1 455 569 B1 described automatic milking system is adjustable only on two vacuum levels, namely a stand-by vacuum level and a milking vacuum level. Thus, this technical teaching is not suitable for a quarter-individual, but only for a whole automatic milking system. For a continuous and optimal control of the milking process is not possible.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein Verfahren zum automatischen Melken von Tieren bereitzustellen, bei welchem das Melkvakuum auf eine vorzugebende Zielfunktion hin geregelt werden kann. The object of the present invention is to overcome the disadvantages of the prior art and to provide a method for the automatic milking of animals, in which the milking vacuum can be regulated to a predetermined objective function.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch die Bereitstellung eines Verfahrens zum Melken von Tieren, umfassend einen Schritt i), bei dem man den Wert des zitzenendigen Vakuums in einer Melkvorrichtung, unter den beim Melken herrschenden Betriebsbedingungen von Vakuum und Pulszyklus, bei verschiedenen Melkströmen ermittelt, wobei man mittels eines Vakuumregelventils das im Milchschlauch herrschende Vakuum verändert, und einen Schritt ii), bei dem man während des Melkens das zitzenendige Vakuum mittels des Vakuumregelventils auf einen Sollwert einstellt.According to the invention, the object is achieved by providing a method for milking animals, comprising a step i), in which one determines the value of the teat-end vacuum in a milking device under the operating conditions of vacuum and pulse cycle prevailing during milking at different milking flows to change the prevailing in the milk hose vacuum by means of a vacuum control valve, and a step ii), during which the teat-end vacuum is adjusted by the vacuum control valve to a desired value during milking.

Bevorzugt ist eine Ausführungsform des Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, dass Schritt i) des Verfahrens folgende Teilschritte umfasst:
a) Anschließen des Melkbechers einer Melkvorrichtung an eine künstliche Zitze, b) Anlegen des für einen Melkvorgang erforderlichen Betriebsvakuums und Einstellen des für einen Melkzyklus erforderlichen Pulszyklus am Pulsator, c) Einstellen eines Melkstroms aus der künstlichen Zitze auf einen Wert x1, der größer oder gleich 0,0 l/min/Euterviertel und kleiner als 2,50 l/min/Euterviertel ist, d) Einstellen des Vakuumregelventils in mindestens drei Regelungsschritten im Bereich von minimaler Drosselung des Vakuums zu maximaler Drosselung des Vakuums, e) Messen des zitzenendigen Vakuums nach jedem in Schritt d) durchgeführten Drosselungsschritt und f) sequenzielles Erhöhen des in Schritt c) eingestellten Melkstroms x1 auf einen Wert x2, der kleiner oder gleich 2,50 l/min/Euterviertel ist, und Wiederholen der Schritte d) und e) für jeden der Melkströme.An embodiment of the method is preferred, which is characterized in that step i) of the method comprises the following substeps:
a) connecting the milking cup of a milking device to an artificial teat, b) applying the operating vacuum required for a milking operation and setting the pulse cycle required for a milking cycle at the pulsator, c) setting a milking flow from the artificial teat to a value x1 which is greater than or equal to 0.0 l / min / udder quarter and less than 2.50 l / min / udder quarter, d) adjusting the vacuum control valve in at least three control steps ranging from minimum throttling of the vacuum to maximum throttling of the vacuum, e) measuring the teat end vacuum each throttling step performed in step d), and f) sequentially increasing the milking stream x1 set in step c) to a value x2 equal to or less than 2.50 l / min / udder quarter, and repeating steps d) and e) for each the milking streams.

In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens beträgt in Schritt d) die Anzahl der Regelungsschritte mindestens zehn und ist in Schritt f) der Wert des Melkstroms x2 kleiner als 1,5 l/min/Euterviertel und beträgt x2 insbesondere 1,13 l/min/Euterviertel.In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention, the number of control steps in step d) is at least ten and in step f) the value of the milking stream x2 is less than 1.5 l / min / udder quarter and x2 is in particular 1.13 l / min / udder quarters.

Insbesondere bevorzugt ist ein Verfahren, bei welchem man die in Schritt e) erhaltenen Messwerte des zitzenendigen Vakuums an eine Rechnereinheit weiterleitet. Particularly preferred is a method in which the measured values of the teat-end vacuum obtained in step e) are forwarded to a computer unit.

Erfindungsgemäß vorteilhaft ist ein Verfahren, bei welchem die Weiterleitung der Messwerte an die Rechnereinheit mittels eines Funknetzes vornimmt.According to the invention, a method is advantageous in which the forwarding of the measured values to the computer unit takes place by means of a radio network.

Besonders vorteilhaft ist ein Verfahren, bei dem man mittels der Rechnereinheit eine mathematische Funktion für den Zusammenhang zwischen dem in Schritt d) vorgenommenen Regelungsschritt des Vakuumregelventils und dem in Schritt e) gemessenen Wert für das zitzenendige Vakuum für jeden gewählten Melkstrom bestimmt.Particularly advantageous is a method in which the computer unit determines a mathematical function for the relationship between the control step of the vacuum control valve made in step d) and the value for the teat-end vacuum measured in step e) for each selected milking stream.

Bevorzugt ist ein Verfahren, bei welchem man die in Schritt ii) des Verfahrens erfolgende Regelung des zitzenendigen Vakuums auf einen Sollwert mittels einer Rechnereinheit vornimmt. Preference is given to a method in which the control of the teat-end vacuum taking place in step ii) of the method is carried out to a desired value by means of a computer unit.

Erfindungsgemäß bevorzugt ist auch ein Kit zur Durchführung des Schritts i) des erfindungsgemäßen Verfahrens, umfassend eine künstliche Zitze mit einstellbarem Melkstrom, mindestens einen zitzenendig angebrachten Drucksensor und ein Vakuumregelventil.Also preferred according to the invention is a kit for carrying out step i) of the method according to the invention, comprising an artificial teat with adjustable milking flow, at least one pressure sensor attached to the teat end and a vacuum control valve.

Vorteilhaft ist ein Kit, bei dem das Vakuumregelventil strömungstechnisch optimiert ist.Advantageous is a kit in which the vacuum control valve is optimized in terms of flow.

Weiterhin vorteilhaft ist ein Kit, bei dem das Vakuumregelventil stufenlos regelbar ist.Also advantageous is a kit in which the vacuum control valve is infinitely variable.

Insbesondere bevorzugt ist ein Kit, bei dem das Vakuumregelventil elektrisch oder pneumatisch betrieben ist.Particularly preferred is a kit in which the vacuum control valve is operated electrically or pneumatically.

Besonders bevorzugt ist ein Kit, welches weiterhin eine Rechnereinheit umfasst.Particularly preferred is a kit, which further comprises a computer unit.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, eine kontinuierliche und optimale Regelung von viertelindividuellen Melkprozessen vorzunehmen. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann bei bestehenden viertelindividuellen Melkvorrichtungen während des Melkvorgangs das zitzenendige Vakuum auf einen Sollwert eingestellt werden, ohne dass während des Melkvorgangs eine Vorrichtung zur Vakuummessung in Zitzennähe installiert ist. The method according to the invention makes it possible to carry out a continuous and optimal control of quarterly individual milking processes. By means of the method according to the invention, in the case of existing quarter-individual milking devices, the teat-end vacuum can be set to a desired value during the milking process, without a device for vacuum measurement near the teat being installed during the milking process.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist gegenüber dem Stand der Technik besonders vorteilhaft, weil die Installation von Messvorrichtungen in Zitzennähe nicht nur mit einem großen apparativen Aufwand verbunden ist. Derartig installierte Vorrichtungen befinden sich auch immer in direktem Kontaktbereich der zu melkenden Tiere. Ein Abschlagen oder Beschädigen der Vorrichtungen, beispielsweise durch Treten der Tiere, ist in diesem Kontaktbereich leicht möglich. Dadurch entstehen Materialkosten und ein erhöhter zeitlicher Arbeitsaufwand der Mitarbeiter aufgrund der Notwendigkeit von Reparaturen oder Ersatz der Messvorrichtungen.The inventive method is particularly advantageous over the prior art, because the installation of measuring devices near the teat is not only associated with a large amount of equipment. Such installed devices are also always in direct contact area of the animals to be milked. A knocking off or damaging the devices, for example by kicking the animals, is easily possible in this contact area. This results in material costs and an increased time-consuming work of the employees due to the necessity of repairs or replacement of the measuring devices.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, eine kontinuierliche und optimale Regelung von viertelindividuellen Melkprozessen vorzunehmen.The method according to the invention makes it possible to carry out a continuous and optimal control of quarterly individual milking processes.

Weiterhin wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Kit gelöst, welches zur Durchführung des ersten Teilschritts des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wird. Dieses Kit umfasst eine künstliche Zitze mit einstellbarem Melkstrom, mindestens einen am Ende der künstlichen Zitze angebrachten Drucksensor und ein Vakuumregelventil. Furthermore, the object of the invention is achieved by a kit which is used to carry out the first part of the process according to the invention. This kit includes an artificial teat with adjustable milking flow, at least one pressure sensor attached to the end of the artificial teat and a vacuum control valve.

An dieses Vakuumregelventil werden besondere Anforderungen gestellt. Dieses Vakuumregelventil muss in der Umgebung schäumender Milch an eine Reaktionsfrequenz von mindestens sechzig Reaktionen pro Minute (1,0-Sekunden-Takt) angepasst sein. Weiterhin muss dieses Vakuumregelventil strömungstechnisch optimiert sein. At this vacuum control valve special requirements are made. This vacuum control valve must be adapted in the environment of foaming milk to a reaction frequency of at least sixty reactions per minute (1.0 second cycle). Furthermore, this vacuum control valve must be optimized in terms of flow.

Erfindungsgemäß ist jedes Vakuumregelventil für das erfindungsgemäße Kit geeignet, welches die geforderten Eigenschaften besitzt. According to the invention, each vacuum control valve is suitable for the kit according to the invention, which has the required properties.

Zwei Beispiele erfindungsgemäß geeigneter Vakuumregelventile werden in 2.1 und 2.2 gezeigt und später ausführlich beschrieben.Two examples according to the invention suitable vacuum control valves are in 2.1 and 2.2 shown and described in detail later.

Beide Ventile ermöglichen die Vakuumregelung im Milchschlauch und beide ermöglichen die in 3 bis 6.4 dargestellten Ergebnisse für das mittlere Melkvakuum, die in Abhängigkeit vom Milchfluss aufgezeichnet werden. Das Ventil 9 übersteigt die Möglichkeiten des Ventils 5 deutlich, da es strömungstechnisch optimiert ist und da es vor allem mehr unterschiedliche Stellstufen zulässt und da es über einen bereits eingebauten elektrischen oder pneumatischen Antrieb verfügt. Weiter benötigt Ventil 9 weniger Platz beim Einbau als das Ventil 5. Ventil 9 wird weitgehend aus Kunststoff gefertigt und ist damit wesentlich besser für die Massenproduktion geeignet als Ventil 5.Both valves allow the vacuum control in the milk hose and both allow the in 3 to 6.4 shown results for the average milking vacuum, which are recorded as a function of the milk flow. The valve 9 exceeds the possibilities of the valve 5 clearly, because it is aerodynamically optimized and because it allows, above all, more different stages and because it has an already installed electric or pneumatic drive. Next needed valve 9 less installation space than the valve 5 , Valve 9 is largely made of plastic and is therefore much better suited for mass production as a valve 5 ,

Erfindungsgemäß wird das Verfahren unter Verwendung des erfindungsgemäßen Kits an einer installierten handelsüblichen, viertelindividuellen Melkvorrichtung durchgeführt. Im ersten Teilschritt i) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das erfindungsgemäße Kit in die Melkvorrichtung integriert, die für Melksysteme erforderliche Schlauchsysteme, mindestens eine Vakuumpumpe und einen Pulsator umfasst. Unter Verwendung der künstlichen Zitze wird der Wert des zitzenendigen Vakuums unter den herrschenden Betriebsbedingungen von Vakuum und Pulszyklus unter Veränderung des im Milchschlauch herrschenden Vakuums mittels des Vakuumregelventils bei verschiedenen Melkströmen ermittelt. Die Messung des zitenendigen Vakuums erfolgt unter Verwendung eines Drucksensors, der für die Verwendung in Melkvorrichtungen in Kontakt mit Milch geeignet ist. Ein für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneter Drucksensor wird in der Gebrauchsmusterschrift DE 2009 017 723 U1 der Anmelderin offenbart.According to the invention, the method is carried out using the kit according to the invention on an installed commercially available, quarter-individual milking device. In the first sub-step i) of the method according to the invention, the kit according to the invention is integrated into the milking device, which comprises tube systems required for milking systems, at least one vacuum pump and a pulsator. Under Using the artificial teat, the value of the teat-end vacuum under the prevailing operating conditions of vacuum and pulse cycle is determined by changing the vacuum prevailing in the milk hose by means of the vacuum control valve at different milking flows. Zigen end vacuum is measured using a pressure sensor suitable for use in milking devices in contact with milk. A suitable for the inventive method pressure sensor is in the utility model DE 2009 017 723 U1 the applicant discloses.

Nach Beendigung des ersten Teilschritts des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die künstliche Zitze und der Vakuumsensor aus der Melkvorrichtung entfernt, wobei alle weiteren apparativen Bestandteile der Melkvorrichtung in ihrer räumlichen Anordnung beibehalten werden. Der Melkbecher, der sich zuvor an der künstlichen Zitze befunden hat, wird nun an den Zitzen des zu melkenden Tieres angebracht und es wird der zweite Teilschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens, nämlich der Melkvorgang unter Vakuumregelung durchgeführt.After completion of the first step of the method according to the invention, the artificial teat and the vacuum sensor are removed from the milking device, wherein all other apparatus components of the milking device are maintained in their spatial arrangement. The milking cup, which was previously located on the artificial teat, is now attached to the teats of the animal to be milked and it is the second part of the process according to the invention, namely the milking performed under vacuum control.

Die Vakuumregelung erfolgt erfindungsgemäß während des gesamten Melkprozesses und erfolgt mit kürzeren Intervallen zwischen den Regelschritten als es im Stand der Technik bisher bekannt ist.According to the invention, the vacuum regulation takes place during the entire milking process and takes place with shorter intervals between the regulating steps than has hitherto been known in the prior art.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Melkvakuum in der b-Phase (Saugphase) bei einem kleinen Milchfluss von 0,25 l/min pro Euterviertel auf einen optimalen Wert vermindert werden, zum Beispiel auf einen Wert im Bereich von 20 kPa. Bei hohen Milchflüssen über 1,50 l/min pro Euterviertel wird das Melkvakuum auf Höhe des Anlagenvakuums, beispielsweise 30 kPa, gehalten, da das Vakuum hierbei zum Milchabtransport benötigt wird. Durch die erfindungsgemäße Regelung kann somit erstmals bei niedrigem Milchfluss niedriges und bei hohem Milchfluss hohes Melkvakuum erzeugt werden. Bisher ist der Zusammenhang umgekehrt oder es liegt im besten Fall ein gleich hohes Vakuum bei jedem Milchfluss vor.By means of the method according to the invention, the milking vacuum in the b phase (suction phase) can be reduced to an optimum value, for example to a value in the region of 20 kPa, at a small milk flow of 0.25 l / min per udder quarter. At high milk flows above 1.50 l / min per udder quarter, the milking vacuum is maintained at the level of the system vacuum, for example 30 kPa, since the vacuum is required for milk removal. The regulation according to the invention therefore makes it possible, for the first time, to produce a low milking vacuum at a low milk flow and a high milking vacuum at a high milk flow. So far, the relationship is reversed or there is at best an equally high vacuum at each milk flow.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der nachfolgenden Figuren und Beispiele näher erläutert.The present invention will now be explained in more detail with reference to the following figures and examples.

1 zeigt den erfindungsgemäßen Versuchsaufbau zur Durchführung des ersten Teilschritts des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Rohr- bzw. Schlauchlängen und Innendurchmesser des Leitungssystems im verwendeten Melksystem sind mit eingebautem Vakuumregelventil und mit Drucksensor am Melkbecherende dargestellt. 1 shows the experimental setup according to the invention for carrying out the first part of the process according to the invention. The pipe or hose lengths and inner diameters of the pipe system in the milking system used are shown with built-in vacuum control valve and with pressure sensor on Melkbecherende.

Erfindungsgemäß ist es auch möglich, den Drucksensor vor dem in 1 gezeigten Vakuumabschaltventil 4 anzuordnen. Gezeigt wird der Aufbau mit Vakuumregelventil 5 und Vakuumabschaltventil 4. According to the invention it is also possible, the pressure sensor before the in 1 shown vacuum shut-off valve 4 to arrange. Shown is the structure with vacuum control valve 5 and vacuum shut-off valve 4 ,

Weiterhin können das Vakuumabschaltventil und das Vakuumregelventil in einer Vorrichtung kombiniert sein. In diesem Fall ersetzt Vakuumregelventil 9 Vakuumregelventil 5 und Vakuumabschaltventil 4. Ein solches Vakuumregelventil 9 ist erfindungsgemäß bevorzugt, weil es die Anzahl der benötigten Bauteile reduziert. In 2.2 wird eine Ausführungsform von Vakuumregelventil 9 gezeigt.Furthermore, the vacuum shut-off valve and the vacuum control valve may be combined in one device. In this case replaces vacuum control valve 9 Vacuum regulator valve 5 and vacuum shut-off valve 4 , Such a vacuum control valve 9 is preferred according to the invention because it reduces the number of components required. In 2.2 is an embodiment of vacuum control valve 9 shown.

2.1 zeigt eine Skizze des Aufbaus des erfindungsgemäß geeigneten Vakuumregelventils 5. Weiterhin zeigt 2.1 im unteren Bereich einen der zwölf verwendeten Dichtschieber in Vorderansicht und Draufsicht. Das gezeigte Vakuumregelventil umfasst keine Vakuumabschaltvorrichtung. 2.1 shows a sketch of the structure of the inventively suitable vacuum control valve 5 , Further shows 2.1 at the bottom of one of the twelve used sealing slide in front view and top view. The illustrated vacuum control valve does not include a vacuum shut-off device.

Dieses Vakuumregelventil war im Versuch direkt nach dem Vakuumabschaltventil 4 angeordnet (siehe 1). Durch den Ventilzufluss der in Richtung des Melkbechers ins Ventil eingebaut ist, strömt das Milch-Luftgemisch in die Ventilkammer ein. Die drehbare Halterung für Dichtschieber im Ventil ermöglicht durch Drehung eine Veränderung der Querschnittsfläche des Ventilabflusses, der durch ein Langloch realisiert sein kann. Der Abflussquerschnitt kann bei diesem Ventil jedoch auch durch das Einsetzen von Dichtschiebern mit unterschiedlichen Lochbohrungen variiert werden, an welchen dann nicht gedreht wird. Austauschbare Dichtschieber mit unterschiedlichen Lochbohrungen können zur Veränderung des Abflussquerschnittes herangezogen werden. Wird jedoch die Drehfunktion der Halterung für die Dichtschieber genutzt ist nur ein Dichtschieber ohne Lochbohrung erforderlich, dabei muss der Ventilabfluss jedoch als Langloch gestaltet werden, um einen möglichst langen Weg der Halterung für die Abflussquerschnittsänderung vorhalten zu können. Durch den Ventilabfluss verlässt das Luft-Milchgemisch das Ventil in Richtung Milchabscheider. Jeder Dichtschieber hat eine Aufhängung, über die er auf die Halterung gesteckt werden kann. Zur Messdatenerfassung wurden zwölf Dichtschieber mit Lochdurchmessern von 0,0 bis 10,0 mm verwendet die nacheinander eingesetzt wurden. Durch die drehbare Halterung auf welche die Dichtschieber gesteckt werden, kann ein Dichtschieber an jeden Punkt innerhalb des kreisförmigen Ventilinnenraumes bewegt werden. Das Vakuumregelventil 2.1 ist abgesehen vom Kunststoffdeckel mit Dichtring, vollkommen aus Metall gefertigt. Der Kunststoffdeckel kann abgenommen werden, wenn das Ventil vakuumfrei ist. This vacuum control valve was in trial just after the vacuum shut-off valve 4 arranged (see 1 ). Due to the valve inlet, which is installed in the direction of the milking cup into the valve, the milk-air mixture flows into the valve chamber. The rotatable holder for sealing slide in the valve allows rotation of a change in the cross-sectional area of the valve outlet, which can be realized by a slot. However, the drainage cross section can also be varied in this valve by the use of seals with different holes, which is then not rotated. Replaceable seals with different holes can be used to change the flow area. However, if the rotary function of the holder is used for the sealing slide only a sealing slide without a hole is required, but the valve drain must be designed as a slot in order to maintain the longest possible path of the holder for the flow cross section change can. Due to the valve outlet, the air / milk mixture leaves the valve in the direction of the milk separator. Each sealing slide has a suspension, by means of which it can be put on the holder. For measuring data acquisition, twelve sealing slides with hole diameters of 0.0 to 10.0 mm were used which were used successively. Due to the rotatable support on which the sealing slides are inserted, a sealing slide can be moved to any point within the circular valve interior. The vacuum control valve 2.1 apart from the plastic lid with sealing ring, is made entirely of metal. The plastic lid can be removed if the valve is vacuum-free.

2.2 zeigt eine technische Zeichnung des Aufbaus des erfindungsgemäß geeigneten Vakuumregelventils 9, das elektronisch steuerbar ist und das die Funktionen der Vakuumregelung und des Abschaltens in einer Vorrichtung vereint. 2.2 shows a technical drawing of the structure of the present invention suitable vacuum control valve 9 , which is electronically controllable and which combines the functions of vacuum control and shutdown in one device.

Das Vakuumregelventil ist in 2.2 in der Seitenansicht und als dreidimensionale Zeichnung dargestellt. The vacuum control valve is in 2.2 in the side view and shown as a three-dimensional drawing.

Das gezeigte Vakuumregelventil kann präzise und mit hoher Reaktionsfrequenz (z. B. 1,0-Sekunden-Takt) angesteuert werden, beispielsweise von einer Rechnereinheit. Durch den Ventilzufluss 23 des Ventils (2.2), der in Richtung des Melkbechers eingebaut ist, strömt das ermolkene Milch-Luftgemisch in die Ventilkammer 25 ein. Danach strömt das Milch-Luftgemisch am Ventilstößel 24 vorbei zum Ventilabfluss 26. Von dort aus strömt das Gemisch in Richtung Milchabscheider. Der Antrieb 16 am Vakuumregelventil kann elektrisch oder pneumatisch erfolgen. Der Antrieb ist durch eine Halterung 17 mit dem Hauptgehäuse des Ventils verbunden. Die Antriebswelle des Antriebes ist mit einer Antriebsbuchse mit Außengewinde 18 verbunden, welche sich in einem Mitnehmer mit Innengewinde 21 bewegt. Der Mitnehmer mit Innengewinde ist mit dem Ventilstößel 24 verbunden. Durch das Innengewinde wird eine horizontale Bewegung des Ventilstößels 24 möglich. Durch diese Horizontalbewegung wird die Querschnittsfläche am Ventilabfluss verändert bzw. sehr exakt eingestellt. Der Gehäusedeckel des Ventils ist in den unteren Teil des Gehäuses gepresst, kann aber zur Wartung abgenommen werden. Alle Gehäusebauteile des Ventils sind aus Kunststoff gefertigt. Der untere Gehäuseteil enthält die Hauptkammer des Ventilinnenraumes. Diese Hauptkammer ist strömungstechnisch günstig gestaltet. Auch die Bauweise des Ventilstößels ist strömungstechnisch optimiert. Die untere Abdeckung der Ventilkammer 28 enthält eine Lochbohrung als Führungsschiene für den Ventilstößel. Dadurch kann die Querschnittsfläche am Ventilauslass eingestellt werden. Das Vakuumregelventil in 2.2 beinhaltet die Vakuumregel- und auch die Vakuumabschaltfunktion. Da das Bauteil sehr präzise gefertigt wurde und da das Gewinde sehr fein gewählt wurde, können Höhenveränderungen des Ventilstößels stufenlos bis zum vollen Querschnitt vorgenommen werden. Der Antrieb, z. B. ein Elektromotor, ein Strichmotor oder ein pneumatischer Motor, muss so ausgewählt werden, dass er eine empfindliche Regelung ermöglicht.The vacuum control valve shown can be controlled precisely and with a high reaction frequency (eg 1.0 second cycle), for example by a computer unit. Through the valve inlet 23 of the valve ( 2.2 ), which is installed in the direction of the milking cup, the milked milk-air mixture flows into the valve chamber 25 one. Thereafter, the milk-air mixture flows on the valve lifter 24 over to the valve drain 26 , From there, the mixture flows towards the milk separator. The drive 16 on the vacuum control valve can be done electrically or pneumatically. The drive is through a bracket 17 connected to the main body of the valve. The drive shaft of the drive is equipped with a drive bush with external thread 18 connected, which is in a driver with internal thread 21 emotional. The driver with internal thread is with the valve lifter 24 connected. Through the internal thread is a horizontal movement of the valve stem 24 possible. By this horizontal movement, the cross-sectional area is changed at the valve outlet or adjusted very precisely. The housing cover of the valve is pressed into the lower part of the housing, but can be removed for maintenance. All housing components of the valve are made of plastic. The lower housing part contains the main chamber of the valve interior. This main chamber is designed fluidically favorable. The design of the valve stem is optimized aerodynamically. The lower cover of the valve chamber 28 contains a hole as a guide rail for the valve lifter. This allows the cross-sectional area at the valve outlet to be adjusted. The vacuum control valve in 2.2 includes the vacuum control and vacuum shut-off function. Since the component was manufactured very precisely and because the thread was chosen very fine, height changes of the valve stem can be made steplessly up to the full cross-section. The drive, z. As an electric motor, a stroke motor or a pneumatic motor, must be selected so that it allows a sensitive control.

Das Vakuumregelventil 9 ist für den Einsatz in der Melkmaschinenspülung optimiert. Die Regelung ermöglicht es, den Durchlassquerschnitt stufenlos einzustellen. The vacuum control valve 9 is optimized for use in the milking machine rinse. The control makes it possible to adjust the passage cross-section infinitely.

Die 3 und 4 zeigen Ergebnisse der unten beschriebenen Versuchsreihen.The 3 and 4 show results of the test series described below.

So zeigt 3 eine graphische Darstellung des mittleren Vakuums in der b-Phase in Abhängigkeit vom Lochdurchmesser der bei dem in 2.1 gezeigten Vakuumregelventil 5 eingesetzten Dichtschieber und in Abhängigkeit vom Milchfluss pro Euter.So shows 3 a graph of the average vacuum in the b-phase as a function of the hole diameter of the in 2.1 shown vacuum control valve 5 used and depending on the milk flow per udder.

4 ist eine graphische Darstellung des mittleren Vakuums in der d-Phase in Abhängigkeit vom Lochdurchmesser der bei dem Vakuumregelventil 5 der 2.1 eingesetzten Dichtschieber und in Abhängigkeit vom Milchfluss pro Euter. 4 Figure 11 is a graph of the average vacuum in the d-phase versus hole diameter of the vacuum control valve 5 of the 2.1 used and depending on the milk flow per udder.

Die 5.1 und 5.2 sind graphische Darstellungen der Vakuumänderungen als Funktion der Zeit für das Anlagenvakuum (a), das Vakuum im Pulsschlauch (b) und das zitzenendige Vakuum (c). The 5.1 and 5.2 are graphical representations of the vacuum changes as a function of time for the plant vacuum (a), the vacuum in the pulse tube (b) and the teat end vacuum (c).

In 5.1 beträgt der Milchfluss 0,5 l/min/Euterviertel und in 5.2 beträgt der Milchfluss 1,2 l/min/Euterviertel, jeweils in der verwendeten Melkvorrichtung am vorderen rechten Euterviertel.In 5.1 the milk flow is 0.5 l / min / udder quarter and in 5.2 the milk flow is 1.2 l / min / udder quarter, in each case in the used milking device at the front right udder quarter.

Die 6.1–6.4 sind Darstellungen der Vakuumänderungen in Abhängigkeit vom Milchfluss pro min pro Euterviertel. The 6.1 - 6.4 are representations of the vacuum changes as a function of the milk flow per minute per udder quarter.

6.1 zeigt die Vakuumänderung in Abhängigkeit vom Milchfluss ohne Regelung. 6.1 shows the vacuum change as a function of the milk flow without regulation.

Die 6.2 bis 6.4 zeigen die Vakuumänderung in Abhängigkeit vom Milchfluss nach Einfluss der in Tabelle 1 unten angegebenen Regelungsanweisungen (Varianten 1–3). Hierbei zeigt 6.2 die Vakuumänderung bei der mit Variante 1 bezeichneten Regelungsanweisung, 6.3 zeigt die Vakuumänderung bei der mit Variante 2 bezeichneten Regelungsanweisung und 6.4 zeigt die Vakuumänderung bei der mit Variante 3 bezeichneten Regelungsanweisung.The 6.2 to 6.4 show the change in vacuum as a function of milk flow after the influence of the control instructions given in Table 1 below (variants 1-3). This shows 6.2 the vacuum change in the regulation instruction designated with variant 1, 6.3 shows the vacuum change in the designated with variant 2 control instruction and 6.4 shows the vacuum change in the designated with variant 3 control instruction.

Neben den unten detailliert beschriebenen Komponenten umfasst die Melkvorrichtung eine viertelindividuelle Schlauchführung, sequenzielle Pulsation, Vakuum Abschaltautomatik separat für jedes Euterviertel (siehe 1: Vakuumabschaltventil). Bei einem Abfall oder Abschlag eines oder mehrerer Melkbecher schaltet sich das Vakuum sofort automatisch ab. Diese Funktion war für die Versuche allerdings mechanisch deaktiviert. Die sequenzielle Pulsation hingegen ermöglicht einen gleichmäßigen Milchabfluss und reduzierte im Vergleich zur Gleichtakt Pulsation in einem untersuchten viertelindividuellen Melksystem die Vakuumverluste in der b-Phase des Pulszyklus. Weiterhin ist die Melkvorrichtung mit einem Aktuator ausgestattet. Das ist ein pneumatischer Arm, welcher die vier Milchschläuche regelmäßig bewegt, wodurch zusätzlich die Eutermuskulatur gelockert und stimuliert werden soll. In addition to the components described in detail below, the milking device comprises a quarter-individualized tube guidance, sequential pulsation, vacuum automatic shut-off separately for each udder quarter (see 1 : Vacuum shut-off valve). If one or more milking cups are dropped or knocked off, the vacuum will automatically switch off immediately. This function was mechanically deactivated for the experiments. The sequential pulsation, on the other hand, enables a uniform milk discharge and, compared to the common-mode pulsation in a studied quarter-individual milking system, reduces the vacuum losses in the b-phase of the pulse cycle. Furthermore, the milking device is equipped with an actuator. This is a pneumatic arm, which moves the four milk tubes regularly, which should also be loosened and stimulated the uterine muscles.

Beispiel 1example 1

Der grundlegende Versuchsaufbau der hier durchgeführten Messreihe ist in 1 dargestellt. Hierbei wurde die Vakuumhöhe am Zitzenende einer DIN-ISO Zitze (DIN ISO 6690, 2007) bei variabler Milchflusshöhe und bei variabler Ventileinstellung im zeitlichen Verlauf aufgezeichnet. Somit können durch die Ventilwirkung gewünschte Vakuumhöhen erzeugt werden. Die Kennlinien und die daraus entstehenden Vakuumregelungsmöglichkeiten sind Inhalt dieser Untersuchung. The basic experimental setup of the series of measurements carried out here is in 1 shown. Here, the vacuum level at the teat end of a DIN-ISO teat (DIN ISO 6690, 2007) Recorded at variable milk flow height and with variable valve timing over time. Thus, by the valve action desired vacuum heights can be generated. The characteristics and the resulting vacuum control options are the content of this study.

1 zeigt die Rohr- bzw. Schlauchlänge und Innendurchmesser des Leitungssystems im Melksystem mit Vakuumregelventil 4 für einen Schlauchstrang des viertelindividuellen Melksystems. Die weiteren drei Euterviertel waren nicht mit einem Vakuumregelventil 4 ausgestattet und sind aus Platzgründen auch nicht in 1 dargestellt. Sie wurden bei der Nassmessung jedoch ebenfalls betrieben und sind konstruktiv gleich wie der dargestellte Schlauchstrang. In den Nassmessungen wurde der Milchfluss stets für jedes Euterviertel gleich hoch eingestellt. Änderungen am Vakuumregelventil und Vakuummessungen haben jedoch nur für das Euterviertel vorne rechts stattgefunden, in welchem das Vakuumregelventil 4 eingebaut war. 1 shows the tube length and inner diameter of the piping system in the milking system with vacuum control valve 4 for a hose line of the quarter-individual milking system. The other three udder quarters were not with a vacuum control valve 4 equipped and are not in place for reasons of space 1 shown. However, they were also operated in the wet measurement and are structurally the same as the hose line shown. In the wet measurements, the milk flow was always set the same for each udder quarter. However, changes to the vacuum control valve and vacuum measurements have taken place only for the udder quarter front right, in which the vacuum control valve 4 was installed.

Beispiel 2Example 2

Wie in 1 dargestellt, war Vakuumregelventil 4 direkt nach dem Vakuumabschaltventil in die Melkvorrichtung eingebaut. An den vorher vorhandenen Schlauchlängenverhältnissen des Melksystems wurde durch den Einbau des Ventils nichts verändert. Die Schlauchlänge wurde einfach um die Länge des Vakuumregelventils 4, abzüglich Schlauchaufsteckstrecken gekürzt. Die beiden Enden des gekürzten Schlauchs wurden direkt auf den Zufluss und Abfluss des Vakuumregelventils 4 aufgesteckt. Durch die drehbare Halterung 9 auf welche verschiedene Dichtschieber aufgesteckt werden können kann der Dichtschieber 12 an jeden Punkt innerhalb des kreisförmigen Ventilinnenraumes bewegt werden. Um die Öffnungsfläche des Ventilabflusses exakt einstellbar zu machen, wurde der Dichtschieber 12 nicht verschoben, wie in einem Vorversuch, sondern es wurden zwölf Dichtschieber 12 angefertigt deren Bohrungsdurchmesser folgende waren: 0,0; 1,2; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0 und 10,0 mm. Mit jedem Dichtschieber 12 wurden Versuche für alle Milchflüsse durchgeführt. Danach wurde der Dichtschieber 12 mit dem nächst größerem Lochdurchmesser eingesetzt, bis zum Ende der Versuchsreihe.As in 1 pictured was vacuum control valve 4 installed directly after the vacuum shut-off valve in the milking device. At the previously existing hose length ratios of the milking system nothing was changed by the installation of the valve. The hose length simply became the length of the vacuum control valve 4 , minus hose attachment sections shortened. The two ends of the shortened tube were directly on the inflow and outflow of the vacuum control valve 4 attached. Through the rotatable holder 9 on which different sealing slides can be attached, the sealing slide 12 be moved to any point within the circular valve interior. In order to make the opening area of the valve outlet exactly adjustable, the sealing slide became 12 not shifted, as in a preliminary experiment, but there were twelve sealing pushers 12 whose bore diameters were: 0.0; 1.2; 1.5; 2.0; 2.5; 3.0; 4.0; 5.0; 6.0; 7.0; 8.0 and 10.0 mm. With every seal 12 experiments were carried out for all milk flows. After that, the squeegee 12 used with the next larger hole diameter, to the end of the test series.

Im Bereich zwischen 0,0 und 3,0 mm wurde der Messbereich besonders fein gewählt, da aus einem Vorversuch bekannt war, dass sich in diesem Bereich jede feine Veränderung im Abflussquerschnitts eine starke Wirkung auf die Vakuumhöhe haben wird, somit ist dieser Bereich für Regelungszwecke besonders wichtig. Die Auswechslung der Dichtschieber 12 konnte erfolgen, da das Vakuumregelventil 4 welches grundsätzlich aus Metall gefertigt war, mit einem durchsichtigen abnehmbaren Kunststoffdeckel mit Dichtring ausgestattet ist. Der Deckel kann mit Hilfe von Werkzeug abgenommen werden, wenn die Melkleitung vakuumfrei ist. Neben dem Versuchsaufbau soll folgend das Rechenverfahren zur Ermittlung der Regelungskennlinien aufgezeigt werden.In the range between 0.0 and 3.0 mm, the measuring range was chosen to be particularly fine, since it was known from a preliminary experiment that any fine change in the discharge cross-section would have a strong effect on the vacuum level in this area, so this range is for regulation purposes particularly important. The replacement of the sealing slide 12 could be done because the vacuum control valve 4 which was basically made of metal, is equipped with a transparent removable plastic lid with sealing ring. The lid can be removed with the help of tools when the milking line is vacuum-free. In addition to the experimental setup, the calculation procedure for determining the control characteristics is to be shown below.

Beispiel 3Example 3

Berechnungsverfahrencalculation method

Zur Auswertung der aufgezeichneten Daten wurde zuerst für die ersten vierzig aufgezeichneten Pulszyklen eine Mittelwertkurve sowohl für das Melk-, Puls- und für das Anlagenvakuum berechnet. Da die Messfrequenz konstant 500 Hz betrug, konnte jeweils der Startpunkt eines Zyklus anhand der Pulskurve ermittelt werden, daraufhin bilden alle 500 Messwerte einen Zyklus, da die Zyklusdauer am Melksystem 1.000 ms betrug. An jedem Punkt der Mittelwertekurve ist somit der Mittelwert aus vierzig Einzelwerten für diesen Punkt dargestellt. Die Mittelwertkurve wurde danach mit Hilfe ihrer Pulskurve in die a- b- c- und d-Phase zerlegt. Der Vakuummittelwert jeder Phase wurde dann für das zitzenendige Melkvakuum, für jeden einzelnen der Versuche berechnet. Damit konnten für jede Melkphase Kennliniendiagramme erstellt werden, welche die Wirkung unterschiedlicher Ventileinstellungen bei den untersuchten Milchflüssen darstellen. Zur Herstellung einer Vakuumregelung ist insbesondere das Vakuumverhalten in der b- und in der d-Phase ausschlaggebend, da diese beiden Melkphasen den größten Teil des Zeitraumes einnehmen, über welchem sich die Melkbecher am Euter befinden. Nach dieser Vorgehensweise konnten aus den bereits erwähnten Kennliniendiagrammen für die b- und die d-Phase, verschiedene sinnvoll mögliche Steueranweisungen herausgearbeitet werden, welche dann in Diagrammform als mögliche Regelungsvarianten im Diskussionsteil dieser Arbeit dargestellt werden. Die möglichen Regelungsvarianten wurden manuell erstellt indem der Stand des Wissens zu euterschonenden und -belastenden Vakuumzuständen am Zitzenende berücksichtigt wurde.For the evaluation of the recorded data, an average curve for the milking, pulse and system vacuum was first calculated for the first forty recorded pulse cycles. Since the measuring frequency was constantly 500 Hz, the starting point of each cycle could be determined from the pulse curve, after which all 500 measured values form one cycle because the milking system cycle duration was 1,000 ms. At each point of the mean value curve, the average of forty individual values for this point is thus shown. The mean curve was then decomposed into the a-b c and d phase using its pulse curve. Of the The vacuum average of each phase was then calculated for the teat-ended milking vacuum for each of the experiments. Thus, characteristic curve diagrams were created for each milking phase, which represent the effect of different valve settings on the milk flows examined. In particular, the vacuum behavior in the b phase and in the d phase is decisive for producing a vacuum control, since these two milking phases occupy most of the period over which the teat cups are located on the udder. Following this procedure, various meaningful possible control statements could be worked out from the already mentioned characteristic diagrams for the b and d phases, which are then presented in diagram form as possible control variants in the discussion part of this work. The possible control variants were created manually by taking into account the current state of knowledge on udder-protecting and stressing vacuum conditions at the teat end.

ErgebnisseResults

3 zeigt die Beeinflussung des mittleren zitzenendigen Melkvakuums in der b-Phase in Abhängigkeit vom Lochdurchmesser der eingesetzten Dichtschieber und in Abhängigkeit vom Milchfluss pro Euter. 4 zeigt denselben Zusammenhang für die d-Phase eines Pulszyklus. 3 shows the influence of the average teat-end milking vacuum in the b-phase as a function of the hole diameter of the sealing slide used and depending on the milk flow per udder. 4 shows the same relationship for the d-phase of a pulse cycle.

Beide Schaubilder, nämlich die 3 und 4 enthalten die maßgeblich wichtigsten Informationen, welche zur Herstellung der Vakuumregelungseinheit benötigt werden. Beim Vergleich beider Figuren fällt am deutlichsten auf, dass das Vakuum in der d-Phase generell und insbesondere bei hohen Milchflüssen deutlich niedriger als in der b-Phase ist. Die Kennlinien zur Regelungsentwicklung für jeden simulierten Milchfluss liegen in der d-Phase weniger eng aufeinander als in der b-Phase. Das in der d-Phase niedrigere Vakuumniveau wird durch die im Melkbecher eingebaute Biomilker^® Technologie erzeugt bzw. verstärkt. Die Biomilker^® Technologie sorgt zwar besser als die meisten anderen Lufteinlasssysteme an Melkbecher und Sammelstück für eine Vakuumreduzierung zu Beginn der d-Phase eines Pulszyklus. Ein Problem ist jedoch trotz Verwendung der Biomilker^® Technologie nicht ausreichend gelöst: Die Biomilker^® Technologie kann ihre vakuumvermindernde Wirkung nur bei höheren Milchflüssen umfassend entfalten. Je höher der Milchfluss ist, desto stärker tritt die Vakuumentlastende Wirkung des Biomilker^® in der d-Phase auf. Dies wird ebenfalls durch die 5.1 und 5.2 bestätigt.Both charts, namely the 3 and 4 contain the most relevant information needed to make the vacuum control unit. When comparing both figures, it is most noticeable that the vacuum in the d-phase is generally lower, especially at high milk flows, than in the b-phase. The control development curves for each simulated milk flow are less close to each other in the d-phase than in the b-phase. The lower vacuum level in the d-phase is generated or enhanced by the Biomilker ^® technology built into the teat cup. Although the Biomilker ^® technology performs better than most other air intake systems on the teat cup and claw, it reduces vacuum at the beginning of the d-phase of a pulse cycle. However, one problem is not sufficiently solved despite the use of Biomilker ^® technology: Biomilker ^® technology can only fully develop its vacuum-reducing effect at higher milk flows. The higher the milk flow, the stronger the vacuum-reducing effect of the Biomilker ^{® occurs} in the d-phase. This is also done by the 5.1 and 5.2 approved.

In den 5.1 und 5.2 sind das Anlagenvakuum (a), das Pulsschlauchvakuum (b) und das zitzenendige Melkvakuum (c) in ihrer Wirkung an Kuh und Melkzeug über den zeitlichen Verlauf dargestellt. Kurven in dieser Art sind charakteristisch für jedes Melksystem. In the 5.1 and 5.2 the plant vacuum (a), the pulse hose vacuum (b) and the teat-end milking vacuum (c) are shown in their effect on cow and milking over the time course. Curves of this type are characteristic of every milking system.

Hier wird der Vakuumverlauf bei zwei unterschiedlichen Milchflüssen (0,5 l/min/Euterviertel in 5.1 und 1,2 l/min/Euterviertel in 5.2) für die verwendete Melkvorrichtung mit Biomilker^® dargestellt. Der Tiefpunkt der Melkvakuumkurve bei einem Durchfluss von 1,2 l/min/Euterviertel ist grundsätzlich schon etwas niedriger als bei 0,5 l/min/Euterviertel. Here, the course of the vacuum at two different milk flows (0.5 l / min / udder quarter in 5.1 and 1.2 l / min / udder quarters in 5.2 ) for the milking device used with Biomilker ^® . The low point of the milking vacuum curve at a flow rate of 1.2 l / min / udder quarter is basically already slightly lower than at 0.5 l / min / udder quarter.

Auf das mittlere Vakuum in der d-Phase wirkt sich der nachfolgende Anstieg des Vakuumniveaus jedoch noch stärker aus, als die Höhe des Startpunkts für den Anstieg. However, on the average vacuum in the d-phase, the subsequent increase in the vacuum level has an even greater effect than the height of the starting point for the increase.

Und für die 3 und 4 wurde jeweils der Mittelwert des Vakuums der jeweiligen Phase berechnet und dargestellt. Somit werden die Ergebnisse in 4 durch die in den 5.1 und 5.2 gezeigten Ergebnisse bestätigt.And for the 3 and 4 in each case the mean value of the vacuum of the respective phase was calculated and displayed. Thus, the results in 4 through the in the 5.1 and 5.2 results confirmed.

Dass das durchschnittliche Vakuumniveau schrittweise mit Erhöhung des Milchflusses sinkt, ist in den 4 und 5.1 und 5.2 erkennbar. Weiter wird beim Vergleich von 3 mit 4 ersichtlich, dass die Vakuumvermindernde Wirkung der Querschnittverengung durch Dichtschieber etwa bei einem Lochdurchmesser von 6,0 mm beginnt. Alle kleineren Lochdurchmesser wirken vakuumabsenkend mit Ausnahme des Lochdurchmessers 3,0 mm. Hier ist vermutlich aufgrund von Turbulenzen im Bauteil die vakuumsenkende Wirkung bei niedrigen Milchflüssen etwas eingeschränkt. Genau genommen beginnt die vakuumsenkende Wirkung der Dichtschieber bei niedrigen Milchflüssen bereits ab einem Lochdurchmesser von 8,0 mm in der b-Phase. Bei hohen Milchflüssen tritt die vakuumsenkende Wirkung hingegen erst ab einer Verengung von 4,0 mm Lochdurchmesser auf. Für die d-Phase kann übergreifend festgestellt werden, dass die vakuumsenkende Wirkung der Dichtschieber für alle Milchflüsse gleichermaßen, bei einem Lochdurchmesser von kleiner gleich 6,0 mm beginnt.That the average vacuum level gradually decreases with increasing milk flow is in the 4 and 5.1 and 5.2 recognizable. Next is when comparing 3 With 4 It can be seen that the vacuum-reducing effect of the cross-sectional constriction by sealing slide begins approximately at a hole diameter of 6.0 mm. All smaller hole diameters reduce the vacuum, with the exception of the hole diameter 3.0 mm. Here is probably due to turbulence in the component, the vakuumsenkende effect at low milk flows somewhat limited. Strictly speaking, the vakuumsenkende effect of the poppet starts at low milk flows already from a hole diameter of 8.0 mm in the b-phase. At high milk flows, however, the vakuumsenkende effect occurs only from a constriction of 4.0 mm hole diameter. For the d-phase, it can be concluded that the vakuumsenkende effect of the poppet for all milk flows equally begins with a hole diameter of less than or equal to 6.0 mm.

Eine weitere bedeutende Erkenntnis ist, dass sich das Melkvakuum in den Versuchen bei allen untersuchten Milchflüssen auf 0,0 kPa absenken lässt, was bei dieser Methode der Absenkung, also bei Schlauchverschluss natürlich vorhersehbar ist, was aber in Vorversuchen mit anderen Bauteilen zur Vakuumbegrenzung so nicht möglich war. Dort blieb die vakuumsenkende Wirkung gerade bei niedrigen Milchflüssen aus. Und genau bei niedrigen Milchflüssen wird die vakuumsenkende Wirkung des eingebauten Bauteils benötigt. Zwar sollte das Vakuum auch bei eingebauter Regelung an der Zitze während dem Melkprozess auf keinen Fall unter 10 kPa fallen, da sonst die Melkbecher auf Dauer abfallen. Die beiden 3 und 4 zeigen jedoch, dass eine Absenkung auf 10 bis 15 kPa zitzenendiges Melkvakuum bei jedem Milchfluss möglich ist. Der hierfür geeignete Lochdurchmesser ist in den 3 und 4 ablesbar.Another significant finding is that the milking vacuum in the trials can be lowered to 0.0 kPa for all the milk flows examined, which in the case of this method of lowering, ie at Of course, hose closure is predictable, but this was not possible in preliminary tests with other vacuum-limiting components. There, the vakuumsenkende effect remained just at low flow of milk. And it is precisely at low milk flows that the vakuumsenkende effect of the installed component is needed. Although the vacuum should not fall under 10 kPa even with built-in regulation on the teat during the milking process under any circumstances, otherwise the teat cups will drop over time. The two 3 and 4 show, however, that a reduction to 10 to 15 kPa zitzenendiges milking vacuum with each milk flow is possible. The appropriate hole diameter is in the 3 and 4 read.

Ferner kann gezeigt werden, dass für nahezu alle Einzelwerte gilt, dass sich die Vakuumhöhe mit jeder Verkleinerung des Lochdurchmessers, im Vergleich zum nächstgrößeren Lochdurchmesser, verringert. Somit ist jede mögliche einstellbare Vakuumhöhe, die auf der Kennlinie für einen Milchfluss (z.B. 0,0 l/min) liegt, eindeutig einem genau definierten Lochdurchmesser zuordenbar. Abweichungen davon sind im Bereich zwischen 1,2 mm und 3,0 mm Lochdurchmesser zu finden. Ab 4,0 mm Lochdurchmesser sind alle Kennlinien stetig ansteigend. Bei Verwendung des Dichtschiebers mit 10 mm, also bei vollständig geöffneter Leitung, wurde jeweils der höchste mittlere Vakuumwert für diese Kennlinie gemessen. Furthermore, it can be shown that for almost all individual values, the vacuum level decreases with each reduction of the hole diameter compared to the next larger hole diameter. Thus, any adjustable vacuum level that is on the milk flow characteristic (e.g., 0.0 l / min) is clearly attributable to a well-defined hole diameter. Deviations from this can be found in the range between 1.2 mm and 3.0 mm hole diameter. From 4.0 mm hole diameter all characteristics are steadily increasing. When using the sealing slide with 10 mm, ie with the line completely open, in each case the highest mean vacuum value was measured for this characteristic curve.

Die Ausnahmen für den dargestellten Zusammenhang sind vermutlich darauf zurück zu führen, dass es je nach Milchfluss und Lochdurchmesser kurz vor der vollständigen Vakuumabsenkung (0,0 mm Lochdurchmesser) zum zeitweiligen Verschluss des Durchlassquerschnittes kam und dass dadurch die Turbulenzen im Schaubild auftreten. The exceptions for the relationship shown are probably due to the fact that, depending on the milk flow and hole diameter shortly before the complete vacuum reduction (0.0 mm hole diameter) for temporary closure of the passage cross section came and that thereby the turbulence in the graph occur.

Durch die Pulsierung beim Melken entstehen Milchpfropfen, welche bei ihrem Auftreten am Engpass im Ventil zu einer zitzenendigen Vakuumsenkung führen. Befinden sich ein Milchpfropfen jedoch schon hinter dem Engpass im Ventil, dann kann er durch seine kinetische Energie und durch seine Abdichtung der Leitung das Volumen zwischen Zitze und Pfropfen noch erhöhen. Dies führt zur Vakuumerhöhung an der Zitzenspitze. The pulsation during milking produces milk plugs, which, when they appear at the bottleneck in the valve, lead to a teat-end reduced vacuum. However, if a milk plug is already behind the bottleneck in the valve, then it can increase the volume between teat and plug by its kinetic energy and by its sealing of the pipe. This leads to a vacuum increase at the teat tip.

Da diese Turbulenzen jeweils nur kurz bevor der Milchfluss zum erliegen kommt auftreten, sind sie für die Regelungsentwicklung nicht von Bedeutung. Denn die angestrebte Vakuumregelung soll das Melkvakuum nie bis nahe zum Verschluss der Leitung (0,0 kPa zitzenendiges Melkvakuum) absenken, sondern nur bis zu einer minimalen Vakuumhöhe von ca. 15,0 kPa, wenn kein Milchfluss vorhanden ist. Wird der Milchfluss höher, so soll das Melkvakuum durch die Regelung erhöht werden, damit zügiges Melken und ein problemloser Abtransport der Milch gewährleistet ist. Damit sind alle Lochquerschnittsflächen, bei denen in ihrer Kennlinie Turbulenzen auftreten für Regelungszwecke grundsätzlich zu klein. Since these turbulences only occur shortly before the milk flow comes to a standstill, they are not important for the development of the regulation. Because the desired vacuum control should never lower the milking vacuum close to the closure of the line (0.0 kPa teat-end milking vacuum), but only up to a minimum vacuum level of about 15.0 kPa, if there is no milk flow. If the milk flow is higher, the milking vacuum should be increased by the control, so that rapid milking and a trouble-free removal of the milk is guaranteed. Thus, all hole cross-sectional areas where turbulence in their characteristic occur for control purposes basically too small.

Nachdem die möglichen Einstellungen nun durch die 3 und 4 bekannt sind, wird der exakte Vakuumverlauf in Abhängigkeit vom Milchfluss für drei Erfolg versprechende Regelungsvarianten im nachfolgenden Diskussionsteil dieser Studie dargestellt. Die drei Varianten werden hinsichtlich ihrer Wirkung auf die Zitze bewertet, dabei wird die am besten geeignete Regelungsvariante ausgewählt. Schließlich werden zwei Funktionen, eine für die b- und eine für die d-Phase der ausgewählten Regelungsvariante angegeben, welche mit der Regelung näherungsweise erreicht werden können.After the possible settings now through the 3 and 4 are known, the exact vacuum curve as a function of milk flow for three promising control variants in the following discussion part of this study is shown. The three variants are evaluated for their effect on the teat, while the most suitable control variant is selected. Finally, two functions are specified, one for the b and one for the d-phase of the selected control variant, which can be approximately achieved with the control.

Beispiel 4Example 4

Mit den Ergebnissen aus den Experimenten, die in den 3 und 4 dargestellt sind, wurden mehrere Regelungsvarianten erarbeitet. Die Regelungsanweisungen für die drei wichtigsten Varianten sind in Tabelle 1 dargestellt. Für eben diese drei Varianten wurden zur besseren Sichtbarkeit der Steuerwirkung Ergebnisschaubilder erstellt, in denen das mittlere zitzenendige Vakuum in Abhängigkeit vom Milchfluss aufgezeichnet wurde (6.1–6.4). Dabei wurde die Einstellung am Vakuumregelventil (also der Lochdurchmesser des eingesetzten Dichtschiebers) so gewählt, wie in Tabelle 1 dargestellt. Somit kann der Hauptversuch dieser Studie, als Simulation der Regelungsfunktion des Vakuumregelventils unter statischen Bedingungen betrachtet werden. Tabelle 1: Regelungsanweisungen für die Regelungsvarianten 1–3

With the results from the experiments in the 3 and 4 are presented, several control variants have been developed. The control instructions for the three most important variants are shown in Table 1. For these three variants, results charts were drawn up for better visibility of the control effect, in which the mean teat-end vacuum was recorded as a function of the milk flow ( 6.1 - 6.4 ). The setting on the vacuum control valve (ie the hole diameter of the sealing slide used) was selected as shown in Table 1. Thus, the main trial of this study can be considered as a simulation of the control function of the vacuum control valve under static conditions. Table 1: Control instructions for control variants 1-3

Zum besseren Verständnis wurde in 6.1 zusätzlich zu den Regelungsvarianten 1–3 der Zustand dargestellt, der sich ohne Eingriff oder bei vollständig geöffnetem Vakuumregelventil ergibt. In Variante 1 (6.2) wurde versucht das Vakuum in der b-Phase unabhängig vom Milchfluss möglichst konstant zu halten. Bei Erstellung von Variante 2 (6.3) wurde dagegen das Vakuum in der d-Phase konstant gehalten. Bei der Erstellung von Variante 3 (6.4) wurde erstmals versucht einen aufsteigenden Trend (Melkvakuum steigt mit steigendem Milchfluss an) vor allem in der b-Phase zu erzeugen.For better understanding was in 6.1 shown in addition to the control variants 1-3, the state that results without intervention or fully open vacuum control valve. In variant 1 ( 6.2 ) was trying to keep the vacuum in the b phase independent of the milk flow as constant as possible. When creating variant 2 ( 6.3 ), on the other hand, the vacuum was kept constant in the d-phase. When creating variant 3 ( 6.4 ) was the first attempt to generate an ascending trend (milking vacuum increases with increasing milk flow), especially in the b-phase.

Durch die Regelungsanweisung ergibt sich der aufsteigende Trend jedoch für die d- und für die b-Phase. Charakteristisch für den Vakuumverlauf ohne Regelung ist, dass in der b- und noch mehr in der d-Phase das zitzenendige Melkvakuum mit steigendem Milchfluss deutlich absinkt. Dies ist nicht erwünscht. Der Zustand lässt sich jedoch nur schwer ändern, da es sich hierbei um ein physikalisches Grundgesetz handelt. Ein Vakuum verringert sich stärker, je mehr Materie z.B. Milch in einen Behälter mit konstantem Volumen einströmt. Dieser Zusammenhang (Vakuumabfall bei sich erhöhendem Milchfluss) kann deshalb bei allen weltweit installierten Melksystemen beobachtet werden. Die hier entwickelte Regelung bietet weltweit erstmals die Möglichkeit diesem Mechanismus gezielt entgegen zu wirken, indem eine vakuumwirksame Querschnittsveränderung der Milchleitung vorgenommen wird. Innerhalb einer Ventileinstellung (ein Dichtschieber bzw. konstanter Lochdurchmesser) findet jedoch trotz Regelung noch ein (minimaler) Vakuumabfall bei steigendem Milchfluss statt. Da die Milchflussintervalle jedoch sehr klein gehalten werden, kann durch die Regelung, solange der Vakuumverlauf über den gesamten Durchflussbereich betrachtet wird erstmals ein höheres Vakuum bei steigendem Milchfluss erzeugt werden.Due to the regulation instruction, however, the ascending trend results for the d and the b phase. Characteristic of the vacuum process without regulation is that in the b- and even more in the d-phase, the teat-ended milking vacuum drops significantly with increasing milk flow. This is not wanted. However, the condition is difficult to change, since this is a basic physical law. A vacuum decreases more, the more matter, e.g. Milk flows into a container with a constant volume. This correlation (vacuum drop with increasing milk flow) can therefore be observed in all milking systems installed worldwide. The regulation developed here offers for the first time world-wide the possibility to counteract this mechanism purposefully by making a vacuum-effective cross-sectional change of the milk line. Within a valve setting (a sealing slide or constant hole diameter), however, despite regulation, there is still a (minimal) vacuum drop with increasing milk flow. However, since the milk flow intervals are kept very small, as long as the course of the vacuum over the entire flow range is considered, the regulation allows for the first time a higher vacuum to be generated with increasing milk flow.

Jede der drei Varianten wird sich nach gegenwärtigem Stand des Wissens positiver auf das Zitzengewebe auswirken, als die Variante ohne Regelung, da bei allen Varianten das Vakuum bei niedrigen Milchflüssen niedriger ausfällt, als ohne Regelung. Denn bei niedrigen Milchflüssen wird kein hohes Vakuum zum Abtransport benötigt. Das hohe Vakuum in diesen Milchflussbereichen ist damit völlig überflüssig und schadet dem Zitzengewebe. Besonders am Ende und teilweise auch zu Beginn eines Melkprozesses wird somit bei allen drei Varianten ein Blindmelken verhindert. Da die Regelung euterviertelbezogen arbeitet kann das Blindmelken völlig ausgeschlossen werden, was durch bisherige Abschaltautomaten nicht gewährt wird, da diese nur am Ende des Melkprozesses und nicht zeitnah während dem ganzen Melkprozess wirksam sind und da die meisten Abschaltautomaten erst dann abschalten, wenn das letzte Euterviertel ausgemolken ist. Sie reagieren also nicht viertelindividuell. Damit bleiben in der Regel zwei bis drei Zitzen mit deutlich zu hohem Vakuum belastet. Each of the three variants will, according to the current state of knowledge, have a more positive effect on the teat tissue than the variant without regulation, since in all variants the vacuum at lower milk flows is lower than without regulation. Because at low milk flows, no high vacuum is required for transport. The high vacuum in these milk flow areas is completely superfluous and damages the teat tissue. Especially at the end and partly at the beginning of a milking process, a blind milking is thus prevented in all three variants. Since the regulation works euterviertel related blind bleating can be completely excluded, which is not granted by previous shutdown, since they are effective only at the end of the milking process and not timely throughout the milking process and since most shutdown only turn off when the last udder quarter milked out is. So you do not react quarterly. As a result, usually two to three teats are loaded with significantly high vacuum.

Beispiel 5Example 5

Der Vakuumabfall als Bewertungsmaßstab verliert damit sichtlich an Bedeutung. Vielmehr können eventuell bald Normwerte fürs zitzenendige Vakuum in Abhängigkeit vom Milchfluss und vom Zitzentyp der Kuh in die ISO-Richtlinie mit aufgenommen werden. Vacuum waste as a standard of evaluation thus clearly loses its importance. On the contrary, standard values for the teat-end vacuum depending on the milk flow and the teat type of the cow may soon be included in the ISO guideline.

Die angeführten Argumente führen damit zur Erkenntnis, dass Variante 3 bisher die beste Regelungsalternative darstellt. The arguments cited lead to the realization that variant 3 represents the best regulatory alternative so far.

Insgesamt hat sich gezeigt, dass die vielen möglichen Einstellungen des Vakuumregelventils 9 (2.2) dieses als erfindungsgemäß besonders geeignet auszeichnen. Dieses Vakuumregelventil ermöglicht es, die Durchlassquerschnittfläche im Ventil stufenlos einzustellen. Im Vergleich zu dem auch erfindungsgemäß geeigneten Vakuumregelventil 5 (2.1) ist das Vakuumregelventil 9 dadurch präziser einstellbar.Overall, it has been shown that the many possible settings of the vacuum control valve 9 ( 2.2 ) this as being particularly suitable according to the invention. This vacuum control valve makes it possible to infinitely adjust the passage cross-sectional area in the valve. Compared to the invention also suitable vacuum control valve 5 ( 2.1 ) is the vacuum control valve 9 thus more precisely adjustable.

Mit dem Vakuumregelventil 9 können alle Resultate erzielt werden, die mit dem Vakuumregelventil 5 erzielt werden und die in 6.2–6.4 dargestellt sind.With the vacuum control valve 9 All results can be achieved with the vacuum control valve 5 be achieved and the in 6.2 - 6.4 are shown.

Folgende Arbeiten belegen, dass die Vakuumerfassung mit Drucksensor sowohl in Zitzennähe nach dem Melkbecher 1 als auch vor dem Vakuumabschaltventil 4 möglich ist. Sowohl für die in Zitzennähe, als auch für die am Vakuumabschaltventil gemessenen Vakuumwerte konnte ein funktionaler Zusammenhang in Abhängigkeit vom Milchfluss festgestellt und aufgezeichnet werden. Da die Information zur Ventilstellung am Vakuumabschaltventil am Prozessrechner stets vorliegt, kann durch die Vakuummessung mit Drucksensor vor dem Vakuumabschaltventil 4 stets sowohl der Milchfluss an der betreffenden Zitze als auch die durchschnittliche Vakuumhöhe an der Zitze in ausreichender Genauigkeit bestimmt werden. Durch die hier gefundenen Rechenzusammenhänge wird die Ermittlung des zitzenendigen Vakuums durch Messung mit Drucksensor am Gehäuse in der Nähe des Abschaltventils (1) möglich. The following work proves that the vacuum detection with pressure sensor is close to the teat cup both near the teat 1 as well as in front of the vacuum shut-off valve 4 is possible. Both for the close to the teat, as well as for the measured at the vacuum shut-off valve vacuum values, a functional relationship depending on the milk flow was detected and recorded. Since the information on the valve position at the vacuum shut-off valve is always present at the process computer, it can be determined by the vacuum measurement with pressure sensor in front of the vacuum shut-off valve 4 always the milk flow at the respective teat as well as the average vacuum level at the teat are determined with sufficient accuracy. Due to the computation relationships found here, the determination of the teat-end vacuum by measuring with pressure sensor on the housing in the vicinity of the shut-off valve ( 1 ) possible.

Die Ermittlung der genannten Zusammenhänge macht das Verfahren für die praktische Nutzung besonders interessant, da die Vakuummessung am Ende des Melkbechers (1) die Instandhaltung der Messsysteme mit Drucksensoren deutlich aufwändiger machen würde. Denn die Melkbecher werden oft von Kühen abgeschlagen (Sensorbeschädigung möglich) und die Signalübertragung für die Messwerte würde aufwändige Technik erfordern.The determination of the mentioned relationships makes the method of practical use particularly interesting because the vacuum measurement at the end of the milking cup ( 1 ) would make the maintenance of the measuring systems with pressure sensors significantly more complex. Because the milking cups are often knocked off by cows (sensor damage possible) and the signal transmission for the measured values would require complex technology.

Durch die hier gefundenen Rechenzusammenhänge kann der Prozessor aus den Messwerten am Gehäuse die am Zitzenende anliegenden Vakuumwerte berechnen und damit über einen gleitenden Durchschnitt die Milchflussänderung zeitnah ausgeben. Der aktuelle Milchfluss bewirkt dann umgehend die entsprechende Ventileinstellung, wie in Tabelle 1 vorgegeben.By means of the computation relationships found here, the processor can calculate the vacuum values applied at the teat end from the measured values on the housing and thus output the milk flow change over a moving average in a timely manner. The current milk flow then immediately causes the appropriate valve setting, as specified in Table 1.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße Kit werden gegenüber dem Stand der Technik folgende wesentliche Vorteile erzielt:

– Viertel- und tierindividuelle Regelung des zitzennahen Vakuums in Melkständen, ohne wesentlich höhere Kosten bei der Anlagenausstattung;
– Messung der Vakuumhöhe ist auch bis zu einem Abstand von ca. 3,5 m vom Zitzenende möglich;
– Die Vakuumsensoren sind so weit von der Kuhzitze entfernt, dass beim Becherabschlag keine Beschädigung eintreten kann und der Sensoreneinbau kostengünstig bleibt. Dies ist durch einen Software-Algorithmus möglich, der eine zeitnahe Berechnung des Zustands am Zitzenende zulässt. Die Berechnung erfolgt ausschließlich aufgrund der Messwerte, die mit den Vakuumsensoren im Gehäuse gemessen werden.
– Realisierung einer Regelungseinheit mit einem Software-Algorithmus, der eine unterschiedliche Vakuumhöhe in der Saug- und Entlastungsphase des Melkens bewirkt.
– Es wird eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit der Regelung erreicht.

The method according to the invention and the kit according to the invention achieve the following significant advantages over the prior art:

- Quarter and animal-specific control of the near-cusp vacuum in milking parlors, without significantly higher costs in terms of plant equipment;
- Measuring the vacuum level is also possible up to a distance of about 3.5 m from the teat end;
- The vacuum sensors are so far away from the cow teat that no damage can occur at the cup knock-off and the sensor installation remains cost-effective. This is possible by a software algorithm that allows a timely calculation of the state at the teat end. The calculation is based solely on the measured values measured with the vacuum sensors in the housing.
- Implementation of a control unit with a software algorithm that causes a different vacuum level in the suction and discharge phase of the milking.
- It is achieved a high reaction rate of the control.

Vorteilhaft gegenüber dem Stand der Technik ist, dass das erfindungsgemäße Verfahren die viertelindividuelle Messung des Vakuums beabstandet vom Zitzenende erlaubt, wobei dennoch eine exakte und hoch auflösende Berechnung des Vakuums, das unter der Zitze herrscht, möglich ist. It is advantageous over the prior art that the method according to the invention permits the quarter-individual measurement of the vacuum at a distance from the teat end, whereby an exact and high-resolution calculation of the vacuum prevailing under the teat is nevertheless possible.

Weiterhin ist besonders vorteilhaft, dass das erfindungsgemäße Kit ein strömungstechnisch optimiertes Vakuumregelventil 9 (2.2) umfasst, das einzigartig an die Bedingungen unter Vakuum und in Umgebung mit schäumender Milch und an die benötigte hohe Reaktionsfrequenz angepasst wurde. Das zitzenendige Vakuum wird mit äußerst hoher Reaktionsfrequenz erfasst und geregelt und diese Regelung kann für ein einzelnes Tier und für jedes einzelne Euterviertel erfolgen. Hierbei kann die Regelungseinheit eine Computervorrichtungen umfassen. Furthermore, it is particularly advantageous that the kit according to the invention has a flow-optimized vacuum control valve 9 ( 2.2 ) which has been uniquely adapted to the conditions under vacuum and in the environment of foaming milk and to the required high reaction frequency. The teat-end vacuum is detected and regulated with extremely high reaction frequency and this control can be done for a single animal and each udder quarter. Here, the control unit may comprise a computer devices.

Das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße Kit ermöglichen damit erstmalig, dass das zitzenendige Vakuum deutlich genauer und zeitnaher geregelt werden kann, als dies mit bisherigen Verfahren möglich ist. The method according to the invention and the kit according to the invention thus make it possible for the first time that the teat-end vacuum can be regulated significantly more accurately and more promptly than is possible with previous methods.

Das strömungstechnisch optimierte Vakuumregelventil kann mit verschiedenen Motoren z. B. mit Elektromotoren betrieben werden, welche das hochpräzise stufenlose Bewegen eines Ventilstößels ermöglicht. The aerodynamically optimized vacuum control valve can with z. B. operated with electric motors, which allows the high-precision stepless movement of a valve lifter.

Die im erfindungsgemäßen Kit enthaltene Vorrichtung zur Messung des Vakuums ist so gestaltet, dass sie fähig ist den Druck im Milchschlauch auch unter den widrigen Bedingungen in einem Milch-Luft-Schaumgemisch mit hoher Aufnahmefrequenz so zu erfassen, dass auf Basis dieser Daten trotz einer Entfernung von bis zu 3,5 Metern zur Zitzenspitze eine exakte Bestimmung des zitzenendigen Vakuums möglich wird. The device for measuring the vacuum contained in the kit according to the invention is designed so that it is able to detect the pressure in the milk hose even under the adverse conditions in a high-intake milk-air-foam mixture such that, on the basis of these data despite a distance of up to 3.5 meters to the teat tip an exact determination of the teat-end vacuum is possible.

Das in 2.2 gezeigte Vakuumregelventil 9, das Bestandteil des erfindungsgemäßen Kits sein kann, ist so konstruiert und die bei der Herstellung verwendeten Materialien sind derart ausgewählt, dass keine Beschädigung durch Milch und durch Spülflüssigkeit erfolgen kann. Außerdem sind die verwendeten Materialien lebensmitteltauglich.This in 2.2 shown vacuum control valve 9 , which may be part of the kit according to the invention, is so constructed and the materials used in the preparation are selected so that no damage can be done by milk and by rinsing liquid. In addition, the materials used are food safe.

Das Vakuumregelventil wurde auch in Bezug auf die Durchströmung so gebaut, dass es beim automatischen Spülvorgang optimal gereinigt werden kann, und dass dabei keine Milchreste mehr in der Vorrichtung zur Vakuumerfassung (Messhülse) zurückbleiben. The vacuum control valve has also been built with respect to the flow so that it can be cleaned optimally during the automatic rinsing process, and that no milk residues remain in the device for vacuum detection (measuring sleeve).

Eine erfindungsgemäß geeignete Vorrichtung zur Vakuumerfassung wird in der DE 20 2009 017 723 U1 offenbart.An inventively suitable device for vacuum detection is in the DE 20 2009 017 723 U1 disclosed.

Weiterhin ist erfindungswesentlich, dass ein Rechenverfahren entwickelt wurde, das die Ermittlung des exakten zitzennahen Vakuumwertes bei hoher Abfragefrequenz und bei Messung in einer Entfernung von ca. 3,5 m von der Zitzenspitze ermöglicht. Furthermore, it is essential to the invention that a calculation method has been developed which makes it possible to determine the exact near-cube vacuum value at high sampling frequency and when measured at a distance of approximately 3.5 m from the teat tip.

Der gefundene Rechenalgorithmus ist neuartig, weil er im gepulsten Vakuum für ein Milch-Schaum-Luftgemisch gilt, deshalb musste der Zusammenhang empirisch ermittelt werden. Eine Simulation durch Strömungssoftware ist bisher nicht bekannt und wird von Fachleuten auf dem Gebiet, wegen des auftretenden Milch-Schaum-Luftgemischs, welches unter Vakuumeinwirkung steht, als äußerst schwierig eingeschätzt.The calculation algorithm found is novel because it applies to a milk-foam-air mixture in the pulsed vacuum, therefore the relationship had to be determined empirically. Simulation by flow software is not yet known and is considered by those skilled in the art to be extremely difficult due to the appearance of the milk-foam-air mixture that is under vacuum.

Aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, ein Anbringen der Drucksensoren am Zitzenende, wie es bisher im Stand der Technik üblich ist, zu vermeiden. Das ist insofern wirtschaftlich vorteilhaft, da die Vorrichtung dadurch weniger robust gestaltet werden muss. So erfordert eine Vakuummessung am Zitzenende einen höheren Aufwand, da eine entsprechende Vorrichtung durch Melkbecherabfall, Verschmutzung und die Abnutzung von elektronischen Bauteilen bei der Zitzenbecherreinigung und beim Zitzengummiwechsel stärker beansprucht wird. Due to the method according to the invention, it is possible to avoid attaching the pressure sensors at the teat end, as is usual in the prior art. This is economically advantageous because the device must be made less robust as a result. Thus, a vacuum measurement at the teat end requires more effort, since a corresponding device is more stressed by Melkbecherabfall, contamination and wear of electronic components in the teat cup cleaning and teat rubber change.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglichen es erstmalig, dass das Vakuum für die b- oder für die d-Phase des Pulszyklus, für das einzelne Tier und für jede Zitze individuell und separat geregelt werden kann. The method according to the invention makes it possible for the first time that the vacuum for the b- or for the d-phase of the pulse cycle, for the individual animal and for each teat can be regulated individually and separately.

In der d-Phase des Melkens, in der eine Entlastung der Zitze gewährleistet werden sollte, ist bei herkömmlichen Verfahren und Vorrichtungen das Vakuum häufig zu hoch eingestellt, da das optimale Vakuum für die einzelnen Phasen bisher nicht getrennt eingestellt werden konnte. In the d-phase of milking, in which a discharge of the teat should be ensured, in conventional methods and devices, the vacuum is often set too high, since the optimum vacuum for the individual phases could not previously be set separately.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann nunmehr für die b- und d-Phase des Pulszyklus ein im Mittelwert unterschiedlich hohes Vakuum eingestellt werden. Das Optimum zur Einstellung der Melktechnik kann nun also für die b- und die d-Phase separat eingestellt werden.With the aid of the method according to the invention, it is now possible for the b and d phases of the pulse cycle to be set to a vacuum of a different magnitude on average. The optimum for adjusting the milking technique can now be set separately for the b and d phases.

Im Gegensatz zum Stand der Technik können das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße Kit auch in Kombination mit der Biomilker^® Technologie verwendet werden. Dadurch werden die Vorteile des periodischen Lufteinlasses (Biomilker^® Technologie) mit den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens kombiniert, was eine Optimierung des Vakuumzustandes am Zitzenende der Kuh bewirkt.In contrast to the prior art, the inventive method and kit of the invention can also be used in combination with the Biomilker ^® technology. Thus, the benefits of periodic air inlet are (Biomilker ^® technology) combined with the advantages of the inventive process, causing an optimization of the vacuum state at the teat end of the cow.

Bei herkömmlicher Technik wird der Vakuumwert immer nach den Erfordernissen in der Saugphase (b-Phase bzw. Melkphase) eingestellt, da das Melken in recht kurzer Zeit durchgeführt werden soll. Ein zügiger Melkvorgang war bisher somit mit einer starken Belastung für die Zitze verbunden. In conventional technology, the vacuum value is always set according to the requirements in the suction phase (b-phase or milking phase), since the milking is to be carried out in a relatively short time. A speedy milking process was thus previously associated with a heavy burden on the teat.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Melkbecher teat cups
22: Drucksensor (möglicher Einbauort) Pressure sensor (possible installation location)
33: viertelindividueller Milchschlauch quarter-individual milk hose
44: Vakuumabschaltventil Vakuumabschaltventil
55: Vakuumregelventil Vacuum regulator valve
66: Zusammenführung auf zwei Milchschläuche Merging on two milk tubes
77: Zusammenführung auf einen Milchschlauch Merging on a milk hose
88th: Milchleitung milk line
99: Vakuumregelventil mit Vakuumabschaltvorrichtung Vacuum control valve with vacuum shut-off device
1010: Ventilzufluss Richtung Melkbecher Valve inlet towards the milking cup
1111: Drehbare Halterung für Dichtschieber Rotatable holder for sealing slide
1212: Austauschbare Dichtschieber Replaceable sealing slide
1313: Ventilabfluss Richtung Melkleitung Valve drain towards the milking line
1414: Aufhängung des Dichtschiebers an der Halterung Suspension of the sealing slide on the holder
1515: Lochbohrung im Dichtschieber Hole in the seal
1616: Antrieb drive
1717: Halterung, Verbindung Antrieb/Ventilgehäuse Bracket, connection drive / valve housing
1818: Antriebsbuchse mit Außengewinde Drive bush with external thread
1919: Klemmschraube zur Befestigung des Ventilstößels Clamping screw for fastening the valve stem
2020: Durchführungsdichtung für den Ventilstößel Grommet for the valve lifter
2121: Mitnehmer mit Innengewinde Driver with internal thread
2222: Gehäusedeckel housing cover
2323: Ventilzufluss Richtung Melkbecher Valve inlet towards the milking cup
2424: Ventilstößel tappet
2525: Ventilkammer valve chamber
2626: Ventilabfluss Richtung Milchabscheider Valve drain towards milk separator
2727: Ventilgehäuse valve housing
2828: Untere Abdeckung der Ventilkammer mit Führungsbohrung Lower cover of the valve chamber with guide bore

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1186229 B1 [0013, 0013]
EP 2033511 A2 [0014, 0014, 0014]
EP 1978800 A1 [0015]
EP 1455569 B1 [0016]
DE 2009017723 U1 [0038]
DE 202009017723 U1 [0098]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

DIN-ISO teat (DIN ISO 6690, 2007) [0061]

Claims

Method for milking animals, comprising a step i), in which one determines the value of the teat-end vacuum in a milking device, under the operating conditions prevailing during milking vacuum and pulse cycle, at different milking streams, wherein by means of a vacuum control valve, the prevailing in the milk tube vacuum changes, and a step ii), in which the teat-end vacuum is adjusted to a desired value by means of the vacuum control valve during milking.

A method according to claim 1, characterized in that step i) of the method comprises the following substeps: a) connecting the milking cup of a milking device to an artificial teat, b) application of the operating vacuum required for a milking operation and setting of the pulse cycle required for a milking cycle on the pulsator, c) setting a milking flow from the artificial teat to a value x1 which is greater than or equal to 0.0 l / min / udder quarter and less than 2.50 l / min / udder quarter, d) adjusting the vacuum control valve in at least three control steps ranging from minimum throttling of the vacuum to maximum throttling of the vacuum, e) measuring the teat-end vacuum after each throttling step performed in step d), f) sequentially increasing the milking stream x1 set in step c) to a value x2 that is less than or equal to 2.50 l / min / udder quarter, and repeating steps d) and e) for each of the milking streams.

A method according to claim 2, characterized in that in step d) the number of control steps is at least ten and in step f) the value of the milking stream x2 is less than 1.5 l / min / udder quarter and in particular 1.13 l / min / Euterviertel is.

Method according to Claim 3, characterized in that the measurements of the teat-end vacuum obtained in step e) are forwarded to a computer unit.

A method according to claim 4, characterized in that one carries out the forwarding of the measured values to the computer unit by means of a radio network.

Method according to one of Claims 4 to 5, characterized in that a mathematical function for the relationship between the control step of the vacuum control valve made in step d) and the value for the teat-end vacuum measured in step e) for each selected milking stream is determined by means of the computer unit ,

Method according to one of the preceding claims, characterized in that one carries out in step ii) of the method of regulating the zitzenendigen vacuum to a desired value by means of a computer unit.

Kit for carrying out the step i) of the method according to one of claims 1 to 7, comprising an artificial teat with adjustable milking, at least one teat end mounted pressure sensor and a vacuum control valve.

Kit according to claim 7, characterized in that the vacuum control valve is optimized in terms of flow.

Kit according to one of claims 8 to 9, characterized in that the vacuum control valve is infinitely variable.

Kit according to one of claims 8 to 10, characterized in that the vacuum control valve is operated electrically or pneumatically.

Kit according to one of claims 8 to 11, characterized in that it further comprises a computer unit.