Die Erfindung betrifft einen Melkbecher, mit einer Melkbecherhülse, durch die sich ein an beiden Hülsenenden dichtend befestigter Zitzengummi erstreckt, einer abwechselnd mit Vakuum und Druck beaufschlagten und in den Pulsraum mündenden Anschlussleitung sowie einer Vorrichtung zur Zitzenmassage.
Ein Melkbecher dieser Art ist aus der DT-AS 1 298 773 bekannt. Ein wesentliches Problem derartiger Melkbecher, welche mit Unterdruck im Innenraum des Zitzengummischlauches arbeiten, besteht darin, während des Massagetaktes zur Vermeidung von Beschädigungen des Zitzengewebes den Unterdruck zu beseitigen, und zwar so rechtzeitig, dass bei der Massage der Unterdruck an der Zitze abgebaut ist. Eine weitere Schwierigkeit entsteht bei den bekannten Melkbechern dann, wenn die Phase, in welcher der Zitzengummi-Innenraum wieder mit der Unterdruckquelle verbunden wird, vor der Beendigung der Druckmassage beginnen soll. Diese Arbeitsweise ist besonders vorteilhaft, kann jedoch bisher nur durch zusätzliche und deshalb wiederum aufwendige Steuereinrichtungen erreicht werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Melkbecher der eingangs angeführten Art derart auszubilden, dass bei besonders einfachem Aufbau und ohne Verwendung zusätzlicher, vom eigentlichen Melkbecher getrennter Steuereinrichtungen allein durch abwechselnde Beaufschlagung des Melkbechers mit Druck, insbesondere Atmosphärendruck und Unterdruck erreicht werden kann, dass während des Massagetaktes der Unterdruck an der Zitze praktisch abgebaut ist und ausserdem eine optimale Abstützung der Zitze sowohl während des Saugtaktes wie auch während des Massagetaktes und insbesondere auch während des Übergangs zwischen diesen Takten erreicht wird. Des weiteren soll dieser Melkbecher ohne Schwierigkeiten zu reinigen sein und während des Melkvorgangs an der Zitze einwandfrei haften.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass in Höhe des zur Aufnahme der Zitze bestimmten Bereichs der Melkbecherhülse im Pulsraum wenigstens ein Massageorgan mit veränderbarem Volumen angeordnet ist, und dass unterhalb des Zitzenaufnahmebereichs ebenfalls im Pulsraum eine die Volumenänderung des Massageorgans steuernde und in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen Pulsraum und Melkbecherinnenraum vom Zitzengummi betätigbare Vorrichtung vorgesehen ist.
Vorzugsweise ist der Melkbecherinnenraum ständig an eine Vakuumquelle angeschlossen und der Pulsraum abwechselnd mit Atmosphärendruck und Vakuum beaufschlagt.
Die Massnahmen gemäss der Erfindung ermöglichen auf überraschend einfache Weise die Durchführung des optimalen Melkverfahrens nach der DT-AS 1 298 773, und zwar ohne Verwendung zusätzlicher Steuereinrichtungen.
Dadurch wird auch eine hohe Betriebssicherheit erreicht, und zwar ohne dass der Wartungsaufwand im Vergleich zu den bekannten Melkbechern erhöht wird.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert; in dieser zeigt:
Fig. 1 eine schematische Längsschnittansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Melkbechers, in der dieser während des Saugtaktes dargestellt ist,
Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Längsschnittansicht des Melkbechers im Moment des Vakuumabschlusses,
Fig. 3 eine ebenfalls der Fig. 1 entsprechende Längs schnittansicht des Melkbechers während des Massagetaktes,
Fig. 4 eine schematische Schnittansicht entsprechend der Linie 1-1 in Fig. 1,
Fig. 5 eine schematische Längsschnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Melkbechers gemäss der Erfindung, und
Fig. 6 eine schematische Querschnittansicht einer Einrichtung zur Randbereichsklemmung des Zitzengummis.
Nach Fig. 1 weist der Melkbecher eine Melkbecherhülse 1 auf, durch die sich ein Zitzengummi 2 erstreckt, der in üblicher Weise an seinen beiden Enden dicht eingespannt ist.
Am oberen Ende ist ein Melkbecherkopf 20 vorgesehen, der eine Zitze 3 umschliesst.
Am unteren Ende der Melkbecherhülse 1 ist ein Schauglas oder Anschlussstutzen 19 angebracht, der im Betrieb ständig an eine Vakuumquelle angeschlossen ist.
Der Zitzengummi 2 unterteilt den Melkbecherhülsenraum in einen Zitzengummiinnenraum 8 und in einen Pulsraum 5. Der Pulsraum 5 ist über einen Anschlussstutzen 4 abwechselnd mit einer Vakuumquelle und mit Atmosphäre verbindbar.
Im Pulsraum 5 befinden sich zwei sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Melkbecherhülse 1 erstreckende und sich diametral gegenüberliegende Kissen 6, 7, wobei der im Bereich der Zitze 3 liegende Kissenteil die Funktion eines Massagekissens und der in der unteren Hälfte der Melkbecherhülse, bzw. unterhalb des Zitzenbereiches liegende Teil die Funktion eines Steuerkissens ausübt.
Der jeweilige Steuerkissenteil 7 befindet sich zwischen der Melkbecherhülsenwandung und einem im Querschnitt im wesentlichen U-förmig ausgebildeten Betätigungsorgan 10 bzw. 11, das mit einem verstärkt ausgebildeten, am schauglasseitigen Ende gelegenen Zitzengummibereich 9 verbunden ist. Die Verbindung zwischen den Betätigungsorganen 10, 11 und den verstärkten Bereichen 9 des Zitzengummis kann fest oder lösbar bzw. starr oder beweglich sein.
Der Schnittdarstellung nach Fig. 4 ist zu entnehmen, dass die zwei im Querschnitt im wesentlichen U-förmigen, einander gegenüberliegend am Zitzengummi 2 befestigten Betätigungsorgane 10, 11 mit den Aussenflächen ihrer den Zitzengummi 2 umgreifenden, freien Enden gegen das ihrem Befestigungsbereich am Zitzengummi diametral gegenüberliegende Steuerkissen 7 drücken, bzw. an diesen Steuerkissen 7 anliegen.
Der Zitzengummi 2 ist oberhalb des verstärkten Bereichs 9 relativ dünnwandig ausgebildet und besitzt beispielsweise eine Wandstärke im Bereich von etwa 0,5 bis 1,0 mm. Diese geringe Wandstärke ist möglich, da der Zitzengummi gemäss der Erfindung nicht wie üblich zu Massagezwecken geeignet sein muss, sondern praktisch ausschliesslich Stütz- und Steuerfunktionen erfüllt. Der Zitzengummi 2 besitzt in dem Bereich, der zur Vornahme einer Abtrennung des anliegenden Vakuums vom Zitzengummiinnenraum 8 vorgesehen ist, eine flachovale Form mit seitlichen, in Fig. 4 angedeuteten Doppelwandbereichen 14, 15. Diese Doppelwandbereiche 14, 15 werden beispielsweise durch nachträgliche Heizung des Knicks zwischen den beiden Seiten
12, 13 erhalten.
Diese Ausgestaltung des Zitzengummis ist besonders vorteilhaft, da dadurch ein völlig dichtes Aneinanderliegen der Seiten 12, 13 erreichbar ist und das angestrebte, einwandfreie dichte Abschliessen des Zitzengummiinnenraums 8 von der Vakuumquelle auf besonders einfache Weise realisiert wird.
Es ist auch zu erwähnen, dass diese Doppelwandbereiche
14, 15 einfach aufspreizbar sind, so dass praktisch keine schwer zugänglichen Stellen vorliegen und die Reinigung des Zitzengummis ohne Schwierigkeiten durchgeführt werden kann.
Wenn die Doppelwandbereiche 14, 15 nicht durch nachträgliche Heizung hergestellt werden sollen, ist es auch möglich, den Zitzengummi in diesem Bereich von aussen zusammenzuklemmen, was beispielsweise durch abnehmbare oder von aussen betätigbare Klemmeinrichtungen erfolgen kann. Verwendbar zu diesem Zweck ist beispielsweise auch ein Klemmring, der eine die Bewegungen des Zitzengummis nicht störende, zentrale Durchtrittsöffnung aufweist und in seiner Innenwandung mit sich diametral gegenüberliegenden Klemmschlitzen versehen ist, in die der Zitzengummi zur Erzielung von Doppelwandbereichen 14, 15 einklemmbar ist.
Die bei denn Ausführungsbeispielen vorgesehenen, ein teiligen Steuer- und Massagekissen 6, 7 zeichnen sich vor allem durch ihre Einfachheit und Wirksamkeit aus. Diese Kissen bestehen aus einem weichen Material und können sich demgemäss als Massagekissen besonders gut an die jeweilige Form der Zitze 3 anpassen und diese während des
Massagetaktes praktisch voll umschliessen
Zur Erzielung eventuell erforderlicher Verzögerungen zwischen der Betätigung des Steuerkissens 7 und dem Wirk samwerden des Massagekissens 6 können zwischen diesen
Kissenteilen geeignete Drosselstellen vorgesehen werden.
Die Arbeitsweise des dargestellten Melkbechers wird nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert.
Fig. 1 zeigt den Melkbecher in der Saugphase, während der der Melkbecherinnenraum 8 und damit auch die Zitze 3 an Vakuum liegt und die ermolkene Milch über das Schau glas 19 abfliesst. Der Zitzengummi 2 nimmt dabei den voll geöffneten Zustand ein, da der Pulsraum 5 ebenfalls an
Vakuum liegt und somit praktisch keine Druckdifferenzen vorhanden sind.
Die Betätigungsleisten 10 und 11 für die Steuerkissen 7 nehmen die auch in Fig. 4 gezeigte Stellung ein, d. h. es wird von den Betätigungsleisten 10, 11 auf die Steuerkissen 7 praktisch kein Druck ausgeübt. Falls in den Kissen mit flüssigem Druckmittel gearbeitet wird, befindet sich dieses in der Phase gemäss Fig. 1 zumindest überwiegend im unteren Bereich der Kissen, d. h. im Bereich der Steuer kissen 7.
Fig. 2 zeigt den Melkbecher in der Phase des Übergangs vom Saugtakt zum Massagetakt. Durch Einsteuerung von
Atmosphärendruck in den Pulsraum 5 tritt eine Druckdif ferenz zwischen Pulsraum 5 und Zitzengummiinnenraum 8 auf, die dazu führt, dass der Zitzengummi 2, der aufgrund seiner geringen Wandstärke besonders beweglich ist, in seinem ovalen Bereich sofort zusammengedrückt wird und den eigentlichen Zitzenraum von der Vakuumquelle her metisch abschliesst. Durch sich daran anschliessende Ver kleinerung des so gebildeten Zitzenaufnahmeraums wird die Zitze unverzüglich entlastet, d. h. die Zitzenspitze be findet sich dann in einer praktisch Atmosphärendruck auf weisenden Umgebung.
Gleichzeitig mit dem Zusammen drücken des dünnwandigen Zitzengummis bewegt sich je doch auch der dickwandigere Bereich 9 des Zitzengummis radial nach innen und betätigt dabei die plattenförmigen
Organe 10, 11, welche gegen die Steuerkissen 7 drücken und damit das sich in ihnen befindende Arbeitsmittel nach oben in den Massagekissenbereich 6 drängen.
Fig. 3 zeigt den Melkbecher während des Massagetaktes, wobei zu sehen ist, dass während dieser Phase der Steuer kissenbereich minimales Volumen und der Massagekissen bereich maximales Volumen besitzt, wodurch die Zitze 3 massiert und in optimaler Weise abgestützt wird. Vorteilhaft ist dabei, dass der dünnwandige Zitzengummi 2 den Mas sagekissen 6 praktisch keinen Widerstand entgegensetzt und damit deren Anpassung an die jeweilige Zitzenform nicht behindert. Auf diese Weise kann sogar die Zitzenspitze praktisch voll gestützt werden, was sich vor allem beim Übergang zur Saugphase vorteilhaft auswirkt, da das plötzlich eintretende Vakuum nicht auf eine teilweise freiliegende, sondern vielmehr auf eine ideal abgestützte und damit geschützte Zitzenspitze trifft.
Es wurde bereits erwähnt, dass durch gegebenenfalls je nach Ausführungsform des Melkb echers erforderliche Drosselstellen zwischen Massagekissen 6 und Steuerkissen 7 die Volumenveränderungen des Massagekissens 6 so gesteuert werden können, dass das Einsetzen und Beenden der Zitzenmassage genau vorgegeben werden kann.
Es muss jedoch auch darauf hingewiesen werden, dass diese Drosselstellen nicht unbedingt notwendig sind, da die sich konstruktionsbedingt ergebenden Verzögerungen der Druckmittelströmungen in den Kissen voll ausreichen können, um genau die gewünschte zeitliche Reihenfolge bei der Massagekissenbetätigung zu gewährleisten.
Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass beim Übergang von dem in Fig. 3 gezeigten Massagetakt in den in Fig. 1 darge stellten Saugtakt und der sich dabei einstellenden Druckverhältnisse im Zitzengummiinnenraum 8 und im Pulsraum 5 das Volumen der Steuerkissen 7 vergrössert und das Volu men der Massagekissen 6 wieder verkleinert wird.
Bei den Melkbecherausführungen nach den Fig. 1 bis 3 und 5 ist auch ein besonders vorteilhafter Zitzengummikopf 20 vorgesehen, der über das obere Ende des Zitzengummis 2 gestülpt und abnehmbar ausgebildet ist. Dieser Zitzengummi kopf ist mit einem dünnwandigen, dehnbaren Dichtstrumpf-21 ausgestattet, der sich radial nach innen erstreckt und an die Zitze 3 anlegt, wodurch zwischen der Dichtlippe 24 und dem Dichtstrumpf 21 bzw. dessen Abschlusskante 25 ein Kopfraum 23 ausgebildet wird. Der Vorteil der Verwendung dieses dünnwandigen Dichtstrumpfes 21 besteht vor allem darin, dass sie aufgrund seiner mit einem Rückschlagventil vergleichbaren Arbeitsweise eine sofortige Entlastung des Kopfraumes 23 in der Entlastungsphase verhindert, dagegen den Vakuumaufbau in der Saugphase keineswegs stört.
Auf diese Weise wird die Haftung des Melkbechers an der Zitze wesentlich verbessert und vom jeweiligen Arbeitstakt weitgehend unabhängig gemacht.
Vorzugsweise ist zwischen dem unterhalb des Dichtstrumpfes 21 gelegenen Zitzengummiinnenraum und der Atmosphäre über eine zwischen der Melkbecherhülse 1 und dem Zitzengummikopf 20 verlaufende Rille 22 eine Verbindung vorgesehen. Durch diese Verbindung wird eine den Milchabfluss fördernde Belüftung des Zitzengummiinnenraums erreicht, und zwar in der Weise, dass aufgrund des vorhandenen Dichtstrumpfes die Haftung des Melkbechers an der Zitze nicht verschlechtert wird, da diese Haftung durch die Verhältnisse im abgeschirmten Kopfraum 23 bestimmt werden.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsvariante eines Melkbechers gemäss der Erfindung, der sich von dem Melkbecher nach den Fig. 1 bis 3 lediglich dadurch unterscheidet, dass die Steuerkissen 7 zwischen schalenförmigen, mit dem verstärkten Bereich 9 des Zitzengummis verbundenen Betätigungsorganen 17, 18 und einer Stützwand 16 angeordnet sind, die sich radial innerhalb der Steuerkissen 7 befindet und durch geeignete Massnahmen an der Melkbecherhülse 1 lagefixiert ist. Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform unterscheidet sich jedoch grundsätzlich nicht von der Arbeitsweise des Melkbechers nach den Fig. 1 bis 3.
Der beschriebene Melkbecher zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass er bei konstruktiv relativer Einfachheit eine optimale Durchführung des Verfahrens nach der DT-AS 1 298 773 ermöglicht, aufgrund der Verwendung eines dünnwandigen Zitzengummis und weicher Massagekissen eine optimale Nachahmung der Zunge eines saugenden Kalbes gestattet und damit ein äusserst schonendes und gleichzeitig wirkungsvolles Melken gewährleistet. Zu erwähnen ist auch noch, dass die Reinigung dieses Melkbechers problemfrei erfolgen kann, da keinerlei unzugängliche Stellen vorliegen und damit absolut hygienisch gearbeitet werden kann.
Die gegenseitige Verbindung von Melkbecherhülse, Massage- und Steuerkissen sowie Zitzengummi kann im Rahmen des fachmännischen Könnens auf verschiedene Weise erfolgen. Es ist beispielsweise auch möglich, die benötigten Kissen und den Zitzengummi mit den Betätigungsorganen als Auswechselteil zu fertigen und gegebenenfalls Knöpfbefestigungen mit der Melkbecherhülse vorzusehen. Das Massagekissen kann auch so ausgebildet sein, dass während des Saugtakts die Kisseninnenwände zusammengefaltet werden, wodurch der Abstand zwischen Melkbecherhülse und Zitzengummi entsprechend verringert werden kann.
Zweckmässig kann es auch sein, Steuerkissen und Druckkissen dadurch zu realisieren, dass zwischen Zitzengummi und Melkbecherhülse eine elastische, vorzugsweise aus Gummi bestehende Trennwand eingezogen wird, die an den beiden Hülsenenden dicht befestigt ist, und den zwischen dieser Trennwand und der Hülse gelegenen Raum mit Druckmittel zu füllen, wodurch dann gleichzeitig Steuer- und Massagekissen erhalten werden und eine einwandfreie allseitige Massage der Zitze erreicht werden kann.
Um sicherzustellen, dass auch bei Auswechslung des Zitzengummis eine vorgegebene Relativlage zwischen Zitzengummi und Melkbecherhülse bzw. Steuerkissen und Massagekissen stets gewährleistet ist, sind vorzugsweise an den Zitzengummienden und an den Einspannstellen des Zitzengummis Markierungen oder Passverbindungen vorgesehen.
Der vorstehend beschriebene Zitzengummikopf kann vorteilhafterweise auch derart abgewandelt werden, dass anstelle des Dichtstrumpfes eine dichtende Lippe oder ein Dichtring vorgesehen wird, so dass zwar der Kopfraum 23 erhalten bleibt, aber in diesem Kopfraum die Zitze nicht mehr in einem strumpfförmigen Teil geführt ist.
Ferner kann es vorteilhaft sein, den Zitzengummi in dem für den Vakuumabschluss bestimmten Bereich besonders dünnwandig auszubilden, d. h. auch etwas dünner als den direkt im Bereich der Zitze liegenden Teil des Zitzengummis. Dadurch kann der Vakuumabschluss erleichtert und gegebenenfalls eine Formgebung des Zitzengummis ermöglicht werden, die sich fertigungstechnisch vorteilhaft auswirkt.
Es wurde bereits erwähnt, dass zur Erzielung eines einwandfreien Abschlusses des Zitzengummiinnenraums von der Vakuumquelle ausserhalb des Saugtakts ein Zitzengummi Verwendung finden kann, der oval ausgebildet und an seinen zusammenlaufenden Seiten in Doppelwandbereiche übergeht. Wenn man nicht mit diesen Doppelwandbereichen arbeiten möchte, ist es besonders vorteilhaft, ein Einsatzstück zu verwenden, das im Querschnitt die Form eines Rechtecks mit gerundeten Schmalseiten besitzt. Der Zitzengummi liegt an einem derartigen Einsatzstück im Bereich der Rundungen voll, d. h. mit einer geringen Spannung an, während er an den zueinander im wesentlichen parallel verlaufenden Seitenwänden im Normalfall lose anliegt bzw.
formbedingt einen geringen Abstand zu diesen Seitenwänden - besitzt. Im Gegensatz zu bisher bekannten Einsatzstücken ist bei einer derartigen Ausführungsform der Zitzengummi im Bereich dieses Einsatzstückes nur während des Saugtaktes geöffnet und ansonsten im wesentlichen verschlossen.
Von Bedeutung ist dabei jedoch, dass bei einer derartigen Ausgestaltung das Abschliessen des Zitzengummiinnenraums von der Vakuumquelle zu Beginn des Massagetakts sehr schnell und absolut sicher erreicht werden kann.
Fig. 6 zeigt eine schematische Querschnittansicht einer Einrichtung zur Ausbildung von seitlichen Klemmstellen im Bereich des im Querschnitt ovalen Zitzengummis.
Im Inneren der Melkbecherhülse 1 ist an Vorsprüngen 30 ein U-förmiges Teil 29 abgestützt, dessen mittlerer Bereich ausgebaucht ist. In diesem U-förmigen Teil 29 ist ein vorzugsweise federnd ausgebildetes Klemmteil 28 geführt, das mittels eines Stössels 26 von ausserhalb des Melkbechers betätigt, d. h. bezüglich des U-förmigen Teils 29 verschoben werden kann. Der Stössel 26 ist an seinem Durchlass bezüglich der Melkbecherhülse mittels einer nicht dargestellten Manschette abgedichtet.
Durch die Formgebung von U-förmigem Teil 29 und Klemmteil 28 wird sichergestellt, dass beim Gegeneinanderpressen dieser belden Teile die Randbereiche 14, 15 eingeklemmt werden, während für den mittleren Bereich des Zitzengummis ein dessen radiale Bewegung im wesentlichen nicht behindernder Raum zur Verfügung steht. Am Stössel 26 ist eine schematisch angedeutete Raste 27 vorgesehen, mittels der dieser Stössel 26 zusammen mit seinem Klemmteil 28 in einer Anpresslage fixierbar ist. Aufgrund der federnden Ausgestaltung des Pressteils 28 wird eine sichere Verklemmung im eingerasteten Zustand des Stössels 26 gewährleistet.
Zur Reinigung des Zitzengummis wird die Verrastung zwischen Stössel 26 und Melkbecherhülse 1 aufgehoben, so dass sich die Klemmstellen 14, 15 des Zitzengummis öffnen und somit eine einwandfreie Reinigung des Zitzengummis möglich ist, da dieser in diesem Betriebszustand ohne weiteres im wesentlichen runde Form annehmen kann und demgemäss keine unzugänglichen oder schwer zugänglichen Bereiche vorhanden sind.