DE69203857T2 - Melkmaschinenschlauch. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schlauch und insbesondere einen Schlauch, der Teil einer Melkmaschine ist, wobei die Melkmaschine Mittel zum Erzeugen eines Unterdrucks im Schlauch aufweist.
• Milchführende Schläuche von Melkmaschinen müssen bestimmte Anforderungen erfüllen, nämlich: Sie dürfen unter einem vorbestimmten Unterdruck nicht ein- bzw. zusammenfallen (heutzutage müssen Schläuche dieser Art oft einem Unterdruck von 75 kPa (im Vergleich zu 50 kPa in der Vergangenheit) widerstehen, um den Milchfluß beim Melken nicht zu drosseln; weiterhin müssen sie externen mechanischen Beanspruchungen (bspw. der Trittbeanspruchung durch Tiere) widerstehen und leicht waschbar sein, d.h. sie müssen insbesondere innen eine glatte und faltenfreie Oberfläche aufweisen. Schließlich müssen sie aus einem für die Berührung mit Milch zugelassenen Werkstoff bestehen. Herkömmliche Schläuche, die diese Forderungen erfüllen, bestehen aus homogenem Material und sind verhältnismäßig dickwandig.
• Ein Nachteil herkömmlicher Melkmaschinenschläuche ist, daß sie verhältnismäßig schwer sind, was u.a. bedeutet, daß Teile der Melkmaschine für den Melker schwer zu tragen sind. So können die Schläuche des tragbaren Teils der Melkmaschine bis zu ca. 2,5 kg wiegen.
• Ein weiterer Nachteil herkömmlicher Schläuche ist ihr verhältnismäßig hoher Biegewiderstand, infolge dessen das Melkgeschirr sich u.U. nur schwer in eine ideale Position relativ zum Euter bringen läßt. Die verhältnismäßig schweren Schläuche belasten das Melkgeschirr ungleichmäßig, so daß es relativ zum Euter gekippt wird. Dadurch kann es geschehen, daß das Euter ungleichmäßig gemolken wird; desgl. kann das Melkgeschirr beim Melken abfallen.
• Weiterhin hat die Automatisierung des Melkens Bedarf an Schläuchen geschaffen, die flexibler und leichter als die oben beschrieben herkömmlichen Schläuche sind.
• Mittels steifer Materialien verstärkte Schläuche, die mit verringerter Wanddicke und daher verhältnismäßig leicht und flexibel ausgeführt werden können, sind aus vielen anderen Anwendungen als der Melktechnik bekannt. Eine verbreitete Art eines solchen verstärkten Schlauchs enthält in die Schlauchwandung eingebettete Verstärkungsdrähte, die wendelförmig um und koaxial mit dem Schlauch verlaufen; vergl. u.a. die GB 1 533 204. Es läßt sich so die Wanddicke des Schlauches und damit dessen Gewicht verringern. Es mag sinnvoll erscheinen, verstärkte Schläuche dieser Art auch zum Melken zu benutzen. Diese bekannten verstärkten Schläuche sind jedoch dahingehend nachteilig, daß sie nur schwer radial aufweitbar sind und sich daher nur mit Schwierigkeiten auf Anschlußnippel aufschieben lassen, deren Außendurchmesser größer als der Innendurchmesser des Schlauches ist. Aus diesem Grund sind die bekannten Schläuche zum Melken ungeeignet, da es in Melkmaschinen normalerweise eine Vielzahl von Anschlußnippeln verschiedener Außendurchmessern gibt, auf die Schläuche von Hand aufgeschoben werden müssen.
• Schläuche mit einem in einem wendelförmigen Hohlraum in der Schlauchwandung geführten Verstärkungsdraht sind bspw. aus der SE 409 613 und der US-A-2 798 508 bekannt. Bspw. offenbart die US-A-2 798 508 einen Schlauch mit einer umlaufenden elastischen Wandung mit Kreisquerschnitt und zwei Endabschnitten, wobei die Wandung mit mindestens einem langgestreckten Verstärkungselement aus einem Werkstoff, der härter ist als die Wandung, verstärkt ist und letzteres durch einen wendelförmigen Hohlraum in der Wandung verläuft, und wobei das Verstärkungselement im Hohlraum so angeordnet ist, daß eine Reiativbewegung zwischen beiden möglich ist. Im ungebogenen Zustand hat der wendelförmige Hohlraum (im Axialschnitt durch den Schlauch gesehen) eine Erstreckung, die erheblich größer ist als die des Verstärkungsdrahtes. Beim Biegen des Schlauchs wird diese Erstreckung des wendelförmigen Innenraums in dem sich konkav auswölbenden Teil der Schlauchwandung geringer. Im Ergebnis wird der Schlauch extrem biegbar.
• Die extreme Biegbarkeit dieser Schlauchart wird jedoch auf Kosten des Umstands erreicht, daß der sich beim Biegen konkav auswölbende Schlauchteil Falten wirft. Der Schlauch ist also für Melkmaschinen ungeeignet, da diese Falten die Milchströmung turbulent machen können, was die Milch beeinträchtigt und aus hygienischen Gründen nicht akzeptabel ist. Weiterhin können Falten im Schlauch zu Einschlüssen von Milchresten führen, die sich nur schlecht auswaschen lassen. Der verhältnismäßig große Hohlraum um den Verstärkungsdraht herum kann ebenfalls Reinigungsprobleme aufwerfen sowie bei einer Unterdruckbeaufschlagung des Schlauchinneren zu einer unerwünschten axialen Kompression des Schlauches führen.
• Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, einen neuartigen Melkmaschinenschlauch anzugeben, der einem hohen Innen-Unterdruck widersteht, sich leicht biegen und waschen läßt und ein niedriges Gewicht aufweist und dessen Enden sich beim Aufschieben auf Anschlußnippel radial problemlos aufweiten.
• Dieses Ziel wird erreicht durch einen Schlauch, der sich von dem der US-A-2 798 508 dadurch erreicht, daß das Verstärkungselement den Hohlraum vollständig ausfüllt und jedes Schlauchende radial aufweitbar ist, daß das Verstärkungselement entlang des wendelförmigen Hohlraums aus der Position des noch nicht aufgeweiteten Schlauchendes heraus relativ zum Schlauch verschoben wird und daß das Verstärkungselement eine wendelförmige Bahn beschreibt, deren Durchmesser im aufgeweiteten Endabschnitt jeweils größer als der der nicht aufgeweiteten Schlauchwandung ist.
• Ein auf diese Weise gebildeter Schlauch läßt sich biegsamer und leichter ausführen als herkömmliche Schläuche, ohne die anderen Anforderungen an den Schlauch aufgeben und ohne beim Biegen unerwünschte Falten auf den Innen- und Außenflächen des Schlauches hinnehmen zu müssen. Das Melkgeschirr einer mit dem neuen Schlauch ausgestatteten Melkmaschine ist daher einfacher zu handhaben und belastet die Zitzen beim Melken gleichmäßiger als ein Melkgeschirr mit herkömmlichen Schläuchen.
• Das Merkmal, daß das Verstärkungselement im Hohlraum so angeordnet ist, daß eine Relativbewegung zwischen diesem und der Schlauchwandung möglich ist, ist so zu verstehen, daß der Reibwiderstand zwischen dem Verstärkungselement und der Schlauchwandung nicht so groß ist, daß das Verstärkungselement im Hohlraum bei der radialen Aufweitung der Schlauchenden unter dem Einfluß von Kräften, die beim Aufschieben der Schlauchenden auf herkömmliche Nippel entstehen, nicht verschoben wird. Ein ausreichend geringer Reibwiderstand läßt sich erreichen durch die Wahl geeigneter Werkstoffe, bspw. Polyamid oder Polypropylen für das Verstärkungselement und weichgemachtes Polyvinylchlorid, Styrolgummi oder Nitrilgummi für die Schlauchwandung. Alternativ kann man das Verstärkungselement vor oder während der Herstellung des Schlauches mit einem haftmindernden Mittel behandeln.
• Da das Verstärkungselement den Hohlraum vollständig ausfüllt, läßt sich der Schlauch kostengünstig durch Extrudieren der Schlauchwandung herstellen. Beim Extrudieren dient das Verstärkungselement zum Ausbilden des wendelförmigen Hohlraums.
• Nach einer bevorzugten Ausführungsform des neuartigen Schlauchs wird die Wandung mit mindestens zwei langgestreckten Verstärkungselementen verstärkt, die wendelförmig und parallel zueinander entlang des Schlauchs verlaufen. Im Ergebnis sind die Endabschnitte des Schlauchs beim Aufschieben auf Anschlußnippel radial leichter aufweitbar, da die beiden Verstärkungselemente jeweils mit gröberer Steigung verlaufen können als ein einzelnes, ohne den Widerstand der Schlauchwandung gegen ein Kollabieren zu beeinträchtigen. Eine gröbere Steigung bedeutet, daß die Verstärkungselemente in ihren Hohlräumen sich leichter verschieben können.
• Die beiden Verstärkungselemente bilden zweckmäßigerweise zwei um 180º gegeneinander versetzte Wendeln (in deren Umfangsrichtung gesehen). Folglich wird die Schlauchwandung von den beiden Verstärkungselementen entlang des Schlauchs gleichmäßig verstärkt.
• Der Schlauch kann aus homogenem Material bestehen, so daß seine Fertigungskosten niedrig bleiben. Durch Koextrudieren läßt sich der Schlauch jedoch auch mit zwei konzentrischen Wandungsschichten - einer Außen- und einer Innenwandschicht -herstellen, wobei die Außenschicht aus einem verhältnismäßig kostengünstigen Material, die Innenschicht jedoch aus einem verhältnismäßig teuren Material bestehen, das zur Berührung mit Milch zugelassen ist. Weiterhin kann die Außenwandschicht aus einem schlagfesteren Material als die Innenwandschicht bestehen. Bspw. kann die Außenwandschicht Mittel gegen eine Beeinträchtigung durch Ozon enthalten. Derartige Substanzen sind für Werkstoffe, die mit Milch in Berührung gelangen, nicht geeignet.
• Jeder Hohlraum kann in der Außenwandschicht angeordnet sein, die normalerweise dicker als die teurere Innenwandschicht ausgeführt ist; alternativ können sie in sowohl der Innen- als auch der Außenwandschicht vorgesehen sein. Falls erwünscht, kann jeder Hohlraum natürlich auch nur in der Innenwandschicht liegen.
• Die Erfindung wird nun unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher erläutert, in denen die Fig. 1 eine Melkmaschine mit erfindungsgemäßen Schläuchen, die Fig. 2 als Teilschnitt einen erfindungsgemäßen Schlauch, die Fig. 3 und 4 Schnitte durch zwei weitere erfindungsgemäße Schläuche, die Fig. 5 einen Teilschnitt durch einen erfindungsgemäßen, mit zwei Verstärkungselementen verstärkten Schlauch und die Fig. 6 den Schlauch der Fig. 5 auf einen Nippel aufgesteckt zeigen.
• Die in Fig. 1 gezeigte Melkmaschine 1 weist vier Zitzenbecher 2, einen Sammler 3, vier Auskleidungen 4, die die Zitzenbecher 2 mit dem Sammler 3 verbinden, eine Milchleitung 5 sowie einen elastischen Schlauch 6 mit Kreisquerschnitt auf, der an den Sammler 3 und die Milchleitung 5 angeschlossen ist. Der Sammler 3 und die Milchleitung 5 sind mit rohrförmigen Anschlußnippeln 7 bzw. 8 mit Kreisquerschnitt versehen, auf die die Enden 9, 10 des Schlauchs 6 aufgesetzt werden. Der Außendurchmesser der Anschlußnippel 7, 8 ist größer als der Innendurchmesser des Schlauchs 6, was bedeutet, daß die Enden 9, 10 des Schlauchs 6 sich radial aufweiten und so fest auf den Anschlußnippeln 7, 8 sitzen.
• Die Melkmaschine 1 weist weiterhin eine Saugleitung 11 mit einem Pulsator 12 sowie zwei elastische Schläuche 13, 14 zwischen dem Sammler 3 und dem Pulsator auf, die an diesen mit Anschlußnippeln auf die oben zum Schlauch 6 beschriebene Weise befestigt sind. Die Saugschläuche 13, 14 haben einen wesentlich kleineren Durchmesser als der Schlauch 6, sind aber ansonsten so ausgeführt wie dieser.
• Der Schlauch 6 hat eine Wandung aus einem nahtlosen, im wesentlichen homogenen elastischen thermoplastischen oder plastischen, nicht nachgiebigen Werkstoff wie weichgemachtes Polyvinylchlorid, Styrolgummi oder Nitrilgummi und wird durch Extrudieren hergestellt (Fig. 2). Ein Draht 15 mit Kreisquerschnitt ist in die Wandung des Schlauchs 6 eingebettet und verläuft wendelförmig mit einer Steigung, die wesentlich größer ist als der Durchmesser des Drahts 15 entlang des Schlauchs, sowie koaxial mit diesem. (Alternativ kann der Draht 15 einen anderen - bspw. ovalen oder vieleckigen - Querschnitt haben.) Der Draht 15 besteht aus einem wesentlich steiferen Werkstoff als die Wandung des Schlauchs 67, bspw.Metall, Polyamid oder Polypropylen, und erhöht den Widerstand des Schlauchs 6 gegen ein Kollabieren, wenn im Schlauch 6 ein Unterdruck herrscht. Die Wandung des Schlauchs 6 kann also wesentlich dünner ausgeführt werden als die herkömmlicher Schläuche, was eine Gewichtsverringerung um ca. 50% erbringt.
• Der in Fig. 3 gezeigte Schlauch 13 weist eine äußere und eine innere Wandschicht 17 bzw. 18 auf, die zusammengefügt sind, wobei die Außenwandschicht 17 vorzugsweise aus einem verhältnismäßig kostengünstigen, die mit der Milch in Berührung tretende Innenwandschicht 18 aber vorzugsweise aus einem verhältnismäßig teuren, für die Berührung mit Milch zugelassenen Werkstoff bestehen. Der Schlauch 16 ist mit einem Verstärkungsdraht 19 in gleicher Ausführung wie der im Schlauch 6 versehen, der sich jedoch nur in der Außenwandschicht 17 befindet. Die Fig. 4 zeigt einen Schlauch 20 der gleichen Art wie der Schlauch 16 der Fig. 3 mit einer Außenwandschicht 21 und einer Innenwandschicht 22, aber mit einem Verstärkungsdraht 23, der sich teilweise in der Außenwandschicht 21 und teilweise in der Innenwandschicht 22 befindet.
• Der Schlauch 24 der Fig.5 ist identisch mit dem Schlauch 6 der Fig. 2, wobei jedoch der Schlauch 24 mit zwei Drähten 25 und 26 verstärkt ist. Diese Drähte 25, 26 verlaufen jeweils wendelförmig entlang der Wandung des Schlauchs 24 mit einer Steigung gleich der doppelten Steigung des Drahts 15 im Schlauch 6. Die Drähte 25, 26 verlaufen parallel zueinander entlang des Schlauchs 24 und sind in Umfangsrichtung gesehen um 180º gegeneinander versetzt.
• Die Fig. 6 zeigt, wie zwei Enden 27, 28 der Drähte 25 bzw. 26 ihre Position in den Hohlräumen des Schlauchs 24 verändern, während ein Ende 30 des Schlauchs 24 auf einen Nippel 29 aufgeschoben wird.
• Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Schläuche durch Extrudieren des Schlauchwandmaterials wird der Verstärkungsdraht als eine haftvermindernde Form verwendet, so daß in der Schlauchwand ein Hohlraum die Abmessungen entsprechend denen des Verstärkungsdraht ausgebildet wird. Auf diese Weise wird ermöglicht, daß im fertigen Schlauch der Verstärkungsdraht den Hohlraum vollständig ausfüllt, ohne daß eine chemische Bindung entsteht.

Claims (9)

1. Schlauch mit einer ringförmigen Wandung (16, 20) mit Kreisquerschnitt und zwei Endabschnitten (9, 10, 30), wobei die Wadung (16, 20) mit mindestens einem langgestreckten Verstärkungselement (15, 19, 23, 25, 26) verstärkt ist, das aus einem erheblich härteren Material als die Wandung besteht und in einem wendelförmigen Hohlraum in der Wandung entlang des Schlauchs verläuft, wobei das Verstärkungselement in dem Hohlraum so angeordnet ist, daß eine Relativbewegung zwischen ihm und der Wandung möglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungselement (15, 19, 23, 25, 26) den Hohlraum vollständig ausfüllt und daß jeder Endabschnitt (9, 10, 30) des Schlauchs radial aufweitbar ist, wodurch das Verstärkungselement (15, 19, 23, 25, 26) relativ zum Schlauch entlang des wendelförmigen Hohlraums aus der Position, in der es sich bei unaufgeweitetem Schlauchende befand, verschoben wird, wobei das Verstärkungselement eine wendelförmige Bahn ausbildet, die einen größeren Durchmesser in jedem aufgeweiteten Endabschnitt als entlang der nicht aufgeweiteten Wandung des Schlauches hat.

2. Schlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung mit mindestens zwei langgestreckten Verstärkungselementen (25, 26) verstärkt ist, die wendelförmig und parallel zueinander entlang des Schlauchs (24) verlaufen.

3. Schlauch nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden wendelförmigen Verstärkungselemente (25, 26) zwei Wendeln bilden, die in Umfangsrichtung derselben gesehen um 180º gegeneinander vesetzt sind.

4. Schlauch nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Schlauchs (6) aus einem im wesentlichen homogenen Material besteht.

5. Schlauch nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Schlauchs (16, 20) aus einer äußeren und einer inneren Wandschicht (17, 18; 21, 22) bestehen, die zueinander konzentrisch sind.

6. Schlauch nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandschicht (8, 22) aus einem zur Berührung mit Milch zugelassenen Werkstoff besteht.

7. Schlauch nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der oder beide Hohlräume sich nur in der Außenwandschicht (17) befinden.

8. Schlauch nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der oder beide Hohlräume sich in sowohl der Außenwandwandschicht (21) als auch in der Innenwandschicht (22) befinden.

9. Schlauch nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch für die Benutzung in einer Melkmaschine gedacht ist, die Mittel zum Erzeugen eines Unterdrucks in ihm aufweist, wobei der Endabschnitt (9, 10, 30) des Schlauchs an einen milchführenden Nippel (7, 8, 20) der Maschine angesetzt ist, dessen Außendurchmesser größer als der Innendurchmesser der ringförmigen Wandung des Schlauches ist.