Prüfstand zur Erfassung von Dreh-, Hebel- und Vertikalkräften an der Zitze

durch Mensch und Technik

Obwohl Melkanlagen zum Teil mehrfach über-prüft und als DIN–gerecht und technisch ein-wandfrei eingestuft wurden, klagen viele Milch-viehbetriebe über einen schlechten Euterge-sundheitsstatus in den Herden.

Abb. 1: Prüfstand mit angesetztem Melkzeug

Dies kann verschiedene Ursachen haben. Eine mögliche Ursache stellt die technische Gestal-tung der Melkzeuge dar. Des weiteren kann ein nicht korrekt ausgerichtetes Melkzeug oder Servicearm zu einer erhöhten Belastung der Zitzen in Form von Dreh-, Hebel und

Vertikal-kräften führen. Abb. 2:

Künstliche Mess-zitze

der Kräfte ist, wurden verschiedene Versuchs-anstellungen durchgeführt.

Allgemein wird jede Versuchseinstellung mit fünf Wiederholungen durchgeführt und aus die-sen später ein Mittelwert gebildet. Die Messzeit beträgt 30 Sekunden. Als Versuchsmedium wurde Wasser anstelle von Milch aus hygieni-schen und reinigungstechnihygieni-schen Gründen ver-wendet. Der euterbezogene Durchfluss beträgt 5 kg/min. In Voruntersuchungen hat sich zeigt, dass die Höhe des Milchflusses nur ge-ringfügige Auswirkungen auf die Kräfte hat.

Um den Mensch-Technik-Einfluss zu analysie-ren, wurden verschiedene Melker sowie Melk-plätze getestet. Es standen 6 Melkpersonen zur Verfügung, welche am gleichen Melkplatz an-setzten. Die Euterformen „normal“ und „stufig“

sind gewählt worden, da diese die größten Probleme beim Ansetzvorgang bereiten.

Um die Technik zu überprüfen wurden in einem 2 x 7 Fischgrätenmelkstand alle 14 Melkplätze, welche mit Positionierungshilfen ausgestattet waren, mit Hilfe des Prüfstandes getestet. Da-bei setzte an allen Melkplätzen die gleiche Per-son an.

2.1 Erste Ergebnisse Einfluss Melker Von besonderer Bedeutung sind hierbei die Drehkräfte, da diese hauptsächlich beim An-setzvorgang verursacht werden. Jedoch spielt auch die Ausrichtung des Melkzeuges, der Schläuche und gegebenenfalls des Servicear-mes eine bedeutende Rolle im Hinblick auf die Seiten- und Kippkräfte.

Die auftretenden Kräfte können sowohl in posi-tiver (entgegen Uhrzeigersinn) als auch negati-ver (im Uhrzeigersinn) Richtung gemessen werden (Abb. 3). Bei der Höhe der Kippkräfte ist eine starke Variabilität zu erkennen (Abb.

4). Die großen Standardabweichungen deuten auf eine hohe Varianz beim Ansetzvorgang hin.

Im Vergleich zur normalen Euterform sind bei

den Drehkräften der stufigen Euterform (Abb.

4) insgesamt höhere Werte, bis zu einem Ma-ximum von 9,1 N zu verzeichnen gewesen. Das Maximum bei den Drehkräften der normalen Euterform (Abb. 3) lag bei 6,5 N. Die höheren Werte beim stufigen Euter lassen sich vermut-lich durch einen erschwerten Ansetzvorgang aufgrund des Höhenversatzes von den Vorder- zu den Hintervierteln erklären. Betrachtet man die Kippkräfte bei der stufigen Euterform (Abb.

5) fällt eine Differenz von den Vorder- zu den Hintervierteln von bis zu 4 N auf. Dies liegt vermutlich an einer nicht der Euterform ange-passten Servicearmausrichtung, jedoch spielen hierbei auch andere Faktoren wie z.B. die Kon-struktion des Melkzeuges eine Rolle. Im Ver-gleich zu den Drehkräften liegen die Kippkräfte insgesamt niedriger

2.2 Erste Ergebnisse Einfluss Melkplätze Betrachtet man einen Melkstand so sehen die Melkplätze in der Regel alle gleich aus. Somit geht man davon aus, dass auch die Kräfte gleich sein müssten. Das die Kräfte nicht an al-len Melkplätzen gleich groß sind zeigt Abb. 6.

Diese Unterschiede stehen vermutlich mit Un-genauigkeiten bei vorangegangener Installation und Wartung in Zusammenhang.

Auch spielt der Einfluss von oftmals abgenutz-ten oder defekabgenutz-ten Servicearmen eine Rolle.

Es sollte mehr Wert auf einen hohen War-tungsstandard sowie auf eine ausführliche und regelmäßige Kontrolle eines jeden Melkplatzes gelegt werden, um derartige Unterschiede und somit mögliche Belastungen für das Euter von vornherein auszuschließen.

Betrachtet man Abb. 7 so stellt man fest, dass bei der normalen Euterform die Kräfte relativ gleichmäßig auf alle vier Zitzen verteilt sind. Im Gegensatz dazu herrscht bei der Kräftevertei-lung der Euterform stufig ein starkes Ungleich-gewicht. Die Vorderzitzen erfahren eine starke

Kraftübertragung vom Melkzeug auf die Zitze

Abb. 3:

Drehkräfte bei normaler Euter-form

Abb. 4:

Drehkräfte bei stufiger Euter-form

Abb. 5:

Kippkräfte bei stufiger Euter-form

Abb. 6: Mittlere Kippkräfte an den Zitzen bei verschiedenen Melkplätzen (MP)

die Kräfte in einem niedrigerem Wertebereich (Maximum –2,8) als die der Vorderviertel.

Es lässt sich festhalten, dass viele Melkzeuge Probleme beim Kraftausgleich im Besonderen bei stufigen Eutern aufweisen.

3 Perspektiven und weitere Anwen-dungsgebiete des Prüfstandes

In der Hauptsache soll der Prüfstand zur Wei-terentwicklung der Melkzeuge dienen. Durch die Ergebnisse bei den Kraftmessungen wird es möglich sein, zur Reduzierung der Belastung des Euters beim Melkvorgang beizutragen. Da-durch kann der Eutergesundheitsstatus der Milchkühe verbessert werden. Das Melken er-folgt euterschonender und somit tiergerechter.

Dies bringt außerdem wirtschaftliche Vorteile für den Betrieb und vermindert zum Anderen Umweltbelastungen durch beispielsweise einen verringerten Antibiotikaverbrauch. Darüber hin-aus ist ein Bestand mit einem hohen Euterge-sundheitsstatus als äußerst vorteilhaft für die Milchqualität zu bewerten.

Abb. 7: Mittlere Vertikalkräfte bei normalem und stu-figem Euter.

Vertikalkraft in Zugrichtung. Diese liegt bei rund 28 Newton. Das Gewebe der Vorderzitzen wird also mit 2,8 kg belastet. Das Melkzeug wog im Durchschnitt aber lediglich 2,3 kg, so-mit ergibt sich eine Mehrbelastung von 0,5 kg.

Die Hinterviertel erfahren hingegen eine Kraft in Druckrichtung. Das heißt sie werden entlas-tet, jedoch drücken die Melkbecher gegen das Euter. Dies stellt möglicherweise auch eine Be-lastung des Zitzengewebes dar. Jedoch liegen

Kraftübertragung vom Melkzeug auf die Zitze

Des Weiteren besteht die Möglichkeit, den Prüf-stand zur Ausbildung zu verwenden. Dies bringt Vorteile für den Lehrling und ist gleichzeitig als Tierschutzmaßnahme positiv zu bewerten. Auch könnten Fortbildungen für Melker, welche oft-mals durch eine eingeschliffene Ansetzroutine starke Kräfte aufs Melkzeug bringen, mit Hilfe des Prüfstandes durchgeführt werden.

Abschließend lässt sich festhalten, dass der Prüfstand für Dreh-, Hebel- und Vertikalkräfte einen positiven Beitrag zu Fortschritt und Ent-wicklung in der Melktechnik leisten kann und damit Vorteile für Umwelt, Mensch und Tier bringt.

1 Ausgangssituation

Über die Schädlichkeit von Ammoniak für Tier, Mensch und Umwelt ist in den letzten Jahren wiederholt berichtet worden. So werden u.a. in der Zeitschrift „Neue Landwirtschaft, Heft 8 2003“ unter der Überschrift: „Ammoniak in der Schweineproduktion“ nicht nur die Entstehung der NH3-Emmissionen sondern auch Möglich-keiten zur Reduzierung angeführt. Diese sehr wertvollen Erkenntnisse sollten bei der Errich-tung von Neuanlagen unbedingt berücksichtigt werden. Bekannt ist auch, dass die Tiere (ins-besondere Schweine) bei einer längeren Hal-tung in einer Luft mit einer Ammoniakkonzen-tration größer 40 ppm nicht nur krank werden sondern auch sterben. Nicht bekannt ist aber:

• wie ist die Gewichtszunahme,

• wie ist der Bedarf an Antibiotika,

• wie hoch sind die Tierausfälle,

wenn z.B. eine Ammoniakkonzentration über 25 ppm langfristig vermieden werden kann?

Für den praktischen Nachweis hat es bisher an geeigneten und bezahlbaren Messmitteln ge-fehlt. Nachfolgend soll ein Beispiel angeführt werden, dass die kontinuierliche Erfassung der Ammoniakkonzentration im Schweinestall mög-lich ist und dass auch bei sogenannten „Altstäl-len“ eine Möglichkeit zur Steuerung der

Ammo-niakkonzentration z. B. über den Eingriff in den üblichen Temperaturregelkreis gegeben ist.

Die Agrargenossenschaft Kamsdorf hat hier ei-ne Vorreiterrolle übernommen. Sie gestattete nicht nur die Erstinstallation einer Messeinrich-tung, sie finanzierte diese auch noch aus Ei-genmitteln und führte die praktische Betreuung durch. Diese Beispiellösung sollte als Großver-such auf die gesamte SMA in Kamsdorf ausge-dehnt werden und zumindest eine Landesun-terstützung erfahren.

2 Lösungskonzept am Praxisbeispiel