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Gerät zur Erzeugung induzierter hochgespännter Stromimpulse für Elektrozäune
Bekannt sind verschiedenartige Vorrichtungen zur I?rzeugung induzierter, hochgespannter
Stromimpulse zur Aufladung von Umfriedungsdrähten von Tierweiden o. dgl., bei denen
in periodischen !\hständen von etwa 1/2 bis i Sekunde mit Hilfe einer Unterbrechereinrichtung
der Primärstrom einer Induktionsspule bzw. eines Transformators kurzzeitig eingeschaltet
wird. Vornehmlich beim Unterbrechen des Primärstromkreises wird in der Sekundärwicklung
der Induktionsspule eine Spannung induziert, die den Umfriedungsdraht speist. Nach
den zur Zeit geltenden Richtlinien darf ein Uinfriedungsdrallt nur etwa 1/1o Sekunde
lang Spannung und o/io Sekunde keine Spannung führen, damit die Sicherheit für Mensch
und Tier gewährleistet ist.
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1)ie bekannten Geräte sind im allgemeinen im Prinzip so aufgebaut,
daß in einem Stromkreis ein Unterbrecher mit einem Transformator bzw. einer Induktionsspule
und gegebenenfalls einem Kondensator in Serie liegt, und bei diesen Geräten wird
der Primärstromkreis der Induktionsspule in den genannten periodischen Zeitabständen
kurzzeitig geschlossen und unterbrochen. Der beim Schließen, insbesondere aber beim
Abschalten erzeugte sekundäre Spannungsstoß erzeugt im Umfriedungsdraht eine abklingende
elektrische Schwingungserscheinung, deren Frequenz von der gesamten Induktivität
und Kapazität des sekundären Stromkreises abhängt, deren Teil der Umfriedungsdraht
ist Nach etwa 3o Millisekunden ist der Schwingungsvorgang vollständig abgeklungen,
während nach den geltenden Richtlinien aber ioo Millisekunden für die elektrische
Reizwirkung zur Verfügung stehen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, die Reizwirkung auf den
Lrmfriedungsdraht zu erhöhen,
wobei diese Erhöhung nicht durch Spannungssteigerung,
für die aus Sicherheitsgründen eine Grenze gesetzt ist, sondern durch möglichst
volle Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Impulszeit, die etwa 1/1o Sekunde beträgt,
erreicht wird. Diese Aufgabe wird im wesentlichen dadurch gelöst, daß der von dem
Unterbrecher kurzzeitig geschlossene Stromkreis durch einen zweiten Unterbrecher
höherer Frequenz während der Schließzeit des Stromkreises durch den ersten Unterbrecher
zusätzlich periodisch geöffnet und geschlossen wird.
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Der Stromimpuls, der durch das Schließen des Stromkreises durch den
ersten Unterbrecher gegeben ist, wird erfindungsgemäß durch den zweiten Unterbrecher
in eine Reihe Impulse kürzerer Zeitdauer aufgeteilt, d. h. der Stromkreis, in dein
die Primärspule des Hochspannungstransformators liegt, wird in rascher Folge durch
den Unterbrecher höherer Frequenz periodisch unterbrochen und geschlossen, so daß
während der zur Verfügung stehenden Impulszeit von etwa 1/1o Sekunde im Umfriedungsdraht
nicht mehr eine abklingende elektrische Schwingungserscheinung, sondern eine schnelle
Folge von Stromimpulsen vorhanden ist, durch die eine gleichbleibende Stärke der
Reizwirkung erreicht wird.
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Der Schnellunterbrecher kann z. B. ein Röhrenunterbrecher oder im
einfachsten Fall ein elektromagnetischer Summer sein. Auf dem Umfriedungsdralit
herrscht also während der Dauer von 1/1o Sekunde eine Wechselhochspannung, deren
Frequenz durch die Eigenfrequenz des elektromagnetischen Summers o. dgl. bestimmt
wird. Die Frequenz kann entweder nach den Sicherheitsgrenzen oder nach der Reizwirkung
bestimmt werden und ist nicht mehr wie bisher abhängig von den elektrischen Werten
des Belastungsstromkreises.
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Durch die Erfindung ist es ferner möglich, die Frequenz des Schnellunterbrechers
durch Siebmittel bevorzugt auf den Umfriedungsdraht zu geben, so daß alle anderen,
bei der Kontaktgabe entstehenden Frequenzen, die, über den Umfriedungsdraht gegeben,
zu Rundfunkstörungen führen würden, nicht mehr zu schädlichen Auswirkungen kommen.
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In der Zeichnung sind die Schaltschemen von drei Ausführungsbeispielen
des Erfindungsgegenstandes dargestellt, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen
versehen sind.
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Nach dem Beispiel Fig. i speist eine Stromquelle z. B. eine Batterie
i über einen Schalter 2, die Erregerspule 3 eines Elektromagnets 4 und über die
sich berührenden Kontakte 5 und 6 eines dreifachen Federkontaktes 7 einen geschlossenen
Stromkreis I, der aus den vorgenannten Elementen 2, 3, 5 und 6 besteht. Bei geöffnetem
Schalter 2, d. h. im stromlosen Zustand des Gerätes, liegt das aus Eisen bestehende
Pendelstück 8 des Elektromagnets 4 infolge der Vorspannung einer nicht gezeigten
Feder Tiber ein Zwischenstück 9 gegen das federnde Kontaktstück 5 so fest an, daß
eine sichere Berührung zwischen den Kontakten 5 und 6 vorhanden ist. Durch Schließen
des Schalters 2 durchfließt der Strom die Erregerspule 3 des Elektromagnets 4, so
daß das Pendelstück 8 durch elektromagnetische Einwirkung der Pole io und i i in
Schwingung versetzt wird. Durch dieses Ausschwingen des Pendels 8 werden die Kontakte
5 und 6 geöffnet, indem der Kontakt 5 durch seine Federung in die Ruhelage zurückgeht,
und damit ist der Stromkreis I unterbrochen. Durch diese Unterbrechung verlieren
die Pole iound i i des Elektromagnets 4 ihren Magnetismus, während das Pendel 8
infolge seiner Trägheit weiterschwingt, bis die Gegenkraft einer Torsionsfeder diese
Bewegung beendet. Das Pendel 8 schwingt nun wieder zurück und schlägt gegen den
Kontakt 5. Während des Zurückschwingens ist die kinetische Energie des Pendels so
groß, daß der Kontakt 5 so kräftig angestoßen wird, daß nicht nur eine Berührung
der Kontakte 5 und 6, sondern zusätzlich noch ein drittes Kontaktstück 12 von dem
Kontakt 6 angestoßen wird. Durch die Berührung der Kontakte 5 und 6 wird die Pendelbewegung
wiederholt, während durch den Kontaktschluß zwischen den Kontakten 6 und 12 ein
zweiter Stromkreis 1I geschlossen 'wird, der zum ersten Stromkreis I parallel liegt.
Der Stromkreis 1I besteht aus der Batterie i, dem Schalter 2, einem elektromagnetischen
Suinmer 13, der Primärwicklung 14 des Transformators 15 und den Berührungskontakten
6 und 12 des dreifachen Federkontaktes7. Der Stromkreis II wird also nicht im Ruhezustand
des Pendels 8, sondern beim Aufprall während der Pendelrückbewegung geschlossen,
und damit wird der Summer 13 betätigt, der den Stromkreis 1I zusätzlich über die
Kontakte 16 und 17 in rascher Folge periodisch öffnet und schließt. Durch die einmalige
Schließung der Kontakte 6 und 12 und nur während ihrer Schließungszeit wird der
Kontakt 16 und 17 mehrfach geöffnet und geschlossen, so daß in der Primärwicklung
14 des Transformators 15 während dieser Zeit eine Stromimpulsfolge oder eine Gruppe
von Stromimpulsen fließt, deren Frequenz durch den elektromagnetischen Summer 13
bestimmt ist. Dementsprechend werden in der Hochspannungswicklung 18 des Transformators
15 und in dem angeschlossenen Uinfriedungsdraht 19 hochgespannte Niederfrequeiizströme
induziert, deren Frequenz wieder durch den elektromagnetischen Summer bestimmt ist.
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Die bei der Kontaktgabe auftretenden und zu Rundfunkstörungen Anlaß
gebenden hochfrequenten Oberwellen werden durch Siebkondensatoren 20, 21 und 22
daran gehindert, auf die Sekundärspule 18 bzw. auf den Umfriedungsdraht i9 überzutreten.
Durch besondere Siebmittel kann erreicht werden; daß ausschließlich die Niederfrequenz
des Summers und seine niederfrequenten Oberwellen den Zaun erreichen, so daß in
ihm keine rundfunkstörenden hochfrequenten Ströme mehr vorhanden sind.
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Die Anordnung der drei federnd befestigten Kontakte 5, 6 und 12 gibt
dem Gerät eine erhöhte Sicherheit, da bei stromloser Erregerwicklung 3 des Elektromagnets
4, d. h. bei teilweiser Störung der Anlage, niemals eine Dauerspannung an dem Umfriedungsdraht
liegen kann.
Es ist verständlich, daß der Summer 13 auch durch einen
anderen Unterbrecher beliebiger Art ersetzt werden kann, soweit er nur die Bedingung
erfüllt, daß seine Frequenz wesentlich höher liegt als die Frequenz des Unterbrechers
im Stromkreis 1, der im Ausführungsbeispiel als Pendelunterbrecher wiedergegeben
ist.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist im Gegensatz zu dem Beispiel
Fig. i eine Aufteilung in zwei Stromkreisel und 1I vermieden und auch eine Vereinfachung
in der Kontaktanordnung des ersten I'endelunterbrechers vorgesehen. In diesem Fall
sind nur zwei Federkontakte 5 und 6 angeordnet, die in der Ruhelage des Pendelstückes
8 in Berührung gehalten werden, und zwar durch eine nicht gezeigte Torsionsfeder
o. dgl., jedoch ist der Stromkreis durch den Schalter 2 geöffnet. In dem an die
Batterie i angeschlossenen Stromkreis liegt der Elektromagnet 3 des ersten Unterbrechers
mit den beiden Kontakten 5 und 6, der Primärspule 14 des Transformators 15 und dem
Summer 13 in Serie. Wird der Schalter 2 geschlossen, so wird zunächst das Pendelstück
8 durch die Pole io und i i in Schwingung versetzt und damit der Stromkreis stromlos,
da sich die beiden Federkontakte 5 und 6 nicht mehr berühren. Durch dieses Stromloswerden
kann das Pendelstück 8 zurückschwingen und wird über das Zwischenstück 9 die Kontakte
5 und 6 schließen. Während der Schließzeit der Kontakte 5 und 6 tritt der zweite
Unterbrecher 13 höherer Frequenz in Tätigkeit, d. h. der Stromkreis wird während
dieser Schließzeit zusätzlich periodisch geschlossen und unterbrochen, so daß eine
rasche Folge von Stromimpulsen entsteht, die über den Transformator 15 auf die Zaunleitung
i9 als Hochspannungsimpulse übertragen werden. Durch das Schließen der beiden Kontakte
5 und 6 tritt der erste Unterbrecher wieder in Tätigkeit, d. h. die Magnetspule
3 steht unter Strom, und damit bringen die Magnetpole io und i i das Pendelstück
wieder zum Ausschwingen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel Fig. 3 ist eine weitere Vereinfachung
vorgesehen, und zwar ist hier die Hochspannungswicklung 18, an die der Elektrozaun
i9 angeschlossen ist, auf die Magnetwicklung3 des ersten Pendelunterbrechers aufgetragen.
Es tritt auch hier die gleiche Wirkung ein, wie bereits zu Fig. i und 2 beschrieben,
d. h. während der Schließzeit des ersten Unterbrechers tritt der zweite ` Unterbrecher
in Tätigkeit, so daß während dieser Schließzeit eine rasche Folge von hochgespannten
Stromimpulsen auf den Elektrozaun gegeben wird. Auch in den Fällen Fig. 2 und- 3
werden die hochfrequenten Oberwellen, die bei der Kontaktgabe auftreten und zu Rundfunkstörungen
Anlaß geben, durch Siebkondensatoren 20, 21 bzw. 22 daran gehindert, auf
die Sekundärspule bzw. auf den Zaundraht i9 überzutreten. Auch in diesen Fällen
kann der Summer 13 durch einen beliebigen anderen Unterbrecher ersetzt werden, und
zwar durch einen bekannten mechanischen Unterbrecher oder durch einen Röhrenunterbrecher.
In allen Fällen kann der erste Unterbrecher auch durch beliebige andere Ausführungen
ersetzt werden; soweit sie die Möglichkeit-geben, den Stromkreis periodisch zu schließen
und zu öffnen und den zweiten Unterbrecher während dieser Schließzeit in Tätigkeit
zu setzen.