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Batteriebetriebenes Weidezaungerät mit Ladekondensator als Energiespeicher
Die Erfindung betrifft ein batteriebetriebenes Weidezaungerät mit Speicherkondensator. Dieser Kondensator wird bei den üblichen Geräten dieser Art periodisch über die Primärwicklung eines Transformators entladen, worauf die Sekundärwicklung einen Hochspannungsimpuls auf den Weidezaun abgibt.
Wenn die Spannung der ein Weidezaungerät betreibenden Batterie absinkt, hat dies zwangsweise zur Folge, dass der Ladekondensator weniger Energie aufnimmt und somit auch die Impulsleistung absinkt, die allerdings in gewissen Grenzen konstant gehalten werden sollte, damit die notwendige Schockwirkung auf die den Zaun berührenden Tiere ausgeübt wird. Ein bekanntes Gerät, bei dem die Impulsleistung über einen gewissen Ladebereich der Batterie konstant gehalten werden kann, besteht aus einem primärseitigen Wechselrichterkreis und einem sekundärseitigen Ladekreis, in dem ein Gleichrichter vorgesehen ist, der mindestens einen Kondensator auflädt, der bei Erreichen der Zündspannung über eine Endladungsröhre die Primärseite eines sekundär an den Zaun angeschlossenen Transformators speist.
Die Basis des Transistors des Wechselrichterkreises wird über einen Arbeitswiderstand durch eine Tertiärwicklung angesteuert. Eine im wesentlichen konstante Impulsleistung wird bei diesem Gerät dadurch erreicht, dass ein Regelkreis mit einer Zusatzwicklung vorgesehen wird, in dem ein Gleichrichter einen Ladekondensator speist, wobei parallel zum Ladekondensator eine Brückenschaltung mit mindestens einem spannungsabhängigen Widerstand vorgesehen ist, während als Arbeitswiderstand im Basiskreis des Transistors ein Kondensator dient, der mit den Diagonalpunkten der Brücke verbunden ist.
Neben der Tatsache, dass mit absinkender Batteriespannung die Impulsfrequenz fällt, tritt gleichzeitig der Nachteil auf, dass auch die Zaunspannung unter den für ausreichende Hütesicherheit erforderlichen Wert abfällt. Man hat schon vorgeschlagen, eine Kompensation des Spannungsabfalls der Batterie dadurch zu erreichen, dass man die an den Weidezaun abzugebende Leistung variabel und einstellbar macht, um so die Möglichkeit einer Wahl zwischen verschiedenen Leistungsstufen zu haben. Es hat sich jedoch gezeigt, dass nach dem Umschalten auf eine nächsthöhere Leistungsstufe unnötig viel Batterieenergie verbraucht wird und dass keine konstante Ausgangsleistung erreicht ist. Ausserdem ist die ständige Kontrolle sowie das Umschalten auf verschiedene Leistungsstufen umständlich und zeitraubend.
Es sind auch schon Weidezaungeräte bekanntgeworden, bei denen die Impulsfolge verändert werden kann. Hiedurch wird aber ebenfalls keine ausreichende Hütesicherheit gewährleistet, da nach längerer Betriebszeit und Entladung der Batterie das Tastverhältnis der Impulse zu klein bzw. der Abstand zwischen den Impulsen zu gross wird. Demgemäss besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein verbessertes Weidezaungerät zu schaffen, bei dem die Ausgangsleistung praktisch während der Lebensdauer der Batterie automatisch konstant gehalten wird, ohne dass eine Beobachtung und Wartung des Gerätes oder eine Nachstellung und Bedienung von Hand erforderlich sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass bei dem eingangs erwähnten Weidezaungerät zwischen der Batterie und dem Ladekondensator eine Nachladeschaltung geschaltet ist, in der eine feste elektrische Spannung durch eine Reihenschaltung aus einer Spannung-
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stabilisierungszelle und einem ersten Widerstand gebildet wird, dass diese feste Spannung an die Basis eines Transistors gelegt wird, in dessen Emitterstromkreis eine Reihenschaltung aus einem zweiten Widerstand und dem Ladekondensator liegt, der von der Batteriespannung über die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors so aufgeladen wird, dass der Transistor bei Erreichen der Sollspannung den Nachladevorgang beendet, und dass der Wert der Batteriespannung über der Sollwertspannung des Ladekondensator liegt.
Zum besseren Verständnis der erfindungsgemässen Merkmale wird nunmehr an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.
Gemäss der Darstellung besteht das Gerät im wesentlichen aus drei getrennten Baugruppen, nämlich aus dem Batteriekreis --1-, dem eigentlichen Weidezaungerät-2-und der zwischen Batterie-B-und Zaungerät geschalteten Nachladeschaltung-3--. Der mit-C-bezeichnete Kondensator stellt schematisch den Speicherkondensator dar. Es ist in diesem Zusammenhang ohne Bedeutung, auf welche Weise die Energie bzw. Ladespannung des Kondensators-C-nach Umspannung auf einen höheren Wert impulsartig und periodisch auf den Weidezaun gelangt, da über die Nachladeschaltung alle mit Speicherkondensator arbeitenden Zaungeräte betrieben werden können.
Wie schon vorher erwähnt wurde, muss zur Erzielung einer ständig gleichbleibenden Ausgangsleistung der
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erfindungsgemäss so ausgelegt, dass sie bei unter den Sollwert abgesunkener Energie des Kondensators --C-- automatisch durchschaltet, um den Kondensator mit Hilfe der Batterie--B--wieder auf Sollenergie aufzuladen. Nach Erreichen dieses Sollwertes sperrt die Nachladeschaltung automatisch. Die Schaltung wirkt also als selbsttätiger Schalter für die Zufuhr von Ladeenergie zum Ladekondensator und gleichzeitig als automatische Sperre gegen ein weiteres Aufladen nach Erreichen des Sollwertes.
Man hat also auf Grund dieser vorteilhaften Ausbildung der Nachladeschaltung die Möglichkeit, eine Batterie-B--zu verwenden, deren Spannung wesentlich über dem erforderlichen Sollwert der Ladespannung des Kondensators--C--liegt. Diese sich daraus ergebenden offensichtlichen Vorteile gehen aus dem nachfolgenden Beschreibungstext deutlich hervor.
Bei der Schaltung gemäss der Darstellung wird die Sollenergie des Kondensators--C--durch einen festen elektrischen Bezugs-oder Betriebswert eines Halbleiterbauteiles, nämlich durch die
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dargestellt werden wie auch der Transistor--T--durch Diodenschaltungen oder andere Elemente ersetzt werden kann. Im vorliegenden Fall dient ein pnp-Transistor als gesteuertes Ventil. über einen Vorwiderstand-Rl-wird durch die Zenerdiode-Z-ein Strom geschickt, so dass die an der Zenerdiode auftretende Spannung die sogenannte Zenerspannung erreicht. Der Transistor--T--wird mit seiner Basis an dieses feste Potential gelegt. Sinkt die Spannung des Speicherkondensators--C-ab, fliesst durch--Rl--, die Basis-Emitter-Strecke des Transistors--T--und den Ladewiderstand
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Wenn man bei dem gerade erläuterten Beispiel bleibt und eine Batterie mit einer Spannung von z. B. 20 V verwenden würde, so würde der Kondensator ohne jede äussere Einflussnahme durch Bedienungspersonen so lange auf die gleiche Spannung von z. B. 9 V aufgeladen werden, bis die Batteriespannung auf etwa 9 V abgesunken ist. Nach weiterem Absinken der Batteriespannung bleibt der Transistor ständig durchgeschaltet, so dass auch dann noch die Funktion des Gerätes gewährleistet ist, wobei allerdings der Kondensator nicht mehr auf Sollwert aufgeladen werden kann.
Das Weidezaungerät nach der Erfindung ist den bekannten Geräten besonders insofern überlegen, als der Betrieb und die Funktion bei praktisch gleichbleibender Ausgangsleistung ohne jede Einflussnahme so lange gewährleistet bleibt, wie das Entladen einer Batterie von zwanzig und mehr Volt bis auf den festen elektrischen Bezugs-bzw. Betriebswert des Bezugselementes (z. B. 9 V), in diesem Fall die Zenerspannung, andauert.
Im genannten Schaltbeispiel wird parallel zur Basis-Emitter-Strecke ein Kondensator-Cx-eingeschaltet, der den Beginn der Nachladung so lange verzögert, bis der Energieentzug aus dem Speicherkondensator--C--beendet ist. Es wird dadurch erreicht, dass die Ausgangsleistung des
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nachgeschalteten Elektrozaungerätes konstant bleibt, da der Nachladestrom praktisch erst nach Beendigung des Energieentzuges aus dem Kondensator einsetzt. Zusätzlich wird erreicht, dass der Nachladespitzenstrom zu Lasten der Nachladezeit verringert wird, so dass eine günstigere Ausnutzung der Batterie erfolgt.
Die Nachladeschaltung wird gegebenenfalls als gesonderte Baueinheit ausgebildet und entweder der Batterie zugeordnet oder in das Elektrozaungerät eingebaut. Somit ist die Möglichkeit gegeben, auch nachträglich Weidezaunbatteriegeräte mit der Nachladeschaltung nach der Erfindung auszurüsten.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Batteriebetriebenes Weidezaungerät mit Ladekondensator als Energiespeicher, dadurch ge- kennzeichnet, dass zwischen der Batterie (B) und dem Ladekondensator (C) eine Nachladeschaltung geschaltet ist, in der eine feste elektrische Spannung durch eine Reihenschaltung aus einer Spannungsstabilisierungszelle (Z) und einem ersten Widerstand (Rl) gebildet wird, dass diese feste Spannung an die Basis eines Transistors (T) gelegt wird, in dessen Emitterstromkreis eine Reihenschaltung aus einem zweiten Widerstand (R2) und dem Ladekondensator liegt, der von der Batteriespannung über die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors so aufgeladen wird, dass dieser bei Erreichen der Sollspannung den Nachladevorgang beendet, und dass der Wert der Batteriespannung über der Sollwertspannung des Ladekondensators (C) liegt.
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