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Bereich der Technik
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Die technische Lösung bezieht sich auf die Schaltung eines Hochspannungselektroschocker zur Verteidigung von Personen gegen Angriffe eines Angreifers.
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Stand der Technik
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Die Schaltung bekannter Hochspannungsbetäubungspistolen umfasst eine AC-Stromquelle, die in der Regel aus einer Alkalibatterie besteht, einen Schalter zum Aktivieren der Funktion der Betäubungspistole, einen AC/DC-Wandler zur Umwandlung des Gleichstroms in Wechselstrom, einen Transformator, eine Hochspannungsspule und ein Paar lähmender Elektroden zur Anwendung am Körper des Angreifers. Hochspannungs-Elektroschocker werden als Einzelgeräte oder als kombinierte Geräte hergestellt, die zusätzlich z. B. ein Abwehrspray oder eine Taschenlampe usw. enthalten.
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Hochspannungsbetäubungspistolen können die Gesundheit des Angreifers schädigen und in seltenen Fällen sogar tödlich sein. Um diese möglichen negativen Auswirkungen eines Elektroschockers zu verringern oder zu beseitigen, ist es wünschenswert, die Wirkungsdauer des Elektroschockers auf die Zeit zu begrenzen, die zum Schutz der Gesundheit und des Lebens des Angreifers erforderlich ist.
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Die Herausforderung der technischen Lösung besteht daher darin, den Anschluss des Elektroschockers zu verbessern, um eine Anpassung des Elektroschockers in Bezug auf die kumulative Dauer seiner Wirkung auf den Angreifer zu ermöglichen.
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Die Aufgabe wird durch die Schaltung eines Hochspannungselektroschockers gemäß der vorgestellten technischen Lösung gelöst. Es besteht im Wesentlichen darin, dass zwischen dem Schalter und dem AC/DC-Wandler eine Zeitschaltung mit der bekannten Elektroschockerschaltung verbunden ist. Die Zeitschaltung umfasst einen Einschaltzähler und einen Ausschaltzähler für den Schalter sowie eine Vergleichseinheit. Der Ausgang der Vergleichseinheit wird dann so angepasst, dass der AC/DC-Wandler verriegelt oder abgeschaltet wird. Während des Intervalls Δt funktioniert der Elektroschocker nicht, obwohl der Schalter geschlossen wäre, um die Elektroschockerfunktion zu aktivieren. Dadurch wird verhindert, dass der Elektroschocker zu stark auf den Angreifer einwirkt.
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Der Ein- und Ausschaltzeitzähler liest die Intervalle der durch das Ein- und Ausschalten ausgelösten elektrischen Entladungen ab und wird zurückgesetzt, wenn das festgelegte Mindestintervall zwischen den Einschaltvorgängen überschritten wird oder wenn der AC/DC-Wandler durch ein Vergleichseinheitsignal unterbrochen wird.
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Die maximale tmax-Laufzeit des AC/DC-Wandlers ist der eingestellte Wert der Zeit einer Schalterauslösung oder die Summe der Zeiten aufeinander folgender Schalterauslösungen. Die maximale tmax-Zeit stellt einen kritischen Wert dar, bei dessen Überschreitung die Gesundheit des Angreifers bereits gefährdet sein könnte.
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Die Vergleichseinheit ist so ausgelegt, dass sie das minimale einstellbare Intervall Δt für die Blockierung des AC/DC-Wandlers oder die Abschaltung des Unterbrechers einstellen kann. Dieses Δt-Intervall kann über Potentiometer, Drucktasten, digital oder auf andere dem Fachmann bekannte Weise eingestellt werden. Die Sperrung der Funktion des AC/DC-Wandlers kann entweder durch direkte Sperrung oder durch Verwendung eines zwischen der Wechselstromquelle und dem AC/DC-Wandler angeschlossenen Unterbrechers erreicht werden.
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Die Vergleichseinheit wird von der Zeitschaltung aktiviert, wenn der Zähler feststellt, dass die maximale tmax-Laufzeit des Wandlers erreicht ist. Die Vergleichseinheit aktiviert dann eine Sperrfunktion, die den AC/DC-Wandler für ein Zeitintervall Δt sperrt oder abschaltet. Während dieser Zeit kann der Paralyzer nicht aktiviert werden.
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Der Zähler für die Ein- und Ausschaltzeit des Schalters wird zurückgesetzt, wenn der vorgegebene Mindestabstand zwischen Ein- und Ausschaltzeiten überschritten wird oder wenn die Vergleichseinheit den Wandlerbetrieb unterbricht. Der Zähler zeigt auch die Zeit an, zu der der Electroschocker ausgeschaltet wird. Ist diese Ausschaltzeit länger als die voreingestellte Maximalzeit, wird die Wandlerlaufzeit nach dem nächsten Einschalten des Elektroschockers von Null an gelesen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der technischen Lösung wird an der Vergleichseinheit ein einstellbares Mindestintervall Δt für die Sperrung des AC/DC-Wandlers oder die Abschaltung des Unterbrechers von 2 Sekunden eingestellt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der technischen Lösung beträgt der Wert der maximalen Zeit tmax für den Betrieb des Wandlers 10 Sekunden. Die Zeitmessschaltung berechnet diese Maximalzeit tmax, indem sie kontinuierlich die Zeit aufeinanderfolgender Laufperioden des Wandlers abliest, wenn der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Laufintervallen des Wandlers weniger als 2 Sekunden beträgt. Überschreitet die Summe der belasteten Zeiten die Maximalzeit tmax = 10 Sek. so erfolgt eine Zwangsabschaltung des AC/DC-Wandlers für die Dauer Δt = 2 Sek. Der Elektroschocker kann erst nach 2 Sek. durch erneutes Drücken des Schalters wieder gestartet werden, der Zähler der Wandler-Laufintervalle wird zurückgesetzt und die Zeitablesung beginnt wieder von vorne.
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Die Schaltung des Hochspannungsschockers gemäß der vorgestellten technischen Lösung entspricht den Hygiene- und Sicherheitsanforderungen zum Schutz der Gesundheit und des Lebens des Angreifers, wobei die Wirkungsparameter flexibel eingestellt werden können.
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Die Beschreibung der Zeichnungen
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Die Verdrahtung des Hochspannungselektroschockers gemäß der vorgestellten technischen Lösung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert, die in das Blockschaltbild der Verdrahtung des Hochspannungselektroschockers mit Unterbrecher zeigen. zeigt ein Blockdiagramm der Schaltung eines Hochspannungselektroschockers mit direkter Sperrung des AC/DC-Wandlers durch einen Vergleichseinheit.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele der technischen Lösung
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1 zeigt die einzelnen Schaltungselemente und ihre Verbindungen im Blockschaltbild des Hochspannungselektroschockers. Die Stromquelle 1 besteht aus einer Alkalibatterie, z. B. einer 9-V-Batterie. Diese versorgt über einen Schalter 2 einen AC/DC-Wandler 3, dessen Ausgang einem Hochspannungsgenerator 4 zugeführt wird, an dessen Hochspannungsausgängen die lähmenden Elektroden 5, 5' angeschlossen sind.
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An die lähmenden Elektroden 5, 5' wird eine hohe elektrische Spannung angelegt, die eine lähmende Wirkung hat, wenn die lähmenden Elektroden 5, 5' mit einem lebenden Organismus in Kontakt kommen. Zwischen der AC-stromquelle 1, dem Schalter 2 und dem AC/DC-Wandler 3, der von der Stromquelle 1 gespeist wird, ist eine Zeitschaltung 6 geschaltet.
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Der Ausgang der Zeitschaltung 6 ist dem Eingang des Unterbrechers 9 zugeführt, der die Stromzufuhr von der AC-Stromquelle 1 zum AC/DC-Wandler 3 unterbricht. Der Unterbrecher 9 kann z. B. als mechanisches Relais oder als elektronisches Relais ausgeführt sein. In dem in 2 dargestellten alternativen Ausführungsbeispiel wird der Unterbrecher 9 durch eine direkte Sperrung des AC/DC-Wandlers 3 durch die Vergleichseinheit 8 ersetzt.
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Die Zeitschaltung 6 umfasst einen Zähler 7 für die Ein- und Ausschaltzeit des Schalters 2, wobei der Zähler 7 mit dem Schalter 2 verbunden ist, und umfasst ferner eine Vergleichseinheit 8, die mit dem Zähler 7 verbunden ist. Der Ausgang der Vergleichseinheit 8 steuert den Unterbrecher 9 oder die direkte Sperrung des AC/DC-Wandlers 3 und setzt den Zähler 7 auf Null.
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Die Schaltung funktioniert so, dass beim Einschalten des Schalters 2 die Stromversorgung des AC/DC-Wandlers 3 von der AC-Stromquelle 1 angeschlossen und der Elektroschocker aktiviert wird. Gleichzeitig wird der Zähler 7 in der Zeitschaltung 6 aktiviert. Wird der Schalter 2 für mehr als 2 Sekunden ausgeschaltet, kehrt der Zähler 7 in die Nullstellung zurück und liest beim nächsten Einschalten des Schalters 2 die Schaltzeit von Anfang an ab.
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Folgt auf die nächste Auslösung des Schalters 2 eine Zeit von weniger als 2 Sekunden, liest der Zähler 7 die kumulierten kurzen Auslösezeiten des Schalters 2 ab, bis die maximale Laufzeit tmax des AC/DC-Wandlers 3, in diesem Fall 10 Sekunden, erreicht ist. Zu diesem Zeitpunkt schaltet die Vergleichseinheit 8 den AC/DC-Wandler 3 über den Unterbrecher 9 ab und der Elektroschocker wird deaktiviert. Eine weitere Wiederaufnahme der Funktion des AC/DC-Wandlers 3 ist erst nach dem einstellbaren Mindestintervall Δt = 2 s möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- AC-Stromquelle
- 2
- Schalter
- 3
- AC/DC-Wandler
- 4
- Hochspannungsgenerator
- 5
- lähmende Elektrode
- 5'
- lähmende Elektrode
- 6
- Zeitschaltung
- 7
- Zähler für die Ein- und Ausschaltzeit des Schalters
- 8
- Vergleichseinheit
- 9
- Unterbrecher
- Δt
- einstellbares Mindestintervall für die Blockierung des AC/DC-Unterbrechers oder die Abschaltung des Leistungsschalters
- ton
- Einschaltzeit
- tmax
- maximale Laufzeit des AC/DC-Wandlers
