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Elektroschockvorrichtung
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Die Erfindung betrifft allgemein Elektroschockvorrichtungen für Tiere
und Menschen. Insbesondete ist sie nützlich für das Trainieren und Kontrollieren
aller Arten von Lebewesen.
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Die Verwendung von Elektroschockvorrichtungen ist weithin bekannt,
wobei
es von vielen Tierärzten, humanitären Organisationen, medizinischem Personal und
Ordnungs- bzw. Polizeibeamten anerkannt ist, daß verläßliche Schockvorrichtungen
eine humane Technik zur Beherrschuna, Abwehr oer leitend von Tieren und Menschen
darstellen. Viehzuchter, Landwirte, Schlachthofpersonal und Domoteure wissen, daß
ein Stachelstock für Vieh sich gut zum Antreiben und Abrichten von Tieren eignet.
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Elektroschockvorrichtungen für Menschen sind nützlich und werden von
Labors bzw. Institute für Verhaltensänderung und vielen Personen unter dem Polizei-
und Ordnungs-ersonal zum Beeinflussen und zur Abwehr von Menschen und zum personlichen
Schutz akzeptiert. Für medizinische und psychiatrische therapeutische Zwecke werden
Schockvorrichtungen üblicherweise ebenfalls verwendet.
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Obgleich Elektroschockvorrichtungen seit vielen Jahren verwendet werden,
sind sie noch nicht voll zufriedenstellend.
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Es ist beispielsweise ein elektrischer Schockstab für Vieh bekannt
(US-PS 2 981 465), mit einem Paar von Sonden oder Tastern zur Herstellung eines
Kontakts mit dem Fell oder der Haut eines Tieres, wobei die Sonden von einem Transformator,
dessen Primärwicklung über Kontakte zum Schließen und Unterbrechen an eine Batterie
angeschlossen ist, mit einer Spannung beaufschlmCt werden. Ein elektromagnetisches
Relais ist zur Bewegung der Kontakte vorgesehen. Eine solche Vorrichtung hat eine
Anzahl von Nachteilen. Das elektro,.agnetische Relais erfordert einen Kern mit beträchtlicher
Größe und beträchtlichem Gewicht sowie eine Aktivierungsstromquelle wesentlichen
Volumens. Ferner neigen die Kontakte dazu, Vertiefungen bzw. Narben zu bekommen,
zu verschleißen und leicht durch Schmutz und Staub verschmutzt zu werden, und sie
müssen regelmäßig eingestellt werden. Solche Vorrichtungen können durch Stöße und
Feuchtigkeit leicht beschädigt werden, und die Batterie hat gewöhnlich eine kurze
Lebensdauer.
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Es sind andere elektrische Schockstäbe für Vieh bekannt, welche ein
Paar von Tastern zur Erteilung elektrischer Schocks an ein Tier aufweisen, wobei
die Spannungen für die Taster über einen Transformator zugeführt werden, dessen
Primärwicklung an einen Sperrschwinger angeschlossen ist. Diese bekannten Schockstäbe
haben den Nachteil, daß sie einen relativ großen Transformator benötigen und nur
ee niedrige Stromabgabe haben, wodurch Schocks erzeugt werden, deren Intensität
nicht für die Beeinflussung bzw. das Abrichten ausreicht. Diese Vorrichtungen erfordern
eine Gleichstromquelle beträchtlichen Volumens und sind gewöhnlich groß und plump
zu handhaben sowie platzraubend bei der Aufbewahrung.
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Der Erfindung liegt die Aufhabe zugrunde, eine verläßliche Schockvorrichtung
zu schaffen, welche keine Kontakte zum Schließen und Unterbrechen benöti,yt mit
Ausnahme des Schalters. Dabei soll die Schockvorricht--ng sowohl kompakt bzw.
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platzsparend als auch leicht sein. Sie soll einen Transformator extrem
geringer Größe benötigen und keinerlei elektromagnetisches Relais aufweisen. Ferner
soll die neue Schockvorrichtung über lange Zeiträume wirksam mit zwei 1,5-Volt-Batterien
des A;,-Typs arbeiten können, während größere C- und D-Batterien nicht benötigt
werden.
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Aufgabe der Erfindung ist ferner die Schaffung eines stabilen, unempfindlichen
und zuverlässigen Schalters. Mit Hilfe der Erfindung soll eine Schockvorrichtung
geschaffen werden, welche genügend dünn ist, um auch in engen Abteilen, beispielsweise
in Viehverschlägen und dergleichen ohne ühe verwendet werden zu können. Bei der
neuen Schockvorrichtung sollen die Hauptelemente der elektrischen Schaltung in einem
geschlossenen Rohr als Gehäuse untergebracht und daher den Einwirkungen von Feuchtigkeit,
Staub, Schmutz und anderen Verunreinigungen nicht ausgesetzt sein.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine elektrische Schockvorrichtung
mit einem Gehäuse, in welchem sich eine Gleichspannungsquelle, vorzugsweise zwei
1,5-Volt-Energiezellen, ein Schalter und eine Schaltung zur Erzeugung einer hohen
Gleichspannung aus der Gleichspannungsquelle befinden, wobei die Schaltung die erzeugte
hohe Spannung intermittierend einem Paar von elektrischen Tastern aufgibt, welche
so konstruiert sind, daß sie gegen das Fell Feder die Haut eines Tieres oder Menschen
gesetzt werden kennen. Das Tier oder die Person werden einer Serie von Elektroschocks
hoher Spannung und niedriger Stromstärke unterworfen, solange die Taster das Tier
oder die Person berühren und der Schalter zur Aktivierung der elektrischen Schaltung
geschlossen ist. Die Schaltung weist einen frei schwingenden Multivibrator, einen
Aufwärtstransformator, einen Gleichrichter und eine Funkenstrecke auf.
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Mit dem Gleichrichter kann ein Spannungsvervlelfacher verbunden sein.
Mit der Schockvorrichtung kann ein Handgriff feststehender Länge oder mit teleskopischer
Verlargerangsmöglichkeit zur Anbringung des Schocks aus einer Entfernung verbunden
sein.
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Die Zeichnungen zeigen in: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer
zusammengebauten Elektroschockvorrichtug gemäß einer beispielhaften Ausfuhrungsform
der Erfindung, mit einem Gehäuse und einem verlängerbaren Handgriff; Fig. 2 in etwas
vergrößertem Maßstab eine perspektivische, auseinandergezogene Darstellung der Elektroschockvorrichtung
der Fig. 1, wobei der Handgriff weggelassen ist;
Fig. 3 ein Schaltbild
der in dem Gehäuse der Fig. 1 untergebrachten elektrischen Schaltung; und Fig. 4
eine Längsschnittansicht der Vorrichtung der Fig. 3 in zusammengebauten Zustand.
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In den Fig. 1 und 2 ist eine illustrative Schockvorrichtung gemäß
der Erfindung dargestellt. Die Schockvorrichtung ist mit einem insgesamt mit dem
Bezugszeichen 10 bezeichneten Handgriff mit einem Hochleistungsgriff 11 und einem
Handgelenkriemen 12 versehen. Der Griff 11 kann aus Gummi bestehen. Der Handgriff
10 umfaßt eine nicht-teleskopische Verlängerung 13, die an seinem freien Ende vorgesehen
ist lt einer herkömmlichen (nicht dargestellten) rohrförmlgen Verbindungsmuffe,
welche über ein entsprechend ausgebilde'Ues, zusammer.sirkendes knop£-artiges Einsteckteil
1J4, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, geschoen werden kann und dieses aufnimmt. Es
sei darauf hingewiesen, daß statt der Verlängerung 13 teleskopische Verlängerungen
und/ cder Verlängerungen unterschiedlicher Längen verwendet werden können.
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Das Einsteckteil 14 sitzt auf einer gerändelten Kappe 16, die an einem
Ende eines elektrisch leitenden Rohrabschnittes 17 befestigt ist. Die Kappe 16 weist
einen etwas größeren Durchmesser auf als der Rohrabschnitt 17, wie dies aus Fig.
2 hervorgeht. Ein Teil der Außenseite des Rohrabschnittes 17 ist mit einem Gewinde
verstehen, und die Kappe 16 weist ein entsprechendes Innengewinde auf.
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An dem geschlossenen inneren Ende des Rohrabschnittes 17 ist eine
Spiralfeder 18 befestigt, sowie zwei 1,5-Volt-Alkalibatterien oder äquivalente Energiezellen
19, 20 der Größe AA, welche mit den Enden aneinander derart angeordnet sind, daß
der Boden der Zelle 19 auf der Feder 18 sitzt. In zusammengebautem
Zustand
befinden sich die Batterien 19 und 20 in dem Rohrabschnitt 17. Der Außendurchmesser
des Rohrabschnittes 17 ist geringfügig größer als der Innendurchmesser eines rohrförmigen
Gehäuseteils 21, welches an einer. Ende mit einem Innengewinde 50 versehen ist,
welches mit dem ASengewinae 52 des Rohrabschnittes 17 zusammenwirkt, wodurch letzterer
in dem rohrförmigen Gehäuseteil 21 angeordnet und die beiden Teile miteinander zur
Vervollständigung des Zusammenbaus verschraubt werden können.
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Das freie Ende des rohrförn:Igen GehGuseteils 21 ist mit einem radial
nach innen weisenden Flansch 22 verstehen, gegen welchen eie entsprechende Anlageflache
23 eines Kunststoffrohres 24 anliegt, wenn dieses Kunststoffrohr beweglich in dem
rohrfrmigen Gehäuseteil 21 angeordnet ist. Das Kunststoffrohr 24 ist mit einem Endabschnitt
25 versehen" welcher sich huber den Flansch 22 hinaus erstreckt. Von diesem Endabschnitt
des Kunststoffrohres 24, welches sich jenseits des Flansches 22 erstreckt, erstreckt
sich in Längsrichtung ein Paar von voneinander beabstandeten Tastern 26 und 27 nach
außen, welche so konstruiertWsind, daß sie gegen die Haut oder das Fell eines Tieres
oder Menschen gedrückt werden können, um dem Tier ofer Menschen einen bestimmten,
jedoch narmlosen elektrischen Schock zu verabreichen. Die Taster 26 und 27 sind
Teil einer elektronischen Schaltung, welche mit ihrem Hauptteil in dem Kunststoffrohr
24 untergebracht ist. Die Einzelheiten der Schaltung werden im folgenden beschrieben.
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Das Ende des Kunststoffrohres 24, welches dem Ende, von welchem die
Taster 26 und 27 vorstehen, entgegengesetzt angeordnet ist, ist mit einem elektrisch
leitenden Mittelkontakt 28 und einem elektrisch leitenden Kontaktring 29 versehen.
Der Mittelkontakt 28 liegt bei zusammengebautem Stab gegen den Mittelpol, welcher
eine Elektrode der Batterie 20 bildet, wobei diese Teile durch
die
Wirkung der Spiralfeder 18, auf welcner der Boden der Batterie 19 aufruht, in Kontakt
gehalten werden. Der Kontaktring 29 des Kunststoffrohres 24 ist von einem Rand 30
des Rohrabschnittes 17 beabstandet, und der Rand 30 ist über den Rohrabschnitt 17
und die Feder 18 elektrisch mit der zweiten Elektrode der Batterie 19 verbunden,
die mit der Batterie 20 elektrisch in Serie geschaltet ist.
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Bei Fehlen einer in Längsrichtung auf die Taster 26 und 27 wirkenden
Kraft hält die Feder 28 die Anlagefläche 23 des Kunststoffrohres 24 in Kontakt mit
dem Rand oder Flansch 22 des rohrförmigenGehäuseteils 21. Bei Einwirken einer Kraft
in Längsrichtung auf die Taster 26 und 27, weiche erzeugt würde durch Aufsetzen
der Taster 26 und 27 auf bzw. gegen die Haut oder das Fell eines Menschen oder Tieres,
welcher bzw.
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welches beeinflußt oder abgerichtet werden soll, wird die Feder 18
zusammengedrückt, das Kunststoffrohr 24 bewegt sich in dem rohrförmigen Gehäuseteil
21 in Längsrichtung, der Kontaktring 29 berührt den Rand 30 des Rohrabschnittes
17 und der Kreis ist geschlossen. Dies hat zur Folge, daß ein Strom von den Batterien
19 und 20 auf die Elemente der Schaltung in dem Kunststoffrohr 24 aufgegeben wird.
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Wie in dem Schaltbild der Fig 3 gezeigt ist, sind die Batterien 19
und 20 über den Schalter, welcher von dem Kontaktring 29 und dem Rand 30 gebildet
wird, sowie über den Emitter und den Kollektor eines Transistorpaares 31 und 32
geschaltet.
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Die Emitter sind direkt an eine Klemme der von den Batterien 19 und
20 gebildeten 3-Volt-Gleichspannungsquelle angeschlossen. Die Kollektoren der jeweiligen
Leistungstransistoren sind an die entgegengesetzten Enden einer in der Mitte abgegriffenen
Primärwicklung 33 eines Aufwärtstransformators 34 angeschlossen, dessen Mittenanschluß
35 leitend fest mit dem leitenden Mittelpol 28 und über den Schalter mit der anderen
Klemme
der 3-Volt-Gleichstromquelle, die von den Zellen 19 und
20 gebildet wird, angeschlossen ist.
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Die Basis des Leistungstransistors 32 ist über einen in Serie geschalteten
Widerstand 37 an den Kollektor des Leistungstransistors 31 angeschlossen. Die Basis
des Leistungstransistors 31 ist über einen in Serie geschalteten WIderstand 36 an
dem Kollektor des Leistungstransistors 32 angeschlossen. Die beiden so miteinander
verbundenen Transistoren 31 und 32 bilden einen frei schwingenden Multivibrator,
der durch Schließen des von den Ringen bzw. Rändern 29 und 30 gebildeten Schalters
aktiviert wird.
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Der Aufwärtstransformator 34 hat eine Sekundärwicklung 38 mit zwei
Endanschldssen, von denen einer an dem Taster 27 über einen in Serie geschalteten
Kondensator 39 angeschlossen ist.
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Der andere Endanschluß der Sekundärwicklung 38 ist an den Taster 26
über einen in Serie geschalteten Kreis angeschlossen, der von einer Gleichrichterdiode
40 und einer Funkenstrecke 41 gebildet wird, wobei die Kathode der Diode 40 an eine
Klemme der Funkenstrecke 41 angeschlossen ist. Wie dargestellt, ist eine zweite
Diode 42 zwischen die Anode der Diode 40 und diejenige Klemme des Kondensators 39
geschaltet, welche an den Taster 27 angeschlossn ist wobei die Kathode der Diode
42 an die-Anode der Diode 40 angeschlossen ist. Fin Ladekondensator 43 ist zwischen
die Kathode der Diode 40 und die Anode der Diode 42 geschaltet. Ein Belastungswiderstand
44 ist zu dem Ladekondensator 43 parallel geschaltet, um sicherzustellen, daß nicht
eine Ladung mit hoher Spannung während einer beträchtlichen Zeit nach dem Gebrauch
in dem Kondensator 43 gespeichert wird.
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Der Kondensator 39 und die Diode 42 bilden eine Spannungsvervielfacherstufe,
welche zusammen mit der Gleichrichterdiode 40 und dem Ladekondensator 43 eine Gleichspannung
auf die Taster
26 und 27 erzeugt, die etwa 1,414-mal größer ist
als die Gleichspannung, welche erzeugt würde, wenn der Kondensator 39 und die Diode
42 nicht verwendet wurden. Es sei darauf hingewiesen, daß bei manchen Ausführungsformen
der Kondensator 39 und die Diode 42 nicht verwendet werden müssen, und daß bei wieder
anderen zusätzliche Spannungsvervielfacherstufen verwendet werden können.
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Bei einer praktizierten Ausführungsform der Erfindung ist jede der
Batterien 19 und 20 eine 1,5-Volt-Alkalibatterie mit der Größe AA. Jede der Dioden
40 und 42 ist ein IN 4007-Halbleiterelement, mit einem Nennwert von 1 Amnere, und
jeder der Leistungstransistoren 31 und 32 ist ein unter der Handelsbezeichnung MJE520
von der Fa. MOTOROLA vertriebener Transistor.
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Der Belastungswlderstand 44 ist ein Widerstand mit 2,2 Megohm, während
jeder der Widerstände 36 und 37 10 Ohm und eine Leistung von 1/4 Watt hat. Die Kondensatoren
39 und 43 haben jeder die Werte 0,036/uf und 600 Volt. Der Transformator 34 hat
einen kleinen Ferritkern mit geringem Gewicht und drei Schenkeln, wobei die Primärwicklung
und die Sekundärwicklung auf den Mittelschenkel gewickelt sind. Eine praktische
Ausführungsform der elektrischen Schockvorrichtung ohne Verlängerung 13 kann etwa
254 mm lang sein und einen Durchmesser von etwa 19 mm hauben. Das Gewicht kann bei
etwa 130 g (4,5 ounces) liegen. Die Vorrichtung kann einfach in einem Gürtelhalter
getragen werden.
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Das Teil 17 besteht vorzugsweise aus eloxiertem Aluminium. Das Teil
21 kann aus eloxiertem Aluminium oder aus einem weniger teuren Kunststoff bestehen.
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Bei der Benutzung setzt die handhabende Person die Taster 26 und 27
einfach gegen das Fell oder die Haut eines Tieres und drückt dagegen, wodurch bewirkt
wird,,daR sich das Kunststoffrohr 24 in dem rohrförmigen Gehäuseteil 21 axial nach
rückwärts gegen die vorwärtsdrückende Kraft der Feder 18 bewegt. Dies hat
zur
Folge, daß der Ring 29 den Rand 30 berührt, wodurch der frei schwingende Multivibrator,
der zum Teil von den Transistoren 31 und 32 gebildet wird, aktiviert wird. Ein Strom
fließt alternierend durch den oberen und unteren Abschnitt der Primärwicklung 33
des Transformaters 34 zu seinem Mittelanschluß 35 und erzeugt eine hinauftransformierte
Spannung in der Sekundärwicklung 38 des Transformators 34, @ie von der Sekundärwicklung
abgenommene Spannung wird vervielfacht und gleichgerichtet durch die Schaltung,
die von den Dioden 40 und 42 und den Kondansatoren 39 und 43 gebildet wird, und
die gleichgerichtete Spannung erzeugt eine in dem Kondensator 43 gespeicherte Ladung.
Wenn die Spannung an dem Kondensator 43 genügend hoch ist, dann zündet die Funkenstrecke
41, entlädt den Kondensator 43 und erzeugt an dem Tier oder Menschen, an welchem
die Taster 26 und 27 anliegen, einen kurzzeitigen @lektroschock niedriger Stromstärke
und hoher Spannang, Wiederholtes Laden und Entladen des Kondensators 43 über die
Taster bewirkt eine Serie von Schocks auf das Tier oder den Menschen, so lange dIe
Rinder bzw. Ringe 29 und 30 in Kontakt sind. Das intermittierende bzw. in Abständen
erfolgende Entaden erzeugt In effektiver Weise Schocks aus einem niedrigen Leistungseingang,
wodurch die Lebensdauer der Batterien sehr verlängert wird.