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Elektrozaungerät Gegenstand der Erfindung ist ein Gerät zur Erzeugung
voll periodisch sich wiederholenden kurzzeitigen elektrischen Hochspannungsimpulsen
für Weide-, Wildschutz- und andere Zäune, das sich gegenüber den bisherigen Ausführungsformen
durch große Zuverlässigkeit im Betrieb auszeichnet sowie auch dadurch, (1a13 die
Einhaltung der gesetzlichen Sicherheitsvorschriften, die zur Vermeidung von Srh;iden
an :Menschen und Tieren beachtet werden müssen, einwandfrei gewährleistet ist. Das
wesentliche Merkmal des neuen Gerätes besteht darin, da13 es zwei Stromkreise besitzt,
von denen der eine als Primärkreis zur Erzeugung der elektrischen Hochspannung und
der andere zur periodischen Steuerung der Ein- und Ausschaltung dieses 1'rim:irkreises
dient.
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l)ie bekamtten Ausführungsformen arbeiten demgegetiüber mit einem
einzigen Stromkreis. Hierbei verläuft der Strom von dem einen Pol der Stromquelle
über einen Unterbrechungshammer durch die Primärwicklung eines Transformators, dessen
Eisenkern gleichzeitig den Anker des Unterbrecherliammers betätigt, und von dort
zum anderen Pol der Stromduelle zurück. Wenn bei diesen Geräten der Unterbrecherkontakt
einmal festbrennt, was bei der dauernden Beanspruchung leicht eintreten kann, so
bleibt die Primärwicklung unter Strom und dementsprechend der Weidezaun bei Wechselstrom
unter Hochspannung. Aus Sicherheitsgründen wird aber gefordert, daß die Dauer des
Hochspannungsimpulses nicht mehr betragen darf als o, i Sekunde und die spannungsfreie
Pause mindestens o,9 Sekunden. Werden diese Zeiten nicht eingehalten, so können
'.Menschen, die vielleicht versehentlich mit dem Zaun in Berührung kommen, Schaden
erleiden. Noch größer ist die Gefahr bei Tieren, die
ja bekanntlich
gegen elektrische Ströme meist sehr viel empfindlicher sind. Abgesehen davon «erden
bei Verwendung eines einzigen Stromkreises die Pole des Unterbrecherkontaktes stark
beansprucht, so daß häufige Störungen die Folge sind; denn in dem Maße, in dem die
Kontakte verbrennen, erhöht sich ihr Widerstand. Dementsprechend-wird das den Unterbrecher
betätigende Magnetfeld schwächer, und die Schaltungen werden immer unregel= mäßiger,
so daß sie den Sicherheitsvorschriften immer weniger gerecht werden, um schließlich
ganz auszusetzen.
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Das Gerät gemäß der Erfindung vermeidet alle diese Nachteile. Der
vorstehend erläuterte Grundgedanke der Verwendung von zwei Stromkreisen sowie auch
einige weitere Merkmale, die ebenfalls sehr wesentliche Verbesserungen bedeuten,
seien nachstehend an Hand der drei Figuren näher erläutert, in denen drei Ausführungsbeispiele
dargestellt sind.
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Bei dem Elektrozaungerät nach Fig. i wird die Stromquelle an die beiden
Klemmen i und 2 angeschlossen. Es können sowohl Gleichstrom- als auch Wechselstromquellen
benutzt werden. Da das Gerät mit niederer Spannung, etwa 6 bis 12 V, arbeitet, wird
bei Speisung aus der Lichtleitung, die ja zumeist, insbesondere auch auf dem Lande,
mit 22o-V-Wechselspannung beirieben wird, ein Transformator zwischengeschaltet.
Die Klemme 2 möge an den Außenleiter und die Klemme i an den Erdleiter angeschlossen
sein.
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Der eine der beiden Stromkreise, die für das Gerät gemäß der Erfindung
kennzeichnend sind, verläuft nun von der Klemme i über ein Solenoid 3 zu dem einen
Pol 4 eines Quecksilberschalters 5 und von dem anderen Pol 6 zurück zur Klemme 2.
Der Quecksilberschalter 5 ist auf einem Pendel 7 befestigt. Dieses Pendel trägt
einen gebogenen Eisenanker 8, der in das Solenoid 3 hineinragt und infolgedessen
bei Erregung des Solenoids in dieses hineingezogen wird. Wird auf diese Weise das
Pendel nach rechts geschwenkt, so nimmt dementsprechend der Quecksilberschalter
5 eine schräge Lage an, das Quecksilber fließt nach links, und die elektrische Verbindung
zwischen den beiden Polen,4 und 6 ist unterbrochen. Infolgedessen hört der Stromfluß
durch das Solenoid 3 auf, und das Pendel schwingt nach links zurück. Hierauf wiederholt
sich der Vorgang, da ja gleichzeitig mit diesem Zurückschwingen der Quecksilberschalter
5 die entgegengesetzte Schräglage. einnimmt, so daß das jetzt nach rechts fließende
Quecksilber wieder die beiden Kontaktpole 4 und 6 überbrückt. Die Dauer der Schaltperiode
wird hierbei durch die Eigenschwingung des Pendels 7 bestimmt, so daß etwaige Schwankungen
der Netzspannung, die eine unterschiedliche Erregung des Solenoids zur Folge haben,
sich praktisch nicht merkbar auswirken. Die Anordnung muß eben nur so bemessen sein,
daß schon bei dem geringsten in Frage kommenden Wert der Netzspannung der Pendelausschlag
die Unterbrechung bei 4 und 6 mit Sicherheit gewährleistet.
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Der andere Stromkreis dient als Primärkreis zur Erzeugung der elektrischen
Hochspannung. Er führt von der Klemme i über die Primärwicklung 9 eines Transformators,
der eine Zündspule der im Kraftfahrzeugbau üblichen Art sein möge, zum Pol io seines
zum Einschalten dienenden Kontaktes i o, i i. Der Gegenpol 11 ist am Pendel 7 federnd
befestigt. In der Ruhelage, wie sie in Fig. i dargestellt ist, sind die beiden Pole
io und i i ziemlich weit voneinander entfernt. Es fließt also durch die Primärwicklung
9 des Transformators kein Strom. Wird das Pendel aber durch die Kraft des Solenoids
3 nach rechts ausgelenkt, so wird der Kontakt io,ii geschlossen, und stoßartig setzt
der Strom ein, der von der Klemme i über die Primärwicklung 9, den Kontakt io, i
i, das leitende Pendel 7, eine Verbindungsleitung 12 und die Pole 4 und 6 des Quecksilberschalters
zur Klemme 2 fließt. Voraussetzung hierfür ist allerdings, daß in dem Augenblick,
in dem die Pole io und i i miteinander in Berührung kommen, das Quecksilber trotz
der Schräglage des Quecksilberröhrchens noch nicht nach links geflossen ist, daß
also die Pole 4 und 6 noch überbrückt sind. Wenn daher der Primärstromkreis auf
diese Weise gschlossen wird, so wird in der Sekundärwicklung 13 des Transformators
ein Hochspannungsstoß erzeugt, dem nachher beim Unterbrechen des Primärkreises ein
zweiter folgt, während dazwischen bei Verwendung von Wechselstrom eine einfache
Transformation stattfindet. Die erzeugte Hochspannung wird über eine Leitung 14
dem Zaun zugeführt. Der andere Pol der Sekundärwicklung 13 ist zweckmäßigerweise,
wie in der Zeichnung dargestellt, an die Mitte der .Primärwicklung angeschlossen.
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Wie aus der vorstehenden Beschreibung der Wirkungsweise hervorgeht,
ist die Zeitdauer, während deren der Primärstrom fließt, nur kurz. Denn wenn die
Pole io und i i sich berühren, befindet sich das Quecksilber im Schalter 5 infolge
der Schräglage des Röhrchens bereits in Bewegung nach links, so daß auch bald darauf
die Unterbrechung erfolgt. Man hat es also durch Wahl der Abmessungen, insbesondere
des Kontaktabstandes zwischen den Polen io und i i sowie des Pendelausschlages,
in der Hand, diese Zeitspanne so zu bemessen, daß die Arbeitsweise den Sicherheitsbestimmungen
genügt.
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Im Zuge des Primärkreises liegen, wie Fig. i zeigt, die beiden Kontakte
i o, i i und 4, 6 in Reihe. Es ist nun bei der Bemessung der Anordnung zweckmäßigerweise
darauf zu achten, daß das Öffnen des Kontaktes io, i i erst dann erfolgt, wenn das
Quecksilber im Schalter 5 bereits nach links geflossen ist und so die leitende Verbindung
zwischen den beiden Polen 4 und 6 unterbrochen hat. Dadurch nämlich, daß die Unterbrechung
des Primärstromkreises durch den Kontakt 4, 6 des Quecksilberschalters erfolgt,
wird der Kontakt i o, i i entlastet. Es kann sich somit am Kontakt io, i i, der
sich beim Auseinandergehen seiner Pole io und i i bereits in spannungslosem Zustand
befindet, kein Öffnungsfunke ausbilden, was für die Lebensdauer und Betriebssicherheit
dieses Kontaktes von ganz erheblicher Bedeutung ist, da ja bekanntlich der bei Kontaktschluß
auftretende
kleine Schließungsfunke kaum eine Rolle spielt. Innerhalb des Quecksilberschalters
jedoch wirkt sich die Unterbrechung des Stromkreises nicht nachteilig aus. Um aber
die beiden Kontakte noch weiter zu entlasten und auch das Entstehen von Hochfrequenzschwingungen,
die sich insbesondere für den Rundfunkempfang störend auswirken würden, zu unterdrücken,
ist in an sich bekannter `''eise ein Kondensator 15 vorgesehen.
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In Fig. 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem
ein Quecksilberschalter mit drei Polen benutzt ist. Durch die Verwendung des dritten
Poles 16 ist der Luftkontakt i o, i i der Anordnung nach Fig. i überflüssig geworden.
Die grundsätzliche Arbeitsweise ist die gleiche. Auch hier verläuft der eine Stromkreis
von der Klemme i über das Solenoid 3 zum Kontaktpol 4, dann über das Quecksilber
zum Pol 6 und von dort zu der anderen Anschlußklemme 2 zurück. Der zweite Stromkreis,
der auch hier als Primärkreis für den Transformator dient, führt von der Klemme
i zu der Primärwicklung 9 des Transformators, von dort zu dem dritten Pol 16 des
Quecksilberschalters 5 und über den Pol 6 zur Klemme 2. In der gezeichneten Ruhelage
des Pendels 7 besteht zwischen den beiden Polen 6 und 16 keine leitende Verbindung,
so daß der Transformator nicht arbeitet und der Zaun spannungsfrei ist. Wohl aber
fließt ein Strom durch das Solenoid 3, da das Quecksilber ja die beiden Pole 4 und
6 miteinander verbindet. Dadurch, daß das Solenoid 3 den Anker 8 in sich hineinzieht,
schlägt dann das Pendel 7 nach rechts aus, so daß das Quecksilber sich nach links
in Bewegung setzt und beim Aufprall auf das linke Ende des Röhrchens nach oben stößt.
Es wird hierbei der Pol 16 kurze Zeit berührt und mit dem Pol 6 in leitende Verbindung
gebracht. Stoßartig setzt damit der Strom durch die Primärwicklung 9 des Transformators
ein, so daß der Zaun einen Hochspannungsimpuls erhält. Da das Quecksilber sofort
zurückfällt und den Pol 16 freigibt, folgt damit ein zweiter Hochspannungsimpuls,
der durch das öffnen des Primärkreises induziert wird. Alsdann ist der Zaun hochspannungsfrei,
obwohl das Pendel sich noch in seiner rechten Grenzlage befindet. Denn selbst bei
dieser Schräglage des Quecksilberschalters 5 in der rechten Grenzstellung des Pendels
7 liegt der Quecksilberspiegel unterhalb des Poles 16. Da in dieser Grenzstellung
aber der Kontakt 4, 6 wieder geöffnet ist, schwingt das Pendel zurück, und der Vorgang
wiederholt sich von neuem. Um in der rechten Grenzstellung des Pendels Dauerschluß
zum Pol 16 mit Sicherheit zu verhindern, kann ein Gegenlager 17 vorgesehen sein,
das die Bewegung des Pendels nach rechts begrenzt.
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Das in Fig. 3 gezeigte dritte Ausführungsbeispiel stellt eine Fortentwicklung
des eben beschriebenen Gerätes dar. Der dritte Pol i9 des Quecksilberscfialters
liegt hier, ebenso wie die beiden Steuerpole 4 und 6, im Boden des Quecksilbergehäuses,
so daß die Zuführungselektrode durch das in ihrem Anschlußnapf befindlicheQuecksilber
abgedeckt ist. Der Primärstromkreis verläuft somit von der Anschlußklemme i der
Stromquelle über die Primär-Wicklung 9 zu einem als Trennschalter dienenden Luftkontakt
18 und von dort zu dem genannten dritten Pol i9, um bei entsprechender Stellung
des Quecksilberschalters 5 über den Steuerpol 6 die Anschlußklemme 2 der Stromquelle
zu erreichen.
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In der gezeichneten Ruhelage sind die beiden Steuerpole ,4 und 6 wie
bei den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen überbrückt, so daß das Solenoid
3 erregt wird und den Anker 8 in sich hineinzieht. Durch.die hervorgerufene Schwenkung
des Pendels 7 wird der Luftkontakt i8 geschlossen. Da aber trotz der Schwenkung
in diesem Augenblick der Primärstromkreis zunächst noch am Pol i9 unterbrochen ist,
erfolgt das Schließen des Luftkontaktes 18 in spannungsfreiem Zustande und daher
ohne Funken. Dann aber wird durch das nach links fließende Quecksilber der Pol i9
erreicht. Der Quecksilberschalter ist, insbesondere hinsichtlich der eingefüllten
Quecksilbermenge, so bemessen, daß in diesem Augenblick der Pol 6 noch nicht freigegeben
ist. Infolgedessen kann über den Stromkreis 1, 9, 18, i9, 6, 2 ein Strom fließen,
der aber unmittelbar darauf unterbrochen wird, wenn durch das vollständige Überfließen
des Quecksilbers nach links der Pol 6 freigegeben wird. Die Bemessung der Anordnung
läßt sich hierbei so wählen, daß der Stromimpuls sehr kurz ist.
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Da mit der Freigabe des Poles 6 auch der durch das Solenoid 3 fließende
Strom unterbrochen ist, schlägt das Pendel ? wieder nach links zurück. Hierbei wird
der Luftkontakt 18 geöffnet, und zwar findet auch diese Öffnung in spannungsfreiem
Zustande statt, so daß ein Öffnungsfunke nicht auftreten kann. Durch das nach rechts
fließende Quecksilber werden die Steuerpole 4 und 6 überbrückt, ohne daß eine etwaige
erneute Kontaktgabe zwischen den Polen 6 und i9 nochmals einen 'Stromimpuls im Primärkreis
verursachen könnte, da ja dieser Kreis inzwischen durch den Luftkontakt 18 unterbrochen
ist. Das Spiel wiederholt sich alsdann von neuem.
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Der schwingende Pol des Kontaktes 18 ist so angeordnet, daß er die
Pendelschwingung federnd begrenzt und damit den Pendelrhythmus unabhängig von etwaigen
Spannungsschwankungen der Stromquelle steuert.
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Sämtliche Unterbrechungen und Schließungen der beiden Stromkreise
spielen sich bei diesem Ausführungsbeispiel innerhalb des Quecksilberschalters,
und zwar zwischen Quecksilberpolen ab, so daß die Lebensdauer der Anordnung sehr
groß ist. Der einzige Luftkontakt, nämlich der Kontakt 18, öffnet und schließt sich
in spannungslosem Zustande. Er hat nur die Sicherheitsfunktion eines Trennschalters
zu erfüllen, ohne Beanspruchungen ausgesetzt zu sein. Er kann daher gegebenenfalls
auch eingespart werden, insbesondere wenn man das Schwungelement so bemißt, daß
es eine etwas größere Schwingungsdauer besitzt. Hierbei ist Kontaktgabe 6, ig auch
beim Zurückschwingen möglich.
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Bei den vorstehend zur Veranschaulichung des Erfindungsgedankens erläuterten
Ausführungsbeispielen sind verschiedene konstruktive Einzelheiten
gezeigt.
die an sich wohl äußerst zweckmäßig sind und zum Teil sogar ganz erhebliche Vorteile
bieten. Es sei jedoch hervorgehoben, daß der Grundgedanke der Erfindung sich auch
mit mancherlei anderen :Mitteln verwirklichen läßt. So braucht die Festlegung der
Dauer der einzelnen Schaltperioden nicht notwendigerweise durch ein Pendel zu erfolgen,
wenngleich diese Lösung die einfachste ist. 1.s können an Stelle von Pendeln auch
andere Sauelemente benutzt werden, die eine einigermaßen fest liegende Eigenschwingung
aufweisen; wie beispielsweise die in Uhren benutzte Unruh. Ebenso gibt es für die
Ausgestaltung der Schalter verschiedene Möglichkeiten, wenngleich die Verwendung
von Quecksilberschaltern zu einer besonders einfachen, billigen und betriebssicheren
Ausführungsform von langer Lebensdauer führt.
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Als wesentlicher Vorzug des Gerätes gemäß der Erfindung ist auch noch
anzuführen, daß es sowohl mit Gleich- als auch mit Wechselstrom in gleich einwandfreier
Weise arbeitet.
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Da es im praktischen Betrieb von Weide- und Wildschutzzäunen häufiger
vorkommt, daß die unter Spannung zu setzenden Drähte Erdschluß bekommen, insbesondere
bei Regen über anstoßende Pflanzen oder Sträucher, ist es erwünscht, am Aufstellungsort
des Hochspannungserzeugers eine leichte Kontrollmöglichkeit zu haben. Eine solche
Kontrolle kann in bekannter Weise mit Hilfe der in der Installationstechnik allgemein
gebräuchlichen Spannungsanzeiger durchgeführt werden. Zweckmäßig ist es, einen solchen
Spannungsanzeiger gleicht an das Gerät anzubauen, so daß er ständig aufleuchtet,
solange das Gerät einwandfrei arbeitet, während er bei Erdschluß dunkel bleibt.
'Man kann sich dann jederzeit im Vorbeigehen mit einem Blick auf das Gerät davon
überzeugen, ob es noch ein--,vandfrei arbeitet oder nicht.