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Vorrichtung zur Erzeugung induzierter, hochgespannter, zeitlich steuerbarer
Stromimpulse zum intermittierenden Aufladen von Umfriedungsdrähten, Schutzanlagen
u. dgl. Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung induzierter,
hochgespannter, zeitlich steuerbarer Stromimpulse zum intermittierenden Aufladen
von Umfriedungsdrähten, Schutzanlagen u. dgl., im besonderen betrifft sie die Anordnung
und das Zusammenwirken der einzelnen Bauelemente.
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Es sind bereits Vorrichtungen dieser Art bekanntgeworden, die in ihrem
Aufbau sehr verwickelt oder durch Verwendung eines frei schwingend aufgehängten
Kontaktpendels gegen Lageveränderung des Gerätes sehr empfindlich sind. Die Änderung
der Zeitfolge der Stromimpulse ist bei diesen Geräten nur sehr schwer oder gar nicht
möglich.
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Weiterhin hat man ein Gerät vorgeschlagen, bei dem die Unterbrechungseinrichtung
des Funkeninduktors im wesentlichen aus einem in seinem Schwerpunkt drehbar gelagerten
und durch eine l)relifeder beeinflußten Anker besteht, der auf ein Relais wirkt.
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Ein \\'eidezauci mit intermittierender elektrischer l-lochspannungsaufladung
wurde bereits auf den Markt gebracht, bei dem ein Bleiakkumulator, wie er als Licht-
und Anlasserbatterie Verwendung findet, als Stromquelle dient. Ein solches Gerät
war unhandlich und teuer, zudem mußte oft ein Ladegleichrichter ebenfalls erworben
werden, um diesen .\kkunitilatoi-, der vier Wochen Strom lieferte, neu aufladen
zu können. Die vorgenannten Geräte sind alle in ihrem Aufbau verwickelt und verhältnisni:ißig
kostspielig, sie entsprechen oft nicht den VI)1?-\'orschriften zum Schutz von Mensch
und
Tier, ferner erfordern sie während einer Weid,eperiode Ersatz
oder Aufladung der Stromquelle, auch fehlt ihnen eine vom Laien bedienbare Einrichtung
zur Einstellung der Zeitfolge der Impulsabgabe.
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Vorliegende Erfindung beseitigt die vorgenannten Nachteile und schafft
ein einfaches, störungsfreies Gerät, das von jedem Laien aufgebaut und eingestellt
werden kann. Besonders wohlfeil wird es dadurch, daß es, bei dauernder zuverlässiger
Arbeit, mit einer normalen, handelsüblichen Rundfunkbatterie mindestens 6 Monate
lang oder, falls die Möglichkeit dazu gegeben ist, über ein einfaches Netzanschlußgerät
zeitlich unbegrenzt betrieben werden kann. Das Gerät nach der Erfindung zur Erzeugung
induzierter, hochgespannter Stromimpulse zum Aufladen der Drähte von Einfriedungen
u. dgl. mit Hilfe eines Funkeninduktors arbeitet in der Weise, daß der Funkeninduktor
mittels eines Kippspannungsschaltgerätes intermittierende Hochspannungsstromstöße
von kürzester Zeitdauer erzeugt, wobei die Steuerung des Kippspannungsschaltgerätes
durch die Zusammenarbeit einer Glimmlampe mit einem Kondensator in der Weise erfolgt,
daß die durch die Aufladung des Kondensators bedingte Verzögerung im Aufbau der
Spannung in der Glimmlampe den Zeitabstand der einzelnen Schaltvorgänge zur Abgabe
der Stromimpulse bestimmt.
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Im folgenden sei der weitere Aufbau des Gerätes nach der Erfindung
im einzelnen betrachtet: In einem Stromkreis sind parallel zu einem Kondensator
eine Glimmlampe und ein Ohmscher Widerstand in Serie an die volle Klemmenspannung
einer Batterie oder eines Netzanschlußgerätes gelegt. Die durch die Aufladung des
Kondensators bedingte Verzögerung im Aufbau der Spannung an der Glimmlampe bildet
das Maß für den Zeitabstand der einzelnen Schaltvorgänge. Nach Erreichen der Zündspannung
findet ein Stromstoß durch die Glimmlampe und damit eine Entladung des Kondensators
statt, die die Spannung unter die Brennspannung der Glimmlampe herabdrückt. Das
Zeitintervall zwischen Ladung und Entladung ist durch ein dem Kondensator vorgelagertes
Potentiometer regelbar. Der vorgenannte Ohmsche Widerstand ist gleichzeitig die
Spule eines Relais, das im Augenblick der Zündung der Glimmlampe anspricht. Hierdurch
wird ein Kontaktpaar geschlossen, das in Reihe mit, der Primärspule eines Hochspannungstransformators
an der vollen Spannung der Batterie oder des Netzanschlußgerätes liegt. Im Augenblick
der Kondensatorentladung und Unterschreitung der Zündspannung der Glimmlampe hört
der Strom auf, durch das Relais zu fließen, und das Öffnen des Kontaktes des Relais
bewirkt die Induktion einer EMK in der Primärspule des Hochspannungstransformators.
Diese EMK erzeugt in der Hochspannungssekundärspule des Transformators eine Spannung
von 5ooo bis io ooo Volt. Die primärseitig fließende Stromstärke ist begrenzt durch
die Dimensionierung der Primärspule und die Höhe der Spannungsquelle. Die Zeitdauer
der Kontaktgabe wird verkürzt durch einen weiteren Kontakt, der über einen Widerstand
einen besonderen Kurzschluß parallel zur Glimmlampe herstellt. Dadurch wird die
Dauer des Induktionsstoßes auf 0,003 Sekunden herabgesetzt und liegt wesentlich
unter der VDE-Vorschrift, die o,oi Sekunden Sti-omstoßdauer zuläßt. Außerdem wird
dadurch die Dauer des Stromflusses aus der Batterie verkürzt und damit die Lebensdauer
der Batterie tini mehr als ioo oio erhöht.
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Bei Verwendung des Gerätes für Weidezäune kann mittels des Potentiometers
die Impulszeit nach Gewöhnung des Viehes an den Zaun bis zu 5 Sekunden heraufgesetzt
«erden. Durch die Begrenzung der Stromstärke einerseits, die außerordentliche Kürzung
der Induktionsstöße anderseits sowie durch die mögliche Vergrößerung des Zeitintervalls
zwischen zwei Strotiistößen bis auf 5 Sekunden ist jede Gefahr für Mensch und Tier
ausgeschaltet. Die erzeugten Stromstöße werden bei Verwendung des Gerätes für Weidezäune
in den blanken Zaundraht, der isoliert etwa in Schnauzenhöhe des Viehes aufgehängt
ist, geschickt. Da der Draht isoliert aufgehängt ist. tritt kein Ableitstrom und
praktisch kein Stromverbrauch auf. Da kein Stromfluß auftritt, also kein Spannungsabf-all
vorhanden ist, bleifit die Spannung über die ganze Drahtlänge die gleiche, gleichgültig
wie lang der Draht bemessen ist. Kommt nun ein Tier in Berührung mit dem Draht,
so wird durch ,den Stromstoß eine für das Tier unangenehme, aber 'harmlose Einwirkung
auf die Muskeln erzielt. Diese ist uni so stärker, je feuchter der Boden ist. Alle
Tiere vermeiden nach dem ersten Bekanntwerden finit dem Draht des Zaunes und seiner
Wirkung sorgfältig jede weitere Berührung desselben. Der Bau von schweren und teuren
Zäunen erübrigt sich, teure Zaunreparaturen kommen nicht mehr vor.
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In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Verwendung des Gerätes
für @'eidezäune in Abb. i ein Schaltbild wiedergegeben, aus dem der Aufbau der Vorrichtung
ersichtlich ist; Abb.2 läßt in schaubildlicher Darstellung das Gerät in seiner Gesamtheit
erkennen.
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In Abb, i sind zwei Stromkreise dargestellt, I ist der Steuerkreis,
1I der Induktionskreis. Bei i und 26 sind die spannungsführenden Kontakte der Stromquelle
(Batterie oder Netzanschlußgerät) angedeutet.
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Zunächst sei der Steuerkreis I betrachtet: Über den Schalter 2 und
die Sicherung 3, einen Anpassungswiderstand .4 und ein Potentiometer 5 geht der
Steuerkreis einerseits über einen Kondensator 6, anderseits über die Gliinnilalnlie
7 und die Spule eines Relais 8 durch die Beineinsame Rückleitung von Steuerkreis
I und Induktionskreis 1I zum Kontakt 26. Parallel zur Glimmlampe und zum Relais
an den Punkten 9 und io liegt ein fester Widerstand i i in Serie mit einem
federnden Kontakt 12 und dem mittleren Kontakt 13.
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Der Induktionskreis 1I ist zwischen der Sicherung 3 und dem Festwiderstand
:4 abgezweigt. . In dieseln Kreis liegt die Primärspule 1:I in Serie mit
dem
unmittelbar voni Relais betätigten Kontakt 15. Parallel zu den Kontakten 13 und
15 liegt eine Funkenlöschstrecke, bestehend aus dem Kondensator 16 und dein Widerstand
17 an den Punkten 1o und Off. Die Sekundärspule 19 liegt mit dem Pol 20 an dem Hochspannungsisolator
21, von dem aus die Einz:itinung oder Schutzanlage 1>escliickt wird. Der Pol > >
liegt an der Mas;e 23 des Schutzgehäuses und hat damit das gleiche Potential wie
die Erdungsklemnle 24 in der gemeinsamen Leitung 1o-26.
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Bei Schließung des Schalters 2 liegt der Kreis i zwischen den Punkten
25 und 1o an der vollen Spannung. Es fließt jedoch zunächst noch kein Strom,
solange nicht die Aufladung des Kondensators 6 so weit fortgeschritten ist. daß
die Klemmenspannung an der Glimmlampe 7 den Wert der Zündspannung erreicht hat.
In dem Augenblick, in welchem der \\`ert der Zündspannung erreicht ist, fließt ein
Strom durch die Glinimlanll)e 7 und die Relaisspule g zurück zur Klemme 26. Dieser
Strom beträgt nur wenige llilliampere, reicht aber zurr UAnspringen des Relaisankers
aus, der seinerseits den federnden Kontakt 15 bewegt. Der Kontakt 15 wird infolge
einer hohen Übersetzung mit hoher Geschwindigkeit gegen den Kontakt 13 geschleudert.
Im :\tigenblick des Kontaktschlusses der Kontakte 13 u»d t5 fließt ein Strom durch
den Induktionskreis 1I von Klemme 25 nach Klemme 26.
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Die Federcharakteristik des Kontaktes 13 ist so gewählt, claß die
ihin vom Federkontakt 15 erteilte Beschleunigung ein sofortiges Abheben vom Kontakt
t 5 zur Folge hat und er in Richtung auf den Kontakt 12 weiterfliegt. Die somit
erzielte schlagartige Off nung der Kontakte 13 und 15 bewirkt eine hohe Selbstinduktionsspannung
in der Primärspule 14, mid da zwecks Erzielung einer geringen Stromstärke auch im
Primärkreis mit relativ hohen Spannungen gearbeitet wird, kommt man mit einem niedrigen
LTbersetzungsverhältnis des Hochspannungstranstormators i4-rg aus. Um die Entladung
des Kondensators 6 kürzer zu gestalten, als es durch die Glimmlampe möglich ist,
ist dem Kontakt 13 ein Kontakt 12 zugeordnet worden, der sofort nach Ablieben des
Kontaktes 13 vom Kontakt 15 mit dem Kontakt 13 in Berührung kommt; dadurch findet
eine schlaartige Restentladung des Kondensators statt und' ist ein einwandfreier
Gang der Kippspannungsschaltutig gewährleistet.
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Die itn Steuerkreis I fließenden Ströme sind größenordnungsmäßig so
gering, daß sie hinsichtlich der Standzeit einer Batterie vernaChlässigbar klein
sind.
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Die im Induktionskreis 1I aufzubringende Leistung ist, gemessen an
der sekundärseitig zu erzielenden Leistung, unmittelbar abhängig von der Schließzeit
der Kontakte 13 und 15. Durch die vorab beschriebene Anordnung der Kontakte 12,
13 und 15 wird eine Induktionszeit erreicht, die nur etwa 30% der bei den bisher
üblichen Geräten beträgt.
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Diese Tatsache im Verein mit der Möglichkeit, mittels des Potentiometers
5 den Steuerturnus von t auf 2. 3 oder 5 Sekunden zu verlängern, gibt bei Batteriebetrieb
des Gerätes der Bakterie eine erstsprechend größere Lebensdauer. Die Wahl einer
höheren Primärspannung ermöglicht den Einsatz marktgängiger, relativ billiger Rundfunkanodenbatterien.