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Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung bezieht sich auf
ein geflochtenes elektrisches Zaunseil zur Verwendung in Zäunen oder
als der Zaun selbst, um Vieh innerhalb einer Umschließung aufzunehmen
bzw. zu umschließen und
um unerwünschte
Tiere von einer Umschließung fernzuhalten
oder am Überkreuzen
bzw. Überqueren des
Zauns oder einer anderen Barriere zu hindern.
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Hintergrund
der Erfindung
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Traditionelle Zäune sind barriereartige Zäune, welche
versuchen, Tiere innerhalb oder außerhalb der Umschließung zu
halten, indem sie eine unbewegliche Barriere ausbilden Steinwälle bzw.
-wände
und Holz waren die frühen
Materialien der Wahl. Stacheldraht und hoch-dehnbare Drähte wurden
viele Jahre weit verbreitet verwendet. Vinylplattenzäune und
Maschendrahtzäune
sind die neuere Entwicklungen. Recyclierter Gummi, starres Rohr,
polymerbeschichtete Drähte
und extrudierter Polymerdraht (nicht metallisch) werden alle heute
als Zaunmaterialien verwendet.
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Zäune
haben immer Probleme dargestellt. Sie sind teuer zu bauen und schwierig
zu warten bzw. aufrechtzuerhalten. Wenn eine schwache Verbindung
gefunden wird oder durch ein Tier oder durch einen fallenden Baum
ausgebildet wird, wird der Zaun unterbrochen bzw. durchbrochen.
Wenn ein Zaun durchbrochen ist, flüchten die Tiere aus der Umzäunung bzw.
Umfriedung mit dem Risiko von schweren Verletzungen für Tiere
und Menschen und dem möglichen
Verlust der Tiere.
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Tiere, insbesondere Pferde können sowohl traditionelle
Zaunmaterialien zerstören
oder durch diese verletzt werden. Pferde können durch Holzzäune treten,
Holz kauen, bis es rauh bzw. durchtrennt ist, können punktförmige Wunden von Holzsplittern, Nägeln und
losen Drahtenden erleiden, können durch
Draht geschnitten werden und schwere Verletzungen von losen Drahtenden
erleiden, welche sich um ihre Beine schlingen.
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Die frustrierendsten Probleme für Farmer bzw.
Bauern sind die Zeit, die Schwierigkeit und die Kosten, um traditionelle
Zäune zu
errichten, und das konstante Erfordernis diese zu reparieren.
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Die Elektrozauntechnologie führte ein
psychologisches Abschreckungsmoment bei Zäunen ein. Ein Tier liebt es
nicht einen elektrischen Schlag zu erhalten. Elektrozäune werden
als zusätzliche
Abschreckungsmittel verwendet, um traditionelle Zäune, die
aus Holz oder Draht oder Kunststoff gefertigt sind, zu ergänzen oder
zu schützen.
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Es wurden zahlreiche Versuche unternommen,
einen starken und dauerhaften Elektrozaun zu entwickeln, der zur
Verwendung als ein permanenter Zaun geeignet ist. Elektrifizierte
hoch dehnbare Drähte
auf Pfosten wurden als permanente Elektrozäune weit verbreitet verwendet,
wobei dies jedoch zahlreiche Nachteile hat. Draht ist schwer und
aufwendig zu installieren und zu reparieren. Draht dehnt sich aus,
wenn die Temperatur ansteigt, was ein Spannen bzw. Nachspannen erfordert
und zieht sich dann bei reduzierter Temperatur zusammen, was eine
Zugspannung bewirkt und zum Brechen führt. Zusätzlich ist Draht nicht elastisch
und kann durch eine stark bzw. plötzlich aufgebrachte Kraft zerrissen wer den.
Draht ist für
Tiere gegenüber
Holz bzw. Wäldern
und traditionellen Bauernhofhintergründen kaum zu sehen, er rostet
und kann Tiere schneiden und punktförmige Verletzungen verursachen.
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Eine andere Art von Elektrozaunseil
wird durch ein Verdrillen von Drahtleitern mit Fiberglassträngen oder
Polymerfasern hergestellt, um ein verdrilltes Seil auszubilden.
Der Nachteil ist jener, daß ein
verdrilltes Seil bzw. ein Strang dazu tendiert, sich unter Spannung "aufzuflechten" und zu dehnen bzw. zu
verlängern.
Das Zaunseil muß dann
entweder nachgespannt werden, was die Spannung wieder herstellt,
jedoch das Seil veranlaßt,
sich weiter aufzuflechten. Der Draht ist allgemein von geringem
Gewicht und geneigt, unter Spannung zu brechen, insbesondere wenn
die Fa ser sich dehnt und der Draht dies nicht tut. Ein Erhöhen der
Größe des Drahtleiters erhöht das Gewicht
und die Kosten des Zaunseils. Ein Substituieren eines hochfesten
Metalldrahtes, wie rostfreier Stahl, für einen leitfähigen Draht
geringer Festigkeit, wie Kupfer, reduziert die elektrische Leitfähigkeit
der Zaunleitung, da der rostfreie Stahl bedeutend weniger leitfähig als
Kupfer ist.
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Eine weitere Art einer Elektrozaunleitung umfaßt Bänder, die
aus Mehrzahl von Textil- oder Fiberglasfäden gewebt sind, wobei elektrisch
leitfähige Filamente
bzw. Fäden
aus Draht in Längsrichtung eingewebt
sind, wie dies durch Olsson in
US 4.449.773 geoffenbart
ist. Ein derartiger Draht könnte unter
Spannung zum Brechen tendieren.
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Eine Elektrozaunleitung ist durch
Monopoli in
US 5.036.166 geoffenbart.
Bei einer Überprüfung der Technik
stellte Monopoli fest, daß frühere Elektrozäune mit
dem Hauptnachteil belastet sind, daß sie relativ fragile elektrische
Leiter mit niedriger Festigkeit anwenden bzw. verwenden, welche
auch geneigt sind, die Arbeit zu erschweren, und folglich zum Brechen,
insbesondere an Punkten entlang der Leitung, wo die Leitung geknotet
oder verdrillt wurde, die einem Abrieb oder Zugkräften in
der Leitung unterworfen sind. Das Patent ist auf ein Überwinden
von derartigen Problemen gerichtet, indem hoch-leitfähige Stränge in die
Zaunleitung lose inkorporiert bzw. aufgenommen werden und indem
ein zusätzlicher
elektrisch leitfähiger
Strang hoher Festigkeit in die Zaunleitung in berührender
Beziehung zu den hochleitfähigen
Strängen
aufgenommen wird. So weist der Zaun einen elektrisch hoch-leitfähigen Metallstrang, wie
Kupfer, mit wenigstens einem Metallstrang hoher Festigkeit, niedriger
Leitfähigkeit,
wie rostfreiem Stahl, auf. Die Metallstränge sind so einander berührend orientiert,
daß in
dem Fall eines Brechens des hoch-leitfähigen Stranges, der Metallstrang
hoher Festigkeit den Bruch mit nur einem minimalen Anstieg in dem
gesamten elektrischen Widerstand der Zaunleitung überbrückt.
4 illustriert eine Zaunleitung, welche
einen zentralen Kern aus Kunststoff-Einzelfäden enthält, die in einer geflochtenen Hülle aufgenommen
sind, welche nichts zu der Festigkeit der Zaunleitung beiträgt. Wenigstens
ein Satz dieser gewebten Geflechte der geflochtenen Hülle weist
einen zentralen Strang aus rostfreiem Stahl und zwei benachbarte
Stränge
aus Kupferdraht auf.
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Eine andere Art von Elektrozaunseil,
das durch Moore in
US 4.819.914 geoffenbart
ist, umfaßt einen
inneren Kern aus einem gedrehten bzw. verseilten Drahtleiterkabel
und eine äußere isolierende Schicht
aus geflochtenen synthetischen Faserelementen, welche vollständig das
Leiterkabel so umge ben und physikalisch isolieren, daß kein leitfähiger Teil
bzw. Abschnitt des Leiterkabels freigelegt ist. Es ist geoffenbart,
daß, obwohl
diese synthetischen Faserelemente das Kabel isolieren, das Zaunseil
immer noch einen Elektroschock einem Tier verleihen wird, welches
diese äußeren synthetischen
Faserelemente kontaktiert. Jedoch ist es offensichtlich, daß der Schock
nicht so effizient sein kann, als wenn der Leiter nicht isoliert
wurde. Auch in der Praxis ist, da das innere Kernkabel schwer und
steif ist, dieses Zaunseil schwierig zu verarbeiten. Ähnlich hat
Orser in
US 3.805.667 ein
geflochtenes Seil geoffenbart, in welchem ein elektrischer Leiter
in Längsrichtung
innerhalb jedes Stranges, bestehend aus einer Mehrzahl von Garnen,
verläuftund
jeder Strang innerhalb einer rohrförmigen geflochtenen Abdeckung
eingeschlossen ist. Die Mehrzahl von rohrförmigen geflochtenen Strängen wird
dann miteinander verflochten, jedoch ist der elektrische Leiter
nicht freigelegt.
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Elektrische Zaunseile, die in der
Form, die durch Moore und Orser patentiert ist, entwickelt wurden,
weisen den schweren Nachteil auf, daß die leitfähigen Elemente innerhalb von
nicht leitfähigen
Elementen eingebettet sind, welche die Leiter vor einem Bereitstellen
des maximalen Elektroschocks an Tiere isolieren, die das Seil kontaktieren.
In der Folge wird der elektrische Leiter größer und schwerer gemacht, um
seinen elektrischen Widerstand zu reduzieren, wie in Moore's gedrehtem Drahtkabel,
und das Seil wird inflexibel und steif handzuhaben.
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Zusammengesetzte elektrische Zaunleitungen
werden typischerweise nur für
tragbare und temporäre
Zäune innerhalb
von Permanentzäunen
aufgrund der verwendeten Materialien geringen Gewichts verwendet.
Die meisten elektrischen Zaun leitungsprodukte auf dem Markt tendieren
dazu, leicht zu brechen, und die Verpackungsetiketten warnen häufig, daß diese
Arten von Zäunen
nur innerhalb einer permanenten Umzäunung verwendet werden dürfen.
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Die besten traditionellen Zaunsysteme
hinterlassen viele Wünsche.
Die Nachfrage für
eine verbesserte Umzäunung
ist weltweit in einer Anzahl von Anwendungen. Jedes Haustier muß so kosteneffizient
und sicher wie möglich
gehalten werden. Bauern brauchen einen stärkeren, leichter handhabbaren tragbaren
Zaun für
eine Rotationsbeweidung. Feldfrüchte
und aufbewahrtes Heu erfordern einen effektiveren Schutz vor Tieren,
umfassend Hirsch und Elch in einigen Gebieten. Grasende Tiere müssen von
den Ufern von Seen und Flüssen
ferngehalten werden, um eine Erosion der Ufer zu reduzieren. Eine
Lösung
muß für die sich
erhöhende
Anzahl von Autobahnunfällen
gefunden werden, die durch Elch-Fahrzeug- und Hirsch-Fahrzeug-Kollisionen verursacht
werden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es ist ein Ziel eines Aspektes dieser
Erfindung, ein verbessertes elektrisches Zaunseil mit der inhärenten Festigkeit
und Elastizität
und Rückstellfähigkeit
zur Verfügung
zu stellen, um nicht unter den normal aufgebrachten Kräften von
Tieren und anderen Stößen zu brechen,
während
ein Elektroschock zur Verfügung
gestellt wird, um Tiere vor einem Kontaktieren des Zaunes abzuschrecken.
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Demgemäß stellt ein Aspekt der vorliegenden
Erfindung ein elektrisch leitfähiges
Seil für
einen elektrischen bzw. Elektrozaun zur Verfügung, umfassend eine zylindrische,
eng bzw. fest gewebte, geflochtene, äußere Schicht, wobei die geflochtene, äußere Schicht
aus einer Mehrzahl von Elementen gebildet ist, von welchen wenigstens
zwei leitende bzw. leitfähige
Elemente und der Rest davon nicht-leitende Elemente sind, wobei
jedes der nicht-leitenden Elemente eine Vielzahl von synthetischen
Fasern ist und jedes der leitfähigen
Elemente eine Vielzahl von elektrisch leitenden bzw. leitfähigen Drähten ist,
wobei die leitenden und nichtleitenden Elemente so geflochten sind,
um die zylindrische, fest gewebte, geflochtene, äußere Schicht derart auszubilden,
daß die
leitenden Elemente schraubenförmig
mit entgegengesetzten Orientierungen gewunden bzw. gewickelt sind,
wobei die leitfähigen
Elemente an der Oberfläche
der äußeren Schicht
liegen und sich in elektrischem Kontakt an periodischen Intervallen bzw.
Abständen
entlang der äußeren Schicht
befinden.
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In einer bevorzugten Ausbildung ist
die Außenschicht
des geflochtenen Zaunseils um einen inneren Kern hoher Festigkeit
aus nicht leitfähigen
Elementen, wie Polymerfasern, zum Beispiel synthetischen Garnen,
konstruiert.
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In einer bevorzugten Ausbildung der
vorliegenden Erfindung ist die geflochtene Außenschicht aus 8–32 geflochtenen
Elementen, vorzugsweise 16 geflochtenen Elementen gebildet, und
insbesondere sind zwei der geflochtenen Elemente leitfähige Elemente.
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In einer weiteren Ausbildungen hat
das Zaunseil eine Bruchfestigkeit von wenigstens 400 kg und eine
Bruchdehnung von 15–20%.
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In einer weiteren Ausbildung wird
das Flechten des Zaunseils mit einer Dichte von 4–32 Fäden/Zoll,
(2–13 Fäden/cm),
insbesondere 8 Fäden/Zoll
(3 Fäden/cm)
ausgebildet.
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In noch einer anderen Ausbildung
ist das Zaunseil fähig,
verdrillt, geknotet, gebunden oder gebogen zu werden.
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In bevorzugten Ausbildungen sind
die leitfähigen
Elemente eine Mehrzahl von Kupferdrähten, insbesondere 3–8 Kupferdrähte, in
jedem verdrillten Strang, in welchem die Kupferdrähte eine
Abmessung von 20 (0,80 mm) oder kleiner, insbesondere in dem Bereich
von 20–40
(0,08–0,80
mm), insbesondere bevorzugt eine Abmessung 30 (0,25 mm) aufweisen,
wobei die Abmessung bzw. das Maschenzahlmaß durch den American Wire Gauge
Standard definiert ist. Die Kupferdrähte sind vorzugsweise miteinander
in zwei oder mehrere Stränge
verdrillt.
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In weiteren bevorzugten Ausbildungen
sind die nicht leitfähigen
Elemente aus Fasern aus Polypropylen, Polyamid oder Polyester gebildet.
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In einer weiteren Ausbildung unterliegt
das Zaunseil keiner Längenänderung
mit Veränderungen in
der Umgebungstemperatur.
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In einer weiteren Ausbildung bewirkt
ein Unterwerfen des Zaunseils einer Zuglast von bis zu 200 kg und
ein nachfolgendes Lösen
bzw. Aufheben einer derartigen Last keinen Anstieg in der Länge des Zaunseils.
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In anderen Ausbildungen ist das Geflecht
ein Marine Yachtgeflecht, wie es für Segel-Antennenaufzüge bzw.
Segelfall und Spinnakersegel verwendet wird.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die vorliegende Erfindung wird durch
die in den Zeichnungen gezeigten Ausbildungen erläutert, in
welchen:
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1 eine
schematische Darstellung einer teilweise geschnittenen Längsansicht
eines Zaunseils ist;
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2 eine
schematische Darstellung einer Schnittansicht durch einen Querschnitt
des Zaunseils in 1 ist;
und
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3 eine
schematische Darstellung eines Querschnittes einer alternativen
Konstruktion des Seils ist.
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Detaillierte Beschreibung
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Diese Erfindung ist auf ein Seil
für einen Elektrozaun
gerichtet, welcher in Kombination eine Außenschicht von Strängen aus
nicht leitfähigen
Elementen, zum Beispiel hochfesten Fäden, die in einer geflochtenen
Weise mit Strängen
aus leitfähigem Material
kombiniert sind, und gegebenenfalls einen inneren Seilkern aus nicht
leitfähigen
Elementen, z. B. hochfesten Fäden
umfaßt.
Die Stränge
der leitfähigen
bzw. leitenden und nicht leitfähigen
Elemente würden
normalerweise in getrennten, geflochtenen Elementen sein, jedoch
können
derartige Stränge von
leitfähigen
und nicht leitfähigen
Elementen in einem oder mehreren oder jedem der Elemente, die miteinander
verflochten sind, kombiniert sein. Es ist zu verstehen, daß die nicht
leitfähigen
Elemente den Hauptteil des Seils ausbilden.
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Die vorliegende Erfindung stellt
ein Zaunseil zur Verfügung,
welches die hohe Festigkeit und Flexibilität des nicht leitfähigen Materials
mit dem Vorteil kombiniert, zum Ausüben eines Elektroschocks als eine
zusätzliche
Ab schreckung für
Tiere fähig
zu sein. Das Zaunseil kombiniert somit Festigkeit, Flexibilität und Leitfähigkeit
in einem geflochtenen Seil, das leicht handzuhaben ist.
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Das Seil kann einen Kern aufweisen,
der durch die geflochtene Außenschicht
umhüllt
ist, oder kann die geflochtene Außenschicht ohne den Kern aufweisen.
Beide Ausbildungen sind hier diskutiert, wobei jedoch die Erfindung
hauptsächlich
unter Bezug auf ein Seil mit einem Kern beschrieben wird.
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Bezugnehmend auf die in 1 gezeigte Ausbildung umfaßt das Zaunseil,
das allgemein mit 1 bezeichnet ist, einen inneren bzw. Innenkern 5 und eine äußere geflochtene
Umhüllung 2.
Die äußere geflochtene
Umhüllung 2 umgibt
bzw. umschließt den
Innenkern 5.
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Der Innenkern 5 ist vorzugsweise
aus mehreren bzw. mehrfachen Strängen
aus hochfesten Fasern unter Verwendung von konventionellen Seilmachertechniken
hergestellt. Die Stränge
können
extrudierte Einzelfäden
bzw. Monofilamente in abgeflachten, quadratischen, ovalen, runden
oder anderen Formen aufweisen, oder Garne aus verdrillten Fäden bzw.
Fasern, umfassend Fäden,
die aus synthetischen Polymeren, wie Polypropylen, Nylon (Polyamid)
und Polyester gefertigt sind. Der Innenkern kann gerade oder verdrillt
oder von einer geflochtenen Konstruktion sein.
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Wie dies durch die Ausbildungen in 1, 2 und 3 illustriert
ist, können
die geflochtenen Elemente, die die äußere geflochtene Umhüllung 2 ausbilden,
von zwei Arten sein.
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Die erste Art von geflochtenem Element,
wie bei 3 in den Figuren, ist ein elektrisch leitfähiges Element,
bestehend aus einem einzigen, leitfähigen Element, oder insbesondere
bzw. speziell aus einem Strang von leitfähigen, vorzugsweise miteinander verdrillten,
Fäden.
Ein sehr gut leitfähiges
Element ist Kupfer, welches bevorzugt ist, wobei jedoch jedes aus
einer Anzahl von anderen hochleitfähigen Elementen verwendet werden
kann, z. B. Kupferlegierung, oder Kupfer mit einer Beschichtung
aus einem anderen Metall, ebenso wie zahlreiche andere, leitfähige Metalle.
Das leitfähige
Element sollte einen relativ niedrigen elektrischen Widerstand zeigen.
Die leitfähigen
Elemente können
mit nicht leitfähigen
Fäden kombiniert
sein, vorausgesetzt, daß das
resultierende Element in der geflochtenen Außenschicht immer noch dem hier
beschrieenen Zweck eines Bereitstellens einer elektrischen Ladung
an der Außenoberfläche des
Zaunseils dient.
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Wie dies in 1 gezeigt ist, müssen nicht alle Stränge in dem
geflochtenen Element 3 leitfähig sein. Beispielsweise können jene
von 3A leitfähig sein
und jene von 3B nicht leitfähig. Der verbleibende Strang 3C ist
ein gefärbtes
Indikatorelement aus Gründen
der Sichtbarkeit. Ein ähnlich
gefärbter Strang
oder Stränge
können
auch in dem geflochtenen Element 4 enthalten sein. Derartige
gefärbte Stränge sind
fakultativ.
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Die zweite Art von geflochtenem Element, wie
bei 4, würde
normalerweise keinerlei leitfähige Fäden enthalten,
jedoch können
sie dies, wie oben diskutiert. Diese Art von geflochtenem Element
ist typischerweise aus geeigneten Strängen aus nicht leitfähigen Fäden konstruiert,
welche dieselben wie jene oder unterschiedlich von jenen, die in
dem Kern 5 verwendet sind, sein können. Diese geflochtenen, nicht
leitfähigen
Elemente können
gefärbt
sein oder können
einen gefärbten
Marker enthalten, um die Sichtbarkeit des Zaunseils zu erhöhen, wobei
derartige gefärbte
Elemente fakultativ sind.
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Alternative Konstruktionen sind in 2 und 3 gezeigt. In 2 gibt es nur ein geflochtenes Element 3 in
der Außenhülle, welches
leitfähige
bzw. leitende Fäden
umfaßt.
In dieser Konstruktion ist es bevorzugt, daß dieses einzige. leitfähige Element
vollständig
aus leitfähigen
Fäden gefertigt
ist. In 3 gibt es mehrere
geflochtene Elemente 3 und jedes kann nur aus leitfähigen Fäden oder
aus einer. Kombination von sowohl leitfähigen Fäden als auch nicht leitfähigen Fäden gefertigt
sein. In jeder Konstruktion muß es
eine ausreichende Leitfähigkeit
geben, um dem Zweck des elektrischen Zaunseils zu dienen.
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Die Verwendung von zwei leitfähigen Elementen
ist die bevorzugte Konstruktion. Das erste leitfähige Element von 1 ist in einer Helix im
Gegenuhrzeigersinn geflochten, wenn sie von dem Boden von 1 gesehen wird. Das zweite
leitfähige Element
würde in
einer Helix im Uhrzeigersinn geflochten werden. Die verbleibenden
nicht leitfähigen Elemente
würden
zur Hälfte
in einer im Helix im Gegenuhrzeigersinn und zur Hälfte in
einer Helix im Uhrzeigersinn geflochten werden.
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Es wird erkannt werden, daß eine Vielzahl von
Materialien verwendet werden kann und daß die Konstruktion des Seils
dieser Erfindung variieren kann. Es gibt zahlreiche Materialien,
welche sowohl für
die leitfähigen
als auch nicht leitfähigen
Fäden bzw.
Filamente geeignet sind, entweder der Kern oder die Trägermaterialien
zu sein. Derartige Materialien werden durch Fachleute in der Technik
verstanden werden.
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Wie oben festgehalten, sind die leitfähigen Filamente
vorzugsweise Kupfer, da derartige Fäden gute Leiter für Elektrizität sind,
nicht leicht korrodiert werden und leicht verfügbar sind. Andere Metalle können auch
verwendet werden, von welchen Beispiele hier geoffenbart sind.
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Die nicht leitfähigen Fäden können aus einem weiten Bereich
von synthetischen Polymerfasern gewählt sein. Es ist möglich, Fäden, die üblicherweise
in der Herstellung von Seilen verwendet werden, entweder als Einzelfäden oder
als ein gesponnenes Garn zu verwenden. Bevorzugte Materialien sind
Polypropylen, Polyamide und Polyester, entweder als Einzelfäden oder
gesponnene Garne, oder coextrudiertes, hochfestes Polypropylen und
Polyethylen als ein Einzelfaden, z. B. PolysteelTM -Einzelfaden.
Eine bevorzugte Polyesterfaser ist hoch zugfestes Garn 1W70 von
Allied Signal, welches in der Herstellung von Autosicherheitsgurten
verwendet wird. Sicherheitsgurte, die in Rückhaltesystemen verwendet werden,
müssen
hohe Standards, die diesen auferlegt sind, erfüllen, umfassend Festigkeit,
Abriebbeständigkeit,
Dehnung, Farbechtheit und Widerstand gegen ultraviolettes Licht
und Mikroorganismen. Die bevorzugte Faser ist 1000 Denier und hat
eine spezifische Bruchfestigkeit von 9,2 kg, Reißfestigkeit bzw. Zugfestigkeit
von 9,2 g/Denier, Zähigkeit
von 0,71 g/Denier und 14% Bruchdehnung. Denier ist ein Maß des Gewichtes
eines Fadens bzw. Seils und ist als das Gewicht in Gramm eines Fadens
mit 9000 m Länge
definiert.
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Andere synthetische Fasern können verwendet
werden, beinhaltend bzw. umfassend SpectraTM Fasern
aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, Aramidfasern, z.
B. KevlarTM und NomexTM Fasern
und DacronTM Polyesterfasern, und andere
Fasern, die hier angeführt
sind. Es wird auch erkannt bzw. geschätzt, daß andere synthetische Fasern
in Abhängigkeit
von der vorgeschlagenen Endverwendung verwendet werden können.
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Die Doppelhelixkonfiguration des
leitfähigen Elementes
schützt
Leiter relativ geringer Festigkeit, wie Kupfer, vor Zugspannungen.
Wenn eine Spannung bzw. Beanspruchung auf das Zaunseil aufgebracht
wird, wird das Zaunseil sich. strecken, wenn sich das Zaunseil streckt,
wickelt sich jedoch der Kupferleiter in der Weise einer Schraubenfeder
ab, d. h. sie wickelt sich in der Art eines "Slinky"TM Spielzeugs
mit geringer Längsspannung
auf den Kupferdraht selbst ab. Wenn die Spannung ansteigt, tendieren
die Faserelemente in der äußeren geflochtenen Umhüllung dazu,
sich auf den Innenkern zu klemmen, und die Kombination von Kräften in
der geflochtenen Konstruktion inhibiert ein Dehnen des Zaunseils.
Die nicht leitfähigen
Fasern hoher Festigkeit gemeinsam mit der geflochtenen Konstruktion
stellen das Zaunseil mit inhärenter
Festigkeit zur Verfügung, während die
Kupferleiter einen effizienten Elektroschock zur Verfügung stellen.
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In bevorzugten Ausbildungen des Zaunseils dieser
Erfindung ist die Tendenz des relativ fragilen Kupfers zu brechen
vorzugsweise weiters reduziert, erstens, indem ein wesentlich größerer Kupferdraht verwendet
wird als er andernfalls verwendet würde, wie z. B. mit einem Wert
bzw. einer Abmessung 30, zweitens, indem zehn Kupferdrähte dieser
großen Abmessung
verwendet werden statt nur einigen wenigen Kupferdrähten kleinerer
Abmessung verwendet werden, drittens, indem die Kupferdrähte in Stränge von
jeweils fünf
Drähten
vertwistet bzw. verdrillt sind, da verdrillte Stränge stärker und
fester als individuelle Drähte
sind, und viertens, indem die verdrillten Kupferdrähte in einer
geeigneten Schrauben- bzw. Helixkonfiguration angeordnet werden.
Die Helix erlaubt es dem Kupferleiter, wie eine Schraubenfeder zu
wirken, die sich einfach ausdehnt bzw. verlängert, wenn das Zaunseil gespannt
wird, mit einer sehr geringen Längsspannung
auf die Kupferdrähte, um
den Draht zum Brechen zu veranlassen, insbesondere, wenn die Dehnung
des Zaunseils kleiner als zehn Prozent ist.
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In bevorzugten Ausbildungen der vorliegenden
Erfindung sind die geflochtenen Elemente auf Einrichtungen ausgebildet,
die verwendet werden, um Seile für
die Marineyachtindustrie zu flechten, z. B. für Segelfälle bzw. Spinnakersegel.
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Der Kern kann, sofern vorhanden,
durch konventionelle Seilmachertechniken hergestellt sein, z. B.
aus jeglichen nicht leitfähigen
hochfesten Fäden, und
kann entweder gerade, verdrillt oder geflochten sein. Die Fäden des
Kerns können
dieselben und unterschiedlich von den Fäden der geflochtenen Außenschicht
sein.
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Die leitfähigen Fäden sind in die geflochtenen
Elemente in einer ausreichenden Anzahl inkorporiert bzw. aufgenommen,
um die elektrische Ladung zu führen.
Wenn hier eine einzige geflochtene Außenschicht ist, wird normalerweise
eine Mehrzahl von leitfähigen
Fäden,
z. B. flexiblen Metallfäden
erforderlich sein. Die leitfähigen
Elemente können
in einem oder bevorzugt in zwei der geflochtenen Elemente vorliegen, obwohl,
wie dies oben diskutiert ist, mehr oder alle der geflochtenen Elemente
leitfähige Elemente
enthalten können.
Jedes dieser leitfähigen geflochtenen
Elemente kann geeignet wenigstens einen und vorzugsweise mehrere
leitfähige
Fäden enthalten.
Alternativ kann ein geflochtenes Element vollständig aus leitfähigen Fäden hergestellt
sein. Wenn hier mehr als eine geflochtene Schicht vorliegt, muß wenigstens
die Außenschicht
leitfähige
Elemente enthalten.
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Eines oder mehrere fluoreszierende
Elemente oder eines oder mehrere lichtreflektierende Elemente können in
die geflochtene Außenumhüllung inkorporiert
sein, um eine bessere Sichtbarkeit des Zaunseils in relativer Dunkelheit
oder in der Nacht von Licht des Mondes oder von sich bewegenden Fahrzeugen
oder anderen Lichtquellen zu verleihen. Falls. gewünscht, können die
hochfesten Fäden
bzw. Fäden
hoher Zähigkeit
in der Außenschicht
mit Pigmenten gefärbt
sein, umfassend hochsichtbare Farben. Die hochfesten Fäden können auch
gewählt sein,
um eine geeignete Flexibilität
in Umgebungen mit Temperaturen unter 0° zur Verfügung zu stellen.
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Feldversuche ohne Elektrizität und Laboratoriums-Bruchfestigkeitstests
zeigen, daß die
Doppelhelixkonstruktion dieses geflochtenen Zaunseils die leitfähigen Elemente
beinhaltend reine Kupferdrahtleiter, vor einem Brechen schützt, trotz
der wesentlichen Kräfte,
die auf den Zaun durch die größten Haustiere,
wie Hengste und Bullen, oder durch typische Farmarbeiten aufgebracht
werden.
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Es wurde in Feldversuchen und Laboratoriumtests
gezeigt, daß die
leitfähigen
Elemente des elektrischen Zaunseils dieser Erfindung keinen Ermüdungsbruch
erleiden oder im Einsatz verhärten und
brechen oder durch Abrieb brechen, wenn es als ein permanenter Zaun
installiert ist. Wo das Zaunseil einem Abrieb ausgesetzt ist, wird
lediglich der äußerste individuelle
Strang oder die individuellen Stränge einem Brechen unterworfen
bzw. ausgesetzt. Wenn ein gesamter verdrillter Strang gebrochen
wird, dann wird der zweite verdrillte Strang aus Kupferfäden auf
der gegenüberliegenden
Seite des Zaunseils wahrscheinlich intakt bleiben und die Leitfähigkeit
aufrecht erhalten. Wenn das gesamte Zaunseil beschädigt wird,
kann es leicht und einfach repariert werden, indem beide Enden des
Zaunseils in ein kurzes Stück
eines Kupferrohrs mit geringfügig
größerem Innendurchmesser
als der Außendurchmesser
des Zaunseils eingesetzt und gecrimpt werden oder indem eine Kupfer-
oder andere Metallklammer oder ein Kupfer- oder anderer metallischer
U-Bolzen verwendet wird.
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Aufgrund der geflochtenen Konstruktion
und der Verfügbarkeit
von hochfesten synthetischen Fasern, wie Polyester, kann das geflochtene
Zaunseil dieser Erfindung seine Dimensionsstabilität, insbesondere
seine Länge,
beibehalten, ohne daß es
absackt bzw. durchhängt
oder schlaff wird, unabhängig von
Temperaturveränderungen,
Wind, Schnee und Eis, und den typischen Tierstöße und Kräften, die darauf bei normalen
Farmarbeiten ausgeübt
werden.
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In einem Aspekt der Erfindung ist
das elektrische Zaunseil für
eine minimale Dehnung und minimales Kriechen ausgebildet. In einem
anderen Aspekt ist das elektrische Zaunseil in bezug auf eine signifikante
Elastizität
ausgebildet. In dem ersten Aspekt sind die nicht leitfähigen Elemente
des Innenkerns in bezug auf höhere
Dimensionsstabilität
und ihre relative Inelastizität
ausgewählt.
In dem zweiten Aspekt sind die nicht leitfähigen Elemente in dem Innenkern in
bezug auf ihre Elastizität
ausgewählt
und die geflochtene Konstruktion, die für die Außenumhüllung gewählt ist, wird eine dicht bzw.
fest gewickelte Helix in der Außenwicklung
sein, welche sich einfach beim Abwickeln bzw. Dehnen expandiert,
was es der geflochtenen Umhüllung
ermöglicht,
sich zu dehnen, ohne daß eine
exzessive Zugspannung auf die leitfähigen Elemente in der geflochtenen
Umhüllung
ausgeübt
wird.
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In einer bevorzugten Ausbildung bestehen die
leitfähigen
Elemente Stränge
aus mehrfachen Drahtfäden,
wie reines Kupfer, und die nicht leitfähigen Elemente in der Außenschicht
sind Fäden,
die in bezug auf ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber Abrieb,
ultraviolettes Licht und chemischen Angriff ausgewählt sind,
z. B. Polyester.
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In einer Ausbildung der Erfindung
gibt es keinen Innenkern. Eine derartige Ausbildung kann insbesondere
verwendet werden, wenn die Außenschicht
fest konstruiert ist oder wenn das Zaunseil insgesamt einen kleineren
Durchmesser aufweist. Innenkerne und äußere geflochtene Schichten
verleihen dem Seil eine Zug- und/oder Bruchfestigkeit, insbesondere,
wenn dies für
bestimmte Endverwender erforderlich ist.
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Im Betrieb kann das Seil mit einem
standardmäßigen, elektrischen
Zaunladegerät,
das geeignet geerdet ist, verbunden sein, indem geeignete Klammern
oder Verbinder verwendet werden. Das Seil kann zu bestehenden Zäunen hinzugefügt werden,
z. B. indem konventionelle elektrische Zaunisolatoren verwendet
werden; oder als das einzige Umzäunungsmaterial
verwendet werden. Konventionelle elektrische Zaunisolatoren können verwendet
werden, wenn dies erforderlich ist. Sie können in einem Einzelseil, Mehrfachseil
oder einer anderen Konstruktion verwendet werden, sofern bzw. wie
dies erforderlich ist. Es hat die Festigkeit, um alleine verwendet
zu werden, oder in Mehrseilkonfigurationen, bei großen Tieren
wie z. B. Pferden und Rindern.
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Das Zaunseil dieser Erfindung kann
durch Knoten oder Crimpen oder Festlegen von Längen mit Drahtklemmen oder
Festlegungselementen verbunden werden, um lose oder dicht gewobene
Netze auszubilden, welche für
eine sicherere Kontrolle von Tieren elektrifiziert werden können, insbesondere Tiere
kleiner als Pferde oder Rinder, umfassend Hirsche bzw. Wild, Kaninchen
oder Füchse
oder sogar Eichhörnchen.
Die Löcher,
die durch die Netze ausgebildet sind, können rechteckig, hexagonal
sein oder andere Formen aufweisen.
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Die Materialien und das Design, die
für das elektrische
Zaunseil dieser Erfindung verwendet werden, können aus einer Anzahl von Alternativen
für jedes
aus zahlreichen unterschiedlichen Zaunerfordernissen ausgewählt sein,
umfassend ein Variieren in der Form, Größe und Konstruktion von jedem
der Elemente und dem Gesamtdurchmesser und dem Gewicht des Zaunseils.
Die geflochtene Konfiguration kann eine dicht bzw. fest gewickelte
Helix sein, ähnlich
einer Schraubenfeder, oder eine lange offene Helix, wie eine offene
Feder. Der Innenkern kann aus geflochtenen Fasern, geraden Fasern
oder verdrillten Fasern bestehen, oder der Innenkern kann weggelassen
sein. Die Materialien, die für
den Innenkern gewählt
sind, können
sehr dimensionsstabil oder elastisch sein. Eine oder mehrere geflochtene
Umhüllung(en)
kann bzw. können
verwendet werden und diese können
einstückig
bzw. gemeinsam für eine
erhöhte
Festigkeit mit den elektrisch leitfähigen Elementen in der Außenschicht
verflochten sein.
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Das Zaunseil ist relativ weich, flexibel
und leicht im Gewicht; es widersteht einem Verrotten, Mehltau, UV
oder chemischen Zerbrechen bzw. Korrodieren und kann gefärbt sein,
um es hoch sichtbar zu machen. Es ist von sehr hoher Festigkeit
und hat sich beim Test für
ein Umfrieden von Tieren ohne Elektroschocks als geeignet erwiesen.
Es wurde in Bereichen getestet, wo einige Zaunpfähle bis zu 50 Meter voneinander
beabstandet sind, um so die Kosten für Pfähle, Einrichtung bzw. Zubehör und Arbeit zu
sparen. Als eine Folge dieser Weichheit und Flexibilität des Seils
werden Tiere, die hineinlaufen, normalerweise nicht verletzt. Bei
einem derartigen Stoß ist
das Zaunseil ausreichend rückstellfähig bzw.
elastisch, um nicht zu schneiden, und es kehrt nachfolgend im wesentlichen
in seine ursprüngliche
Länge zurück. Aufgrund
der geflochtenen Konstruktion sackt das Zaunseil nicht durch oder
wird unter angelegter Spannung nicht schlaff, wie dies bei verdrillten Materialien
auftritt. Wenn sich die Spannung erhöht, tendieren die äußeren geflochtenen
Elemente dazu, sich auf dem Innenkern festzuklemmen, wodurch irgendein
Dehnen durch den Innenkern inhibiert bzw. verhindert wird.
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Verdrillte Materialien tendieren
dazu, sich zu dehnen, wenn eine Spannung auf sie aufgebracht bzw.
ausgeübt
wird, aufgrund der Tatsache, daß sie "sich aufflechten", und haben eine
Tendenz gerade zu werden, wobei sie im Verlauf der Zeit Festigkeit verlieren.
Mehr und mehr Spannung ist erforderlich, um verdrillte Materialien
straff zu halten, und dies bewirkt Probleme beim Halten der Zaunpfähle an ihrem Platz.
Das Zaunseil dieser Erfindung erfordert nicht so viel Spannung,
um es gespannt bzw. straff zu halten, und es tendiert nicht dazu,
sich unter der Spannung zu verlängern,
wodurch die Wartung reduziert wird.
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Das geflochtene elektrische Zaunseil
dieser Erfindung hat eine Festigkeit und Rückstellfähigkeit, um zu erlauben, die
Zaunpfähle
in größeren Abständen voneinander
anzuordnen. Jeder Stoß von
einer Tierkollision wird durch das Zaunseil absorbiert, ähnlich Seilen
in einem Boxring, und das Tier wird normalerweise abgeschreckt bzw.
zurückgehalten,
ohne daß das
Zaunseil bricht oder das Tier verletzt wird. Obwohl ein Tier es
kauen kann, wird das Tier dies nicht tun, wenn der Zaun elektrifiziert
ist. Als ein Ergebnis der Rückstellfähigkeit,
um ein Tier zurückzuhalten,
und der Tatsache, daß es
elektrifiziert ist, muß das
Zaunseil gemäß der Erfindung
nicht mechanisch gespannt werden, sondern kann mit der Hand unter Verwendung
einer Zaunratsche oder einer händischen
Zaunfestziehvorrichtung festgezogen bzw. gespannt werden.
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Die vorliegende Erfindung wird wie
folgt illustriert:
Ein geflochtenes Seil mit 5/16 Zoll (8 mm)
Durchmesser wurde auf einer 8 Träger-
bzw. Rollen-Flechtmaschine mit 5 Fäden pro Zoll (2 Fäden/cm)
hergestellt. Die nicht leitfähigen
bzw. nicht leitenden Elemente bestanden aus einigen abgeflachten
Einzelfäden
aus PolysteelTM, ein Handelsname für coextrudiertes, hochfestes
Polypropylen und Polyethylen, das in 7 nicht leitfähigen Elementen
zusammengefaßt
wurde. Andere Einzelfäden
mit ähnlichen
Eigenschaften sind unter den Marken Garfil MaximaTM und
DanlineTM verfügbar. Ein einziges leitfähiges Element,
das sechs Enden eines mit Zinn beschichteten Kupferdrahtes in einem
verdrillten Strang aufweist, wurde in einer Helix im Gegenuhrzeigersinn
ge flochten. Der Innenkern wurde in einer geraden Konfiguration aus denselben
coextrudierten Einzelfäden
wie die äußere geflochtene
Umhüllung
in einer Menge ausgebildet, die ausreichend ist, um den hohlen Kern
in die geflochtene Umhüllung
einzubringen. Die Bruchfestigkeit des Seils dieser Konstruktion
lag in dem Bereich von 1.000 bis 1.500 Kilogramm.
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Ein weiteres Seil wurde als ein Seilzaun
zur Verwendung mit Pferden und für
Wechselweiden hergestellt. Es war ein geflochtenes Seil mit 1/4
Zoll (6,3 mm) Durchmesser, das auf einer 16 Rollen-Flechtmaschine
mit 8 Fäden/Zoll
hergestellt wurde. Die nicht leitfähigen Elemente in der äußeren geflochtenen
Umhüllung
bestanden aus gesponnenen 1W70 Polyesterfäden, die durch Allied Signal
für Fahrzeugsicherheitsgurte
hergestellt wurden, die in Stränge verdrillt
waren. Polyesterfasern sind weich und UV- und Abriebbeständig. Die
leitfähigen
Elemente waren zwei verdrillte Stränge aus jeweils 5 Enden bzw.
Fäden eines
reinen Kupferdrahtes. Die zwei leitfähigen Elemente wurden mit 14
nicht leitfähigen
Elementen in Helixkonfigurationen im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn
geflochten. Den nicht leitfähigen Faserelementen
wurde eine S-Verdrillung oder eine Z-Verdrillung verliehen, um eine
glatte Außenschicht zur
Verfügung
zu stellen, wobei alle Fäden
entlang des geflochtenen Seils ausgerichtet sind. Das Seil hatte
einen Innenkern aus gesponnenen Fäden aus Mehrfäden-Polypropylen
in einer geringfügig
verdrillten Konfiguration, die den hohlen Kern der geflochtenen
Umhüllung
ausfüllte.
Die Bruchfestigkeit dieser Konstruktion lag im Bereich von 500 bis
700 Kilogramm.
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Accelerated Weathering Testing (ASTM
G 53-96) (beschleunigte Verwitterungstests) zeigten keinen Hinweis
auf eine Pro duktverschlechterung während 1.000 Stunden außer ein
geringes Gelbfärben.
Es gab kein Springen, kein Abnutzen bzw. Scheuern, keinen Hinweis
auf Schimmel oder Pilzwachstum, keine Korrosion des Kupfers und
keinen signifikanten Festigkeitsverlust in periodischen Bruchtests.
Feldtests haben kein Brechen oder keinen Verlust von elektrischer
Leitfähigkeit
bei normalen Farmarbeiten aufgrund von Abrieb, Verhärten im Einsatz
oder von Zugkräften
und keine Beschädigung
oder Verletzungen einer beliebigen Art von Tieren gezeigt.
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Ein weiteres Seil war ein Zaunseil
mit 3/8 Zoll (9,5 mm) Durchmesser für den Zweck eines Fernhaltens
von Elchtieren von Autobahnen, um die Elchtier-Fahrzeug-Kollisionen
zu reduzieren. Es hatte eine geflochtene Polyester-Außenumhüllung mit
einer geflochtenen Innenhülse
aus PolysteelTM-Einzelfäden, die gerade PolysteelTM Einzelfäden umgaben, die vollständig während einem
Flechten in eine sogenannte Doppelzopfkonstruktion eingeflochten
wurden. Die äußere geflochtene
Umhüllung
nahm lichtreflektierende Fäden
und vier leitfähige
Kupferelemente aus verdrillten Drähten mit Gauge bzw. Abmessungen
30 auf. Der Bruchtest dieses schwereren Zaunseils war nahezu 2.000
Kilogramm.
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In einem weiteren Beispiel wurde
ein elektrisches Zaunseil mit 1/8 Zoll (3,2 mm) Durchmesser auf
einer 8 Rollen-Flechtmaschine
mit einem parallel gelegten Kern hergestellt. Die geflochtene Umhüllung hatte
Polyesterfasern und der Kern hatte Mehrfäden-Polypropylenfäden. Zwei
Stränge
von drei Enden von jeweils 34 Gauge Kupferdraht wurden in die Außenhülle in entgegengesetzten
Helixkonfigurationen geflochten. Ein derartiges Zaunseil ist zur
Verwendung mit einem bestehenden Zaun beabsichtigt und hatte eine
Bruchtest-Festigkeit von 200 Kilogramm.
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Das geflochtene Zaunseil dieser Erfindung kann
verwendet werden, um einen Elektrozaun zu konstruieren, welcher
sowohl die psychologische Abschreckung eines Elektroschocks mit
der Festigkeit und Rückstellfähigkeit
kombiniert, um durch Tiere aufgebrachter Kraft zu widerstehen. Ausbildungen des
Zaunseils dieser Erfindung haben zahlreiche Zusätzliche Vorteile es ist leicht
zu installieren und zu warten; es ist leicht im GewichtM es ist
tragbar und flexibel, falls erforderlich; es reduziert oder eliminiert Nachteile
von elektrischem, hoch-zugfestem Draht, wie dies z. B. oben auf
Seite 2 aufgezählt
ist; es kann für
Tiere sichtbar gemacht sein; und es schneidet nicht in das Fleisch
der Tiere oder bewirkt punktförmige
Wunden; und es kann ökonomisch
hergestellt und installiert werden.
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In Ausbildungen sind Zäune bzw.
Umzäunungen,
die aus dem Seil der Erfindung gefertigt sind, leicht handzuhaben,
können über längere Abstände zwischen
Pfählen
verlaufen, sind flexibel und haben nur eine geringe Dehnung. Es
wird Tiere, die hineinlaufen, nicht verletzen, sondern es ist stark
genug, um diesen zu widerstehen. Das Zaunseil reibt sich nicht durch,
bricht nicht oder schält
nicht ab, und es sackt nicht durch oder bricht durch Wind und Eis
. Es kann hoch sichtbar gegenüber
verschiedenen Hintergründen
gemacht werden, umfassend Schnee und schlechte Lichtbedingungen,
und insbesondere gegenüber
dunklen Hintergründen
z. B. Waldgegenden und in gewissem Ausmaß auch in der Nacht. Der Zaun
kann über
variierendes Terrain mit einem Minimum an Aufwand installiert werden.
Nach der Installation sollte der Zaun nicht nachgespannt werden müssen und
es besteht kein Erfor dernis, daß er
in bezug auf ein Brechen nach einem Stürmen überprüft wird. Schnee und Eis tendieren
dazu herunterzufallen, sobald eine leichte Brise weht.