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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein elektromechanisches Schaltelement,
welches zum Beispiel für
eine Waffensicherung verwendet wird. Das Schaltelement ist mit zwei
Einfachhub-Selbsthaltemagneten
ausgestattet, welche bistabil auf die gegenüberliegenden Enden einer Schaltwippe
wirken, so daß das
Schaltelement jeweils eine erste oder zweite Schaltstellung einnehmen
kann. In der einen Schaltstellung ist die Waffe dabei in einem gesicherten
Zustand, in der anderen Schaltstellung im ungesicherten Zustand.
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Weiterhin
betrifft die Erfindung eine Waffensicherung, in der ein entsprechendes
elektromechanisches Schaltelement vorgesehen ist.
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Bei
herkömmlichen
Schaltelementen für
eine Waffensicherung, wie sie in der
DE 198 05 306 A1 beschrieben sind, wird beispielsweise
der Abzug einer Waffe über
einen Spindel-getriebenen Linearantrieb gesperrt oder freigegeben.
Das eigentliche Schaltelement ist dabei ein die Spindel antreibender Elektromotor,
der so ein in Richtung der Drehachse verlaufendes Sperrglied zur
Sicherung des Abzugs in eine Raste einführt bzw. zur Entsicherung das
Sperrglied aus der Raste herauszieht. Andere Sicherungsmechaniken
betreffen Solenoid-gesteuerte Sperreinrichtungen des Schlaghebels,
bei denen ein Solenoid einen federbelasteten Sperrhebel, welcher
den Schlaghebel blockiert, in eine Freigabestellung schwenkt. Bei
einer anderen Ausführung
wird der Sperrhebel über
einen Betätigungsnocken
entriegelt, der von einem Getriebemotor angesteuert wird, dessen
Abtriebsachse parallel zur Achse des Schlaghebels verläuft. In
einer anderen bekannten Ausführung drückt diese
Nockenscheibe die Abzugsstange außer Eingriff mit dem Schlaghebel.
Auch hier verläuft die
Abtriebsachse des Elektromotors parallel zur Achse des Schlaghebels.
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Die
DE 43 03 333 A1 beschreibt
weitere Ausführungen,
bei denen Sperrbolzen am Abzug bzw. am Abzugsbolzen exzenter-gesteuert
verriegelt werden. Ein anderes Element, welches auf den Abzug wirkt,
ist aus der US-Patentschrift 5,461,812 bekannt. Gemäß WO 00/55562
wird vorgeschlagen, die Abzugsstange bzw. den Schlagbolzen mit einem
elektromechanisch gesteuerten Sicherheitsstellglied zu blockieren.
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Bei
den bekannten Schaltelementen besteht das Problem, trotz miniaturisierter
Baugröße zum Teil erhebliche
Kräfte
aufzunehmen, den Stromverbrauch für die Betätigung möglichst gering zu halten, und
die Sicherungseinrichtung selbst einschließlich des Schaltelements unempfindlicher
gegen äußere Einwirkungen
auf die Waffe auszuführen.
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Demgemäß ist die
vorliegende Erfindung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen
Teile des Schaltelements, insbesondere die Schaltwippe und die Anker
dynamisch neutral ausgebildet sind, so daß auf das Schaltelement wirkende
Beschleunigungen keinen Wechsel der Schaltstellung bewirken. Damit
wird das bistabile Schaltelement weitgehend unabhängig gegen äußere dynamische
Einflüsse,
wie sie beispielsweise auftreten, wenn eine Waffe herunterfällt oder
gegen einen harten Gegenstand geschlagen wird. Das Schaltelement
bleibt also immer in der eingestellten Schaltstellung, die nur durch
einen entsprechenden Schaltimpuls verändert werden kann.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Sicherungsvorrichtung
für eine
Waffe, bei der die Funktion der Abzugsstange blockiert wird, indem ein
Verriegelungselement in eine in der Abzugsstange ausgebildete Ausnehmung
eingreift. Dabei hält ein
zwischen zwei Schaltstellungen verstellbares elektromechanisches
Schaltelement in einer Schaltstellung das Verriegelungselement im
Eingriff mit der Abzugsstange, so daß die Abzugsstange nicht auf
einen Schlaghebel bzw. eine diesen auslösende Sperre (zum Beispiel
eine mit dem Schlaghebel zusammenwirkende Auslöseklinke bzw. Fangklinke) wirkt. Die
Kombination des Verriegelungselement mit einem Schaltelement erlaubt
es, die unter Umständen auftretenden
erheblichen Abzugskräften
bei blockierter Abzugsstange weitgehend in das Verriegelungselement
einzuleiten und die am Schaltelement angreifenden Kräfte zu verringern.
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Weitere
Ausgestaltungen sind in den abhängigen
Ansprüchen
2–9 bzw.
11–23
angegeben. Dabei betreffen die Ansprüche 2–3 Ausgestaltungen, die dazu
beitragen, das Schaltelement dynamisch inert auszuführen. Bei
einem Schaltelement, welches mit zwei Einfachhub-Selbsthaltemagneten
ausgestattet ist, bei denen die Ankerachsen parallel zueinander verlaufen,
neutralisieren sich dynamische Einflüsse auf die beweglichen Magnetanker
dadurch, daß diese
jeweils gleichförmig
beaufschlagt werden, so daß sie
jeweils sich gegenseitig neutralisierende Kräfte auf die Enden der Schaltwippe
aufbringen, an denen sie angreifen. Gemäß Anspruch 3 wird dieser Effekt dadurch
verbessert, daß sie
mit gleichem Hebelarm zur Drehachse der Schaltwippe auf die Enden
wirken und/oder dadurch, daß sie
gleiche Massen aufweisen. Die Schaltwippe selbst wird gemäß Anspruch
4 dadurch dynamisch inert, daß die
Drehachse durch den Masseschwerpunkt der Schaltwippe verläuft. Damit
wird verhindert, daß eine
Linearbeschleunigung, der das Schaltelement ausgesetzt wird (zum Beispiel
Stöße oder
Schläge),
ein Drehmoment in der Schaltwippe selbst hervorrufen, welches ein
Umschalten bewirken könnte.
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Die
Weiterbildung gemäß Anspruch
5 verhindert, daß Querkräfte zur
Bewegungsrichtung der Anker aufgebracht werden, die die Anker selbst
oder deren Führung
in den Schaltspulen beeinträchtigen oder
beschädigen
können.
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Gemäß Anspruch
6 ist die Schaltwippe mit einem Stellabschnitt versehen, der die
von einem Schaltgegenstand aufgebrachten Kräfte momentenfrei durch die
Drehachse der Schaltwippe führt,
so daß eine
Belastung des Schaltgegenstandes, der zum Beispiel ein Verriegelungselement
an einer Waffe sein kann, kein Moment auf die Schaltwippe überträgt. Dies
kann gemäß Anspruch
7 dadurch realisiert werden, daß der
Stellabschnitt als Nocken ausgebildet ist, dessen Stellfläche konzentrisch
zur Drehachse der Schaltwippe verläuft. Die Ausbildung einer reibungsarmen
Gleitpaarung zwischen dem Schaltgegenstand und dem Nocken bzw. dessen
Stellfläche führt dazu,
daß zwischen
diesen beiden Elementen nur Normalkräfte senkrecht zur Stellfläche auf
den Stellabschnitt übertragen
werden, die kein Moment erzeugen, und tangential zur Stellfläche verlaufende Kräfte werden
weitgehend minimiert. Als vorteilhaft hat sich dafür eine Werkstoffpaarung
Bronze/Stahl bzw. Messing/Stahl erwiesen, die bei guten Gleiteigenschaften
eine hohe Bauteilfestigkeit erlaubt (Anspruch 8).
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Die
Ausgestaltung der Vorrichtung zur Waffensicherung gemäß Anspruch
9 in Verbindung mit den Ansprüchen
10–12
betreffen Ausgestaltungen des Verriegelungselements, die die Krafteinwirkung auf
den Stellabschnitt des Schaltelements auf der einen Seite verringern,
auf der anderen Seite aber eine einwandfreie Funktion der Abzugsmechanik
bei entsicherter Waffe sicherstellen. Anspruch 14 betrifft ein alternatives
Schaltelement, welches ein axial belastbares Sperrstück aufweist,
das durch seine exzentrische Gestaltung in einer Schaltstellung
am Verriegelungselement angreift und dieses blockiert, während es
in einer anderen Schaltstellung das Verriegelungselement freigibt.
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Nach
Anspruch 15 sind die Ausnehmungen in der Abzugsstange und die Klinkengestalt
so aufeinander abgestimmt, daß auch
bei gespanntem Schlaghebel kein Auslösen der gesperrten Waffe möglich ist,
d.h. daß die
Abzugsstange keine Wirkung vom Abzug auf die Schlaghebelmechanik
zur Entriegelung ausüben
kann.
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Die
Weiterbildungen gemäß den Ansprüchen 16–22 betreffen
die Ansteuerung des Schaltelements mit einem Schaltimpuls, der über eine
Kennungsidentifizierung bzw. einen Kennungsaustausch erfolgt. Dabei
können
gemäß Anspruch
17 Pin-Codes, biometrische Daten, Licht-, Schall- oder Funksignale
verwendet werden. Die Ansprüche
18–22
betreffen dabei solche Gestaltungen, bei denen ein Transponder für den Kennungsaustausch
verwendet wird. Dieser kann gemäß Anspruch
19 in der Waffe selbst angeordnet werden und gemäß Anspruch 20 eine gemeinsame
Stromversorgung mit dem Schaltelement aufweisen, beispielsweise
eine Batterie. Er kann aber auch gemäß Anspruch 21 und 22 einem Schützen zugeordnet
sein, wobei die Kennungsidentifizierung in der Waffe selbst über ein
Schreib/Lesegerät
erfolgt. Der Transponder wird gemäß Anspruch 22 in einem Gegenstand
mitgeführt,
den der Schütze üblicherweise
bei sich oder an sich trägt
(Ring, Uhr, Kleidung, Ausrüstung,
Implantat, etc.).
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nun anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert, in
denen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Waffensicherung ist, in der die Erfindung
verwendet werden kann;
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2 eine
vergrößerte, schematische
Darstellung eines erfindungsgemäßen Schaltelements zeigt,
das als Element der Waffensicherung verwendbar ist;
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3 eine
schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Waffensicherung mit gesperrtem
Verriegelungselement zeigt, in der das Stellelement nach 2 verwendet
wird;
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4 die
Waffensicherung nach 3 zeigt, bei der das Verriegelungselement
vom Stellelement freigegeben ist;
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5 die
Waffensicherung nach 3 mit einem alternativen Stellelement
darstellt.
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Anhand
von 1 wird eine Umgebung beschrieben, in der eine
erfindungsgemäße Sperrmechanik
zur Waffensicherung verwendet werden kann. Die schematische Darstellung
zeigt eine Freigabeeinrichtung 1 mit einer Steuerung 2,
wobei die Steuerung Kennungsspeicher 3 und 4 aufweist,
deren Funktion weiter unten erläutert
wird. Zusätzlich
ist die Steuerung 2 mit einer Antenne 5 versehen, über die Signale
abgegeben und empfangen werden, die von der Steuerung 2 erzeugt
bzw. verarbeitet werden. Die Waffe 6 weist eine Waffenkennung 7 auf
und ist mit einer Sicherungseinrichtung 8 versehen, welche über ein
Schalt- oder Stellelement 9 in die Mechanik (nicht dargestellt)
der Waffe eingreift. Die Waffenkennung 7 befindet sich
auf einem Kennungsträger 10,
der durch den Dreifachrahmen angedeutet wird. Auch die Sicherungseinrichtung 8 ist
mit einer Antenne 13 zur Abgabe bzw. zum Empfang von Signalen
verbunden. Die gestrichelte Verbindungslinie zwischen Antenne 13 und
Sicherungseinrichtung 8 deutet an, daß diese Ausstattung optional
ist. Alternativ kann der Signalaustausch auch über die Antenne des als Transponder
ausgebildeten Kennungsträgers 10 erfolgen. Der
Waffenkennungsträger 10 und
die Sicherungseinrichtung werden über eine Stromversorgung 14 mit
Energie versorgt. Auch hier deuten die gestrichelten Linien zur
Waffenkennung an, daß der
Kennungsträger 10 nur
optional über
die Stromversorgung 14 mit Energie versorgt wird. Auch
eine Energieaufnahme über
die Signalenergie ist möglich.
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Zusätzlich ist
noch eine Benutzerkennung 11 dargestellt, die sich auf
einem weiteren Kennungsträger 12 befindet,
der ebenfalls als sog. Transponder mit eigener Sende- und Empfangsantennen
ausgebildet ist.
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Geeignete
Transponder für
das erfindungsgemäße System
sind z.B. RFID-Datenträger
mit Speicherfunktion. Sie können
als einfache Read-Only-Transponder bis hin zu Transpondern mit ausgeklügelten kryptographischen
Funktionen ausgestaltet sein. Transponder mit Speicherfunktion enthalten
im Grundaufbau einen Speicher (z.B. ein RAM, ROM, EEPROM oder FERAM)
und ein HF-Interface zur Energieversorgung und Kommunikation mit
dem Schreib-/Lesegerät.
Dabei bildet das HF-Interface die Schnittstelle zwischen dem Übertragungskanal vom
Lesegerät
zum Transponder und den digitalen Schaltungselementen des Transponders
selbst. Es entspricht im Prinzip dem klassischen Modem (Modulator-Demodulator),
wie es auch zur analogen Datenübertragung über Telefonleitungen
eingesetzt wird. Das HF-Interface
des Transponders verfügt über einen
Last- oder Backscattermodulator (oder andere Verfahren, z.B. Frequenzteiler),
welcher durch die digitalen Sendedaten angesteuert wird, um Daten
an das Lesegerät
zurückzusenden.
Passive Transponder, also Transponder ohne eigene Spannungsversorgung
werden über
das HF-Feld des Schreib-Lese-Geräts
mit Energie versorgt. Dabei entnimmt das HF-Interface der Transponderantenne Strom
und stellt diesen gleichgerichtet dem Chip als geregelte Versorgungsspannung
zur Verfügung.
Die Transponder können
mit eigenen Mikroprozessoren versehen sein, welche die Datenübertragung
von und zum Transponder, die Ablaufsteuerung von Kommandos, die
Dateiverwaltung und kryptographische Algorithmen ausführen.
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Es
ist auch möglich,
Transponder mit Sensorfunktionen auszustatten, so daß beispielsweise Temperatur,
Feuchte, Schock, Beschleunigung oder andere physikalische Größen im Transponder
aufgezeichnet werden können
und von einem Schreib-/Lesegerät
ausgelesen werden können.
Es ist so z.B. möglich
für Waffen
kritische Betriebsgrößen zu erfassen.
So können
bei spielsweise maximal erreichte Temperaturen eines Waffenrohres
aufgezeichnet werden oder auch die abgegebene Schußzahl. Die Erfassung
solcher Größen erlaubt
es, die Waffenfreigabe zusätzlich
betriebsabhängig
zu steuern. Die Waffe wird z.B. nach einer bestimmten Schußzahl oder
beim Erreichen einer Grenztemperatur gesperrt.
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Zum
Einbau von Transpondern in eine metallische Umgebung sind Glastransponder
verwendbar, deren Spule auf einen hochpermeablen Ferritstab (Ferritantenne)
gewickelt sind. Bei einem Einbau in eine längliche Vertiefung der Metalloberfläche kann der
Transponder problemlos ausgelesen werden. Selbst die Abdeckung einer
solchen Anordnung mit einem Metalldeckel ist möglich, wenn diese mit einem
schmalen Spalt dielektrischen Materials (Lack, Kunststoff) zwischen
den beiden Metallflächen
befestigt wird. Damit können
die parallel zur Metalloberfläche
verlaufenden Feldlinien über
den dielektrischen Spalt in den Hohlraum eintreten, so daß der Transponder
gelesen werden kann. Auch sog. Disk-Tags (scheibenförmige Transponder)
können
zwischen Metallplatten eingebettet werden. Dazu werden die Ober-
und Unterseite der Tags mit Metallfolien aus hochpermeablem amorphen
Metall aufgebracht, die jeweils nur eine Hälfte des Tags abdecken, so
daß am
Spalt zwischen den beiden Teilfolien ein magnetischer Fluß durch
die Spule des Transponders entsteht, so daß dieser auslesbar ist.
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Zur
Montage in nicht-metallische Körper
gibt es eine Vielzahl flacher, stabförmiger oder anderer Transponderbauformen,
die auf-/eingeklebt, eingegossen, eingeschraubt werden können oder
die so flach ausgeführt
sind, daß sie
sogar entlang der Oberflächen
aufgebracht werden können.
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Die
Waffenfreigabe läuft
bei einer Waffensicherung gem. 1 so ab:
Die Steuerung 2 sendet über
die Antenne 5 ein globales Steuersignal 15 aus. Dieses
Steuersignal wird entweder waffenseitig über die Antenne 13 der
waffenseitigen Sicherungseinrichtung 8 aufgenommen oder
direkt vom die Kennung 7 tragenden Transponder 10.
In Reaktion auf das globale Steu ersignal sendet der Transponder 10 ein
die Waffenkennung 7 umfassendes Kennungssignal 16 an
die Freigabeeinrichtung 1 zurück, die dieses über die
Antenne 5 empfängt
und in die Steuerung 2 überträgt. In der
Steuerung 2 wird eine Vergleichsoperation durchgeführt, ob
die übermittelte Waffenkennung 7 mit
einer im Kennungsspeicher 3 aufgezeichneten Kennung übereinstimmt.
Wenn dies der Fall ist, übermittelt
die Steuerung 2 wiederum über die Antenne 5 ein
Freigabesignal 17 über
die Antenne 13 oder den Transponder 10 an die
Sicherungseinrichtung 8. Das Stellelement 9 greift
zur Freigabe in die Waffenmechanik ein, um diese zu entsperren.
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Das
Stellelement 9 ist als elektromechanisches Schaltelement
ausgeführt,
welches in die Abzugsmechanik eingreift. Dabei kann z.B. die Abzugsstange
blockiert oder freigegeben werden bzw. am Abzugsbügel oder
Abschlag ein- oder ausgehängt werden.
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In
einer weiteren Ausbaustufe wird zusätzlich zur Waffenkennung 7 eine
Benutzerkennung 11 abgefragt. Diese Benutzerkennung kann
ebenfalls in einem Transponder 12 eingespeichert sein,
den ein Benutzer der Waffe 6 bei sich trägt. In diesem
Fall löst
das globale Steuersignal die Übermittlung
des die Benutzerkennung umfassenden Kennungssignals 18 an
die Freigabeeinrichtung 1 aus, das von letzterer über die
Antenne 5 an die Steuerung 2 übermittelt wird. Hier wird
die übersendete
Benutzerkennung dann mit einer im Benutzerkennungsspeicher 4 enthaltenen
Benutzerkennung verglichen. Das Freigabesignal 17 wird
bei kombinierter Abfrage der Waffen- und der Benutzerkennung 7, 11 nur
ausgesendet, wenn beide Kennungen in den jeweiligen Speichern 3, 4 vorhanden
sind. Auf diese Weise können bestimmte
Waffenkennungen bestimmten Benutzern zugeordnet werden. Das heißt: Nicht
jeder Benutzer kann jede Waffe verwenden. Die Freigabeeinrichtung kann
zur Pflege der Kennungsdaten mit einem Eingabegerät 19 bzw.
mit einem Lesegerät 20 versehen werden.
Im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
ist der Daten- bzw. Signalaustausch über Funk beschrieben. Die Daten
zwischen Freigabeeinrichtung 1 und Waffe 6 bzw.
Benutzerkennungsträger 10, 12 können auch
optisch, akustisch, über
Leitungen oder auf andere geeignete Weise übertragen werden.
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2 zeigt
eine Ausführung
des Stell- oder Schaltelements 9 aus 1 in
einer schematischen Darstellung. Es umfaßt einen Grundkörper 30,
der über
zwei Befestigungslaschen 31 an oder in einer Waffe 6 befestigt
werden kann. Der Grundkörper 30 trägt zwei
Einfachhub-Selbsthaltemagnete 32, 33, die jeweils
einen Anker 34, 35 aufweisen, welche innerhalb
einer Spule 36, 37 angeordnet sind. Die Spulen 36, 37 sind
jeweils an einem Ende durch einen Permanentmagneten 38, 39 verschlossen.
An die Spulen kann über
die Zuleitungen 40, 41 ein Steuerstrom angelegt
werden. Je nach Polung der angelegten Spannung kann jeder Einfachhub-Selbsthaltemagnet 32, 33 eine
Hubanfangslage oder eine Hubendlage einnehmen. In 2 ist
der Einfachhub-Selbsthaltemagnet 32 in der Hubanfangslage
und der Einfachhub-Selbsthaltemagnet 33 in der Hubendlage dargestellt.
Die Hubbewegung von der Hubanfangslage in die Hubendlage erfolgt
durch elektromagnetische Kraftwirkung. In der Hubendlage wird bei
ausgeschaltetem Strom der Anker 35 durch den eingebauten
Permanentmagneten 39 gehalten. Die Rückstellung in die Hubanfangslage
erfolgt hier durch den Einfachhub-Selbsthaltemagneten 32, welcher über die
Schaltwippe 42 mit dem Magneten 33 gekoppelt wird.
Bei der Aktivierung des Magneten 32 wird der Permanentmagnet 39 durch
einen negativen Stromimpuls am Magneten 33 neutralisiert,
der Magnet 32 wird durch eine entsprechende Erregung der
Spule 36 so aktiviert, daß der Anker 34 in
die Spule 36 hineingezogen wird (in die Hubendlage) und
dort über den
Permanentmagneten 38 in der entsprechenden Endlage gehalten
wird.
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Die
Schaltwippe 42 ist zwischen den Ankern 34 und 35 angeordnet
und um eine Drehachse 43 schwenkbar. Diese Drehachse 43 ist
senkrecht zu den parallel verlaufenden Ankerachsen 44, 45 angeordnet.
Die Drehachse 43 wird im Ausführungsbeispiel durch einen
Lagerzapfen 46 definiert, auf dem die Schaltwippe 42 mit
einer entsprechenden Öffnung
sitzt. Die Anker 34, 35 der Einfachhub-Selbsthaltemagnete 32, 33 greifen
an den Enden 47, 48 der Schaltwippe 42 an.
An jedem Ende 47, 48 ist jeweils ein Gabelkopf
angeordnet, den ein verjüngter
Abschnitt 49, 50 des jeweiligen Ankers 34, 35 durchsetzt,
wobei ein pilsförmiges
Ende 49, 50 die jeweilige Stellkraft auf das entsprechende
Gabelende 47, 48 überträgt. Die Kraftabnahme erfolgt
dabei in Richtung der Ankerachsen 44, 45.
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Die
Schaltwippe 42 weist einen Schaltnocken 53 auf,
der an seinem oberen Ende eine Stellfläche 54 umfaßt. Die
Stellfläche 54 verläuft dabei konzentrisch
zur Drehachse 43, dadurch werden normal zur Stellfläche übertragene
Kräfte
ausschließlich durch
die Drehachse 43 geleitet, so daß diese kein Schaltmoment auf
die Schaltwippe 42 ausüben.
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Die
Schaltwippe 42 selbst ist so gestaltet, daß die Drehachse 43 durch
deren Masseschwerpunkt verläuft.
Dadurch bewirken auf die Schaltwippe 42 einwirkende Linearbeschleunigungen
kein Schaltmoment. Das Gleiche gilt für das Ankerpaar 34, 35, die
mit dem gleichen Hebelarm an den Enden 47, 48 der
Schaltwippe angreifen und bei auf die Anker wirkenden Beschleunigungen
kein Drehmoment auf die Schaltwippe ausüben, da sich die induzierten
Kräfte gegenseitig
neutralisieren. Das ganze Schaltelement 9 ist damit dynamisch
ausgewogen und beschleunigungsstabil.
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Die
parallele Anordnung der Selbsthaltemagneten 33, 34 erlaubt
eine sehr starke Miniaturisierung, so daß die Höhe H des Schaltelements ca. 16–20 mm,
die Breite B 8–12
mm und die Stärke
T in Richtung der Drehachse 43 gesehen etwa 6 mm betragen.
Die Haltekraft des Permanentmagneten liegt im Bereich von 0,01 bis
0,03 Newton. Die Schaltspannung beträgt zwischen 2,0 und 4,2 VDC.
Die quer zum Lagerzapfen 46 auf die Stellfläche 54 wirkende
Normalkraft kann bis zu 100 Newton betragen. Diese Kraft kann erhöht werden,
wenn der die Schaltwippe 42 tragende Lagerzapfen 46 an
beiden Enden unterstützt
wird.
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3 zeigt
die Funktion des Schaltelements 9 an einer Waffensicherung
in einer Pistole. Der Schaltnocken 53 wirkt auf ein Verriegelungselement 55,
an dem eine Klinke 56 ausgebildet ist, die in eine entsprechende
Ausnehmung 57 an einer Abzugsstange 58 eingreift.
Die Abzugsstange 58 ist Teil einer Abzugsmechanik, die
eine auf den Abzug 59 wirkende Abzugskraft F auf den Schlaghebel 60 überträgt. Das
Verriegelungselement 55 ist dabei über eine Schenkelfeder 61 schwenkbar
in einem Haltestück 62 angeordnet,
welches mit der Waffe selbst verbunden ist. In der dargestellten
Schaltstellung unterstellt der Schaltnocken 53 das Verriegelungselement 55,
welches mit seiner Klinke 56 in die Ausnehmung 57 eingreift
und die Abzugsstange 58 blockiert. Die auf den Abzug 59 ausgeübte Kraft
F wirkt damit nicht auf den Schlaghebel 60. Der Schlaghebel 60 kann
nicht gespannt werden oder, wenn er sich in einer gespannten Stellung
befindet (nicht dargestellt), nicht über eine entsprechende Auslöseklinke
freigegeben werden. Die Waffe kann nicht betätigt werden.
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4 zeigt
die Abzugsmechanik in einer Stellung bei freigegebenen Verriegelungselement 55 kurz
bevor der Schlaghebel 60 auf den nicht dargestellten Schlagbolzen
trifft. Das Schaltelement 9 befindet sich in einer zweiten
Schaltstellung, in der der Schaltnocken 53 das Verriegelungselement 55 freigibt.
Durch die am Abzug 59 ausgeübte Kraft wird die Abzugsstange 58 nach
vorne gezogen. Durch die entsprechend schräge Ausbildung der Ausnehmung 57 und
der Klinke 56 wird dabei das Verriegelungselement 55 gegen
die Federkraft nach unten gekippt. Dabei gleitet die Klinke 56 aus
der Ausnehmung 57 heraus und an der Abzugsstange 58 entlang.
Am Schlaghebel-seitigen Ende der Abzugsstange 58 befindet
sich eine Mitnehmernase 63, die in bekannter Weise in eine
entsprechende Ausnehmung am Schlaghebel 60 eingreift, diesen
spannt, und aus der Ausnehmung 64 hinaus gleitend freigibt,
so daß der Schlaghebel 60 auf
den Schlagbolzen auftrifft, der dann wiederum die Patrone in bekannter
Weise zündet.
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Das
Schaltelement 9 ist mit seinem Schaltnocken 53 so
zum Verriegelungselement 55 angeordnet, daß dieses
nur senkrecht auf die Stellfläche 54 wirkt.
Dadurch kann in verriegeltem Zustand das Verriegelungselement 55 keinen
Umschaltvorgang auslösen.
Das heißt
auch eine hohe Abzugskraft F genügt
nicht, um das Schaltelement 55 zu entriegeln bzw. zu zerstören. Die
auf die Stellfläche 54 wirkende Normalkraft
wird dabei durch folgende Maßnahmen reduziert.
Zum einen kann die Schenkelfeder 61 so eingestellt werden,
daß schon
zum Ausrücken
der Klinke 56 aus der Ausnehmung 57 eine erhebliche Abzugskraft
erforderlich ist. Zusätzlich
kann durch eine entsprechende Gestaltung der Ausnehmung und der
Klinke eine einstellbare Reibungskomponente erzeugt werden, die
die auf die Stellfläche 54 wirkende
Normalkraft weiter reduziert. Die auf die Stellfläche 54 wirkende
Fläche
des Verriegelungselements 55 ist so gestaltet, daß zwischen
Schaltnocken 53 und Verriegelungselement 55 auftretende
Gleitkräfte
minimiert werden, d.h. es besteht eine reibungsarme Gleitpaarung,
so daß auch
bei belastetem Abzug 59 der Schaltnocken aus dem Eingriff
mit dem Verriegelungselement geschaltet werden kann. Dies kann durch
entsprechende Materialwahl unterstützt werden, beispielsweise
indem der Schaltnocken 53 aus Messing oder Bronze und das
Verriegelungselement 55 aus Stahl hergestellt ist. Andere
geeignete Werkstoffpaarungen sind ebenfalls möglich, z.B. Kunststoff/Metall,
Keramik/Metall. Auch die Reibung verringernde Beschichtungen sind
möglich.
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Die 5 und 6 zeigen
ein alternatives Schaltelement 9, welches aus einem Drehmagneten 65,
einem Getriebe 66 und einem Sperrstück 67 gebildet wird.
Das obere Ende des zylindrischen Sperrstücks 67 ist schräg zur Zylinderachse
abgeschnitten und weist eine asymmetrische Ausnehmung 68 auf, die
beispielsweise ausgefräst
wird. Das obere Ende des Sperrstücks 67 weist
damit einen Abschnitt 69 auf, der in einer ersten Schaltstellung,
die in 5 dargestellt ist, das Verriegelungselement 55 untersetzt,
so daß dieses
in der Ausnehmung 57 an der Abzugsstange 58 fixiert
ist. Eine Schußabgabe
ist nicht möglich. 6 zeigt
eine zweite Schaltstellung, in der das Sperrstück 67 um 180° gedreht
ist, und das Verriegelungselement 55 in die Ausnehmung 68 hineinragt.
In dieser Schaltstellung kann der Abzug betätigt werden und ein Schuß über die
Abzugsstange 58 ausgelöst
werden. Die Belastung des Sperrstücks 67 erfolgt weitgehend
in Richtung der Drehachse des Drehmagneten 65.
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In
weiteren nicht dargestellten Ausführungen kann das Sperrstück 67 bzw.
der Schaltnocken 53 auch direkt an der Abzugsstange 58 angreifen,
so daß auf
das Verriegelungselement 55 verzichtet werden kann.
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Es
gibt auch Ausführungen
(nicht dargestellt), bei denen der Drehmagnet 65 durch
einen Mikromotor ersetzt wird, der über ein entsprechendes Getriebe
die Drehbewegung des Motors in eine Linearbewegung umsetzt. Dabei
kann ein entsprechendes Sperrstück
so an der Abzugsstange angreifen, daß diese nach unten aus dem
Eingriff mit dem Schlaghebel herausgezogen wird, so daß sich eine Abzugsbetätigung nicht
auf den Schlaghebel auswirkt. In einer anderen Ausführung kann
die Abzugsstange über
ein solches Schaltelement auch an der Abzugsseite ein- bzw. ausgehängt werden.
Das Sperrstück
kann dabei über
eine Kulissenführung oder über ein
mehrgliedriges Koppelgetriebe mit der Abzugsstange verbunden sein.
In weiteren Ausgestaltungen können
die Schaltelemente auch an anderen Stellen der Abzugsmechanik eingreifen,
z.B. können
sie direkt am Abzug 59, dem Schlaghebel 60 oder
anderen Elementen, die zur Schlaghebelmechanik gehören, wirken.
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Es
gibt auch Ausführungen
(nicht dargestellt), bei denen so ein linear geführtes Sperrstück in seiner
Verriegelungsstellung die Abzugsstange 58 bzw. das Verriegelungselement 55 untersetzt
und so die Waffe sperrt und einer Entriegelungsstellung Abzugsstange 58 bzw.
Verriegelungselement 55 freigibt und damit die Waffe entsperrt.
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Die
Schaltelemente können
auch zusätzlich mit
einem Positionsgeber versehen sein, der ein der Schaltstellung entspre chendes
Signal erzeugt, welches von einer externen Aktivierungseinrichtung
erkannt wird, so daß überprüft werden
kann, in welcher Schaltstellung (Sicherungszustand) sich das Schaltelement
befindet. Ein Freigabesignal bzw. ein Sicherungssignal kann dann
wiederholt werden, wenn sich beispielsweise das Schaltelement nicht
auf Anhieb in die gewünschte
Lage stellen ließ.
Es ist auch möglich,
an der Waffe eine Anzeige vorzusehen, die den Sicherungszustand
angibt (optisch oder akustisch wahrnehmbar bzw. tastbar). Das Schaltelement selbst
ist mit einer in den 4–6 nicht
dargestellten Steuerung verbunden, die ebenfalls in der Waffe untergebracht
ist.