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Hintergrund
der Erfindung
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Die Erfindung betrifft allgemein
ein Munitionsvorrat-Anzeigesystem, insbesondere ein eingebautes, unabhängiges Magazin
für eine
Feuerwaffe, welches die Anzahl der im Magazin enthaltenen Patronen
zuverlässig
exakt anzeigt, sowie ein Waffensystem, bestehend aus dem Magazin
und einer Feuerwaffe.
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Bei den modernen Hochleistungsfeuerwaffen
ist es zunehmend schwierig geworden zu wissen, wieviel Patronen
noch zum Abschuss zur Verfügung
stehen. Andererseits ist es von zunehmender Bedeutung für das Überleben
von Polizisten, Sicherheitskräften
und Militärs
genau zu wissen, wieviel Schuss noch verfügbar sind. Diese Kenntnis ermöglicht es
der Amtsperson, ihre Patronen effizient zu verwenden, was die Chancen auf
rechtzeitiges Nachladen und damit die Überlebenschancen erhöht. Zwar
sind bereits Munitionsladesysteme mit Mitteln zum Anzeigen der in
der Feuerwaffe noch verfügbaren
Anzahl Schuss entwickelt worden, jedoch weisen die bisherigen Systeme
zahlreiche Nachteile auf.
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Grundsätzlich ist für die bekannten
Systeme eine bestimmte Feuerwaffe erforderlich, in die die speziellen
Komponenten zum 1. Messen einer Entladung der Feuerwaffe, 2.
Berechnen der Anzahl der verbliebenen Patronen und 3. Anzeigen
der Anzahl der verbliebenen Patronen als Teil derselben eingebaut
sind. Selbst wenn diese in eine Qualitätsfeuerwaffe eingebaut sind,
haben sie oft einen nachteiligen Einfluss auf die Gesamtbilanz,
die Handhabung (d. h. aus dem Holster ziehen und zurückstecken)
und die Ästhetik
der Feuerwaffe und verringern die Zuverlässigkeit wegen der größeren Komplexität der Waffe.
Die verringerte Zuverlässigkeit
erhöht
die Möglichkeit
einer Fehlfunktion der Feuerwaffe. Außerdem sind diese Systeme nicht
kosteneffizient und machen es erforderlich, auf ein bekanntes Modell
zugunsten eines aktualisierten Modells mit den erwähnten Komponenten
zu verzichten. Oder es ist eine umfangreiche, kostspielige Nachrüstung erforderlich, welche
nicht die mit der Massenfertigung verbundene Qualität aufweist.
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Die US-Patente 5,406,730, 5,142,805
und 5,052,138 sind ein paar Beispiele für Feuerwaffen, die über ein
Anzeigemittel zum Anzeigen der in der Waffe noch verfüg baren Geschosse
verfügen.
Nach dem US-Patent 5,406,730 wird ein Schalldruckschalter, beispielsweise
ein piezoelektrisches Element, verwendet, um die Abgabe eines Schusses
aus der Feuerwaffe zu erfassen. Vor dem Abfeuern des ersten Schusses
muss der Benutzer die Anzahl der geladenen Geschosse eingeben. Eine
solche Eingabe kann bei hoher Stressbelastung, wie sie beispielsweise
von Polizeikräften
immer häufiger
erfahren wird, nicht machbar sein.
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Das US-Patent 5,142,805 offenbart
ein ähnliches
Waffensystem wie das Patent '730.
Das Patent 5,142,805 offenbart eine Feuerwaffe, die statt eines
Schalldruckschalters einen Schlittenmechanismus verwendet, um die
nach dem Feuern noch vorhandene Anzahl Geschosse zu berechnen. Die
Feuerwaffe gemäß dem Patent '805 weist die gleichen
Nachteile auf wie die oben in Bezug auf das Patent '730 erörterten.
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Das US-Patent 5,052,138 offenbart
ein Waffensystem, bei dem eine Zähleinrichtung
in einem Magazin vorgesehen ist, das in den Magazinschacht einer
Feuerwaffe geladen werden kann. Die anfängliche Anzahl der in die Feuerwaffe
geladenen Geschosse wird vom Magazin an die Feuerwaffe übermittelt,
und bei Bewegung des Schlittens der Feuerwaffe wird jeweils ein
Geschoss abgezogen. Dann wird die verbliebene Anzahl von Geschossen
von einer seitlich an der Feuerwaffe angebrachten Anzeigeeinrichtung
angezeigt. Das Patent '138
offenbart mehrere Schalter, die auf einer Achse innerhalb des Magazins
angebracht sind. Auf dem Weg des Magazinzubringers (trägt die Patronen)
durch das Magazin werden aufeinanderfolgende Schalter ausgelöst (überbrückt), wobei
das Auslösen
der Schalter mit der Anzahl der im Magazin vorhandenen Patronen
korreliert wird. Beim Abfeuern eines Schusses wird die Anfangszahl
durch die Schlittenbewegung beim Abfeuern jeweils zurückgezählt.
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Obwohl das Magazin selbst die Anzahl
der ursprünglich
in die Waffe geladenen Patronen berechnet, verlangt das System eine
Integration in die Feuerwaffe, insbesondere mit Sensoren für den Schlitten
der Feuerwaffe, um Patronen von der vom Magazin vorgegebenen Anfangszahl
abzuziehen. Das Magazin ist keine selbständige Einheit, sondern es muss
mit einer bestimmten Feuerwaffe zusammen benutzt werden. Außerdem sind
die im Inneren des Magazins vorgesehenen Schalter ziemlich ungenau
und unzuverlässig.
Insbesondere kann das Magazin nicht unterscheiden zwischen einer
Aufwärts-
und einer Abwärtsbewegung
des Zubringers, und es kann die relative Position des Zubringers
nicht berechnen, d. h. das Magazin selbst kann die Anzahl der Patronen
beim Entladen, sei es durch manuelles Entladen oder durch Abfeuern
der Waffe, nicht zurückzählen. Wenn
also Patronen in das Magazin geladen und dann vor Einsetzen des
Magazins in die Feuerwaffe manuell wieder herausgenommen werden,
erfasst das Magazin nicht die korrekte Anzahl, und diese nicht korrekte
Anzahl wird dann an die Feuerwaffe weitergegeben. Der Benutzer kann
sich also nicht unbedingt auf die von der Feuerwaffe angezeigte
Anzahl von Patronen verlassen und begibt sich möglicherweise unwissentlich
in eine gefährliche
Situation.
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Andere bekannte Munitionsvorrat-Anzeigesysteme
verwenden relativ einfache mechanische Zähleinrichtungen, die im allgemeinen
durch den Griff der Feuerwaffe zu sehen sind. Beispielsweise können durch
ein Fenster im Handgriff einer Feuerwaffe Markierungen und der Zubringer
zu sehen sein, was es dem Benutzer ermöglicht, die Anzahl der verbleibenden
Patronen unmittelbar zu sehen bzw. durch die Position des Zubringers
relativ zu den Markierungen zu erkennen. Solche mechanische Systeme
erfordern jedoch im allgemeinen einen Umbau der Feuerwaffe, was
nicht wünschenswert
ist. Außerdem
sind die Markierungen im allgemeinen seitlich am Handgriff der Feuerwaffe
angebracht, so dass die verbleibenden Patronen nach wiederholtem
Abfeuern, insbesondere unter großer Stressbelastung, nicht
leicht zu sehen sind. Außerdem
lassen sich in diese mechanischen Systeme Weiterentwicklungen in
Form moderner elektronischer Systeme, welche die dem Benutzer zur
Verfügung
gestellten Informationen wesentlich erweitern, um Sicherheit, Wirksamkeit
usw. des Munitionsvorrat-Anzeigesystems und die Handhabung der Feuerwaffe
zu maximieren, nicht integrieren. Beispiele für bekannte Systeme finden sich
in den US-Patenten 5,519,953, 5,206,444 und 2,828,568.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung,
ein unabhängiges
Magazin für
eine Feuerwaffe zur Verfügung
zu stellen, das alle wesentlichen Elemente zum Berechnen und Anzeigen
der Anzahl der darin enthaltenen Patronen aufweist, wenn diese Anzahl
sich durch das Laden oder Entladen ändert. Das Magazin überwindet
die Nachteile des Standes der Technik und arbeitet exakt und zuverlässig unter
allen Witterungsbedingungen; außerdem
kann es nachträglich
in jede Feuerwaffe eingebaut werden, die ein Magazin verwendet,
so dass eine vorhandene Feuerwaffe weiterverwendet werden kann und gleichzeitig
die mit der Erfindung bereitgestellten Weiterentwicklungen genutzt
werden können.
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Die Erfindung wurde entwickelt, um
eine kostengünstige
Alternative zu bekannten Munitionsvorrat-Anzeigesystemen bereitzustellen.
Außerdem
wurde die Erfindung entwickelt, um ein relativ flexibles und benutzerfreundliches
Anzeigesystem bereitzustellen. Die Erfindung liefert dem Benutzer
entscheidende Informationen, um seine Fähigkeit, Schutz zu geben und
zu überleben,
zu maximieren. Ferner erlaubt es die Erfindung dem Benutzer, vor
Entleerung des gerade enthaltenen Magazins ein neues Magazin in
die Waffe einzusetzen.
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Zur Lösung der gestellten Aufgaben
stellt die Erfindung ein Magazin für eine Feuerwaffe bereit, in
welches ein Munitionsvorrat-Anzeigesystem integriert ist und welches
folgendes enthält:
ein Gehäuse
zur Aufnahme mehrerer Patronen, wobei das Gehäuse ein offenes Ende aufweist,
durch das die Patronen geladen und entladen werden; einen Schieber,
der in dem Gehäuse
angeordnet und entlang der Längsachse
des Magazins verschiebbar ist; eine Feder, die den Schieber in Richtung
des offenen Endes mit einer Kraft beaufschlagt, um die Patronen
in Richtung des offenen Endes zu drücken; ein elektronisches Zählmittel,
welches in das Magazin integriert ist, um die Anzahl an Patronen,
die in dem Magazin nach dem Laden der Patronen in das Magazin und
dem Entladen der Patronen aus dem Magazin enthalten sind, zu berechnen;
und ein Anzeigemittel zum Anzeigen der in dem Magazin enthaltenen
Anzahl an Patronen.
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Das elektronische Zählmittel
enthält
vorzugsweise einen Positionssensor zum Erzeugen eines Signals in
Abhängigkeit
von der linearen Position des Schiebers im Magazin, eine Berechnungsschaltung
zum Empfangen des Signals des Positionssensors und Korrelieren dieses
Signals mit der Anzahl von Patronen im Magazin sowie eine Energiequelle,
die dem Positionssensor und der Berechnungsschaltung Energie zuführt. Bei diesem
speziellen Ausführungsbeispiel
ist die Berechnungsschaltung mit dem Anzeigemittel zum Anzeigen der
Anzahl an Patronen verbunden. Die Berechnungsschaltung kann als
programmierbare logische Schaltung, als kundenspezifische integrierte
Schaltung oder als Mikrocontroller ausgeführt sein.
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Es sind zwei spezielle Positionssensoren
entwickelt worden, die nachstehend näher erläutert werden. Im Einzelnen
wurde ein Kabelaufnahmesystem entwickelt, bei dem ein Kabel mit
dem Schieber verbunden und um eine Trommel gewickelt ist, die mit
einer Drehcodiereinrichtung verbunden ist. Die Drehcodiereinrichtung erzeugt
ein Signal, das an die Berechnungsschaltung übermittelt wird, damit eine
Korrelation zwischen der Winkelposition der Trommel in Bezug auf
die Position des Schiebers und damit der Anzahl von Patronen hergestellt
werden kann.
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Es ist eine bevorzugte Ausführungsform
des Positionssensors entwickelt worden, die sich der Telemetrie
bedient. Das Telemeter verwendet eine Quelle von Laser- oder inkohärentem Licht,
die beispielsweise Infrarotlicht oder sichtbares Licht erzeugen
kann. Das Telemeter enthält
einen Emitter, der einen Lichtstrahl auf den Schieber richtet und
einen Punkt auf dem Schieber beleuchtet. Der Lichtpunkt ist der
Gegenstandspunkt. Der Gegenstandspunkt wird durch eine Linse auf
einen Bildpunkt auf dem Positionssensor fokussiert. Durch eine Bewegung
des Schiebers verschieben sich der Gegenstandspunkt und der Bildpunkt.
Die jeweilige Position des Bildpunkts auf dem Positionssensor kann
durch Triangulation mit der absoluten oder der relativen Position
des Schiebers korreliert werden, wobei speziell Quellen von Infrarot-
oder sichtbarem Laserlicht sowie Quellen von inkohärentem Licht
verwendet werden können.
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Das in das Waffensystem integrierte
Anzeigemittel ist vorzugsweise an der Unterseite des Magazins vorgesehen
und so angebracht, dass es während
des Abfeuerns der Waffe zum Benutzer weist und gut zu sehen ist.
Das Anzeigemittel kann insbesondere eine LCD-, eine LED-, eine Vakuumfluoreszenzanzeige
oder eine Elektrolumineszenzanzeige sein, die die Anzahl der im
Magazin enthaltenen Patronen anzeigt. Zusätzlich zur Anzeige der Anzahl
von Patronen kann die Anzeige dem Benutzer noch weitere nützliche
Informationen bereitstellen, etwa den jeweiligen Typ (z. B. Hohlspitzgeschoss,
Vollspitzgeschoss, panzerbrechend usw.) oder die Grains der im Magazin
geladenen Patronen. Diese Angaben können vom Benutzer mit geeigneten
Eingabemitteln eingegeben werden, in der gleichen Weise, wie Daten
in eine LCD-Uhr eingegeben werden, beispielsweise mit einem mit
der Berechnungsschaltung verbundenen Schalter. Die Anzeige wird
vorzugsweise von hinten beleuchtet, beispielsweise von einer LED
oder von einer Glühfaden-,
Leuchtstoff- oder Elektrolumineszenz-Lichtquelle. Diese Merkmale
ermöglichen
es dem Benutzer, mehrere Magazine mit jeweils unterschiedlichen
Patronentypen zu laden und das Magazin entsprechend seinen speziellen
Bedürfnissen
jederzeit zu wechseln.
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Das Magazin enthält vorzugsweise einen Ein/Aus-Schalter,
der beim Einsetzen des Magazins in den Magazinschacht der Feuerwaffe
automatisch gedrückt
wird. Der Ein/Aus-Schalter stellt die Energieverbindung zu den Bauteilen
des Magazins her. Der Ein/Aus-Schalter kann vom Benutzer vor dem
Einsetzen in die Feuerwaffe auch manuell betätigt werden, um die Anzahl
der enthaltenen Patronen festzustellen und weitere Informationen
wie Grains, Patronentyp usw. zu erhalten. Der Ein/Aus-Schalter kann
auch ein nicht mechanischer Schalter sein, beispielsweise ein Zweikontaktstreifen,
dessen Kontakte von einem im Magazinschacht der Feuerwaffe vorhandenen
leitenden Element geschlossen werden.
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Immer wieder kommt es vor, dass der
Benutzer ein gefülltes
Magazin in eine Feuerwaffe einsetzt, in deren Kammer sich bereits
eine Patrone befindet. In diesem speziellen Fall sollte das erfindungsgemäße Magazin
dem Benutzer anzeigen, dass bereits eine Patrone in der Kammer ist.
Beispielsweise kann ein mit siebzehn Patronen gefülltes Siebzehnschussmagazin
in den Magazinschacht einer Feuerwaffe eingesetzt werden, in deren
Kammer sich bereits eine Patrone befindet. Nach Erfassen (beispielsweise
durch einen geeigneten Sensor) der in der Kammer enthaltenen Patrone
zeigt die Anzeige dem Benutzer vorzugsweise an, dass in der Kammer
eine Patrone vorhanden ist. Beispielsweise kann die Anzeige mit
einer auffälligen
Frequenz zwischen der Anzahl der im Magazin enthaltenen Patronen
und der Anzahl der in der Feuerwaffe enthaltenen Patronen hin- und
herspringen, d. h. zwischen siebzehn und achtzehn. Dabei wird vorzugsweise
fünf Sekunden
lang jeweils einmal pro Sekunde siebzehn und einmal pro Sekunde
achtzehn angezeigt, woraufhin die Anzeige zur Anzeige der aktuell
im Magazin enthaltenen Patronen-siebzehn-übergeht und die Anzahl der
Patronen im Magazin ohne Berücksichtigung
der Patrone in der Kammer zurückzählt. Diese
spezielle Funktion soll den Benutzer auf die Möglichkeit hinweisen, dass nach
Einsetzen eines gefüllten
Magazins bereits eine Patrone in der Kammer enthalten sein kann.
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Bei einer bestimmten Ausgestaltung
der Erfindung kann das Magazin zwischen dem Zustand, dass es in
die Pistole eingeschoben ist, und dem Zustand, dass es nicht in
die Pistole eingeschoben ist, unterscheiden. Das Magazin kann insbesondere
drei Zustände
aufweisen, nämlich
den Zustand außerhalb
der Pistole, den Zustand innerhalb der Pistole mit offenem Verschluss
und den Zustand innerhalb der Pistole mit geschlossenem Verschluss.
In den beiden erstgenannten Zuständen
weist der Schie ber bei einer gegebenen Anzahl von Patronen praktisch
dieselbe Position auf. In dem in die Pistole eingesetzten Zustand
bei geschlossenem Verschluss jedoch werden die Patronen im Magazin
verschoben, d. h. weiter in das Magazin gedrückt. Im oberen Bereich des
Magazins kann ein geeignetes Schaltelement vorgesehen werden, um
eine Unterscheidung zwischen dem Zustand „in Pistole eingesetzt/Verschluss
geschlossen" und
den beiden anderen Zuständen
zu ermöglichen.
In diesem Fall enthält
die Berechnungsschaltung eine geeignete kodierte Information, auf
die sie durch ein Signal vom Schaltelement in der Position „Magazin
eingesetzt/Verschluss geschlossen" Zugriff erhält, so dass stets die richtige
Anzahl angezeigt wird.
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Es ist besonders hervorzuheben, dass
entsprechend der Erfindung die Zählung
stets angepasst wird, wenn eine Patrone entfernt wird, sei es durch
manuelle Herausnahme, sei es durch Abfeuern. Diese spezielle Funktion
wird durch Verwendung des Positionssensors ermöglicht, der immer dann, wenn
das Magazin in der „Ein"-Position ist, die
absolute Position des Schiebers feststellen kann. Im Gegensatz dazu
kann das Magazingemäß dem US-Patent
5,052,138 (bereits erwähnt)
die Anzahl der im Magazin noch vorhandenen Patronen nicht genau
feststellen, wenn Patronen manuell entnommen werden. Eine exakte
Zählung
ist nur dann gewährleistet,
wenn das Magazin durch Feuern entleert wird.
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Zweckmäßigerweise zeigt das erfindungsgemäße Magazin
dem Benutzer einen niedrigen Füllstand an,
beispielsweise wenn es nur noch höchstens fünf Patronen enthält. Die
Anzeige kann dazu mit einer auffälligen
Frequenz blinken, wenn der geringe Füllstand erreicht ist. Ein geringer
Füllstand
kann auch durch die Farbe der Beleuchtung, einen Ton (für Wettschießen) oder
durch Vibration angezeigt werden. Wenn alle Patronen aus dem Magazin
entfernt sind, kann die Anzeige „CC" anzeigen, was „Kammer prüfen" bedeutet.
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Die Berechnungsschaltung kann auch
Datum und Uhrzeit aufzeichnen, zu denen eine Patrone das Magazin
verlassen hat, ebenso wie die Lage des Magazins bei Entfernung der
Patrone (in Waffe eingesetzt oder nicht in Waffe eingesetzt, Neigung,
Roll, Gieren, Kompassausrichtung) und Datum und Uhrzeit des Einsetzens
des Magazins in den Magazinschacht der Waffe. Diese Angaben können bei
der Rekonstruktion der Feuerfolgen und der Verbrechensszenen zu
einem späteren
Zeitpunkt hilfreich sein. Die aufgezeichneten Daten können zu
einem späteren
Zeitpunkt abgefragt werden. Diese speziellen Funktionen können bei
Einsätzen zur
Durchsetzung des Rechts oder bei Einsatz privater Sicherheitskräfte von
Nutzen sein.
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Außerdem enthält das Magazin vorzugsweise
eine zweite Energiequelle, um seine Zuverlässigkeit zu verbessern. Wenn
die Leistung der Hauptenergiequelle zu schwach wird, kann das Anzeigemittel
dem Benutzer anzeigen, dass auf die zweite Energiequelle umgeschaltet
wurde. Diese Funktion ermöglicht
es dem Benutzer, die Hauptenergiequelle rechtzeitig auszutauschen.
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Außerdem ist das Kabel vorzugsweise
mit Teflon® oder
dergleichen beschichtet, um eine reibungslose Funktion über lange
Zeit sicherzustellen, und die Feder abgedichtet, vorzugsweise hermetisch,
durch eine Schutzummantelung wie TYVEK® oder dergleichen.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Dem besseren Verständnis der
Erfindung dienen die Zeichnungen; der Fachmann wird ihre zahlreichen
Aufgaben und Vorteile anhand der Zeichnungen in Verbindung mit der
Beschreibung besser erkennen. Es zeigen:
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1a eine
Seitenansicht einer Feuerwaffe mit dem erfindungsgemäßen unabhängigen Magazin
und
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1 b
eine aufgeschnittene perspektivische Ansicht des aus dem Magazinschacht
der Feuerwaffe entnommenen unabhängigen
Magazins von hinten;
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2 einen
Seitenriss, der den allgemeinen Aufbau des erfindungsgemäßen unabhängigen Magazins zeigt;
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3 eine
auseinandergezogene Seitenanshcht, welche die innenliegenden Teile
eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen unabhängigen Magazins
zeigt;
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4 einen
Querschnitt durch 3 entlang
der Linie 4–4;
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5 eine
auseinandergezogene Ansicht, teilweise im Querschnitt, die eine
Art der Verbindung zwischen dem Schieber und dem Kabel von 3 zeigt;
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6 eine
auseinandergezogene Seitenansicht der innenliegenden Teile eines
anderen bevorzugten Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen unabhängigen Magazins;
und
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7 eine
perspektivische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen unabhängigen Magazins.
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In den Zeichnungen werden folgende
Begriffe und Bezugszeichen verwendet:
| Gehäuse 1 | Batterie
10 |
| Halteflansche
1a | Innengehäuse 111 |
| Feder
2 | Rückstellschalter
120 |
| Schieber
3 | Abreißklemme
130 |
| Patronen
4 | Finger
130a |
| Gehäuseerweiterung
5 | Vorsprung
130b |
| obere
Wand 5a | Öffnung 131 |
| Feuerwaffe
10 | Dichtung
132 |
| Kabel
101 | Infrarotlichtemitter
(IR-) 201 |
| Trommel
102 | Fokussierlinse
203 |
| Uhrfeder
103 | Positionssensor
204 |
| Achse
104 | Signalprozessor
205 |
| Drehkodierer
105 | Berechnungsschaltung
206 |
| feststehendes
Teil 105a | Anzeige
207 |
| Drehteil
105b | Hintergrundlichtquelle
208 |
| Anzeige
106 | Batterie
209 |
| Hintergrundlichtquelle
107 | Ein/Aus-Schalter
210 |
| Ein/Aus-Schalter
108 | Kollimationslinse
212 |
| Berechnungsschaltung
109 | Rückstellschalter
220 |
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Ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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1a zeigt
eine Feuerwaffe 10, in die ein erfindungsgemäßes Magazin
eingesetzt ist. In 1a ist nur
die über
das Gehäuse 1 des
Magazins hinausstehende Gehäuseerweiterung 5 zu
sehen. Das Gehäuse 1 wird
praktisch vollständig
vom Griff der Feuerwafte 10 aufgenommen. 1 b
zeigt das aus der Feuerwaffe 10 herausgenommene Magazin,
das teilweise aufgeschnitten ist, um die innenliegenden Teile des
Magazins sichtbar zu machen.
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Wie in 2 gezeigt,
sind die Hauptelement des Magazins das Gehäuse 1 und die davon
abstehende Gehäuseerweiterung 5.
Im Gehäuse 1 ist
eine Feder 2 vorgesehen, um den Schieber 3 in
Aufwärtsrichtung
mit einer Kraft zu beaufschlagen und damit Patronen 4 durch
die im Gehäuse 1 vorgesehene
obere Öffnung
zu drücken.
Das Gehäuse 1 besitzt
Halteflansche 1a, gegen welche die Patronen vom Schieber 3 gedrückt werden.
Bis auf die Gehäuseerweiterung 5 ist
dieser Grundaufbau grundsätzlich
bekannt.
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3 und 4 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel
der Erfindung, das einen Kabelaufnahmemechanismus zur Bestimmung
der Position des Schiebers 3 im Gehäuse 1 des Magazins
verwendet. Die Gehäuseerweiterung 5 enthält eine
obere Wand 5a, gegen welche die Feder 2 drückt, um
den Schieber 3 nach oben zu drücken.
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Die Gehäuseerweiterung 5 enthält mechanische
und elektronische Teile, welche die erfindungsgemäßen Zählfunktionen
bereitstellen. Ein Kabel 101 ist mit dem Schieber verbunden,
das bis zu der Trommel 102 reicht, die sich um die Achse 104 dreht.
Eine Uhrfeder 103 (d. h. eine konstant gespannte Feder)
stellt die Verbindung zwischen Trommel und Achse 104 her.
Die Uhrfeder 103 ist vorgespannt, um eine Rückzugskraft
für das
Kabel 101 bereitzustellen, das an der Trommel 102 befestigt
und um diese gewickelt ist.
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Das Kabel 101 tritt durch
eine Dichtung 132 hindurch, wo es in das Innengehäuse 111 eintritt.
Die Dichtung kann mit einem handelsüblichen Abdichtungsmaterial
hergestellt werden. Die Dichtung 130 streicht am Kabel
entlang und verhindert, dass Teilchen in das Innengehäuse 111 gelangen,
die die ordnungsgemäße Funktion
von Kabel, Trommel und Codiermechanismen beeinträchtigen würden.
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Die Winkelposition der Trommel 102 wird
von einem Drehcodierer 105 erfasst, der zwischen der Trommel 102 und
dem Innengehäuse 111 angebracht
ist. Der Drehcodierer enthält
ein feststehendes Teil 105a, das mit dem Innengehäuse 111 verbunden
ist, und ein Drehteil 105b, das an der Trommel 102 befestigt
ist. Der Drehcodierer 105 kann als Potentiometer ausgeführt sein.
Ein Signal des Drehcodierers 105, das die Winkelposition
der Trommel 102 anzeigt, wird in die Berechnungsschaltung 109 eingespeist.
Die Berechnungsschaltung 109 bestimmt die Anzahl der Patronen
im Magazin und sendet ein Signal an die Anzeige 106, um
die Anzahl der Patronen anzuzeigen. Eine Hintergrundslichtquelle 107 ist
als schwache Beleuchtung vorgesehen. In der Rückseite der Gehäuseerweiterung 5 ist
ein Fenster vorgesehen, durch welches die Anzeige 106 zu
sehen ist.
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Bei großen Magazinen (30+), die mit
einer beträchtlichen
Anzahl Patronen gefüllt
sind, kann zwischen der Trommel 102 und dem Drehcodierer 105 ein
bekanntes Reduktionsgetriebe vorgesehen sein, so dass der Drehcodiererer 105 nicht
mehr als eine Umdrehung macht. Alternativ dazu kann die Trommel 102 mehrere Umdrehungen
ausführen.
In einem solchen Fall sollte die Stromverbindung zwischen der Batterie 110 und
der Berechnungsschaltung 109 ohne Unterbrechung bestehen,
so dass die Berechnungsschaltung die jeweilige Umdrehung der Trommel 102 speichern
kann und immer die richtige Zahl in der Anzeige 106 erscheint.
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Die Batterie 110 liefert
den Strom für
alle elektronischen Schaltungen und die Beleuchtung. Der Ein/Aus-Schalter 108 schaltet
die elektronischen Bauteile ein und aus. Der Schalter wird geschlossen,
wenn das Magazin in die Waffe eingesetzt wird, so dass die Elektronik
mit Strom versorgt wird.
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Der Rückstellschalter 120 wird
betätigt,
wenn das Magazin voll ist. Der Rückstellschalter 120 ermöglicht die
automatische Neukalibrierung des erfindungsgemäßen elektronischen Zählmittels.
Immer wenn das Magazin voll gefüllt
ist, wird der Füllpunkt
des Magazins neu eingestellt. Bei Entfernung einer Patrone wird
der Schalter 120 freigegeben, und die Elektronik wendet
die codierte Positionstabelle an, wobei sie an dem Punkt beginnt,
an dem der Schalter freigegeben wurde. Diese Funktion gleicht eine
Kabeldehnung und andere Faktoren aus, die im Lauf der Zeit zu einer
Abweichung der Sensorablesewerte führen könnten.
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5 zeigt
in einer zum Teil auseinandergezogenen Ansicht die Art der Verbindung
zwischen dem Kabel 101 und dem Schieber 3, die
in 3 gezeigt sind. Das
Kabel 101 wird vorzugsweise mittels einer Abreißklemme 130,
die in die Öffnung 131 des
Schiebers 3 passt, mit dem Schieber 3 verbunden.
Die Klemme 130 ist gespalten und weist Finger 130a auf,
die zusammengedrückt
werden können,
damit sie in die Öffnung 131 gleiten.
Die Finger haben an ihrem Umfang einen Vorsprung 130b,
der in eine zusätzliche
Aussparung der Öffnung 131 eingreift.
Durch die in 5 gezeigte
Abreißklemme
reißt
das Kabel an der Klemme 130 vom Schieber ab, wenn die Trommel 103 festsitzen
sollte, wodurch das Abwickeln des Kabels 101 verhindert
würde.
Dadurch kann der Schieber 3 sich weiter nach oben bewegen
und Patronen zuführen,
damit Schüsse
abgegeben werden können.
Die in 5 gezeigte Abreißkonstruktion
erhöht
die Sicherheit weiter dadurch, dass die Bewegung des Schiebers 3 und
die vom Benutzer erwartete Möglichkeit
der Abgabe von Patronen aus der Feuerwaffe erhalten bleiben.
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Die Anzahl der im Magazin vorhandenen
Patronen wird durch Messung der Schieberposition bestimmt. Bei jeder
Magazinausführung
ist die Position des Schiebers 3 im Magazin bestimmend
für die
gleiche Anzahl Patronen im Magazin. Es wurde eine Tabelle entwickelt,
in der die Schieberposition relativ zur Anzahl der im Magazin enthaltenen
Patronen festgehalten ist. Die Tabelle ist verschlüsselt in
der Berechnungsschaltung 109 enthalten.
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Im Betrieb wird die Position des
Schiebers 3 durch Akkumulation seiner Bewegung bestimmt.
Beim Einsetzen und beim Entfernen von Patronen ändert der Schieber 3 seine
Position. Beim Einsetzen von Patronen zieht sich das Kabel 101 zurück, die
Trommel 102 dreht sich, und das Kabel 101 wickelt
sich um die Trommel 102. Bei Entfernung von Patronen wird
Zug auf das Kabel 101 ausgeübt, und die Trommel 102 dreht
sich in die entgegengesetzte Richtung. Wenn sich die Trommel 102 dreht, ändert sich
die Ausgabe des Drehcodierers 105, d. h. der Drehcodierer 105 gibt
in Stufen ein Signal aus, das zur Berechnung der jeweiligen Position des
Schiebers verwendet wird. Das kann dadurch geschehen, dass als Drehcodierer 105 beispielsweise
ein Potentiometer verwendet wird. Es können auch optische, kapazitive
und magnetische Drehcodierer verwendet werden. Auch andere Elemente
können
verwendet werden, beispielsweise Kontaktschalter oder kontaktlose Schalter,
wobei die Schalter Quadra tur- oder Mehrkanalcodierung haben können, beispielsweise
Binär-,
Grey- oder Lauflängencodierung.
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Bei Magazinen normaler Kapazität liefert
der Drehcodierer 105 eine 1 : 1-Beziehung zwischen der Winkelposition
der Trommel 102 und der Position des Schiebers 3.
Eine Berechnung der Position des Schiebers durch die Berechnungsschaltung 109 ergibt
somit die Anzahl der im Magazin enthaltenen Patronen.
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Bei Großmagazinen (30+) macht die
Trommel 102 mehr als eine volle Umdrehung über den
vollen Weg des Schiebers 3 durch das Magazin. Bei derartigen
Magazinen ergibt sich die Position des Schiebers 3 aus
der Umdrehungszahl sowie der Position des Drehcodierers 105 und
der Trommel 102. In diesem Fall ist die Batterie 110 so
an die Berechnungsschaltung 109 angeschlossen, dass die
Umdrehungszahl immer in der Berechnungsschaltung 109 gespeichert
bleibt, selbst wenn sich der Ein/Aus-Schalter in Aus-Stellung befindet.
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Bei Großmagazinen (30+) wird die Umdrehungszahl
durch Überwachung
des Drehcodierers 105 erhalten. Das Ausgangssignal des
Drehcodierers 105 erfolgt zyklisch, und wenn es sich in
einer Richtung mit einem Referenzwert kreuzt, wird die Umdrehungszahl
um einen Schritt weitergezählt.
Wenn das Ausgangssignal den Referenzwert in entgegengesetzter Richtung
kreuzt, wird die Umdrehungszahl um einen Schritt zurückgesetzt.
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Die Position des Schiebers 3 wird
von der Berechnungsschaltung 109 in die Anzahl der Patronen
umgesetzt. Die Position wird mit bekannten Werten einer möglichen
Anzahl von Patronen verglichen Liegt die Messung im Toleranzbereich
eines dieser Werte, ist die Anzahl der Patronen bekannt und wird
angezeigt. Liegt der Positionswert nicht nahe bei einem dieser Werte,
kann ein Fehlerwert angezeigt werden, womit sichergestellt ist,
dass keine falsche Zahl angezeigt wird. Alternativ dazu kann sich
die Anzahl der Patronen erst ändern, wenn
ein zuverlässiger
neuer Wert vorliegt.
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Wenngleich 3 und 4 ein
bestimmtes Magazin zeigen, kann das Magazin so abgeändert werden, dass
es in jede gegebene Feuerwaffe passt. Beispielsweise können gewölbte Magazine
beispielsweise für Hochleistungsmilitärgewehre
verwendet werden.
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6 zeigt
ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung, in dem ein Infrarottelemeter zur Berechnung der Position
des Schiebers 3 verwendet wird. 6 verwendet die gleiche Art Telemetrie,
die auch in Autofokuskameras Verwendung findet. Wie dargestellt,
sendet ein Infrarotemitter einen Infrarot-Lichtstrahl aus, der von
einer Kollimationslinse 212 kollimiert wird. Das Infrarotlicht
wird auf den Schieber 3 projiziert, um einen Gegenstandspunkt
zu bilden. Der Gegenstandspunkt wird von der Fokussierlinse 203 zu
einem Bildpunkt auf dem Positionssensor 204 fokussiert.
Der Infrarotemitter 201 erzeugt vorzugsweise Laserlicht, wenngleich
auch inkohärentes
Licht verwendet werden kann. Außerdem
kann ein Emitter verwendet werden, der mit sichtbarem Licht arbeitet.
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Zwei Signale aus dem Positionssensor 204 werden
vom Signalprozessor 205 verarbeitet und in einen Positionswert
des Lichtpunkts auf dem Positionssensor umgesetzt. Die Berechnungsschaltung
empfängt
ein Signal aus dem Signalprozessor und setzt dieses Signal in die
jeweilige Position des Punkts und die Anzahl der im Magazin vorhandenen
Patronen um. Der Wert wird in der Anzeige 207 angezeigt,
die von einer Hintergrundslichtquelle 208 schwach beleuchtet
wird.
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Die Batterie 209 liefert
die Energie für
die gesamte Elektronik und die Beleuchtung. Der Ein/Aus-Schalter 210 führt der
Elektronik die Energie zu und schaltet das Magazin ein.
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Die Anzahl der Patronen im Magazin
wird durch Echtzeitmessung der Position des Schiebers 3 bestimmt.
Bei jeder Magazingestaltung entspricht die Position des Schiebers 3 im
Magazin der gleichen Anzahl von Patronen im Magazin. Es wird eine
Tabelle erstellt, in der die Position des Schiebers für jede Anzahl
der im Magazin vorhandenen Patronen erfasst ist. Diese Tabelle wird
dann kodiert in die Berechnungsschaltung eingegeben.
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Im Betrieb wird die Position des
Schiebers durch Triangulierung bestimmt. In diesem Fall nutzt die
Triangulierung die Beziehungen in einem rechtwinkligen Dreieck.
Der Infrarotemitter 201 und der Positionssensor 204 bilden
eine Seite des rechtwinkligen Dreiecks. Das vom Infrarotemitter 201 projizierte
Licht bildet die zweite Seite des rechtwinkligen Dreiecks. Die ersten
beiden Seiten bilden einen rechten Winkel Die dritte Seite (Hypotenuse)
des rechtwinkligen Dreiecks wird von dem Infrarotlicht gebildet,
das vom Schieber 3 zum Positionssensor 204 reflektiert
wird. Der Positionssen sor 204 erfasst den Winkel zwischen
der Linie des reflektierten Infrarotlichts und der ersten Seite
des Dreiecks. Auch andere Winkel könnten erfasst werden, weil
sie unter Anwendung bekannter Beziehungen in einen verwendbaren
Winkel umgesetzt werden könnten.
Wenn zwei Winkel und die Länge
einer Seite des Dreiecks bekannt sind, ist somit das Dreieck vollständig beschrieben, und
die Länge
der zweiten Seite, die der Position des Schiebers entspricht, steht
fest. Der von der ersten und der zweiten Richtung eingeschlossene
Winkel, d. h. der erste Winkel, muss jedoch kein rechter Winkel
sein. Somit kann die Berechnungsschaltung 206 diese Information
in Beziehung zur Anzahl der im Magazin enthaltenen Patronen setzen.
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Konkret wird die Position des Schiebers 3 von
der Berechnungsschaltung 206 mit bekannten Werten verglichen,
um die mögliche
Anzahl der Patronen zu erhalten. Beim oben beschriebenen ersten
Ausführungsbeispiel
ist die Anzahl der Patronen bekannt und wird angezeigt, wenn die
Messung im Toleranzbereich eines dieser Werte liegt. Kommt die Messung
keinem dieser Werte nahe, kann ein Fehler-Wert angezeigt werden, womit
sichergestellt ist, dass kein falscher Wert angezeigt wird. Alternativ
dazu kann die Anzahl Patronen unverändert bleiben, bis ein gesicherter
neuer Wert vorliegt.
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Der Positionssensor 204 wird
dazu verwendet, die Position zu bestimmen, in der das Infrarotlicht
den Schieber 3 beleuchtet. Der Lichtpunkt auf dem Schieber 3 wird
als Objektpunkt bezeichnet. Der Positionssensor 204 ist
ein handelsübliches
elektronisches Bauelement. Ein verwendbarer Positionssensor ist
unter der Artikelbezeichnung PD3101 F bei Sharp Electronics erhältlich.
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Der Objektpunkt auf dem Schieber 3 wird
von der Fokussierlinse 203 auf den Positionssensor 204 fokussiert.
Der Punkt auf dem Positionssensor 204 ist der Bildpunkt.
Der Positionssensor 204 besteht aus einem Streifen Photodiodenmaterial.
Die Position des Bildpunkts auf dem Positionssensor 204 wird
von der Optik bestimmt. Die Fokussierlinse 203 und der
Winkel von der Achse der Fokussierlinse 203 zum Objektpunkt
auf dem Schieber 3 legen fest, wo der Bildpunkt gebildet
wird.
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Bei Beleuchtung wird im Lichtpunkt
auf dem Positionssensor 204 Strom erzeugt. Der Strom wird
geteilt und steht an beiden Enden des Streifens an. Die relative
Stärke
des Stroms an den Enden wird durch die jeweilige Position des Punkts
auf dem Streifen bestimmt. Somit wird die Fokussierlinse so eingestellt,
dass ein feiner Punkt oder eine dünne Linie auf der kurzen Achse
des Streifens des Positionssensors 204 entsteht.
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Der Signalprozessor 205 ist
mit dem Positionssensor 204 verbunden. Der Signalprozessor 205 misst den
aus dem einen und dem anderen Ende des Positionssensors 204 kommenden
Strom und bestimmt die Position des Punkts. Er gibt die Position
in Form eines digitalen Werts wieder. Ein derartiger Signalprozessor ist
ein handelsübliches
elektronisches Bauelement. Beispielsweise vertreibt die Sharp Electronics
Corporation ein solches Element unter der Artikelbezeichnung IR3S85.
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Bei allen Ausführungsbeispielen kann eine
zweite Batterie als Reserveenergiequelle verwendet werden, um die
Möglichkeit
zu verringern, dass die Energie ohne Warnung ausfällt. In
diesem Fall enthält
das Magazin eine Diagnoseschaltung, die einen Energiemangel der
Hauptbatterie feststellt, den Benutzer über die Anzeige warnt und auf
die zweite Batterie umschaltet.
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Wenngleich ein bestimmtes unabhängiges Magazin
und eine damit kombinierte Feuerwaffe vorstehend als bevorzugte
Ausführungsbeispiele
dargestellt worden sind, ist ersichtlich, dass verschiedene Abwandlungsmöglichkeiten
im Rahmen des in den nachstehenden Ansprüchen definierten Schutzumfangs
der Erfindung gegeben sind.