Einrichtung zum automatischen Öffnen des Verschlusskeils an einer halbautomatischen Waffenanlage

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum automatischen Öffnen des Verschlusskeils an einer halbautomatischen Waffenanlage mit einer elektromechanischen Antriebsvorrichtung, die mit dem Verschlusskeil verbindbar ist und einen Elektromotor aufweist, dessen Abtriebswelle mit einem energiespeichernden Schwungrad fest verbunden ist, das über eine elektromagnetische Kupplung mit der Antriebswelle einer mechanischen Öffnungsvorrichtung verbunden ist und mit einer elektrischen Steuereinrichtung, durch welche bei geöffneter Kupplung der Elektromotor eingeschaltet wird und die ein Steuersignal erzeugt, welches die Kupplung für einen vorgegebenen Zeitraum in Eingriff bringt.

Eine derartige Einrichtung ist aus der US-A-2413241 bekannt. Die bekannte Einrichtung wird an Maschinenwaffen, beispielsweise bei Flugzeugen, eingesetzt und dient dazu, beim Blockieren der Waffe die notwendigen hohen Kräfte zum Öffnen des Verschlusses bereitzustellen.

In der DE-A-2 011237 ist eine Anordnung zum Spannen des Verschlusses und zum Auswerfen der Hülsen bei automatischen Feuerwaffen beschrieben, bei der zwischen dem Verschluss der Waffe und einem diesen antreibenden Elektromotor eine elektrisch betätigte Kupplung angeordnet ist, wobei die Kupplung einkuppelt, wenn der Elektromotor die Höchstdrehzahl erreicht hat.

In der US-A-3 537 353 ist schliesslich ein elektronischer Schaltkreis zum automatischen Betätigen des Verschlusses bei einer Waffe mit grossem Kaliber beschrieben, der einen den Verschluss betätigenden Elektromotor aufgrund einer vorgegebenen Kombination von aussen erzeugten Steuersignalen ansteuert. Diese bekannte Vorrichtung ist relativ aufwendig und kompliziert aufgebaut und benötigt einen hohen Energieaufwand.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe geht von folgenden Voraussetzungen aus:

• Bei Übungs- und Ausbildungsschiessen von Kampfpanzern wird die Panzerkanone oft mit einem Einstecklauf versehen, der es ermöglicht, kleinkalibrige und damit kostengünstige Munition zu verschiessen. Diese Munition (bis Kaliber 35 mm) verursacht an der Waffe jedoch keinen ausreichenden Rücklauf, so dass das automatische Öffnen des Verschlusses für den nächsten Ladevorgang entfällt.

Dies hat zur Folge, dass nach jedem Schuss das Öffnen des Verschlusskeils vom Ladeschützen manuell durch Verdrehen der Öffnerwelle mittels eines Handhebens ausgeführt werden muss. Diese Aktion erweist sich vor allem beim Schiessen im Gelände aus der Fahrt als sehr schwierig ausführbar und ist relativ zeitaufwendig. Sie ist daher nicht annähernd vergleichbar mit dem zeitlichen und funktionellen Ablauf des Lade- und Schiessvorganges, wie er beispielsweise bei Verwendung von für diese Waffe normalkalibriger Munition (z.B. 120 mm) und dem entsprechenden automatischen Öffnen des Verschlusses infolge des Waffenrücklaufes auftritt, bei dem eine Schussfolge von maximal acht Schuss pro Minute gefordert ist.

Um dieser Forderung in etwa gerecht zu werden, ist es erforderlich, auch bei Verwendung eines Einstecklaufes und der entsprechend kleinkalibrigen Munition, ein automatisches Öffnen des Verschlusskeiles, unabhängig vom Ladeschützen und in einem bestimmten zeitlichen Ablauf wie beim Schuss mit Originalmunition zu erreichen.

Eine Simulation des Rücklaufes der Waffe zur Auslösung des normalen automatischen Öffnungsvorganges für den Verschlusskeil ist aufgrund der hierzu benötigten hohen Energie ohne erheblichen technischen Aufwand nicht darstellbar.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bestand demnach darin, eine Einrichtung zum automatischen Öffnen des Verschlusskeils der eingangs erwähnten Art derart auszugestalten, dass sie mit geringem Energieaufwand beim Ausbildungsschiessen mit Einstecklauf eine Beladung der Waffe unter realistischen Bedingungen ermöglicht. Die Einrichtung sollte dabei so konzipiert sein, dass sie trotz ihres einfachen Aufbaus eine hohe Funktionssicherheit gewährleistet und insbesondere den beim Ausbildungsschiessen erhöhten Sicherheitsanforderungen genügt, so dass der Öffnungsvorgang nur ausgelöst wird, wenn wirklich ein Schuss abgefeuert wurde.

Die Lösung dieser Aufgabe geschieht erfindungsgemäss mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemässen Einrichtung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Montage der erfindungsgemässen Einrichtung kann ohne grossen technischen Aufwand vom Bedienungspersonal der Waffenanlage durchgeführt werden, ohne dass ein technischer Eingriff in das Waffensystem notwendig wird.

Im folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemässe Einrichtung näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

• Fig. 1 in einer schematischen parallelperspektivischen Darstellung eine am Bodenstück einer Waffe angeordnete Einrichtung zum automatischen Öffnen des Verschlusskeils nach der Erfindung,
• Fig. 2 ein Blockschaltbild für eine bei einer Einrichtung nach Fig. 1 verwendbare elektronische Steuereinrichtung.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung ist am Bodenstück 11 der Waffe eine elektromechanische Antriebsvorrichtung angeordnet, die einen Elektromotor 1 aufweist, an dessen Abtriebswelle ein Schwungrad 2 befestigt ist und die über eine elektromagnetische Reibkupplung 3, ein Riemengetriebe 4, ein Untersetzungsgetriebe mit Drehrichtungsumkehr 5, eine elektromagnetische Zahnkupplung 6 sowie ein Kettengetriebe 7 mit einer Öffnerwelle 8 verbunden ist, an deren Ende ein hakenartiger Öffnerhebel 9 angeordnet ist. Der Schwenkbereich der Öffnerwelle 8 beträgt etwa 100°. Der Öffnerhebel 9 bewegt beim Verschwenken der Öffnerwelle 8 den Verschlusskeil 10 in der durch Pfeile angedeuteten Richtung in die Öffnungsstellung.

Die Ansteuerung des Elektromotors 1 sowie der beiden elektromagnetischen Kupplungen 3 und 6, die handelsüblicher Bauart sein können, erfolgt von einer in Fig. 1 als «Steuerelektronik» bezeichneten Steuereinrichtung, deren Einzelheiten in Fig. 2 dargestellt sind. Diese Steuereinrichtung weist ein dreifaches UND-Gatter 12 auf. Den Eingängen dieses UND-Gatters 12 werden nachfolgende elektrische Signale zugeführt. Ein von einer Vorrichtung 13 ausgehendes Signal, das angibt, ob die «Nenndrehzahl» des Schwungrades 2 erreicht ist. Diese Vorrichtung 13 kann beispielsweise ein handelsüblicher Tachogenerator sein, der in in Fig. 1 nicht eigens dargestellter Weise mit dem Schwungrad 2 gekoppelt ist.

Das Erreichen der Nenndrehzahl wird gleichzeitig durch eine Signallampe 14 angezeigt. Weiterhin wird dem UND-Gatter 12 von einem Impulsgeber 15 aus ein Signal zugeführt, welches angibt, ob ein Abfeuerimpuls vorliegt. Der Impulsgeber 15 wird dabei angesteuert durch das elektrische Abfeuersignal, das von einem Tastschalter 19 aus erzeugt wird, der in nicht eigens dargestellter Weise mit dem üblichen elektrischen «Bordnetz» des Kampfpanzers verbunden ist. Das vom Tastschalter 19 ausgehende Signal wird einerseits dem Impulsgeber 15 und andererseits über die mit «zur Kanone» bezeichnete Leitung der Abfeuervorrichtung zugeführt.

Schliesslich wird von einer Vorrichtung 16 aus, die mit «Sensor» bezeichnet ist, dem UND-Gatter 12 ein drittes Signal zugeführt, das angibt, ob tatsächlich ein Abfeuervorgang stattfindet. Die Vorrichtung 16 enthält einen üblichen Impulsgeber, der von einem Sensor aus angesteuert wird, der den tatsächlichen Abfeuervorgang registriert. Ein solcher Sensor kann beispielsweise ein üblicher Endschalter sein, der in nicht eigens dargestellter Weise am Bodenstück 11 der Waffe angeordnet ist und durch den Rücklauf der Waffe betätigt wird. Es kann als Sensor aber auch ein piezoelektrischer Beschleunigungsgeber bekannter Bauart verwendet werden, der ebenfalls in nicht dargestellter Weise an einer geeigneten Stelle der Waffe angeordnet ist und beispielsweise auf den beim Abfeuervorgang erzeugten Körperschall reagiert.

Wenn alle diese drei Signale am UND-Gatter 12 anliegen, wird von diesem ein Steuersignal an einen ersten Impulsgeber 17 abgegeben, der seinerseits das Steuersignal zur Ansteuerung der elektromagnetischen Kupplungen 3 und 6 abgibt. Gleichzeitig wird der Elektromotor 1 ausgeschaltet. Die abfallende Flanke des vom ersten Impulsgeber 17 abgegebenen Signals steuert einen zweiten Impulsgeber 18, dessen Ausgangssignal den Elektromotor 1 wieder einschaltet.

Die Funktionsweise der anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Einrichtung ist folgende:

Zunächst wird der beispielsweise an das Bordnetz des Kampfpanzers angeschlossene Elektromotor 1 eingeschaltet und bringt das Schwungrad 2 auf die geforderte Nenndrehzahl. Die elektromagnetischen Kupplungen 3 und 6 sind nicht im Eingriff. Der Verschlusskeil 10 wird erstmalig vom Ladeschützen per Handhebel über die Öffnerwelle 8 geöffnet. Die Waffe wird geladen und der Verschlusskeil 10 schliesst automatisch über den in der Waffe integrierten, nicht eigens dargestellten Schliessermechanismus. Nun wird die Waffe abgefeuert. Sobald die vom Abfeuerimpuls und vom Abfeuervorgang herrührenden Signale zusammen mit dem Signal über die erreichte Nenndrehzahl am UND-Gatter 12 anliegen, gibt die Steuereinrichtung das Steuersignal an die beiden elektromagnetischen Kupplungen 3 und 6, die gleichzeitig über einen vorgegebenen Zeitraum bzw. einen vorgegebenen Weg des Verschlusskeiles 10 in Eingriff gebracht werden, wodurch Schwungrad 2 und Öffnerwelle 8 miteinander verbunden werden. Dabei wird die hohe Drehzahl des Elektromotors 1 über die Untersetzungsgetriebe 4, 5 und 7 in eine langsam verlaufende Drehbewegung von ca. 100° Drehwinkel umgewandelt. Kurz vor dem Erreichen der Endstellung der Öffnerwelle 8 bzw. des Verschlusskeils 10, werden die beiden elektromagnetischen Kupplungen 3 und 6 wieder getrennt und gleichzeitig wird vom Impulsgeber 18 aus der Elektromotor 1 wieder eingeschaltet. Dieser bringt das nicht ganz zum Stillstand gekommene Schwungrad 2 wieder auf Nenndrehzahl. Die Waffe wird inzwischen wieder geladen, der Verschlusskeil schliesst automatisch und die Waffe wird wieder abgefeuert.