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Die
Erfindung betrifft die ferngesteuerte Bedienung von Infanteriewaffen
insbesondere die von Maschinengewehren. Hierzu wird das Maschinengewehr
in einer Vorrichtung, beispielsweise in einer Lafette, gehalten,
welche einen Sicherungsaktuator zum Sichern bzw. Entsichern des
Maschinengewehrs und einem Abzugsaktuator zum Abfeuern des Maschinengewehrs
enthält.
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Als
eingeführtes Gerät werden Maschinengewehre bezeichnet,
welche die Waffen- und Sicherheitsqualifikation bestanden und in
die Nutzung übergegangen sind. Die Qualifikationen müssen
mit dem Ändern waffenkritischer Teile wiederholt werden.
Die Schulterstütze, der Handgriff und das Dreibein, welche
im Rahmen der Massenkompensation demontiert werden, zählen
nicht zu den waffenkritischen Teilen.
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Durch
Fehler an oder in der Fernsteuerung des Maschinengewehrs, beispielsweise
durch Drahtbruch, Notstopp u. ä., kann es zu einer Veränderung der
Bedienreihenfolge kommen, die im regulären Funktionsablauf
sich aus den Funktionsschritten „Entsichern" – „Feuern" – „Feuer
beenden" – „Wartezeit" – „Sichern"
zusammensetzt. Die Änderung dieser Bedienreihenfolge kann
ein ununterbrechbares Dauerfeuer zur Folge haben. Ursache hierfür
ist der bei all diesen Waffen gleiche Mechanismus im Griffstück.
Das Bewegen des Sicherungshebels/-flügels von der Feuerstellung
in die Sicherstellung bei gedrücktem Abzug verklemmt die
Fangklinge, wodurch der Verschluss nicht gefangen werden kann. Das
ununterbrechbare Dauerfeuer kann zu kollateralen Schäden
im Zielgebiet und zur Zerstörung von Maschinengewehr und
Lafette als Folge schussbedingter Überlastung führen.
In jedem Fall führt es zum Verlust des Munitionsvorrats.
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Aus
DE 102 15 910 B4 ist
eine Vorrichtung zur Erhöhung der Sicherheit der Bedienung
einer zuschießenden Waffe bekannt. Bekanntlich geht bei derartigen
Waffen der Verschluss bei Dauerfeuer immer nach vorne und nimmt
die Patrone mit, so auch, wenn der letzte Schuss des Dauerfeuers
fällt. Daher wird ein zweiter Magnet eingebunden, der dazu
dient, dass, wie beim Einzelfeuer, der Verschluss nach dem letzten
Schuss nach hinten in den sicheren Zustand geführt wird.
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DE 102 04 292 A1 betrifft
gleichfalls eine Vorrichtung zur Erhöhung der Sicherheit
der Bedienung einer Maschinenwaffe mit einem zweiten im Pfad des Abfeuermagneten,
um eine erhöhte Sicherheit bei Fehlern im Abfeuerkreis
zu schaffen und eine unbeabsichtigte Schussauslösung zu
vermeiden.
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Die
nicht vor veröffentlichte
DE 10 2007 011 591.3 schlägt
vor, als elektrischen Aktuator der Sicherung nur einen Hub-Halte-Magneten
zu verwenden. Zwischen dem Magneten und dem Drehschalter befindet
sich ein Übertragungsgestänge, dessen Übersetzungsverhältnis
bevorzugt manuell geändert werden kann. Bei gesicherter
Waffe, wenn sich der Magnet in Ruhestellung und der Drehschalter
auf „Sicher" befinden, kann die Übersetzung auf „Einzelfeuer"
oder „Dauerfeuer" voreingestellt werden, da diese Wahl
in der Regel nicht zeitkritisch und somit diese Bedienung an der
Waffe akzeptabel ist. Beim Schalten des Magneten wird die Waffe
in der Folge in den vorgewählten Zustand entsichert. Bei
Ausfall des Magneten kehrt die Waffe automatisch in den gesicherten
Zustand zurück.
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Die
Erfindung stellt sich die Aufgabe, die Einhaltung der Bedienreihenfolge
sowohl im Fehlerfall als auch unter extremen Umwelt- bzw. Einsatzbedingungen
mit einfachen Mitteln zu gewährleisten.
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Gelöst
wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte
Ausführungen sind in den Unteransprüchen aufgezeigt.
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Der
Erfindung liegt die Idee zugrunde, einmal mittels einem adaptierbarer
Magnetträgerrahmen am hinteren Ende bzw. an das Bodenstück,
vorzugsweise anstelle der Schulterstütze eines Maschinengewehres
austauschbar zu machen und in diesen einen Abzugsmagneten sowie
einen Sicherungsmagneten Idealerweise einzuhängen. Durch
beide Magneten wird das Erreichen des sicheren Betriebszustandes im
Fehlerfall sichergestellt. Zudem darf es keinen Einstieg in die
Bedienreihenfolge geben, wenn ein Fehler vorliegt.
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Als
Sicherungsmagnet wird dazu ein bekannter Hubhaltemagnet durch einen
Hubhaltemagnet mit redundanter Haltewicklung ersetzt. Die Versorgung
der Haltewicklungen wird jeweils durch einen kapazitiven Energiespeicher,
im Folgenden Pufferkondensator genannt, um die Wartezeit in der
Bedienreihenfolge einhalten zu können. Diese Redundanz
lässt die kontinuierlich alternierende Prüfung beider
Haltewicklung-Pufferkondensator-Anordnung in Bezug auf Leitungsbruch
und Kapazitätsverlust zu. Die Gefahr der Unterbrechung
beider Haltewicklungen durch Lockern einer möglichen Steckverbindung zwischen
Sicherungsmagnet und Pufferkondensatoren wird sensorisch über
rückeilende (gekürzte) Steckerkontakte erfasst.
Ab dem ersten Fehler wird das Abfeuern unterbrochen bzw. unterbunden,
um die Bedienreihenfolge einzuhalten, bzw. ihre Einleitung nicht
zuzulassen.
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Des
Weiteren wird die Anzugswicklung des Sicherungsmagneten über
einen kapazitiven Energiespeicher, im Folgenden Glättungskondensator
genannt, versorgt, welcher die Energie für die Dauer des
Anzuges, also die Dauer der eingeschalteten Anzugswicklung, bereitstellt.
Der Glättungskondensator reduziert erheblich den Zuleitungsstrom
zum Vorteil der Zuleitungsauslegung und liefert einen großen Wicklungsstrom
zum Vorteil der Anzugswicklungsauslegung. Mit der Amperewindungszahl
der Anzugswicklung wird die Hubarbeit eines Magneten festgelegt.
Der Bauraum der Anzugswicklung ist hierbei umgekehrt proportional
zum Wicklungsstrom. Je größer der Wicklungsstrom
ist, desto kleiner und leichter ist der Magnet bei gleicher Hubarbeit.
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Des
Weiteren wird der Glättungskondensator über einen
Spannungswandler auf eine festgelegte Spannung aufgeladen, um unabhängig
einer Bordnetzspannung (17,5 V bis 32 V) eine konstante Energie,
zum Vorteil der Magnetauslegung, bereitstellen zu können.
Mit definiertem Energievorrat bei möglichst hoher Ladespannung
lässt sich der Magnet klein und leicht auslegen.
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Des
Weiteren wird als Abzugsmagnet der bisherige Hubmagnet durch einen
Umkehrhubmagneten ersetzt, wodurch ein Einzelfeuerschießen
und ein schnelles Einzelfeuerschießen ermöglicht
werden. Die Energie für den Hub und Rückhub liefert
der beschriebene Glättungskondensator. Die Doppelnutzung
des Glättungskondensators spart hierbei Bauraum und Masse.
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Des
Weiteren wird mit einem Stromkonstanter der Anzugsstrom im Abzugsmagnet
auf einen Haltestrom reduziert, sobald sich dessen Anker in der Arbeitsposition
befindet. Der Haltestrom reicht aus, den Anker in der Arbeitsposition
zu halten. Der Stromkonstanter reduziert erheblich den Zuleitungsstrom,
insbesondere im Falle des Dauerfeuers oder des aussetzenden Dauerfeuers
(Dauerfeuerschießrhythmen) zum Vorteil der Zuleitungsauslegung.
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Wahlweise
zum Stromkonstanter ist der Einbau eines Haltemagneten mit dem Vorteil
des kleinsten Haltestroms möglich. Der Nachteil einer haltemagnetbedingten
Rückhubverzögerung und der eines komplexeren Magnetaufbaus
sind separat abzuwägen.
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Um
die Funktion und Treffgenauigkeit herzustellen, müssen
für das Maschinengewehr in der Lafette die gleichen Bedingungen
gelten wie für das vom Infanteristen bediente Maschinengewehr.
Die Einheit aus rücklaufender Masse und Rücklaufweg darf
nicht signifikant von der Einheit aus Maschinengewehrmasse im Schulteranschlag
des Infanteristen abweichen. Andernfalls ändert sich das
funktionale Verhalten der Waffe, gefolgt von geringerer Treffgenauigkeit,
erhöhtem Verschleiß und Fehlfunktionen.
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In
Weiterführung der Erfindung ist vorgesehen, die nunmehr
kleinen und leichten Magnete gegenüber bisherigen Lösungen
statt der Schulterstütze am Maschinengewehr anzubringen.
Hierdurch verbessert sich der Wirkungsgrad in der Kraftübertragung
ohne die Behinderung des geforderten schnellen werkzeugfreien Ein-
und Ausbau des Maschinengewehrs. Mit dem besseren Wirkungsgrad sind
folglich kleinere und leichtere Magnete verwendbar, wodurch die
rücklaufende Masse sich der Originären nähert.
Beim Anbringen der Magnete an der Schulterstützenschnittstelle
koppelt der die Kraft von den Magneten auf den Abzug und Sicherungsflügel/-hebel übertragende
Mechanismus zwangsgeführt in den Abzugsbügel und
die Waffensicherung ein. Die Kraftübertragung ist derart
gestaltet, dass die Querkräfte auf die Ankerwelle der Magnete
im Sinne der Lebensdauer minimal werden.
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Als
weiterer Vorteil dieser Lösung ist festzuhalten, dass das
Maschinengewehr des Infanteristen und das in der Lafette identischen
und folglich auswechselbar bleiben. Insbesondere funktionale Eingriffe
im waffenkritischen Griffstück zur Einhaltung der Bedienreihenfolge
müssen nicht vorgenommen werden. Zudem fallen die Anschluss-
und Schaltelemente aufgrund geringeren Zuleitungsstromes kleiner,
leichter und preiswerter aus. Das Gesamtgewicht der Lafette sinkt
gegenüber dem bekannter Lafetten. Die Magnetkräfte
lassen sich genauer dosieren, da sie unabhängiger von der
Bordnetzspannung sind. Es lassen sich repro duzierbare Mindestwartezeiten
erzeugen. Der neue Abzugmagnet (Umkehrhubmagnet) ermöglicht
das für Maschinengewehre bisher nicht realisierte Einzelfeuer.
Die Einheit aus Magneten und Mechanismus wird unter der Verwendung
von Steckern zum Vorteil der logistischen Unterstützung
zur leicht austauschbaren Einheit (IRE). Die gemäß Verteidigungsgerätenorm
VG 95 287 geforderte Funktionsprüfung (FP) lässt
sich sowohl elektrisch als auch manuell durchführen.
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Anhand
zweier Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher
erläutert werden.
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Es
zeigt:
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1 eine
flussdiagrammartige Darstellung der Bedienerfolge eines Maschinengewehrs,
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2 eine
Seitenansicht von rechts auf ein bekanntes Maschinengewehr mit der
Befestigung für einen Abzugs- und einen Sicherungsmagneten,
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3 eine
Ansicht von hinten zu 2,
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4 eine
Ansicht von links zu 2,
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5 eine
Befestigung an einem anderen Maschinengewehr.
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Originalteile
des jeweiligen Maschinengewehrs (selber nicht näher dargestellt,
da bekannt) sind zum besseren Verständnis in 2 bis 5 mit
Texten kennzeichnet.
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1 zeigt
in allgemeiner Form die Bedienreihenfolge eines automatischen Maschinengewehrs (MG),
wobei im Falle eines Fehlers ein automatischer Ablauf eingeleitet
wird. Hierbei wird zwischen Fehlern in der Spannungsversorgung F1
(Spannungsunterbrechung, Not-Aus, Unterspannung) und sensorisch
erkannten Fehlern F2 unterschieden. Bei Fehlern in der Spannungsversorgung
wird das Maschinengewehr in den gesicherten Zustand überführt (MG
AUS und gesichert). Bei sensorisch erkannten Fehler, welche sich
aus der Funktionsüberwachung FÜ gemäß Verteidigungsgerätenorm
VG 95 287 ableiten und die mechanischen Baugruppen einschließen,
wird das Maschinengewehr in den gesicherten Zustand überführt
(MG Störung und gesichert) und der Fehler durch das integrierte
Prüfsystem IPS dem Bediener mitgeteilt. Die Energien für
den Hub aus der Arbeits- in die Ruheposition entnehmen beide Magnete
der jeweils ihnen integrierten Feder. Das Spannen dieser Federn
erfolgt während des Arbeitshubes.
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2 zeigt
die Seitenansicht von rechts des in Schussrichtung hinteren Teils
eines Maschinengewehrs ohne Schulterstütze. Teile des Maschinengewehrs 11.n sind
zum besseren Verständnis in 2 mit Texten
kennzeichnet. Am Bodenstück ist anstelle der Schulterstütze
(nicht dargestellt) der Magnetträgerrahmen 6 vorzugsweise
werkzeugfrei eingehängt. Der Magnetrahmen 6 trägt
den Abzugsmagneten 1, den Sicherungsmagneten 7 und
den Mechanismus zur Kraftübertragung zwischen Magneten
und Maschinengewehr. Die Ankerwelle des Abzugsmagneten 1 endet
vorzugsweise in einem Gelenk 1.2. Im Gelenk 1.2 wird
eine im Rahmen 6 geführte vorzugsweise U-förmige,
dem Griffstück linksseitig ausweichende, Stange 3 eingehängt.
Beim Einhängen und Abstecken vom Rahmen 6 am Bodenstück
legt sich das in Schussrichtung vordere Ende der Stange 3 gleich
einem Finger vor den Abzug. Das vordere Ende der Stange 3 ist
gleitend oder vorzugsweise mit einer Walze 3.1 versehen,
so dass es sich bei der Hubbewegung auf dem Abzug gleitet bzw. abrollt. Der
Magnet 1 verfügt vorzugsweise über einen
Anschlussstecker 1.1, welcher wie dargestellt fest eingebaut
oder an einem Kabelschwanz montiert ist. Alternativ endet die Ankerwelle
in einer Verbindung, an der die elastische Stange 3 befestigt
wird. Bauraumbedingt kann es erforderlich werden, dass der Anker des
Abzugsmagneten 1 bzw. des Sicherungsmagneten 7 durch
das Lagerschild B 1.3 bzw. 7.3 verlängert und
mit einem Handgriff zur manuellen Bedienung des Abzuges bzw. der
Waffensicherung versehen wird.
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3 zeigt
den Bolzen, mit dem Rahmen 6 am Maschinengewehr abgesteckt
wird. Die Anordnung der beiden Magnete 1 und 7 ist
bestimmt durch die äußeren Platzverhältnisse,
eine Verschiebung der Magnete 1 und 7 zueinander
oder übereinander ist möglich und zulässig.
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4 zeigt
die Seitenansicht von links des Maschinengewehrs. Die Ankerwelle
des Sicherungsmagneten 7 endet vorzugsweise in einem Gelenk 7.2.
Von diesem wird die Magnetkraft mittels einer Stange 8 über
ein weiteres Gelenk 9.1 auf eine Schwinge 9 übertragen.
Die Schwinge 9 ist im Rahmen 6 gelagert. Über
die Lagerstelle 9.2 wird die Drehbewegung auf Sicherungsflügelmatrize 9.3 übertragen.
Beim Einhängen und Abstecken des Rahmens 6 am
Bodenstück findet der Kraftschluss zwischen der Matrize 9.3 und
dem Sicherungsflügel statt. Die Ausformung der Matrize 9.3 genügt
dem sicheren Kraftschluss. Alternativ endet die Ankerwelle in einer
Verbindung, an der eine Zahnstange befestigt ist. Die Hubbewegung
des Sicherungsmagneten 7 wird mittels der Zahnstange in
eine Drehbewegung der Schwinge 9 umgesetzt. Alternativ
hierzu kann das Gelenk 9.1 als Langloch ausgeführt
werden, in dem die verlängerte Ankerwelle abgesteckt wird.
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Die
Funktionsweise ist wie folgt:
5 zeigt
die Seitenansicht von rechts auf den hinteren Teil eines weiteren
Maschinengewehrs. Der dargestellte Aufbau ist äquivalent
zu derjenigen in 2 bis 4 dargestellten.
Am Bodenstück ist anstelle der Schulterstütze
(nicht dargestellt) der Magnetträgerrahmen 6 vorzugsweise
werkzeugfrei an der Bajonettkupplung der Schulterstütze
eingehängt und mit einer Bajonettüberwurfmutter 10 verriegelt. Der
Magnetrahmen 6 trägt den Abzugsmagneten 1, den
Sicherungsmagneten 7 und den Mechanismus zur Kraftübertragung
zwischen Magneten und Maschinengewehr. Die Ankerwelle des Abzugsmagneten 1 endet
vorzugsweise in einem Gelenk 1.2. Im Gelenk 1.2 wird
die im Rahmen 6 geführte vorzugsweise U-förmige,
dem Griffstück linksseitig ausweichende, Stange 3 eingehängt.
Beim Aufstecken und Verriegeln des Rahmens 6 am Bodenstück
greift das in Schussrichtung vordere Ende der Stange 3 gleich einem
Finger zwangsgeführt vor den Abzug. Das vordere Ende der
Stange 3 ist gleitend oder vorzugsweise mit einer Walze 3.1 versehen,
so dass es sich bei der Hubbewegung auf dem Abzug gleitet bzw. abrollt. Der
Abzugsmagnet 1 verfügt auch hier vorzugsweise über
einen Anschlussstecker 1.1, welcher wie dargestellt fest
eingebaut oder an einem Kabelschwanz montiert ist. Gleiches gilt
für den Stecker 7.1 des Sicherungsmagneten 7.
Die Anordnung der Magnete 1 und 7 ist bestimmt
durch die äußeren Platzverhältnisse,
eine Verschiebung beider zueinander oder übereinander ist
möglich und zulässig.
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Die
Ankerwelle des Sicherungsmagneten 7 endet vorzugsweise
im Gelenk 7.2. Von diesem wird die Magnetkraft mittels
einer im Rahmen 6 geführten Konturgabel 5 auf
den Sicherungsschieber übertragen. Beim Aufstecken und
Verriegeln des Rahmens 6 am Bodenstück findet
der Kraftschluss zwischen der Konturgabel 5 und dem Sicherungsschieber
statt. Die Hubbewegung des Sicherungsmagneten 7 wird durch
die Konturgabel 5 in eine Querbewegung umgesetzt, durch
welche der Sicherungsschieber zwischen den Stellungen gesichert
und entsichert wechselt.
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Anzugswicklungen
werden für die Dauer der Hubbewegung (< 100 ms), Haltewicklungen für
die Dauer des Haltens in der Arbeitsposition mit Spannung versorgt.
Der Anker des Sicherungsmagneten 7 wird aus der Ruheposition
in die Arbeitsposition bewegt, wenn der Schütze den Sicherungsschalter
am Bediengerät einschaltet. Beim Ausschalten fällt
der Anker des Sicherungsmagneten 7 um die Mindestwartezeit
verzögert in die Ruheposition zurück.
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Die
sich aus der Pufferkondensator-Haltewicklung-Anordnung ermittelnde
Mindestwartezeit ist größer als die Rückhubbewegungsdauer
des Anzugsmagnetenankers zuzüglich einer Reservezeit > 1/Kadenz. Auf diese
Art wird die Bedienreihenfolge gemäß 1 eingehalten.
Die Hubbewegung des Sicherungsmagneten wird unterbunden, wenn sich
der Anker des Abzugsmagneten, sensorisch erfasst, nicht in der Grundstellung
befindet.
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Eine
erste Überwachung prüft die Pufferkondensator1-Haltewicklung1-Anordnung
des Sicherungsmagneten. Eine zweite Überwachung prüft
die Pufferkondensator-Haltewicklung-Anordnung des Sicherungsmagneten 7.
Die Überwachungen prüfen alternierend, wodurch
der laufende Betrieb nicht unterbrochen werden muss. Der – somit sensorisch
erfasste – Ausfall einer der beiden Anordnungen überführt
das Maschinengewehr in den gesicherten Zustand unter Einhaltung
der Bedienreihenfolge gemäß 1.
Die erkannte Störung wird durch das integrierte Prüfsystem
dem Nutzer mitgeteilt.
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Einzelfeuer
und Dauerfeuer sind dann möglich, wenn keine Fehler im
Sicherungskreis vorliegen, wenn keine der Überwachungen
einen Fehler meldet. Überwacht werden auch die Positionssignale
der Magnete 1 und 7.
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Das
Einzelfeuer wird initiiert, wenn der Schütze die Feuertaste
am Richtgriff drückt. Die Anzugswicklung des Abzugmagneten 1 wird
für die Dauer der Hubbewegung und eine Haltezeit mit Spannung
versorgt. Anschließend wird Rückzugswicklung die
für die Dauer der Rückhubbewegung mit Spannung
versorgt. Je nach Waffetyp, also in Abhängigkeit der Waffenkadenz,
werden sich diese Versorgungszeiten mehr oder weniger überschneiden.
Hierzu wird die Energie eines Glättungskondensators genutzt,
welcher auf den schnellen Vorgang ausgelegt ist.
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Das
Dauerfeuer wird ebenfalls durch Drücken der Feuertaste
am Richtgriff eingeleitet. Hierbei wird die Anzugswicklung des Abzugmagneten 1 so lange
mit Spannung, bis der Schütze die Feuertaste loslässt.
Der Abzugsmagnet 1 führt den Hubvorgang mit der
Energie des Pufferkondensators aus und ist derart ausgelegt, dass
der mit dem nachfolgend niedrigeren Strom in der Feuerposition gehalten
werden kann. Wenn der Schütze die Feuertaste loslässt, dann
fällt der Abzugsmagnet über seine interne Feder
in die Grundstellung zurück. Wahlweise kann über
einen zweiten nur an die Rückzugswicklung angeschlossenen
Pufferkondensator der Rückhub schnell erfolgen. Diese Anordnung
wird für das schnelle Einzelfeuer verwendet.
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Anstelle
von Kondensatoren sind auch andere Energiespeicher nutzbar, die
dieselben vom System benötigten Leistungswerte aufbringen
können. Die Kondensatoren können in Abhängigkeit
von Bauraum und Kosten auch aus mehreren und aus unterschiedlichen
Typen von Kondensatoren zusammengesetzt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10215910
B4 [0004]
- - DE 10204292 A1 [0005]
- - DE 102007011591 [0006]