DE102010054245A1

DE102010054245A1 - Vorrichtung zur automatischen Ermittlung einer Restmunitionsmenge für automatische und/oder halbautomatische Maschinenwaffen

Info

Publication number: DE102010054245A1
Application number: DE201010054245
Authority: DE
Inventors: Christoph Seifarth
Original assignee: Bundesrepublik Deutschland; Bundesministerium der Verteidigung
Current assignee: Bundesrepublik Deutschland Vertreten Durch Da De
Priority date: 2010-12-11
Filing date: 2010-12-11
Publication date: 2012-06-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung von Anfangs- und Restmunitionsbestand bei automatischen Maschinenwaffen, welche Munition in Form von Patronen an einem Patronengurt verwenden. Mittels mindestens eines Sensors, wie dem eines Gewichtssensors, in einer Patronenzähleinheit wird eine automatische Bestimmung der vorhandenen Patronenmenge vorgenommen und der eigenen Seite der Beteiligten eines Feuerkampfes kommuniziert. Die Erfindung kann um Mittel zur automatischen Erkennung der Patronensorte erweitert werden, wobei eine Eingabe der Patronensorte über ein Dateneingabemittel entfallen und so die Bedienerfreundlichkeit erhöht werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur aktuellen Ermittlung einer Restmunitionsmenge bei automatischen Maschinenwaffen, insbesondere von schweren Waffen wie z. B. Maschinengewehren, die Patronenmunition verschießen. Beim Einsatz dieser Waffen, vor allem im Verbund mehrerer Waffen, ist es notwendig, dem Einzelschützen, wie auch dem abgesetzt leitenden Führer eines Feuerkampfes, eine genaue Kenntnis der Restmunitionsmenge zu verschaffen. Erst die genaue Kenntnis des tatsächlich noch vorhandenen Munitionsvorrats der aktiven Waffen ermöglicht es dem Führer vor Ort, seine Waffen kombiniert so effizient einzusetzen, dass die jeweiligen vorhandenen Munitionsmengen ausreichen, den militärischen Auftrag erfolgreich zu erfüllen.
Eine derzeit übliche mündliche Meldung des Schützen über seine subjektiv geschätzte.
Restmunitionsmenge oder über die Anzahl verschossener Patronengurte kann der geforderten genauen Kenntnis des Munitionsvorrates bisher nicht genügen und andererseits, während eines laufenden Feuerkampfes nur mit großen Mühen und unter zusätzlichen Gefahren oder gar nicht an den Führer vor Ort übermittelt werden.
Aus dem Stand der Technik sind Bemühungen bekannt, diesem Mangel abzuhelfen.
Die EP 1845328 A1 beschreibt eine Zählvorrichtung für Patronen in Magazinen, bei der für eine Bestimmung einer vorhandenen Munitionsmenge im wesentlichen ein Federweg einer Magazinfeder ermittelt wird. Hiermit ist zwar eine Restmunitionsmenge und eine Anfangsmunitionsmenge ermittelbar, aber nur für Schusswaffen, deren Patronen in Magazinen geladen und über Magazine mit Magazinfeder zugeführt werden.
Ein elektronisches Datenspeichersystem zum Speichern waffen- und schussspezifischer Daten für Schusswaffen ist in der DE 10 2007 062 647 A1 offenbart. Hierbei wird eine von der Waffe abgegebene Schusszahl mittels einer elektronischen Schusszähleinheit ermittelt und abgespeichert.
In der DE 10 2007 056 421 A1 wird ein Schusszähler für Handfeuerwaffen offenbart, wobei eine für ein Zählen und ein Speichern aller abgegebenen Schüsse nötige Energie aus einer zu zählenden Bewegung selbst beziehbar ist und keine permanent vorhandene Spannungsversorgung benötigt wird.
Die DE 60222708 T2 beschreibt eine Zählvorrichtung zum Zählen von Schüssen, die von einer automatischen und/oder halbautomatischen Feuerwaffe abgegeben werden.
Eine Restmunitionsmenge wird hierbei nur bei einer bekannten, festen Anfangsmunitionsmenge in einem Magazin ermittelt und dargestellt.
Den beschriebenen Lösungen ist insgesamt als Nachteil eigen, dass sie keine automatische Bestimmung der Munitionsmenge für Patronenmunition in Patronengurten für automatische Maschinenwaffen aufweisen.
Ein Austausch der Daten an eine externe Stelle ist nach keiner der bekannten Lösungen vorgesehen.
Die Erfindung soll den Stand der Technik verbessern, insbesondere die Bestimmung von Anfangs- und Restmunitionsbestand bei automatischen Maschinenwaffen, welche Munition in Form von Patronen an einem Patronengurt verwenden. Der ermittelte Munitionsvorrat soll außer der Waffenbedienung selber, auch involvierten Akteuren mitteilbar sein.
Die Lösung der Aufgabe gelingt mit einer Vorrichtung gemäß der Merkmale der Ansprüche 1 bis 12.
Die erfindungsgemäße Verwendung eines Gewichtssensors in einer Patronenzähleinheit erlaubt eine automatische Bestimmung der vorhandenen Patronenmenge anhand ihres Gewichtes in Abhängigkeit der bekannten Gewichte einer einzelnen Patrone oder eines Patronengurtes.
Die Erfindung ermöglicht eine präzise und zeitlich aktuelle Anzeige der Restmunitionsmenge für den Schützen selbst, wie auch für den Leitenden eines Feuerkampfes und/oder den taktischen Führer.
Insbesondere ermöglicht die Erfindung eine Erweiterung für eine drahtlose und verschlüsselte Übermittlung der ermittelten Restmunitionsmenge an Informationssysteme, wie beispielsweise ein Führungsinformationssystem, wo die Restmunitionsmenge graphisch oder numerisch dargestellt werden kann.
Ferner ermöglicht die Erfindung einen modularen Aufbau, bei dem einzelne Baugruppen drahtlos untereinander verbunden sind, was einen flexiblen Einsatz der einzelnen Baugruppen erlaubt.
Die Erfindung kann um Mittel zur automatischen Erkennung der Patronensorte erweitert werden, wobei eine Eingabe der Patronensorte über ein Dateneingabemittel entfallen und so die Bedienerfreundlichkeit erhöht werden kann.
Bevorzugt umfasst eine Ausführungsform der Erfindung eine Anzeigeeinheit, eine Auswerteeinheit, eine Schusszähleinheit und eine Patronenzähleinheit mit einem Gewichtssensor. Die Vorrichtung ist dabei so ausgeführt ist, dass automatisch eine Restmunitionsmenge für automatische und/oder halbautomatische Maschinenwaffen, insbesondere Maschinengewehre, ermittelbar ist.
Die Maschinenwaffe ist dabei so ausgeführt, dass sie eine Munition in Form von Patronen, welche an einem Patronengurt befestigt sind, verwendet.
Unter einer Maschinenwaffe ist eine Schusswaffe zu verstehen, die nach einer Abgabe eines Schusses selbsttätig erneut schussbereit wird. In diesem Sinne ist unter einer automatischen Maschinenwaffe eine Schusswaffe zu verstehen, bei welcher nach einmaliger Betätigung einer Schussauslösevorrichtung mehrere Schüsse abgegeben werden können. Bei einer halbautomatischen Maschinenwaffe hingegen kann nach einmaliger Betätigung der Schussauslösevorrichtung nur ein Schuss abgegeben werden.
Als Schusszähleinheit ist eine Vorrichtung oder sind Mittel zur Bestimmung einer Menge verschossener Patronen zu verstehen. Insbesondere kann die Schusszähleinheit induktiv und/oder kapazitiv wirkende Näherungssensoren und/oder Lichtschranken umfassen. Insbesondere kann die Schusszähleinheit innerhalb der Maschinenwaffe in der Nähe eines Laufes angeordnet sein.
Als Patronenzähleinheit versteht man eine Vorrichtung oder Mittel zur Bestimmung einer Menge vorhandener, für einen Gebrauch in der Maschinenwaffe vorgesehener Patronen.
Unter einem Patronengurt versteht man eine Einrichtung, auf der Patronen nebeneinander aufgereiht und lösbar befestigt sind und eine Maschinenwaffe unmittelbar mit Munition versorgt.
Als Restmunitionsmenge ist die Menge an Patronen zu verstehen, die der Maschinenwaffe auf Patronengurten zur Abgabe von Schüssen zur Verfügung steht. Insbesondere zählt hierzu die Menge der Patronen, die auf dem Patronengurt befestigt sind, mit dem die Maschinenwaffe geladen ist.
Günstig ist es, wenn der Gewichtssensor als Federwegsensor ausgeführt ist. Hierdurch kann eine mechanische Robustheit ermöglicht werden. Besonders günstig ist es, wenn der Gewichtssensor als Piezoelement ausgeführt ist. Hierdurch kann eine auf das Piezoelement wirkende Gewichtskraft direkt in eine elektrische Spannung umgewandelt werden und diese besonders einfach weiterverarbeitet werden.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Patronenzähleinheit ein Array aus Patronenerkennungssensoren. Hierdurch wird eine besonders schnelle und genaue Bestimmung einer vorhandenen Anzahl an Patronen ermöglicht.
Unter Patronenerkennungssensoren sind Sensoren oder Mittel zu verstehen, mittels derer ein Vorhandensein einzelner oder mehrerer Patronen und/oder Art und Form einer oder mehrerer Patronen feststellbar sind. Besonders günstig ist es, wenn die Patronenerkennungssensoren als optische Sensoren ausgeführt sind. Hierdurch können sowohl ein Vorhandensein als auch Art und Form einzelner Patronen festgestellt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen Anzeigeeinheit und/oder Auswerteeinheit und/oder Schusszähleinheit und/oder Patronenzähleinheit Mittel zu einem Senden und/oder einem Empfangen von Signalen über elektromagnetische Wellen auf. Ermöglicht werden hierdurch ein modularer Aufbau der Vorrichtung und eine drahtlose Verbindung einzelner oder mehrerer Einheiten untereinander.
Unter elektromagnetischen Wellen versteht man sich in einem Medium oder einem Vakuum ausbreitende Schwingungen gekoppelter elektrischer und magnetischer Felder.
Insbesondere zählen zu elektromagnetischen Wellen Radiowellen und Lichtwellen.
Als drahtlose Verbindung ist jede Verbindung zwischen zwei Einheiten zu verstehen, die keinen elektrischen Leiter als Verbindungselement verwendet. Insbesondere ist eine drahtlose Verbindung eine Verbindung über elektromagnetische Wellen, die sich in Luft ausbreiten.
Günstig ist es, wenn die Mittel das Senden und das Empfangen von Ultrabreitband-Signalen ermöglichen. Hierdurch kann eine hohe Stör- und Abhörsicherheit der Signale erreicht werden.
Unter Ultrabreitband-Signalen sind Signale mit einer Bandbreite von mehr als 50 MHz, insbesondere mehr als 500 MHz, zu verstehen.
Bevorzugt umfasst die Erfindung in einer weiteren Ausführungsform Mittel und Verfahren zu einer Verschlüsselung und/oder Entschlüsselung von Daten der Anzeigeeinheit und/oder der Auswerteeinheit und/oder der Schusszähleinheit und/oder der Patronenzähleinheit. Hierdurch können eine hohe Stör- und Abhörsicherheit sowie eine hohe Manipulationssicherheit von übertragenen und/oder gespeicherten Daten erreicht werden.
Unter Verschlüsselung ist ein Verfahren zu verstehen, mit welchem einfach und klar interpretierbare Daten (sogenannte Klardaten) mittels eines Schlüssels in nicht einfach interpretierbare Daten (sogenannte Geheimdaten) umgewandelt werden. Unter Entschlüsselung ist ein Verfahren zu verstehen, mit welchem nicht einfach interpretierbare Daten (sogenannte Geheimdaten) mittels eines Schlüssels in einfach und klar interpretierbare Daten (sogenannte Klardaten) umgewandelt werden. Unter einem Schlüssel ist eine Information zu verstehen, mittels derer Klardaten in Geheimdaten und/oder Geheimdaten in Klardaten umwandelbar sind. Insbesondere ist ein Schlüssel eine willkürliche Zeichenfolge, ein Passwort oder eine zufällige Zeichenfolge.
Als Daten werden alle logisch gruppierten Informationseinheiten verstanden, die elektronisch, magnetisch oder sonst nicht unmittelbar wahrnehmbar gespeichert sind oder übermittelt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Anzeigeeinheit und/oder die Schusszähleinheit und/oder die Patronenzähleinheit von der Auswerteeinheit steuerbar oder regelbar. Günstig ist es, wenn die Anzeigeeinheit in einer Anzeigehelligkeit und/oder einer Darstellungsart veränderbar und durch die Auswerteeinheit steuer- oder regelbar ausgeführt ist. Günstig ist auch, wenn eine Empfindlichkeit und/oder ein Ansprechverhalten einzelner oder mehrerer Sensoren der Schusszähleinheit und/oder der Patronenzähleinheit veränderbar und von der Auswerteeinheit steuer- oder regelbar sind. Besonders günstig ist es, wenn einzelne oder mehrere der oben aufgeführten Einheiten durch die Auswerteeinheit in einen Energiesparmodus und wieder in einen Betriebsmodus geschaltet werden können, sofern sie eine elektrische Energieversorgung benötigen. Hierdurch kann der Energiebedarf der Vorrichtung verringert werden.
Bevorzugt ist in einer weiteren Ausführungsform die Patronenzähleinheit in einem an der Maschinenwaffe befestigbaren Gurtkasten oder in einem separaten, nicht an der Maschinenwaffe befestigbaren Gurtkasten angeordnet. Hierdurch können Gurtkästen mit Patronenzähleinheiten ausgestattet werden, um eine einfache Handhabung und hohe Bedienerfreundlichkeit der gesamten Vorrichtung zu ermöglichen. Besonders günstig ist eine Ausstattung der Gurtkästen mit Patronenzähleinheiten, welche über eine drahtlose Verbindung zu der Auswerteeinheit verfügen. Hierdurch können Gurtkästen besonders einfach ausgetauscht und die Patronenzähleinheiten besonders bedienerfreundlich an die Auswerteeinheiten angeschlossen werden.
Unter einem Gurtkasten wird ein Behältnis zur Aufbewahrung und zum Transport eines einzelnen Patronengurtes verstanden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Patronenzähleinheit oder die Schusszähleinheit in die Auswerteeinheit und/oder in die Anzeigeeinheit baulich und/oder zusammen in einem Gehäuse integriert. Hierdurch kann die Anzahl einzelner Baugruppen der Vorrichtung reduziert und eine hohe Bedienerfreundlichkeit erreicht werden.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform umfasst Mittel und Verfahren zur Kommunikation mit Informationssystemen, insbesondere Führungsinformationssystemen, und/oder mit weiteren Anzeigeeinheiten und/oder mit weiteren Auswerteeinheiten. Hierdurch kann die Vorrichtung die Restmunitionsmenge an Informationssysteme, insbesondere Führungsinformationssysteme, übermitteln und so einem für einen Feuerkampf verantwortlichen und/oder einem taktischen Führer die Restmunitionsmenge der Maschinenwaffe besonders einfach zugänglich machen. Günstig ist es, wenn mehrere Vorrichtungen zur automatischen Ermittlung der Restmunitionsmenge für automatische Maschinenwaffen untereinander und/oder mit einem oder mehreren Informationssystemen Daten austauschen können. Dadurch kann der für einen Feuerkampf verantwortliche und/oder taktische Führer die Restmunitionsmengen mehrerer Maschinenwaffen komfortabel und besonders einfach überwachen.
Bevorzugt umfasst eine weitere Ausführungsform ein Dateneingabemittel zu einer Eingabe und/oder einer Auswahl eines Gewichtswertes des Patronengurtes und/oder einzelner Patronen und/oder zur Eingabe und/oder zur Auswahl einer Patronensorte. Hierdurch wird der Vorrichtung ermöglicht, die Restmunitionsmenge bei Verwendung unterschiedlicher Patronensorten und/oder unterschiedlicher Patronengurte zu ermitteln. Besonders günstig ist es, wenn ein Bediener die Patronensorte aus einer Liste gespeicherter Patronensorten auswählen kann, um eine hohe Bedienerfreundlichkeit erreichen zu können.
Unter einem Dateneingabemittel wird ein Mittel zur Kommunikation des Bedieners mit der Vorrichtung verstanden, wobei ein einfacher Schalter, der die Vorrichtung einschaltet und/oder ausschaltet, hiervon ausgenommen ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung einen Sensor zu einer automatischen Erkennung einer Patronensorte. Besonders günstig ist es, wenn der Sensor zur automatischen Erkennung einer Patronensorte als optischer Sensor ausgeführt und die Patronensorte mit Mitteln einer Bildverarbeitung ermittelbar ist. Hierdurch kann die Bedienerfreundlichkeit erhöht und eine Handhabung und Verwendung der Vorrichtung besonders einfach gestaltet werden. Zusätzlich kann auf ein Dateneingabemittel verzichtet werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Patronenzähleinheit und/oder die Schusszähleinheit und/oder die Auswerteeinheit und/oder die Anzeigeeinheit energieautark betreibbar. Hierdurch kann auf Batterien als Energieversorgungseinheit verzichtet werden und somit ein Wechsel der Batterien entfallen.
Unter einem energieautarken Betrieb versteht man, dass eine für den Betrieb einer Einheit benötigte Energie in Form von Strom in der Einheit selbst aus Energiequellen einer Umgebung erzeugt werden kann. Insbesondere kann die benötigte Energie in einem Piezoelement durch einen piezoelektrischen Effekt aus Vibrationen oder mechanischen Bewegungen erzeugt werden. Günstig ist auch eine Erzeugung der benötigten Energie, insbesondere in der Schusszähleinheit, mittels einer Turbine aus Gas- und Luftströmungen, die durch die Abgabe eines Schusses in der Maschinenwaffe entstehen. Alternativ kann die benötigte Energie auch in einer Solarzelle durch einen photoelektrischen Effekt aus einer Lichtquelle, insbesondere aus einem Sonnenlicht, erzeugt werden. Bei einem energieautarken Betrieb ist die Speicherung der erzeugten Energie in einem Akkumulator, einem elektrischen Kondensator oder einer elektrischen Spule möglich.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels, welches in den Figuren der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigen:
1a: eine Vorrichtung zur automatischen Ermittlung einer Restmunitionsmenge für automatische Maschinenwaffen mit angehängtem Gurtkasten,
1b: eine Vorrichtung zur automatischen Ermittlung einer Restmunitionsanzeige für automatische Maschinenwaffen mit separatem Gurtkasten und
2: eine detaillierte Ansicht einer Patronenzähleinheit, einer Schusszähleinheit, einer Auswerteeinheit und einer Anzeigeeinheit.
Die in 1a abgebildete Vorrichtung zur automatischen Ermittlung einer Restmunitionsmenge für automatische Maschinenwaffen 7 mit angehängtem Gurtkasten 1 umfasst eine Patronenzähleinheit 2 mit einer Antenne 21, eine Schusszähleinheit 3 mit einer Antenne 31, eine Auswerteeinheit 5 mit einer Antenne 51 sowie eine Anzeigeeinheit 6. Die Patronenzähleinheit 2 ist in einem Gurtkasten 1 angeordnet und weist einen aktiven oder passiven Gewichtssensor 25 (s. 2) auf, der als Federwegsensor oder als Piezoelement ausgeführt ist. Mittels des Gewichtssensors 25 ermittelt die Patronenzähleinheit 2 in variablen oder regelmäßigen Zeitabständen das Gewicht eines auf den Gewichtssensor 25 drückenden Patronengurtes 41, auf welchem Patronen 4 befestigt sind. Die Patronenzähleinheit 2 übermittelt das Gewicht an die Auswerteeinheit 5. Der Gurtkasten 1 ist mittels einer am Gurtkasten 1 vorhandenen Einhängvorrichtung 11 an einer Patroneneinzugsvorrichtung 71 einer Maschinenwaffe 7 angehängt und der Patronengurt 41 in die Patroneneinzugsvorrichtung 71 eingelegt. In der Nähe der Patroneneinzugsvorrichtung 71 ist die Schusszähleinheit 3 angeordnet, welche die Anzahl der abgegebenen Schüsse der Maschinenwaffe 7 an die Auswerteeinheit 5 übermittelt.
Alternativ kann die Schusszähleinheit 3 auch innerhalb der Maschinenwaffe 7 oder in der Nähe der Patronenauswurföffnung 72 angeordnet sein. Die Auswerteeinheit 5 ermittelt aus dem Gewicht und der Anzahl der abgegebenen Schüsse die Restmunitionsmenge und übermittelt die Restmunitionsmenge an die Anzeigeeinheit 6. Die Anzeigeeinheit 6 zeigt die Restmunitionsmenge optisch mittels einer Anzeige 68 (s. 2) an.
Die Patronenzähleinheit 5 ist so ausgeführt, dass sie bevorzugt nur während einer Feuerpause, also nicht während einer Abgabe eines oder mehrerer Schüsse, das Gewicht des Patronengurtes 41 mit Patronen 4 ermittelt, um durch starke Vibrationen hervorgerufene Messfehler weitestgehend zu minimieren.
1b zeigt die Vorrichtung zur automatischen Ermittlung einer Restmunitionsmenge für automatische Maschinenwaffen 7 mit einem separaten, nicht anhängbaren Gurtkasten 1. In dieser Ausführungsform wird das Gewicht des Patronengurtes 41 mit Patronen 4 vor der Entnahme des Patronengurtes 41 aus dem Gurtkasten 1 und vor einem Einlegen des Patronengurtes 41 in die Maschinenwaffe 7 ermittelt.
Die Auswerteeinheit 5 ist dabei so ausgeführt, dass sie mittels der Patronenzähleinheit 2 automatisch erkennt, wenn der Patronengurt 41 aus dem Gurtkasten 1 zumindest teilweise entfernt wird und ob der Gurtkasten 1 überhaupt einen Patronengurt 41 enthält. Hierzu ermittelt die Patronenzähleinheit 2 das Gewicht und/oder eine Gewichtsänderung oder die Auswerteeinheit 5 ermittelt eine Gewichtsänderung. Der Gurtkasten 1 mit der Patronenzähleinheit 2 ist hierzu maximal so weit von der Auswerteeinheit 5 entfernt, dass die Auswerteeinheit 5 noch Sendesignale der Patronenzähleinheit 2 empfangen und auswerten kann.
In 2 sind Blockschaltbilder der Patronenzähleinheit 2, der Schusszähleinheit 3, der Auswerteeinheit 5 und der Anzeigeeinheit 6 dargestellt.
Die Patronenzähleinheit 2 umfasst eine Antenne 21, ein Hochfrequenzfilter 22, einen Funksender 23, eine Signalverarbeitungseinheit 24 und eine Energieversorgungseinheit 26 sowie einen Gewichtssensor 25.
Das Hochfrequenzfilter 22 ist als Bandpassfilter für Ultrabreitband-Signale in LTCC-Technologie (englisch: Low Temperature Cofired Ceramics, deutsch: Niedertemperatur-Einbrand-Keramiken) ausgeführt. Möglich ist jedoch auch eine Ausführung als diskrete Bauelemente in Leiterplattentechnologie, in Dickschichttechnologie oder Wellenleitertechnik.
Der Funksender 23 ist als integrierter Schaltkreis aufgebaut und sendet mittels der Antenne 21 Ultrabreitband-Signale nach einem proprietären Funkstandard aus. Möglich ist auch eine Ausführung des Funksenders 23, des Hochfrequenzfilters 22 und der Antenne 21 so, dass Funksignale von der Patronenzähleinheit 2 in freigegebenen und/oder militärisch genutzten Frequenzbereichen nach proprietären oder festgelegten Funkstandards, wie beispielsweise IEEE 802.15.1, IEEE 802.15.2, IEEE 802.15.3, IEEE 802.15.4 oder IEEE 802.11, sendbar sind. Anstelle des Funksenders 23 kann auch ein Funktransceiver verwendet werden, welcher Funksignale senden und empfangen kann, wodurch eine bidirektionale Kommunikation mit der Auswerteeinheit 5 ermöglicht wird.
Die Signalverarbeitungseinheit 24 ist als Mikrocontroller ausgeführt und verarbeitet die von dem Gewichtssensor 25 erzeugten Signale und leitet diese verschlüsselt an den Funksender 23 weiter. Möglich ist jedoch auch eine Ausführung der Signalverarbeitungseinheit 24 als Digitaler Signalprozessor (DSP), als Digitaler Signalcontroller (DSC), als Anwendungsspezifische Integrierte Schaltung (ASIC, englisch: application specific integrated circuit) oder als Feldprogrammierbare Logik-Gatter-Anordnung (FPGA, englisch: field programmable gate array). Möglich ist auch, dass die Signalverarbeitungseinheit 24 zusätzlich eine als integrierte Schaltung ausgeführte Verschlüsselungseinheit und/oder Entschlüsselungseinheit umfasst. Ebenso möglich, wenn auch nicht in der Zeichnung dargestellt, ist eine bidirektionale Kommunikation zwischen dem Funksender 23 und der Signalverarbeitungseinheit 24.
Die Energieversorgungseinheit 26 umfasst eine Batterie und versorgt den Funksender 23 und die Signalverarbeitungseinheit 24, sowie den Gewichtssensor 25, falls dieser elektrische Energie benötigt, mit elektrischer Energie. Die Energieversorgungseinheit 26 kann auch alternativ einen Akkumulator zur Speicherung und ein Piezoelement zur Erzeugung elektrischer Energie aus Vibrationen der Maschinenwaffe 7 oder Bewegungen des Gurtkastens 1 oder der Patronenzähleinheit 2 umfassen. Möglich ist auch, dass die Energieversorgungseinheit 26 anstelle des Piezoelementes eine Solarzelle zur Erzeugung elektrischer Energie aus Umgebungslicht aufweist.
Die Schusszähleinheit 3 umfasst eine Antenne 31, ein Hochfrequenzfilter 32, einen Funksender 33, eine Signalverarbeitungseinheit 34 und eine Energieversorgungseinheit 36 sowie einen Schusszählsensor 35.
Das Hochfrequenzfilter 32 ist als Bandpassfilter für Ultrabreitband-Signale in LTCC-Technologie (englisch: Low Temperature Cofired Ceramics, deutsch: Niedertemperatur-Einbrand-Keramiken) ausgeführt. Möglich ist jedoch auch eine Ausführung als diskrete Bauelemente in Leiterplattentechnologie, in Dickschichttechnologie oder Wellenleitertechnik.
Der Funksender 33 ist als integrierter Schaltkreis aufgebaut und sendet mittels der Antenne 31 Ultrabreitband-Signale nach einem proprietären Funkstandard aus. Möglich ist auch eine Ausführung des Funksenders 33, des Hochfrequenzfilters 32 und der Antenne 31 so, dass Funksignale von der Schusszähleinheit 3 in freigegebenen und/oder militärisch genutzten Frequenzbereichen nach proprietären oder festgelegten Funkstandards, wie beispielsweise IEEE 802.15.1, IEEE 802.15.2, IEEE 802.15.3, IEEE 802.15.4 oder IEEE 802.11, sendbar sind.
Anstelle des Funksenders 33 kann auch ein Funktransceiver verwendet werden, welcher Funksignale senden und empfangen kann, wodurch eine bidirektionale Kommunikation mit der Auswerteeinheit 5 ermöglicht wird.
Die Signalverarbeitungseinheit 34 ist als Mikrocontroller ausgeführt und verarbeitet die von dem Schusszählsensor 35 erzeugten Signale und leitet diese verschlüsselt an den Funksender 33 weiter. Möglich ist jedoch auch eine Ausführung der Signalverarbeitungseinheit 34 als Digitaler Signalprozessor (DSP), als Digitaler Signalcontroller (DSC), als Anwendungsspezifische Integrierte Schaltung (ASIC, englisch: application specific integrated circuit) oder als Feldprogrammierbare Logik-Gatter-Anordnung (FPGA, englisch: field programmable gate array). Möglich ist auch, dass die Signalverarbeitungseinheit 34 zusätzlich eine als integrierte Schaltung ausgeführte Verschlüsselungseinheit und/oder Entschlüsselungseinheit umfasst. Ebenso möglich, wenn auch nicht in der Zeichnung dargestellt, ist eine bidirektionale Kommunikation zwischen dem Funksender 33 und der Signalverarbeitungseinheit 34.
Die Energieversorgungseinheit 36 umfasst eine Batterie und versorgt den Funksender 33 und die Signalverarbeitungseinheit 34, sowie den Schusszählsensor 35, falls dieser elektrische Energie benötigt, mit elektrischer Energie. Die Energieversorgungseinheit 36 kann auch alternativ einen Akkumulator zur Speicherung und ein Piezoelement zur Erzeugung elektrischer Energie aus Vibrationen oder Bewegungen der Maschinenwaffe 7 umfassen. Möglich ist auch, dass die Energieversorgungseinheit 36 anstelle des Piezoelementes eine Solarzelle zur Erzeugung elektrischer Energie aus Umgebungslicht aufweist.
Der Schusszählsensor 35 umfasst ein piezoelektrisches Element, welches so mit einem Verschluss der Maschinenwaffe 7 mechanisch verbunden ist, dass eine Bewegung des Verschlusses bei oder nach Abgabe eines Schusses ausreicht, um eine hohe Spannung kurzer Dauer zu erzeugen. Ferner umfasst der Schusszählsensor 35 eine elektrische Schaltung, um die Spannung zu glätten und sie in ein niedrigeres, länger andauerndes Spannungssignal umzuwandeln. Im einfachsten Fall weist die elektrische Schaltung hierzu einen Tiefpassfilter auf.
Alternativ umfasst der Schusszählsensor 35 eine Leuchtdiode, insbesondere eine Infrarot-Leuchtdiode, und eine Photodetektordiode, insbesondere eine Infrarot-Photodetektordiode.
Leuchtdiode und Photodetektordiode sind hierbei so angeordnet, dass zwischen beiden der Patronengurt 41 mit Patronen 4 durchgeführt wird. Die Leuchtdiode sendet einen Lichtstrahl aus, der durch eine Patrone 4 unterbrochen wird, so dass die Photodetektordiode den Lichtstrahl nicht empfangen kann und eine diesem Zustand entsprechendes Spannungssignal erzeugt. Wird mit der Maschinenwaffe 7 ein Schuss abgegeben, wird die Patrone 4 weiter in die Maschinenwaffe 7 eingeführt und/oder dem Verschluss zugeführt. Während dieses Vorganges wird der Lichtstrahl kurzzeitig nicht von der Patrone 4 unterbrochen und die Photodetektordiode empfängt den Lichtstrahl, bevor eine nächste Patrone 4 den Lichtstrahl wieder unterbricht. Die Photodetektordiode erzeugt hierdurch ein Spannungssignal, welches abhängig von der Intensität des empfangenen Lichtstrahls ist.
Der Schusszählsensor 35 übermittelt das Spannungssignal an die Signalverarbeitungseinheit 34, welche das Spannungssignal weiterverarbeitet und hieraus die Anzahl abgegebener Schüsse ermittelt. Diese Anzahl abgegebener Schüsse wird an den Funksender 33 weitergeleitet und über die Antenne 31 an die Auswerteeinheit 5 gesendet.
Die Auswerteeinheit 5 umfasst eine Antenne 51, ein Hochfrequenzfilter 52, einen Funktransceiver 53, eine Signalverarbeitungseinheit 54 und eine Energieversorgungseinheit 56 sowie ein Dateneingabemittel 57.
Das Hochfrequenzfilter 52 ist als Bandpassfilter für Ultrabreitband-Signale in LTCC-Technologie (englisch: Low Temperature Cofired Ceramics, deutsch: Niedertemperatur-Einbrand-Keramiken) ausgeführt. Möglich ist jedoch auch eine Ausführung als diskrete Bauelemente in Leiterplattentechnologie, in Dickschichttechnologie oder Wellenleitertechnik.
Der Funktransceiver 53 ist als integrierter Schaltkreis aufgebaut und sendet und empfängt mittels der Antenne 51 Ultrabreitband-Signale nach einem proprietären Funkstandard. Möglich ist auch eine Ausführung des Funktransceivers 53, des Hochfrequenzfilters 52 und der Antenne 51 so, dass Funksignale von der Auswerteeinheit in freigegebenen und/oder militärisch genutzten Frequenzbereichen nach proprietären oder festgelegten Funkstandards, wie beispielsweise IEEE 802.15.1, IEEE 802.15.2, IEEE 802.15.3, IEEE 802.15.4 oder IEEE 802.11, sendbar und empfangbar sind.
Die Signalverarbeitungseinheit 54 ist als Mikrocontroller ausgeführt und verarbeitet die von dem Dateneingabemittel 57 erzeugten Signale. Ferner entschlüsselt die Signalverarbeitungseinheit 54 die von der Patronenzähleinheit 2 und der Schusszähleinheit 3 empfangenen Signale und verarbeitet sie weiter. Möglich ist auch eine Ausführung der Signalverarbeitungseinheit 54 als Digitaler Signalprozessor (DSP), als Digitaler Signalcontroller (DSC), als Anwendungsspezifische Integrierte Schaltung (ASIC, englisch: application specific integrated circuit) oder als Feldprogrammierbare Logik-Gatter-Anordnung (FPGA, englisch: field programmable gate array). Ebenso möglich ist auch, dass die Signalverarbeitungseinheit 54 zusätzlich eine als integrierte Schaltung ausgeführte Verschlüsselungseinheit und/oder Entschlüsselungseinheit umfasst.
Die Energieversorgungseinheit 56 umfasst eine Batterie und versorgt den Funktransceiver 53 und die Signalverarbeitungseinheit 54, sowie das Dateneingabemittel 57, falls dieses elektrische Energie benötigt, mit elektrischer Energie. Die Energieversorgungseinheit 56 kann auch alternativ einen Akkumulator zur Speicherung und ein Piezoelement zur Erzeugung elektrischer Energie aus Vibrationen oder Bewegungen der Auswerteeinheit 5 umfassen. Möglich ist auch, dass die Energieversorgungseinheit 56 anstelle des Piezoelementes eine Solarzelle zur Erzeugung elektrischer Energie aus Umgebungslicht aufweist.
Ferner versorgt die Energieversorgungseinheit 56 eine Anzeigesignalverarbeitungseinheit 64 und die Anzeige 68 der Anzeigeeinheit 6 mit elektrischer Energie.
Das Dateneingabemittel 57 ist als Touchscreen ausgeführt, auf dem mittels eines aufgebrachten, räumlich begrenzten Tastdruckes eine Patronensorte und/oder weitere Daten und/oder Einstellungen ausgewählt werden können. Alternativ kann das Dateneingabemittel 57 auch als Tastatur, insbesondere als Nummerntastatur, oder als Schalttafel ausgeführt sein. Anhand der über das Dateneingabemittel 57 ausgewählten Patronensorte, deren Gewicht einer einzelnen Patrone 4 und das Gewicht des Patronengurtes 41 in der Signalverarbeitungseinheit 54 gespeichert sind, berechnet die Signalverarbeitungseinheit 54 aus dem mittels der Patronenzähleinheit 5 ermittelten Gewichts und dem abgespeicherten Gewicht einer einzelnen Patrone 4 die Anzahl der vorhandenen Patronen 4. Hierbei berücksichtigt die Signalverarbeitungseinheit 54 auch die von der Patroneneinzugsvorrichtung 71 in den Gurtkasten 1 hängenden Patronen 4, deren Gewicht nicht vom Gewichtssensor 25 erfasst wird, indem diese für den Gurtkasten 1 bekannte Anzahl an Patronen 4 zur Anzahl der über das Gewicht bestimmten Patronen 4 addiert wird.
Dadurch ergibt sich die Restmunitionsmenge, die von der Signalverarbeitungseinheit 54 an die Anzeigesignalverarbeitungseinheit 64 übermittelt wird.
Bei Abgabe eines Schusses oder mehrerer Schüsse wird die Anzahl der abgegebenen Schüsse von der Schusszähleinheit 3 ermittelt und an die Auswerteeinheit 5 übermittelt.
Die Signalverarbeitungseinheit 54 der Auswerteeinheit subtrahiert die Anzahl der abgegebenen Schüsse von der vorher ermittelten Restmunitionsmenge und bestimmt so eine aktuelle Restmunitionsmenge.
Gleichzeitig oder zeitlich versetzt vergleicht die Signalverarbeitungseinheit 54 eine aktuelle über das Gewicht von der Patronenzähleinheit 2 bestimmte Anzahl der noch im Gurtkasten 1 vorhandenen Patronen 4 mit der aktuellen Restmunitionsmenge. Dieser Vergleich erfolgt nur für den Fall, dass eine möglichst genaue Bestimmung des Gewichtes der Patronen 4 im Gurtkasten 1 möglich ist und beispielsweise nicht durch Vibrationen der Maschinenwaffe 7 verhindert wird.
Die Anzeigesignalverarbeitungseinheit 64 ist als Mikrocontroller ausgeführt und verarbeitet die von der Signalverarbeitungseinheit 54 der Auswerteeinheit 5 verschlüsselten oder unverschlüsselten empfangenen Signale. Möglich ist auch eine Ausführung der Anzeigesignalverarbeitungseinheit 64 als Digitaler Signalprozessor (DSP), als Digitaler Signalcontroller (DSC), als Anwendungsspezifische Integrierte Schaltung (ASIC, englisch: application specific integrated circuit) oder als Feldprogrammierbare Logik-Gatter-Anordnung (FPGA, englisch: field programmable gate array).
Die Anzeigesignalverarbeitungseinheit 64 steuert die Anzeige 68 und zeigt mittels der Anzeige 68 die aktuelle Restmunitionsmenge an. Die Anzeige 68 ist als Flüssigkeitskristallanzeige (LCD, englisch: liquid crystal display) ausgeführt. Möglich ist auch eine Ausführung der Anzeige 68 als Leuchtdiodenanzeige (LED-Anzeige).
Die Auswerteeinheit 5 sendet die aktuelle Restmunitionsmenge verschlüsselt mittels des Funktransceivers 53, des Hochfrequenzfilters 52 und der Antenne 51 an einen Funktransceiver eines Führungsinformationssystems. Alternativ kann die Auswerteeinheit auch einen weiteren Funktransceiver, ein weiteres Hochfrequenzfilter und/oder eine weitere Antenne umfassen, über die mit dem Funktransceiver des Führungsinformationssystems kommuniziert wird.
Bezugszeichenliste

1: Gurtkasten
2: Patronenzähleinheit
3: Schusszähleinheit
4: Patrone
5: Auswerteeinheit
6: Anzeigeeinheit
7: Maschinenwaffe
11: Einhängvorrichtung
21: Antenne
22: Hochfrequenzfilter
23: Funksender
24: Signalverarbeitungseinheit
25: Gewichtssensor
26: Energieversorgungseinheit
31: Antenne
32: Hochfrequenzfilter
33: Funksender
34: Signalverarbeitungseinheit
35: Schusszählsensor
36: Energieversorgungseinheit
41: Patronengurt
51: Antenne
52: Hochfrequenzfilter
53: Funktransceiver
54: Signalverarbeitungseinheit
56: Energieversorgungseinheit
57: Dateneingabemittel
64: Anzeigesignalverarbeitungseinheit
68: Anzeige
71: Patroneneinzugsvorrichtung
72: Patronenauswurföffnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1845328 A1 [0005]
DE 102007062647 A1 [0006]
DE 102007056421 A1 [0007]
DE 60222708 T2 [0008]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

IEEE 802.15.1 [0060]
IEEE 802.15.2 [0060]
IEEE 802.15.3 [0060]
IEEE 802.15.4 [0060]
IEEE 802.11 [0060]
IEEE 802.15.1 [0065]
IEEE 802.15.2 [0065]
IEEE 802.15.3 [0065]
IEEE 802.15.4 [0065]
IEEE 802.11 [0065]
IEEE 802.15.1 [0075]
IEEE 802.15.2 [0075]
IEEE 802.15.3 [0075]
IEEE 802.15.4 [0075]
IEEE 802.11 [0075]

Claims

Vorrichtung zur automatischen Ermittlung einer Restmunitionsmenge für automatische und/oder halbautomatische Maschinenwaffen (7), insbesondere Maschinengewehre, mit – einer Anzeigeeinheit (6), – einer Auswerteeinheit (5), – einer Schusszähleinheit (3) und – einer Patronenzähleinheit (2), wobei die Maschinenwaffe (7) eine Munition in Form von Patronen (4), welche an einem Patronengurt (41) befestigt sind, verwendet, dadurch gekennzeichnet, dass – die Patronenzähleinheit (2) einen Gewichtssensor umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtssensor als Federwegsensor oder als Piezoelement ausgeführt ist.
Vorrichtung zur automatischen Ermittlung einer Restmunitionsmenge für automatische und/oder halbautomatische Maschinenwaffen (7), insbesondere Maschinengewehre, mit – einer Anzeigeeinheit (6), – einer Auswerteeinheit (5), – einer Schusszähleinheit (3) und – einer Patronenzähleinheit (2), wobei die Maschinenwaffe (7) eine Munition in Form von Patronen (4), welche an einem Patronengurt (41) befestigt sind, verwendet, dadurch gekennzeichnet, dass – die Patronenzähleinheit (2) ein Array aus Patronenerkennungssensoren umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Anzeigeeinheit (6) und/oder Auswerteeinheit (5) und/oder Schusszähleinheit (3) und/oder Patronenzähleinheit (2) Mittel zu einem Senden und/oder einem Empfangen von Signalen über elektromagnetische Wellen aufweisen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel und Verfahren zu einer Verschlüsselung und/oder zu einer Entschlüsselung von Daten der Anzeigeeinheit (6) und/oder der Auswerteeinheit (5) und/oder der Schusszähleinheit (3) und/oder der Patronenzähleinheit (2).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinheit (6) und/oder die Schusszähleinheit (3) und/oder die Patronenzähleinheit (2) von der Auswerteeinheit (5) steuerbar oder regelbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Patronenzähleinheit (2) in einem an der Maschinenwaffe (7) befestigbaren Gurtkasten (1) oder in einem separaten, nicht an der Maschinenwaffe (7) befestigbaren Gurtkasten (1) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Patronenzähleinheit (2) oder die Schusszähleinheit (3) in die Auswerteeinheit (5) und/oder in die Anzeigeeinheit (6) integriert ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel und Verfahren zur Kommunikation mit Informationssystemen und/oder mit weiteren Anzeigeeinheiten (6) und/oder mit weiteren Auswerteeinheiten (5).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Dateneingabemittel (57) zu einer Eingabe und/oder einer Auswahl eines Gewichtswertes des Patronengurtes (41) und/oder einzelner Patronen (4) und/oder zur Eingabe und/oder zur Auswahl einer Patronensorte.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Sensor zu einer automatischen Erkennung einer Patronensorte.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Patronenzähleinheit (2) und/oder die Schusszähleinheit (3) und/oder die Auswerteeinheit (5) und/oder die Anzeigeeinheit (6) energieautark betreibbar sind.