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Die Erfindung betrifft ein modular aufgebautes Sicherungsmodul zum Verhindern bzw. zum Blockieren der unbefugten Benutzung von sensiblen Elementen, Maschinen und Geräten, insbesondere Zugängen und Handfeuerwaffen. Es bildet eine effektive Schikane, um die unbefugte Auslösung von relevanten Funktionen, selbst unter Nutzung von im Handel üblichen Geräten und Werkzeugen, über ein definiertes Zeitlimit hinaus erheblich zu erschweren bzw. unmöglich zu machen.
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Das Sicherungsmodul umfasst maximal vier Segmente, die als mechanisches Codierbauteil 1, Krafteinleitungsbaustein 2, pyrotechnisches bzw. detonatives Kraftelement 3 sowie einem funktionsergänzenden Endsegment 4 zusammenwirken.
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Die Segmentierung erlaubt eine, den objektbezogenen Sicherheitserfordernissen anzupassende Auswahl und Anordnung der Segmente.
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Stand der Technik
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Sicherungsmodule, auch Sicherungseinrichtungen, Waffensicherungen usw. genannt, zum Blockieren bzw. zum Verhindern der unbefugten Benutzung von sensiblen Elementen, Maschinen und Geräten, insbesondere auch Schusswaffen sind in einer Vielzahl und in den unterschiedlichsten Ausführungen bekannt.
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Im Stand der Technik sind zunehmend gattungsgemäße Lösungen, wie in den heran gezogenen Druckschriften speziell in der Waffentechnik anzutreffen, die es ermöglichen, überwiegend in sicherheitsrelevanten, insbesondere in Kurzzeitsituationen, in hoher Komplexität und Zusammenwirken von mechanischen, optischen, akustischen, elektrischen und/oder elektronischen Komponenten, über Informationsaustausch und Entscheidungsabfrage, Funktionsabläufe über autorisierte Personen frei zu geben oder zu sperren.
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Erfindungsgemäße Lösungen, wie in der Gebrauchsmusterschrift
DE 299 20 895 U1 gezeigt, sehen eine durchgängige Verbindung eines Sicherungselementes von der Laufmündung zum Patronenlager vor. Dabei wird ein, die Laufmündung überdeckendes pilzförmiges Kopfteil über eine Stange mit einem im Patronenlager sich befindenden und mit speziellen Granulaten gefüllter Einsatzkörper und mechanischen Verbindungstechniken unlösbar verbunden.
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Ein Entfernen der Sicherung ist jedoch nur durch Abtrennen des Kopfteils mittels Elektroerosion möglich.
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Die
DE19523399C2 sieht eine Zerstörungseinheit – einen pyrotechnischen Satz – vor, die über eine Signalstrecke mit einer Signalempfangseinheit und Signalauswerteeinheit ein Sendesignal zur Zerstörungseinheit sendet und diese, je nach Situation oder Entscheidungslage zur Wirkung bringt.
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Ähnliche Ausführungsvarianten, wie in
DE 102 32 634 A1 dargestellt, sehen ein Unbrauchbarmachen oder ein Zerstören des zu sichernden Systems vor, indem eine Entsperrschaltung mit einer in der Waffe integrierten elektronischen Zündung zum Zünden einer in der Waffe geladenen Patrone, die ebenfalls elektronisch gezündet werden kann, gekoppelt ist.
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Eine in Betracht gezogene artgemäße Darstellung –
DE 371 71 49 A1 – beinhaltet ein Sprengzünder-Zündelement, welches mit einem elektronischen Schaltkreis, ein eigenständiges oder computergesteuertes Sprengsystem bildet.
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In einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen, wie in den Schriften
DE 199 63 326 A1 und
US 595 03 44A dargestellt, kommen zur Sicherung einer Waffe expansible Elemente, wie Gummi oder Elastomere zum Einsatz, welche auf Grund ihrer Volumenkonstanz beim Zusammendrücken einen Kraftschluss zwischen der Blockiereinheit und der zu sichernden Waffe bilden. Bei derartigen, die Klemmung erzeugende Materialien, ist bei mechanischen Manipulationen, in Verbindung mit thermischer Einflussnahme, nicht die erforderliche Wirkung und Sicherheit zu erwarten.
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Sehr vielfältig ist ferner bei den nicht mit Zerstörungswirkung arbeitenden Systemen die konstruktive Gestaltung des in der jeweiligen Wirkungskette vorhandenen mechanischen Endgliedes, welches letztendlich den Kraftschluss zwischen der Blockiereinheit und z. B. dem Lauf einer Waffe herstellen soll.
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Im Allgemeinen sind, wie in
DE 20 2007 017 131 U1 ,
DE20314721U1 ,
DE 20 2006 003 042 U1 u. a. die am Lauf einer Waffe anliegenden kraftschlussbildenden Elemente rollen-, kugel- oder stiftförmig ausgeführt und werden durch Keile, Kegel bzw. Stifte an die Laufwandung gedrückt. Bei diesen Ausführungsbeispielen werden die Elemente in der Regel vorgespannt und erfahren bei unbefugter Einflussnahme eine weitere lineare Kraftverstärkung.
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In einer Reihe von Schutzrechten, wie beispielsweise
DE 10 2006 012 66 B4 und
DE10240119B4 wird ein so genannter Durchschlagschutz beschrieben, welcher aus schräggestellten Scheiben besteht, die bei Schlageinwirkung auf die Sicherungseinheit in Richtung Laufachse radial als Kraftverstärker wirken, womit ein weiterer Schutz vor einer Manipulation beabsichtigt ist. Diese Ausführungsform birgt den Nachteil, dass bei Anbringung geeigneter Zugmittel die Scheiben abgehoben werden können.
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Unbestritten ist, dass diese zum Stand der Technik in Betracht gezogenen Sicherungssysteme zum Teil Ausführungsarten für extreme Sicherheitssituationen und -anforderungen darstellen und/oder bei gesetzten Prioritäten, unter Einbeziehung kommunikativer Prozesse zur Situationsbewertung und Entscheidung zu ihrer Deaktivierung bzw. Aktivierung, wie beispielsweise einer Schussfreigabe, ihre Berechtigung haben.
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Sie vermögen jedoch die in der Aufgabenstellung gestellten speziellen Anwendungsforderungen nicht zu erfüllen, sie erzeugen einerseits irreparable Schäden am zu sichernden Objekt, andererseits sind sie nach Ausführung der internen sowie externen funktionalen Konstruktionselemente und ihrem Zusammenwirken partiell sehr komplex gestaltet, teilweise durch ihre Vielzahl störanfällig und nur mit einem beträchtlichen fertigungstechnischen Aufwand realisierbar, der die Kosten vor allem bei mehrläufigen Waffen enorm ansteigen lässt.
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Aufgabenstellung
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Zweck und Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Sicherungsmodul zu entwickeln, welches in der Lage ist, die unbefugte Benutzung von Schusswaffen oder das unbefugte Betreiben von sensiblen Geräten zumindest temporär zu verhindern, ohne eine Zerstörung der Objekte zu bewirken, wie es etwa von Blockiersystemen für Erbwaffen gefordert wird, deren Einbau und Deaktivierung ausschließlich autorisierten Personen vorbehalten ist.
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Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein solches Sicherungsmodul mit robusten mechanischen, pyrotechnischen oder detonativen Funktionselementen auszustatten, um eine sichere Funktionalität zu gewährleisten und es mit vertretbarem Aufwand kostengünstig herstellen zu können. Zu diesem Zweck ist ein modularer Aufbau des Sicherungsmoduls vorzusehen, der es ermöglicht, einzelne funktionelle Segmente entsprechend den jeweiligen objektbezogenen Sicherheitserfordernissen auszuwählen und anpassen zu können.
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Lösung
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen beschriebenen Merkmale des Sicherungsmodules mit der Funktion eines Blockiersystems gelöst.
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Die Lösung sieht ein mechanisches Sicherungsmodul, bestehend aus vier Segmenten vor, die als mechanisches Codierbauteil 1, 1, Krafteinleitungsbaustein 2, 2, pyrotechnisches oder detonatives Element 3, 3 sowie einem funktionsergänzenden Endsegment 4, 4, zusammenwirken.
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Wesentliches Merkmal der Erfindung zur Gewährleistung der Sicherheitserfordernisse ist der modulare Aufbau des Sicherungsmoduls, welches es ermöglicht, einzelne funktionelle Segmente den jeweiligen Sicherheitserfordernissen entsprechend auszuwählen und anpassen zu können. Der vom mechanischen Codierbauteil 1 ausgelöste Sperrbefehl aktiviert weitere Segmente, in der Regel den Krafteinleitungsbaustein 2, so dass beide Segmente bereits die Funktion eines Sicherungsmoduls erfüllen und Bestandteil aller Kombinationen ( ) sind. Erfindungsgemäß wird im Krafteinleitungsbaustein 2 – 2 – der Kraftschluss zu dem zu sichernden Objekt – ausgelöst durch die Sperrung im Codiersegment 1 – über die speziell gestaltete Kurve des Schiebers 9, der Spiralblattfeder 10, den tonnenförmigen Wälzkörpern 11, welche sich auf angepassten Rollenbahnen 14 befinden, hergestellt. Die erfinderische Besonderheit besteht darin, dass im gesperrten Zustand des Sicherungsmoduls nur ein geringer Kraftschluss erzeugt wird, der erst nach versuchter unbefugter Nutzung durch äußere Einwirkung und/oder in Verbindung mit dem pyrotechnischen bzw. detonativem Kraftsegment 3 – 3 – eine progressive Kraftverstärkung erfährt.
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Das funktionsergänzende Endsegment 4 – 4 – dient, wie das detonative Kraftsegment, wahlweise dem funktionellen Zusammenwirken der einzelnen Segmente und kann z. B. bei Kurzwaffen auch in das Patronenlager eingebracht werden.
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Auf Grund der zweckmäßigen, robusten und wirtschaftlich günstigen Ausführung des erfindungsgemäßen Gedankens ist unschwer erkennbar, dass das, den jeweiligen Sicherheitserfordernissen anpassbare Sicherungsmodul in Schlossmechanismen, Waffenbehältnissen und anderen sensiblen Systemen, wie beispielsweise Kontroll- und Revisionsöffnungen, Sperrventilen, Maschinen und Geräten, einen effektiven Einsatz ermöglicht.
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Ausführungsbeispiel
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Die Erfindung wird nachfolgend, in Verbindung mit den Unteransprüchen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen an dem Ausführungsbeispiel Handfeuerwaffe näher erläutert.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Es zeigen im Einzelnen:
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1: Mechanisches Codierbauteil 1
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2: Krafteinleitungsbaustein 2
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3: Pyrotechnisches/detonatives Element 3
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4: Funktionsergänzendes Endsegment 4
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5: Kombinationsbeispiel Codierbauteil – Detonatives Element – Krafteinleitungsbaustein
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6: Schieber
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Figurenbeschreibung
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1 zeigt das mechanische Codierbauteil 1, mit der Schlüsselöffnung 9 als Einleitungs- bzw. Grundbaustein für alle Segmentekombinationen. Mit dem Dichtungsring 7 ist wie bei den möglichen Endgliedern der Segmentekombinationen, ein Schutz gegen Eindringen von Feuchtigkeit und Verunreinigung vorgesehen.
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In der 2 ist der mit dem mechanischen Codierbauteil verbundene Krafteinleitungsbaustein, bestehend aus Schieber 6, Spiralfeder 10 und tannenförmigen Wälzkörpern 11 dargestellt, wobei der Kraftfluss über die Schieberkurve 13, Spiralfeder 10 und die auf den Rollenbahnen 14, laufenden Wälzkörper zur Laufinnenform verläuft.
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Ein erfindungsgemäßer Funktionsbaustein – Segment 3 – stellt das in 3 beschriebene pyrotechnische bzw. detonative Element dar, welches beidseitig über Bolzen 16 zur Einleitung der Auslöseenergie aktivierbar ist und über einen Durchlass 15 für den Schieber 6, 2, verfügt.
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4 veranschaulicht ein funktionsergänzendes Endsegment. Das Segment ist erfindungsgemäß ein, das System abschließender und von den anderen Segmenten unabhängiger Zusatzbaustein, bei dem auf einem Grundkörper 18 mit konkaver Mantellinie 19 sich eine Distanzhülse 21 für die kraftverstärkenden Druckscheiben 17 befindet. Über die mit Linksgewinde versehene Mutter 20 wird, in Verbindung mit der Distanzhülse 21 eine Kraft erzeugt, um eine definierte Anlage an die Laufinnenwand zu gewährleisten. Durch die Druckfeder 22 werden beim Lösen der Mutter 20 die Druckscheiben entlastet.
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In 5 ist das Zusammenwirken von Codierbauteil, detonatives Element und Krafteinleitungsbaustein 2 wiedergegeben. Diese Variante 2 ist eine der möglichen Segmentekombinationen.
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Die 6 stellt den im Krafteinleitungsbaustein, 2, befindlichen Schieber zur Kraftübertragung über das Federelement 10, den Wälzkörpern 11 an die Laufinnenform dar.
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Funktionsbeschreibung
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Der erfinderische Grundgedanke besteht darin, ein Sicherungsmodul zu schaffen, welches, ausgehend von den jeweiligen Gerätebesonderheiten, ihrer Wertigkeit sowie dem damit verbundenen Sicherungsaufwand, den entsprechenden Sicherheitserfordernissen kostengünstig Rechnung tragen kann.
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Diese Forderung wird dadurch gelöst, dass einzelne Funktionsbausteine als Segmente in ein anforderungsgerechtes, modulares Sicherungsmodul, wie beispielhaft in 5 veranschaulicht, gefügt werden können.
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Mit dem Freischalten des mechanischen Codierbauteils 1, 1, wird erfindungsgemäß der in 2 dargestellte Krafteinleitungsbaustein 2 über einen keilförmig ausgebideten Schieber 6 angesteuert und eine Aktivierung der übrigen Segmente des Sicherungsmoduls vorgenommen. Auf dem Schieber 9 befindet sich das Federelement 10, welches die, in Abhängigkeit von der Laufinnenform gestalteten tonnenförmigen Wälzkörper 11 definiert an die Laufinnenform angedrückt, ohne einen beträchtlichen Kraftschluss zu erzeugen.
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Erfindungsgemäß sind die tonnenförmigen Wälzkörper so geformt, dass eine maximale Linienberührung zwischen ihnen und der Laufinnenkontur gewährleistet ist.
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Analog sind die radialen Laufflächen der Rollenbahnen 14, deren axialer Bahnverlauf logarithmisch ist, denen der Wälzkörper angepasst.
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Durch die Elastizität der sich berührenden Elemente entstehen bei Steigerung der Andrückkraft an den Berührungsstellen Abplattungen und charakteristische Spannungsverteilungen in den Körpern.
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Das Maß der Abplattung hängt ab von der Kraft, mit der die Körper aufeinander gepresst werden, von ihren Krümmungsradien und ihrem Elastizitätsmodul.
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Entscheidend dabei ist, dass kein lokales Überschreiten der Festigkeit des jeweiligen Materials aufgrund der Hertzschen Pressung zwischen den tannenförmigen Wälzkörpern und der Innenform des Laufes sowie den Rollenbahnen 14 im Rahmen eines sachgemäßen Ein- und Ausbaues bzw. Aktivierung oder Deaktivierung durch autorisierte Personen entsteht.
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Zusätzlich wird vorteilhaft, zur Vermeidung von Rostansatz, durch bekannte chemische oder physikalische Verfahren eine Oberflächenbeschichtung der zusammenwirkenden Elemente vorgenommen.
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An das oben erwähnte Federelement 10 werden hinsichtlich Ermüdungsfreiheit, Bruchsicherheit, Knick- und Biegefestigkeit, Korrosions- und thermische Beständigkeit hohe Anforderungen gestellt.
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An sich wäre eine Federhülse denkbar. Bezogen jedoch auf die oben geforderten Eigenschaften wird erfindungsgemäß eine Spiralblattfeder 10 vorgesehen, um die Kraft über mehrere Windungen sicher einleiten und aufteilen zu können. Die Ausführungsform der Spiralblattfeder ist eine archimedische Spirale.
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In bevorzugten erfindungsgemäßen Systemkombinationen kommt ein spezielles pyrotechnisches bzw. detonatives Element 3 zum Einsatz, welches im Falle einer unsachgemäßen bzw. beabsichtigten unbefugten Nutzung am zu schützenden Objekt, wie beispielshalber einer Waffe, über die, mit den Segmenten 1 und 2 realisierte mechanische Sicherung hinaus, eine Blockierung bewirkt und eine Signatur in Form einer, am Laufinneren sichtbare Markierung hinterlässt, ohne einen funktionellen Schaden an der Waffe zu verursachen.
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Das in das Sicherungsmodul eingebaute pyrotechnische/detonative Segment 3 kann erfindungsgemäß beidseitig über einen Bolzen 16 zur Zündung gebracht werden. Je nach Konfiguration des Sicherungsmoduls befindet sich außerdem im Segment 3 ein Durchlass 15 für den Schieber 9, welcher beispielsweise verlängert ausgeführt ist.
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Die Erfindung zielt weiterhin mit einem in 4 dargestellten funktionsergänzenden Endsegment 4 auf eine Erhöhung der Blockierwirkung des Sicherungsmoduls ab.
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Damit steht ein kostengünstiges Bauteil zur Verfügung, welches je nach Konfiguration des Gesamtsystems zum Einsatz kommt.
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Es besteht aus zwei gegenüberliegenden, jeweils abgewinkelten, hälftig gekerbten, jedoch stoffschlüssig miteinander verbundenen und dem Laufprofil angepassten Druckscheiben 17, die sich auf dem Grundkörper 18 befinden.
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Die ebenfalls auf dem Grundkörper sitzende Distanzhülse 21 überträgt die von der mit Linksgewinde versehenen Mutter 20 eingeleitete axiale Kraft auf die Druckscheiben 17.
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Die dadurch erzeugte elastische Vorspannung wird so gewählt, dass eventuelle Kriech- oder Setzvorgänge kompensiert werden können, jedoch keine Markierung an der Laufwandung verursacht wird.
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Die gleiche Funktion ist ebenso durch flachkegelige Ringe, analog Ringspannelementen aus gehärtetem Spezialfederstahl zu realisieren, welche durch die charakteristischen Schlitze eine besonders hohe Elastizität aufweisen und eine optimale Anpassung an das Laufprofil ermöglichen. Die erforderliche Scheibenzahl wird in Abhängigkeit von den jeweiligen Einbau- und Belastungsbedingungen gewählt.
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Erfindungsgemäß werden die Druckscheiben 17 beim Entsperren des funktionsergänzenden Endsegmentes durch die auf der Distanzhülse 21 sitzende Druckfeder 22 entlastet.
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Im Falle eines unbefugten Ausbauversuches durch axiale Krafteinleitung kann über die Vorspannung hinaus eine, bis zum zehnfachen höhere, den Reibschluss progressiv erzeugende Radialkraft, die Blockierung bewirken.
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Gegenüber einem, wie im Stand der Technik erwähnten, pilzförmigen Kopfteil wird die Wirkung gegen Aufbohrversuche vorteilhaft dadurch erhöht, dass die Kontur, wie in 4 dargestellt, als Spitze mit einer konkaven Mantellinie 19 ausgeführt ist, wodurch bei unbefugten Ausbauversuchen z. B. durch Bohren, der Bohrer massiv an die Laufwandung abgedrängt wird.
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Das mit dem Dichtungsring 7 gegen in das Segment eindringenden Schmutz versehene Kopfteil 23 des Grundkörpers 18 ist je nach Einsatzbedingungen axial, vor allem bei Kurzwaffen in das Patronenlager verlängerbar, um das Laden von Patronen- oder Kartuschenmunition zu verhindern.
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Je nach Sicherheitserfordernis sind verschiedene Segmentekombinationen realisierbar. So können beispielsweise das mechanische Codierbauteil und der Krafteinleitungsbaustein über die Aufnahme
12 formschlüssig miteinander verbunden werden. Bezugszeichenliste
| Nr. | Bezeichnung | Figur |
| 1. | Mechanisches Codierbauteil | 1, 5 |
| 2. | Krafteinleitungsbaustein | 2, 5 |
| 3. | Pyrotechnisches/detonatives Element | 3, 5 |
| 4. | Funktionsergänzendes Endsegment | 4 |
| 5. | Segmentekombination | 5 |
| 6. | Schieber | 2, 6 |
| 7. | Dichtungsring | 1, 4, |
| 8. | | |
| 9. | Schlüsselöffnung | 1 |
| 10. | Spiralfeder | 2 |
| 11. | Wälzkörper | 2 |
| 12. | Aufnahme | 1, 2, 3 |
| 13. | Schieberkurve | 6 |
| 14. | Rollenbahn | 2 |
| 15. | Schieberdurchlass | 3 |
| 16. | Bolzen | 3, 6 |
| 17. | Druckscheibe | 4 |
| 18. | Grundkörper | 4 |
| 19. | Spitze mit konkaver Mantellinie | 4 |
| 20. | Mutter | 4 |
| 21. | Distanzhülse | 4 |
| 22. | Druckfeder | 4 |
| 23. | Kopfteil | 4 |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 29920895 U1 [0006]
- DE 19523399 C2 [0008]
- DE 10232634 A1 [0009]
- DE 3717149 A1 [0010]
- DE 19963326 A1 [0011]
- US 5950344 A [0011]
- DE 202007017131 U1 [0013]
- DE 20314721 U1 [0013]
- DE 202006003042 U1 [0013]
- DE 10200601266 B4 [0014]
- DE 10240119 B4 [0014]
