DE102013225966A1

DE102013225966A1 - Vorrichtung zur Simulation eines Rückstoßes einer Feuerwaffe und Feuerwaffe mit einer solchen Vorrichtung

Info

Publication number: DE102013225966A1
Application number: DE102013225966.2A
Authority: DE
Inventors: Ralf Wallburg
Original assignee: Thales Deutschland GmbH
Current assignee: GTS Deutschland GmbH
Priority date: 2013-12-13
Filing date: 2013-12-13
Publication date: 2015-06-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (12; 120) zur Simulation eines Rückstoßes einer Feuerwaffe (1), die Teil eines Waffensimulators ist und für Übungszwecke umgerüstet ist und die einen zwischen einer Ausgangsstellung und einer nach hinten gefahrenen Endstellung hin und her bewegbaren Verschluss (3) aufweist. Die Vorrichtung (12; 120) weist Mittel zur hydraulischen Betätigung des Verschlusses (3) auf. Um die Intelligenz der umgebauten Feuerwaffe (1) zur Verwendung in einem Waffensimulator zu erhöhen und um eine erforderliche Datenkommunikation zwischen der Feuerwaffe (1) und einem zentralen Steuerungsrechner des Waffensimulators möglichst einfach und kostengünstig ausgestalten zu können, schlägt die Erfindung vor, dass die Vorrichtung (12; 120) eine elektrische Energieversorgung (16), einen programmierbaren Mikroprozessor (17) und Mittel zur Ablaufsteuerung der Feuerwaffe (1), insbesondere während der hydraulischen Betätigung des Verschlusses (3), aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Simulation eines Rückstoßes einer Feuerwaffe. Die Feuerwaffe ist Teil eines Waffensimulators und für Übungszwecke umgerüstet. Die Feuerwaffe weist einen zwischen einer Ausgangsstellung und einer nach hinten gefahrenen Endstellung hin- und herbewegbaren Verschluss auf. Die Vorrichtung umfasst Mittel zur hydraulischen Betätigung des Verschlusses.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Feuerwaffe, die Teil eines Waffensimulators ist und für Übungszwecke umgerüstet ist. Die Feuerwaffe weist einen zwischen einer Ausgangsstellung und einer nach hinten gefahrenen Endstellung hin- und herbewegbaren Verschluss auf. Ferner umfasst die Feuerwaffe eine Vorrichtung zur Simulation eines Rückstoßes der Feuerwaffe mit Mitteln zur hydraulischen Betätigung des Verschlusses.
Auf Grund der tödlichen Gefahren, die mit dem Betrieb von Waffen verbunden sind, ist ein umfangreiches Training der Benutzung von Waffen erforderlich. Ein solches Training umfasst üblicherweise das Abfeuern von Platzpatronen oder echter Munition. Die Geräusche beim Laden, der Abfall verbrauchter Patronen, gesundheitsschädliche Rückstände von verbranntem Schießpulver, wiederholtes Nachladen, Einschränkungen auf Grund von Umweltschutz, hohe Kosten und eine der Verwendung von Schusswaffen inhärente Gefahr sind alles wesentliche Nachteile der Verwendung von Platzpatronen oder echter Munition.
Um diese Nachteile zu überwinden, sind sogenannte Waffensimulatoren geschaffen worden, die das Abfeuern von Waffen simulieren. Dabei kommen Feuerwaffen zum Einsatz, die für Übungszwecke umgerüstet worden sind. Die Waffensimulatoren werden hauptsächlich im militärischen Umfeld eingesetzt. Aus der US 4,302,190 ist ein Rückstoßsimulator für ein Gewehr bekannt, wobei komprimierte Luft durch Öffnungen in dem Gewehrlauf hindurchtritt, um den Gewehrlauf in einer simulierten Rückstoßbewegung nach oben zu bewegen. Ein Schalter am Auslöser aktiviert ein elektromagnetisches Luftventil, um den Luftfluss zu den Öffnungen in dem Gewehrlauf zu steuern. Bei diesem Stand der Technik wird also der Rückstoß nicht durch einen hin- und herbewegbaren Verschluss simuliert, sondern allein durch einen gesteuerten Luftstrom.
Ferner ist aus der WO 2004/015357 A2 eine umgebaute Feuerwaffe für einen Waffensimulator bekannt, bei der ein hin- und herbewegbarer Verschluss mittels Druckluft beim Betätigen des Auslösers hydraulisch ausgelöst wird. Damit soll eine möglichst realistische Benutzung der umgebauten Feuerwaffe möglich sein. Da die umgebaute Feuerwaffe in der Regel keine Munition verschießt, fehlt es an einem durch das Abfeuern der Munition ausgelösten Rückstoß und einer dadurch ausgelösten Hin- und Herbewegung des Verschlusses. Der Rückstoß kann durch die bekannte umgebaute Feuerwaffe simuliert werden. Zur Realisierung der hydraulischen Bewegung des Verschlusses ist in der bekannten Feuerwaffe ein Druckluftreservoir enthalten, aus dem über elektromagnetisch betätigte Luftventile beim Betätigen des Auslösers Luft entweichen und zur Hin- und Herbewegung des Verschlusses genutzt werden kann.
Die Ansteuerung der elektromagnetischen Ventile in der Feuerwaffe erfolgt computergesteuert. Die umgebaute Feuerwaffe steht über eine Datenkommunikationsverbindung mit einem zentralen Steuerungsrechner des Waffensimulators in Verbindung, welche die Ablaufsteuerung der Feuerwaffe übernimmt. Die Intelligenz der bekannten Feuerwaffe beschränkt sich somit darauf, Zustandsinformationen über den aktuellen Zustand der Feuerwaffe an den zentralen Steuerungsrechner zu senden, Ansteuerbefehle von dem Steuerungsrechner zu empfangen und die elektromagnetischen Hydraulikventile zur Steuerung des Druckluftflusses in der Feuerwaffe damit anzusteuern.
Eine andere umgebaute Feuerwaffe zur Verwendung in einem Waffensimulator ist beispielsweise aus der EP 2 385 337 A2 bekannt. Auch hier wird der Verschluss hydraulisch in eine Hin- und Herbewegung versetzt, um einen Rückstoß beim „Abfeuern“ der Waffe zu simulieren. Als Hydraulikmedium wird auch hier Druckluft verwendet, die über einen Druckluftschlauch zugeführt wird, der an der Feuerwaffe angeschlossenen ist. Eine abrupte Hin- und Herbewegung des Verschlusses wird durch eine an Stelle eines Magazins in die Magazinaufnahme der Feuerwaffe einsetzbare rein mechanische Vorrichtung realisiert. Die Vorrichtung ist ohne jegliche Elektronik ausgebildet und weist eine hydraulische Steuermechanik auf. Verschiedene Hydraulikkammern in der Vorrichtung bewirken im Zusammenspiel mit Hydraulikventilen und deren besonderer Ansteuerung eine schlagartige Beschleunigung des Verschlusses der Feuerwaffe mittels eines hydraulisch betriebenen Arbeitskolbens der Vorrichtung.
Durch eine spezielle Ausgestaltung der Steuermechanik werden ein Druckventil und ein Auslassventil nacheinander betätigt, um die Hin- und Herbewegung des Verschlusses zu realisieren. Dabei ist in der Vorrichtung ein geschlossener Hydraulikkreislauf ausgebildet, so dass während der Funktion der Vorrichtung bzw. während des „Abfeuerns“ der Waffe keinerlei Hydraulikmedium nach außen entweichen kann. Die Vorrichtung wird zunächst mit Hydraulikmedium befüllt. Dabei wird unter hohem Druck Hydraulikmedium in eine Gasdruckkammer eingefüllt. Durch Ansteuern der Hydraulikventile wird eine bestimmte Menge des Hydraulikmediums aus der Gasdruckkammer zur Betätigung des Verschlusses genutzt. Das zum Auslösen einer Bewegung des Verschlusses genutzte Hydraulikmedium sammelt sich anschließend in einer Rücklaufkammer und gelangt von dort zurück in die Gasdruckkammer, wo es dann für eine erneute Betätigung des Verschlusses wieder zur Verfügung steht.
Grundsätzlich hat sich eine hydraulische Betätigung des bewegbaren Verschlusses als besonders geeignet für die simulierten Feuerwaffen herausgestellt, da es eine besonders realitätsnahe Betätigung des Verschlusses und Simulation eines Rückstoßes ermöglicht. Dabei ist es unerheblich, ob die verwendete Druckluft in einer Druckluftpatrone im Inneren der umgebauten Feuerwaffe oder der Vorrichtung vorgehalten oder über einen an die Feuerwaffe bzw. die Vorrichtung anschließbaren Druckluftschlauch zugeführt wird. Die für eine Bewegung des Verschlusses genutzte Druckluft wird über mechanisch und/oder elektrisch ansteuerbare Ventile an eine hydraulische Steuermechanik geleitet, die dann die Hin- und Herbewegung des Verschlusses realisiert.
Problematisch bei beiden bekannten umgebauten Feuerwaffen mit hydraulisch betriebenem Verschluss zur Simulation eines Rückstoßes beim „Abfeuern“ ist die geringe Intelligenz der Feuerwaffe bzw. der darin angeordneten Vorrichtung, wodurch eine umfangreiche Kommunikation der Feuerwaffe mit dem zentralen Steuerungsrechner des Waffensimulators erforderlich wird. Die Intelligenz der aus der WP 2004/015357 A2 bekannten Feuerwaffe dient lediglich zur Realisierung der Datenkommunikation zwischen der Feuerwaffe und dem zentralen Steuerungsrechner des Waffensimulators. Die Intelligenz in den bekannten Feuerwaffen bzw. in den darin angeordneten Vorrichtungen reicht nicht aus, um die Ablaufsteuerung der Feuerwaffe, insbesondere während des „Abfeuerns“ zu übernehmen. Deshalb müssen während des Betriebs der umgebauten Feuerwaffen umfangreiche Daten zwischen der Feuerwaffe und dem zentralen Steuerungsrechner über eine kabellose Kommunikationsverbindung ausgetauscht werden. Die zu übertragenden Daten umfassen zum einen Sensorsignale von Sensoren der Feuerwaffe, bspw. einem Sensor zur Detektion einer Betätigung des Auslösers, einem Sensor zur Detektion eines ordnungsgemäß eingesetzten Magazins, einem Sensor zur Detektion der aktuellen Position des Verschlusses, etc., die an den zentralen Steuerungsrechner übertragen werden. Ferner umfassen die zu übertragenden Daten konkrete Ansteuerbefehle für die Hydraulikventile der Feuerwaffe bzw. der darin angeordneten Vorrichtung, die von dem zentralen Steuerungsrechner des Waffensimulators in Abhängigkeit von den empfangenen Sensorsignalen und von dem aktuellen Zustand der Feuerwaffe generiert wurden. Die Hydraulikventile werden mit den empfangenen Ansteuerbefehlen angesteuert, um eine gewünschte Reaktion der Feuerwaffe zu realisieren, bspw. eine Hin- und Herbewegung des Verschlusses zur Simulation eines Rückstoßes oder ein Festhalten des Verschlusses in der zurückgefahrenen Position bspw. im Anschluss an das „Abfeuern“ des letzten „Schusses“. Die Datenkommunikation zwischen der Feuerwaffe und dem zentralen Steuerungsrechner erfordert insbesondere bei komplexen Waffensimulatoren eine relativ hohe Übertragungsrate. Zudem muss eine zuverlässige Datenübertragung auch über eine relativ große Entfernung sichergestellt sein, um eine freie Beweglichkeit des trainierenden Schützen im Bereich des Waffensimulators zu ermöglichen. Das erfordert eine relativ große Energiemenge, so dass ein in der umgebauten Feuerwaffe enthaltener Energiespeicher rasch entleert ist.
Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, die Intelligenz der umgebauten Feuerwaffe zur Verwendung in einem Waffensimulator zu erhöhen, um die erforderliche Datenkommunikation zwischen der Feuerwaffe und einem zentralen Steuerungsrechner des Waffensimulators möglichst einfach und kostengünstig ausgestalten zu können.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ausgehend von der Vorrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass die Vorrichtung eine elektrische Energieversorgung, einen programmierbaren Mikroprozessor und Mittel zur Ablaufsteuerung der Feuerwaffe aufweist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Simulation eines Rückstoßes einer Feuerwaffe hat den Vorteil, dass die umgebaute Feuerwaffe durch diese Vorrichtung einen hohen Grad an eigener Intelligenz erhält. Diese Intelligenz ermöglicht nicht nur das Empfangen und Umsetzen von konkreten Ablaufsteuerungsbefehlen von dem zentralen Steuerungsrechner des Waffensimulators, sondern ermöglicht auch eine eigene Ablaufsteuerung der Feuerwaffe unabhängig von dem externen zentralen Steuerungsrechner. Dadurch ist es nicht mehr erforderlich, jeden einzelnen Betriebszustand der Feuerwaffe, wie beispielsweise "Magazin eingesetzt", "Waffe geladen", "Verschluss gespannt", "Auslöser betätigt", "Schuss abgefeuert", an den zentralen Steuerungsrechner zu übermitteln. Durch die Übernahme der Ablaufsteuerung durch die Intelligenz der Feuerwaffe kann zudem auf einen Großteil der Übertragung von Ansteuerbefehlen für die Hydraulikventile verzichtet werden. Dadurch kann die Anzahl und die Häufigkeit einer Datenübertragung zwischen dem zentralen Steuerungsrechner des Waffensimulators und der Feuerwaffe deutlich reduziert werden.
Zumindest einige, vorzugsweise alle im Umfeld des Waffensimulators betriebenen Feuerwaffen haben eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Realisierung einer eigenen, von dem zentralen Steuerungsrechner unabhängigen Ablaufsteuerung.
Da die Ablaufsteuerung der Feuerwaffe durch die Intelligenz der Feuerwaffe bzw. der darin eingesetzten Vorrichtung realisiert wird, wäre es sogar denkbar, ganz auf den zentralen Steuerungsrechner des Waffensimulators und die Datenübertragung zwischen der Feuerwaffe und dem Steuerungsrechner zu verzichten. Alternativ wäre es auch möglich, zwar einen zentralen Steuerungsrechner vorzusehen, dessen Funktion aber auf übergeordnete Koordinationsaufgaben des Waffensimulators zu beschränken, bspw. die Freigabe und das Beenden einer Trainingseinheit, das Auswerten von Treffern, die mit der Feuerwaffe auf ein Ziel abgegeben wurden, das Auswerten einer Trefferhistorie für einen bestimmten Schützen, die Steuerung von Zielen des Waffensimulators, die Koordination mehrerer Feuerwaffen in dem Waffensimulator, etc. In diesem Fall könnte die Datenübertragung zwischen dem Steuerungsrechner und der Feuerwaffe ebenfalls stark eingeschränkt werden. Es müssten lediglich Daten übertragen werden, wie bspw. Identität des Schützen, Identität der Waffe und/oder Start und Ende einer Trainingseinheit.
Die Datenkommunikation zwischen dem zentralen Steuerungsrechner des Waffensimulators und der Feuerwaffe ist vorzugsweise als eine drahtlose Punkt-zu-Punkt-Datenübertragungsverbindung realisiert. Insbesondere kann die Datenkommunikation als eine Funkverbindung realisiert sein. Dabei kann ein BlueTooth-Standard, ein WiFi-Standard oder ein beliebig anderer Standard zur Funkübertragung zur Anwendung kommen. Aufgrund der geringeren Anforderungen an die Kapazität und Reichweite bzw. Zuverlässigkeit der Datenkommunikation zwischen dem zentralen Steuerungsrechner und der Feuerwaffe, kann die Datenkommunikation auch auf eine beliebig andere Weise realisiert sein. Vorzugsweise ist die Datenkommunikation mittels einer Infrarot(IR)-Kommunikationsverbindung realisiert, wobei bspw. ein IrDA(Infrared Data Association)-Standard zur Anwendung kommen kann. Die IR-Datenübertragung arbeitet mit Licht in einem Frequenzbereich von etwa 850–900 nm und setzt einen Sichtkontakt zwischen Sender und Empfänger voraus. Da dies bei einer Kommunikation zwischen einer Feuerwaffe, die von einem frei in einem Waffensimulator bewegbaren Schützten getragen wird, und einem stationären zentralen Steuerungsrechner des Waffensimulators nicht immer gegeben ist, können geeignete Maßnahmen getroffen werden. So ist es bspw. denkbar, in dem Waffensimulator mehrere IR-Sende-/Empfangseinheiten vorzusehen, so dass die IR-Sende-/Empfangseinheit der Feuerwaffe nach Möglichkeit immer in Sichtkontakt zu mindestens einer Sende-/Empfangseinheit des Waffensimulators steht. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen werden, dass eine ordnungsgemäß erfolgte Datenübertragung vom Empfänger quittiert wird. Bei Ausbleiben einer Quittung innerhalb eines vorgebbaren Zeitraums kann die Datenübertragung wiederholt werden. Eine Wiederholung der Übertragung einzelner Daten ist bei der Erfindung ohne Probleme möglich, da die Anzahl der zu übertragenden Daten deutlich geringer als im Stand der Technik ist.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass Sensorsignale zum Erfassen des Betriebszustands der umgerüsteten Feuerwaffe nicht erst an den zentralen Steuerungsrechner des Waffensimulators übertragen, dort verarbeitet, entsprechende Ablaufsteuerungsbefehle (bspw. Ansteuerbefehle für die Hydraulikventile) generiert und diese dann wieder zurück an die Feuerwaffe übertragen werden müssen, die dann die entsprechenden Vorkehrungen zur Umsetzung der Ablaufsteuerung vornimmt. Vielmehr ist es mit der vorliegenden Erfindung möglich, die Sensorsignale, die den aktuellen Betriebszustand der Feuerwaffe charakterisieren, direkt vor Ort in der Feuerwaffe, insbesondere in der erfindungsgemäßen Vorrichtung, zu verarbeiten und dort selbstständig und unabhängig von dem zentralen Steuerungsrechner des Waffensimulators geeignete Ablaufsteuerungsbefehle zu generieren und die entsprechenden Aktionen zur Umsetzung des Ablaufs in der Feuerwaffe vorzunehmen. Die Übertragungszeit für die Sensorsignale von der Feuerwaffe zu dem zentralen Steuerungsrechner sowie die Übertragungszeit für die Ablaufsteuerungsbefehle von dem zentralen Steuerungsrechner zu der Feuerwaffe kann mit der vorliegenden Erfindung eingespart werden. Dies macht eine wesentlich schnellere Reaktion der Feuerwaffe auf den aktuellen Betriebszustand beziehungsweise aktuelle Betriebszustandsänderungen der Feuerwaffe möglich.
Insbesondere ist dadurch ein verzögerungsfreies und damit besonders realitätsnahes „Abfeuern“ der Waffe möglich.
Des Weiteren kann die Datenübertragungsverbindung zwischen der Feuerwaffe und dem zentralen Steuerungsrechner mit einer deutlich geringeren Übertragungskapazität ausgebildet werden. Zudem kann bei der vorliegenden Erfindung den zentralen Steuerungsrechner des Waffensimulators deutlich kleiner, das heißt mit weniger Speicherplatz und/oder mit weniger Rechenleistung, ausgebildet werden. Insbesondere wenn im Umfeld des Waffensimulators mehrere Feuerwaffen betrieben werden, deren Ablaufsteuerungen im Stand der Technik durch den zentralen Steuerungsrechner realisiert wurden, ergibt sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufgrund der integrierten Ablaufsteuerung der entsprechenden Feuerwaffe eine beträchtliche Entlastung des zentralen Steuerungsrechners. Es ist beispielsweise denkbar, dass der zentrale Steuerungsrechner nur noch Informationen über die im Umfeld des Waffensimulators betriebenen Feuerwaffen sammelt, insbesondere eine Kennung der dort betriebenen Feuerwaffen, und ein Koordinator der Trainingseinheit über den Steuerungsrechner lediglich noch ein Start- beziehungsweise Stoppsignal an die Feuerwaffen zu Beginn und am Ende einer Trainingseinheit übermittelt. Die eigentliche Ablaufsteuerung der einzelnen Feuerwaffen erfolgt autark in den intelligenten Vorrichtungen der Feuerwaffen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass sie lösbar an oder in der Feuerwaffe befestigt werden kann. Es wäre bspw. denkbar, die Vorrichtung in ein umgebautes Zielfernrohr oder ein anderes Anbauteil der Feuerwaffe zu integrieren, das an der Feuerwaffe befestigt werden kann. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass sie in eine Magazinaufnahme der Feuerwaffe eingeführt und darin festgelegt werden kann. So kann die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise äußerlich die Form eines herkömmlichen Magazins aufweisen, das normalerweise in die Feuerwaffe eingeführt wird. Bei der im Umfeld des Waffensimulators verwendeten umgebauten Feuerwaffe wird kein echtes Magazin mit Platzpatronen oder echter Munition in die Magazinaufnahme eingeführt und darin gesichert, sondern stattdessen die erfindungsgemäße Vorrichtung. Dadurch ist es einerseits möglich, eine besonders hohe Realitätsnähe der Trainingseinheit zu erzielen, da vor dem „Abfeuern“ von „Schüssen“ mit der umgebauten Feuerwaffe zunächst die Vorrichtung nach Art eines Magazins in die Magazinaufnahme eingeführt und dort lösbar festgelegt werden muss. Am Ende der Trainingseinheit kann die Vorrichtung wie ein echtes Magazin aus der Magazinaufnahme entnommen werden. Zum Festlegen der Vorrichtung in der Magazinaufnahme kann beispielsweise ein lösbarer Schnappverschluss vorgesehen sein, bei dem beispielsweise ein federbelasteter Sperrriegel nach dem vollständigen Einführen der Vorrichtung in die Magazinaufnahme automatisch aus einer seitlichen Innenwandung der Magazinaufnahme heraustritt und mit der Vorrichtung mechanisch in Eingriff tritt, um diese in der Magazinaufnahme festzulegen. Zum Entnehmen der Vorrichtung aus der Magazinaufnahme kann der Sperrriegel entgegen der Federkraft bewegt werden, um den Eingriff des Sperrriegels mit der Vorrichtung zu lösen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Mittel zur hydraulischen Betätigung des Verschlusses einen Druckluftanschluss für einen Druckluftschlauch aufweisen, der die Mittel zur hydraulischen Betätigung des Verschlusses mit Luft als Hydraulikmedium versorgt. Eine Vorrichtung zur Simulation eines Rückstoßes einer Feuerwaffe mit derart ausgestalteten Mitteln zur hydraulischen Betätigung des Verschlusses ist an sich, allerdings ohne die erfindungsgemäß vorgesehene Intelligenz, aus der EP 2 385 337 A2 bekannt. Dabei ist in der Vorrichtung eine hydraulische Steuermechanik enthalten, die eine hydraulisch betätigte Hin- und Herbewegung des Verschlusses beim Betätigen des Auslösers durch einen Benutzer der Feuerwaffe, zur Simulation des Rückstoßes bewirkt. In der Vorrichtung sind eine Gasdruckkammer, eine Hydraulikkammer, sowie eine Rücklaufkammer vorgesehen, die über ansteuerbare Hydraulikventile miteinander in Verbindung stehen. Durch eine Kombination der Gasdruckkammer und der Hydraulikkammer sowie eines Arbeitskolbens und einer speziellen Ventilsteuerung kann der Verschluss schlagartig beschleunigt werden. Durch eine spezielle Ausgestaltung der Steuermechanik werden ein Druckventil und ein Auslassventil nacheinander betätigt, so dass das Hydraulikmedium die Vorrichtung in einem geschlossenen Hydraulikkreislauf durchläuft, und während der Betätigung der Feuerwaffe, das heißt während des Abgebens eines „Schusses“, keinerlei Druckluft nach außen an die Umgebung abgegeben wird. Es ist ausreichend, die Vorrichtung, insbesondere die darin enthaltenen Gasdruckkammern, zumindest einmal vor der Verwendung der Vorrichtung in der Feuerwaffe, möglicherweise auch zwischen abgegebenen Schüssen, über einen Druckluftschlauch mit Druckluft zu versorgen. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Ventile zur Steuerung des Druckluftflusses in dem Hydraulikkreislauf – anders als in der EP 2 385 337 A2 – als elektromagnetische Hydraulikventile ausgebildet, die durch entsprechende Ansteuersignale von den Mitteln zur Ablaufsteuerung angesteuert werden können. Bis auf die Ausgestaltung der Hydraulikventile wird bezüglich des konkreten mechanischen Aufbaus der erfindungsgemäßen Vorrichtung und bezüglich ihrer Funktionsweise ausdrücklich auf die entsprechenden Ausführungen in der EP 2 385 337 A2 verwiesen, die hiermit zum Inhalt der vorliegenden Patentanmeldung gemacht werden.
Die vorliegende Erfindung ist also gewissermaßen eine Weiterentwicklung der aus der EP 2 385 337 A2 hervorgehenden Vorrichtung zur Simulation eines Rückstoßes einer Feuerwaffe, indem die Vorrichtung mit zusätzlicher Intelligenz ergänzt wird, welche eine Ablaufsteuerung der Feuerwaffe ohne Zutun eines zentralen Steuerungsrechners des Waffensimulators ermöglicht. Durch die zusätzliche Intelligenz und die damit verbundene Ausgestaltung der Hydraulikventile als Elektromagnetventile, die mittels elektrischer Ansteuersignale angesteuert werden können, kann auf einige mechanische Komponenten in der aus der EP 2 385 337 A2 hervorgehenden Vorrichtung verzichtet werden, weil beispielsweise das Betätigen eines Rückschlaghebels oder eines Fanghebels nicht mehr mechanisch bzw. hydraulisch, sondern rein elektrisch gesteuert erfolgen kann.
Selbstverständlich wäre es auch denkbar, die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer umgebauten Feuerwaffe eines Waffensimulators einzusetzen, wie sie beispielsweise aus der WO 2004/015357 A2 bekannt ist. In diesem Fall verfügt die Vorrichtung nicht über einen Druckluftanschluss für einen Druckluftschlauch, sondern weist ein internes Druckluftreservoir auf, das während der Betätigung des Auslösers der Feuerwaffe, das heißt beim Auslösen eines „Schusses“, ventilgesteuert Druckluft zur Betätigung des Verschlusses und zur Simulation eines Rückstoßes der Feuerwaffe abgibt. Das Druckluftreservoir hat eine beschränkte Druckluftkapazität, so dass die umgebaute Feuerwaffe lediglich eine bestimmte Anzahl an simulierten Schüssen ausführen kann, bis das Druckreservoir leer ist beziehungsweise der Druck in dem Druckluftreservoir so weit abgefallen ist, dass er für eine Betätigung des Verschlusses und für eine Simulation eines Rückstoßes nicht mehr ausreicht. Die Vorrichtung kann aus der Feuerwaffe entnommen oder auf andere Weise von der Feuerwaffe getrennt werden, um das Druckluftreservoir wieder mit Druckluft zu befüllen. Die entnommene Vorrichtung kann durch eine andere Vorrichtung mit aufgeladenem Druckluftreservoir ersetzt werden.
Die aus der WO 2004/015357 A2 bekannte Feuerwaffe verfügt zwar über elektromagnetische Hydraulikventile, die den Druckluftfluss in der Vorrichtung und damit eine Betätigung des Verschlusses steuern. Allerdings verfügt die bekannte Feuerwaffe nicht über einen in die Vorrichtung zur Simulation des Rückstoßes integrierten programmierbaren Mikroprozessor und Mittel zur Ablaufsteuerung der Feuerwaffe. Die Ablaufsteuerung wird vielmehr – wie damals üblich – durch einen zentralen Steuerungsrechner des Waffensimulators realisiert, so dass zwischen dem Steuerungsrechner und der Feuerwaffe ein umfangreicher Datenaustausch zur Ablaufsteuerung der Feuerwaffe realisiert ist.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Mittel zur Ablaufsteuerung der Feuerwaffe ein Computerprogramm umfassen, das auf dem Mikroprozessor ablauffähig ist. Auf dem Mikroprozessor der erfindungsgemäßen Vorrichtung läuft also das Computerprogramm ab, das die Ablaufsteuerung realisiert. Die Ablaufsteuerung gibt beispielsweise vor wann, insbesondere in welchen Betriebszuständen, die Feuerwaffe einen simulierten Schuss abgeben kann und wann nicht. Die Ablaufsteuerung steuert die verschiedenen Aktionen, die während des simulierten Abfeuerns eines Schusses in der Waffe ablaufen, bspw. das gezielte Öffnen und Schließen von elektromagnetisch betätigten Hydraulikventilen, um eine Betätigung des Verschlusses zu realisieren und einen Rückstoß zu simulieren. Ferner kann die Ablaufsteuerung dafür sorgen, dass nach dem Abfeuern des letzten Schusses der Verschluss in seiner nach hinten gefahrenen Stellung festgehalten wird, wie dies bei echten Feuerwaffen der Fall sein kann. Ferner kann die Ablaufsteuerung die Anzahl der abgefeuerten Schüsse erfassen und verarbeiten. Die Ablaufsteuerung erhält von Sensoren, die den Betriebszustand der verschiedenen Komponenten der Feuerwaffe erfassen, woraus sich dann der Betriebszustand der Feuerwaffe ermitteln lässt, entsprechende Sensorsignale und verarbeitet diese. Außerdem generiert die Ablaufsteuerung in Abhängigkeit von den Sensorsignalen bzw. dem aktuellen Betriebszustand der Feuerwaffe geeignete Ablaufsteuerungsbefehle, z.B. Ansteuersignale für die elektromagnetischen Hydraulikventile zur Steuerung des Druckluftflusses in der Vorrichtung und zur Realisierung der Betätigung des Verschlusses oder zum Festhalten des Verschlusses in der zurückgefahrenen Stellung nach dem „Abfeuern“ des letzten Schusses, etc. Die Realisierung der Ablaufsteuerung in Form eines Computerprogramms hat den Vorteil, dass mechanische Komponenten in der Vorrichtung, die bisher beispielsweise zur mechanischen oder hydraulischen Ansteuerung und Betätigung der Hydraulikventile erforderlich waren, nicht mehr erforderlich sind. Dadurch können die mechanischen Komponenten in der erfindungsgemäßen Vorrichtung besonders einfach, leicht und kostengünstig ausgestaltet werden. Zudem ergibt sich ein hoher Grad an Flexibilität, da durch einfaches Umprogrammieren des Computerprogramms die Ablaufsteuerung der Feuerwaffe variiert werden kann.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Mittel zur Ablaufsteuerung zum Empfang eines ersten Sensorsignals von einem ersten Sensor zum Erkennen einer ordnungsgemäßen Befestigung der Vorrichtung an oder in der Feuerwaffe, insbesondere zum Erkennen eines ordnungsgemäßen Einführens und Festlegens der Vorrichtung in einer Magazinaufnahme der Feuerwaffe, ausgebildet sind. Mittels des ersten Sensors kann ein ordnungsgemäßes Einführen und Festlegen der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Magazinaufnahme der Feuerwaffe detektiert werden. Das Abfeuern eines simulierten Schusses durch die Feuerwaffe sollte nur dann möglich sein, wenn die Vorrichtung vollständig in die Magazinaufnahme eingeführt und darin ordnungsgemäß festgelegt ist. Dies entspricht der Situation bei echten Feuerwaffen, wo ein Schuss nur dann abgegeben werden kann, wenn das Magazin vollständig in die Magazinaufnahme eingeführt und ordnungsgemäß verriegelt ist. Dadurch ergibt sich eine besonders realitätsnahe Simulation einer Schussabgabe.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Mittel zur Ablaufsteuerung zum Empfang eines zweiten Sensorsignals von einem zweiten Sensor zum Erkennen einer Betätigung des Verschlusses ausgebildet sind. Durch den zweiten Sensor kann beispielsweise erkannt werden, dass die Feuerwaffe vor einer erstmaligen Abgabe eines „Schusses“ ordnungsgemäß, das heißt wie bei echten Feuerwaffen üblich, durch ein manuelles Bewegen des Verschlusses nach hinten durch den Benutzer der Feuerwaffe "geladen" worden ist. Ferner kann der zweite Sensor erkennen, ob beim Abfeuern eines „Schusses“ der Verschluss eine ordnungsgemäße Hin- und Herbewegung ausgeführt hat, so dass ein "Nachladen" der umgebauten Feuerwaffe gewährleistet ist. Erst wenn diese Voraussetzungen erfüllt sind, sollte ein (weiterer) Schuss abgegeben werden können.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Mittel zur Ablaufsteuerung zum Empfang eines dritten Sensorsignals von einem dritten Sensor zum Erkennen einer Betätigung eines Auslösers (sog. Abzug) der Feuerwaffe ausgebildet sind. Dieser Sensor wird auch als Triggersensor bezeichnet. Durch den Einsatz des dritten Sensors kann auf eine mechanische und/oder hydraulische Verbindung zwischen dem Auslöser und den Hydraulikventilen, zur Steuerung des Druckluftflusses in der Vorrichtung und zum Auslösen einer Betätigung des Verschlusses zur Simulation eines Rückstoßes verzichtet werden. Eine Betätigung des Auslösers wird von der Ablaufsteuerung elektrisch erfasst, und die Hydraulikventile werden von der Ablaufsteuerung mittels entsprechender Ansteuerbefehle elektrisch angesteuert.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Mittel zur Ablaufsteuerung ausgebildet sind, eine hydraulische Betätigung des Verschlusses der Feuerwaffe erst dann freizugeben, wenn der dritte Sensor eine Betätigung des Auslösers erkannt hat und ein entsprechendes Sensorsignal an die Mittel zur Ablaufsteuerung übertragen hat und wenn der erste Sensor eine ordnungsgemäße Befestigung der Vorrichtung an oder in der Feuerwaffe, insbesondere ein ordnungsgemäßes Einführen und Festlegen der Vorrichtung in der Magazinaufnahme der Feuerwaffe, erkannt hat und ein entsprechendes Sensorsignal an die Mittel zur Ablaufsteuerung übertragen hat. Somit kann also mit der umgebauten Feuerwaffe erst dann ein simulierter Schuss abgegeben werden, wenn die Ablaufsteuerung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung einerseits ein vollständiges Einführen und Festlegen der Vorrichtung in der Magazinaufnahme und andererseits eine Betätigung des Triggers detektiert hat.
Des Weiteren wird gemäß einer anderen besonders bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass die Mittel zur Ablaufsteuerung ausgebildet sind, eine hydraulische Betätigung des Verschlusses der Feuerwaffe erst dann freizugeben, wenn der dritte Sensor eine Betätigung des Auslösers erkannt hat und ein entsprechendes Sensorsignal an die Mittel zur Ablaufsteuerung übertragen hat und wenn der zweite Sensor zuvor eine Betätigung des Verschlusses erkannt hat und ein entsprechendes Sensorsignal an die Mittel zur Ablaufsteuerung überträgt. Gemäß dieser Ausführungsform kann mit der umgebauten Feuerwaffe erst dann ein simulierter Schuss abgegeben werden, wenn eine Betätigung des Triggers detektiert wurde und gleichzeitig zuvor die Feuerwaffe ordnungsgemäß geladen worden ist, indem der Verschluss entweder vor dem ersten Schuss manuell nach hinten bewegt worden ist oder im Anschluss an einen abgefeuerten „Schuss“ automatisch, das heißt hydraulisch betrieben, eine Hin- und Herbewegung ausgeführt hat und dadurch ein ordnungsgemäßes Nachladen der Feuerwaffe simuliert worden ist. Es ist denkbar, dass zusätzlich noch berücksichtigt wird, ob der erste Sensor eine ordnungsgemäße Befestigung der Vorrichtung an oder in der Feuerwaffe, insbesondere ein ordnungsgemäßes Einführen und Festlegen der Vorrichtung in der Magazinaufnahme der Feuerwaffe, erkannt hat und ein entsprechendes Sensorsignal an die Mittel zur Ablaufsteuerung übertragen hat.
Echte Feuerwaffen können nur eine begrenzte Anzahl von Schüssen abgeben, die von der Anzahl der in das Magazin eingeführten Patronen, insbesondere von der maximalen Kapazität des Magazins, abhängt. Wenn in eine echte Feuerwaffe ein Magazin mit der bestimmten Anzahl an Patronen eingeführt ist, kann mit der Feuerwaffe folglich auch höchstens eine der bestimmten Anzahl an Patronen entsprechende Anzahl an Schüssen abgegeben werden. Um einen möglichst realitätsnahen Betrieb der umgebauten Feuerwaffe zu ermöglichen, sollte auch die umgebaute Feuerwaffe ein entsprechendes Verhalten aufweisen. Dies kann dadurch realisiert werden, dass eine bestimmte Anzahl an maximal möglichen Betätigungen des Verschlusses, das heißt eine bestimmte Anzahl an maximal möglichen „Schüssen“, vorgegeben wird und eine weitere hydraulische Betätigung des Verschlusses der Feuerwaffe, das heißt eine weitere Abgabe eines „Schusses“ verhindert wird, wenn die vorgegebene Anzahl an maximal möglichen Betätigungen erreicht worden ist. Nach Abgabe der vorgegebenen Anzahl an simulierten Schüssen kann der Verschluss in seiner nach hinten gefahrenen Stellung festgehalten werden. Alternativ kann auch einfach eine weitere Betätigung des Verschlusses blockiert werden, wobei der Verschluss dann in seiner vorderen Ruheposition verbleibt. Gemäß dieser Ausführungsform erfassen und zählen die Mittel zur Ablaufsteuerung die Anzahl der erfolgten Betätigungen des Verschlusses, das heißt die Anzahl der abgegebenen „Schüsse“ und vergleicht diese mit der vorgegebenen Anzahl an maximal möglichen „Schüssen“.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die Mittel zur Ablaufsteuerung ausgebildet sind, während der letzten hydraulischen Betätigung des Verschlusses, das heißt bei Abgabe des letzten simulierten Schusses aus der Feuerwaffe, ein Festhalten des Verschlusses in seiner nach hinten gefahrenen Position veranlassen. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass nach Abgabe des letzten simulierten Schusses ein hydraulisch, elektrisch oder elektromagnetisch betätigter Sperrhebel ausfährt, mit dem Verschluss oder einem damit starr verbundenen Teil in Eingriff tritt und eine weitere Bewegung des Verschlusses blockiert.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine umgebaute Feuerwaffe, die Teil eines Waffensimulators ist und für Übungszwecke umgerüstet worden ist und die einen zwischen einer Ausgangsstellung und einer nach hinten gefahrenen Endstellung hin- und herbewegbaren Verschluss aufweist. Die Feuerwaffe ist mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Simulation eines Rückstoßes der Feuerwaffe mit Mitteln zur hydraulischen Betätigung des Verschlusses ausgestattet. Die erfindungsgemäße Feuerwaffe erlaubt eine besonders flexible und realitätsnahe Simulation einer Schussabgabe durch einen Benutzer der Feuerwaffe. Zudem verfügt die Feuerwaffe bei einer Realisierung der Ablaufsteuerung durch ein Computerprogramm über besonders wenige mechanische, bewegte Teile, so dass die Feuerwaffe einfach, robust und kostengünstig ausgebildet werden kann. Ferner kann eine Datenkommunikationsverbindung zwischen der Feuerwaffe und einem zentralen Steuerungsrechner des Waffensimulators besonders einfach und kostengünstig realisiert werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße umgerüstete Feuerwaffe zur Verwendung in einem Waffensimulator mit einer darin eingesetzten erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform zur Simulation eines Rückstoßes der Feuerwaffe;
2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht;
3 die Vorrichtung aus 2, in einer Schnittansicht entlang der Schnittlinie III-III aus 2; und
4 ein Ausschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus 2 in einem Schnitt entlang einer Schnittlinie IV-IV aus 2.
In 1 ist eine erfindungsgemäße Feuerwaffe als Teil eines Waffensimulators in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Der Waffensimulator (nicht dargestellt) umfasst beispielsweise einen zentralen Steuerungsrechner, bei dem alle im Umfeld des Waffensimulators verwendeten für Übungszwecke umgerüsteten Feuerwaffen, beispielsweise die Feuerwaffe 1 und andere Feuerwaffen, angemeldet sind. Der Waffensimulator dient zum Trainieren möglichst realitätsnaher Einsätze unter Verwendung von Feuerwaffen. Bei Verwendung von erfindungsgemäßen Feuerwaffen 1 in dem Waffensimulator kann auf den Einsatz des zentralen Steuerungsrechners auch ganz verzichtet werden.
Die Feuerwaffe 1 ähnelt von ihrem Aussehen und Gewicht her, sowie von ihrer Haptik und er Bedienbarkeit her echten Feuerwaffen. Die Feuerwaffe 1 wurde jedoch so umgerüstet, dass sie keine Platzpatronen oder echte Munition verschießt. Die verschiedenen Aktionen, die in einer echten Feuerwaffe vor, während und nach einer Abgabe eines Schusses ablaufen, müssen deshalb in der umgerüsteten Feuerwaffe 1 simuliert werden. Zu diesem Zweck sind in der Feuerwaffe 1 Sensoren angeordnet, die einen aktuellen Betriebszustand der Feuerwaffe 1 erfassen, und Aktuatoren vorgesehen, die in Abhängigkeit von dem aktuellen Betriebszustand entsprechende Aktionen vornehmen, so dass eine möglichst realitätsnahe Benutzung der Feuerwaffe 1 gegeben ist.
So kann beispielsweise ein Sensor 2‘ die Betätigung eines Auslösers 2 detektieren, was – gegebenenfalls nachdem weitere Bedingungen erfüllt sind – zum „Abfeuern“ eines simulierten Schusses führt. Dazu kann beispielsweise ein Verschluss 3 der Waffe 1 aus der in 1 gezeigten Ausgangs- oder Ruheposition nach hinten, in 1 also nach rechts, bewegt werden. Zur Detektion der Bewegung des Verschlusses 3 kann ein Sensor 3‘ vorgesehen sein.
Zur Bewegung des Verschlusses 3 kann nicht die Energie einer abgefeuerten Patrone genutzt werden, da die umgerüstete Feuerwaffe 1 des Waffensimulators keine Patronen oder andere Munition verschießt. Stattdessen wird zur Betätigung des Verschlusses 3 ein Hydraulikmedium, beispielsweise Druckluft, verwendet. In der Feuerwaffe 1 sind eine Hydraulikversorgung, Hydraulikleitungen, Hydraulikkammern und Hydraulikventile vorgesehen, so dass sich in der Feuerwaffe 1 gesteuert über die Hydraulikventile ein Hydraulikkreislauf einstellt, der beispielsweise bei Betätigen des Auslösers 2 zu einer Hin- und Herbewegung des Verschlusses 3 führt. Auf die einzelnen Hydraulikkomponenten der Feuerwaffe 1, deren Zusammenwirken und Funktion wird hier nicht näher eingegangen. Vielmehr wird auf die diesbezüglichen Ausführungen im Stand der Technik, beispielsweise in der WO 2004/105357 A2 verwiesen. Bezüglich der Ausgestaltung und Funktionsweise des Hydraulikkreislaufes in der Feuerwaffe 1 wird diese Druckschrift ausdrücklich zum Inhalt der vorliegenden Beschreibung gemacht.
In 1 ist ein Gehäuse der Feuerwaffe 1 mit dem Bezugszeichen 4 bezeichnet. Die Hydraulikventile des Hydraulikkreislaufes umfassen beispielsweise ein Rückstoßventil 5, um den Verschluss 3 in eine hin- und hergerichtete Bewegung zu versetzen, und ein Sperrventil 6, um beispielsweise nach dem Abfeuern des letzten Schusses den Verschluss 3 in einer nach hinten bewegten Position zu halten. Hydraulikleitungen des Hydraulikkreislaufes der Feuerwaffe 1 sind lediglich schematisch und teilweise eingezeichnet und insgesamt mit dem Bezugszeichen 7 bezeichnet. Wenn das Rückstoßventil 5 öffnet, gelangt Hydraulikmedium aus den Hydraulikleitungen 7 zu einer Rückstoßzylinder/Kolben-Anordnung 8, die nach hinten bewegt wird und eine entsprechende Bewegung des Verschlusses 3 auslöst. Wenn das Sperrventil 6 öffnet, gelangt Hydraulikmedium aus den Hydraulikleitungen 7 zu einer Schießzylinder/Kolben-Anordnung 9, die in Folge der Druckbeaufschlagung nach oben in den Bewegungsbereich des Verschlusses 3 ausfährt, mit dem Verschluss 3 in Eingriff tritt und diesen in der nach hinten bewegten Position festhält.
Das Gehäuse 4 der Feuerwaffe 1 umfasst einen Griff 10. Dieser weist an seiner unteren Stirnseite eine Öffnung 11 auf, hinter der sich eine im Inneren des Griffs 10 ausgebildete Magazinaufnahme verbirgt. Bei echten Feuerwaffen ist in die Magazinaufnahme ein Magazin mit einer oder mehreren darin enthaltenen Patronen eingeführt und festgelegt. In dem vorliegenden Fall der umgerüsteten Feuerwaffe 1 zur Verwendung in dem Waffensimulator ist statt des echten Magazins eine erfindungsgemäße Vorrichtung 12 in die Magazinaufnahme eingeführt und darin festgelegt. Es kann ein Sensor 12‘ vorgesehen sein, um ein ordnungsgemäßes Einführen und Festlegen der Vorrichtung 12 in der Magazinaufnahme zu detektieren.
Die Vorrichtung 12 umfasst eine Versorgungseinrichtung 13 für das Hydraulikmedium. Die Versorgungseinrichtung 13 kann beispielsweise eine Gasdruckkammer sein, in der eine bestimmte Menge an Druckluft enthalten ist. Die Gasdruckkammer kann über eine Hydraulikleitung und ein geeignetes Hydraulikventil (nicht dargestellt) nach außen öffnen, so dass sie bei Bedarf mit Druckluft befüllt werden kann. Die Versorgungseinrichtung 13 kann aber auch einen Druckluftanschluss (nicht dargestellt) aufweisen, der über eine Hydraulikleitung und wahlweise über ein geeignetes Hydraulikventil nach außen öffnet. An den Druckluftanschluss kann eine Druckluftleitung angeschlossen werden, so dass die Versorgungseinrichtung 13 stets mit der erforderlichen Druckluft versorgt ist. Die Versorgungseinrichtung 13 steht über eine Hydraulikleitung 14 mit einem Druckluftanschluss 15 in Verbindung. Wenn die Vorrichtung 12 in die Magazinaufnahme eingesetzt wird, tritt der Druckluftanschluss 15 mit einem entsprechenden Anschlusselement der Feuerwaffe 1 automatisch in Verbindung, so dass das Hydraulikmedium aus der Versorgungseinrichtung 13 in den Hydraulikkreislauf der Feuerwaffe 1 zum Betätigen des Verschlusses 3 und gegebenenfalls der Schießzylinder/Kolben-Anordnung 9 gelangt.
Der Druckluftanschluss 15 kann selbstschließende Ventilmittel (nicht dargestellt) aufweisen, so dass bei einer Entnahme der Vorrichtung 12 aus der Magazinaufnahme der Anschluss 15 automatisch verschlossen wird und keine Druckluft aus der Versorgungseinrichtung 13 entweichen kann. Ein weiterer Druckluftanschluss (nicht dargestellt) könnte in der Vorrichtung 12 vorgesehen sein, um aus dem Hydraulikkreislauf der Feuerwaffe 1 zurückfließende Druckluft nach der Betätigung des Verschlusses 3 beziehungsweise der Schießzylinder/Kolben-Anordnung 9 aufzunehmen und über Hydraulikleitungen (nicht dargestellt) wieder zurück in die Versorgungseinrichtung 13 oder eine andere Rücklaufkammer zu leiten. Auf diese Weise ergibt sich ein geschlossener Hydraulikmedium-Kreislauf in der Feuerwaffe 1. Selbstverständlich wäre es auch denkbar, dass die Druckluft nach der Betätigung des Verschlusses 3 beziehungsweise der Schießzylinder/Kolben-Anordnung 9 durch geeignete Öffnungen im Gehäuse 4 der Feuerwaffe 1 in die Umgebung austritt.
Die in der Vorrichtung 12 enthaltenen Bauteile für eine Versorgung der Feuerwaffe 1 mit dem Hydraulikmedium zum Betätigen des Verschlusses 3 beziehungsweise der Schießzylinder/Kolben-Anordnung 9 sind in 1 lediglich schematisch dargestellt. Außer den in 1 gezeigten und oben beschriebenen Bauteilen, können noch weitere Bauteile, insbesondere weitere Gasdruckkammern, Hydraulikleitungen und/oder Hydraulikventile vorgesehen sein.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 12 umfasst ferner eine elektrische Energieversorgungseinrichtung 16, die beispielsweise als eine Batterie, vorzugsweise als eine wieder aufladbare Batterie, ausgebildet ist. Alternativ kann die Energieversorgungseinrichtung 16 auch ein elektrisches Steckerelement (nicht dargestellt) umfassen, an das von außen ein Kabel zur Energieversorgung der Vorrichtung 12 angeschlossen werden kann. Ferner umfasst die Vorrichtung 12 mindestens einen programmierbaren Mikroprozessor 17 und Mittel 18 zur Ablaufsteuerung der Feuerwaffe 1. In dem dargestellten Beispiel sind die Mittel 18 als ein Computerprogramm ausgebildet, das auf dem Mikroprozessor 17 abläuft und zur Realisierung der Ablaufsteuerung der Feuerwaffe 1 programmiert ist. Vorzugsweise ist das Computerprogramm in einem externen oder internen Speicherelement des Mikroprozessors 17 gespeichert und wird zu Beginn einer Trainingseinheit oder beim Hochfahren (sog. „Booten“) des zentralen Steuerungsrechners des Waffensimulators, vorzugsweise unmittelbar nach einer Versorgung der Vorrichtung 12 mit elektrischer Energie aus der Energieversorgungseinrichtung 16, in den Mikroprozessor 17 geladen und steht dort zur Abarbeitung bereit beziehungsweise wird dort abgearbeitet.
Des Weiteren umfasst die Vorrichtung 12 Kontaktelemente 19, die an einer Außenseite der Vorrichtung 12 von außen zugänglich angeordnet sind. Die Kontaktelemente 19 treten beim Einführen der Vorrichtung 12 in die Magazinaufnahme in diese ein und stehen bei vollständig eingeführter Vorrichtung 12 mit entsprechenden Kontaktelementen 20 der Feuerwaffe 1 in einem elektrischen Kontakt. Durch Festlegen der Vorrichtung 12 in der Magazinaufnahme wird sichergestellt, dass der elektrische Kontakt zwischen den Kontaktelementen 19, 20 jederzeit besteht. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind jeweils drei Kontaktelemente 19, 20 dargestellt. Selbstverständlich können auch mehr oder weniger als die dargestellten drei Kontaktelemente 19, 20 vorgesehen sein. Die Kontaktelemente 19, 20 dienen zur Übertragung elektrischer Energie aus der Energieversorgungseinrichtung 16 an die elektrischen Bauteile der Feuerwaffe 1. Insbesondere dienen die Kontaktelemente 19, 20 zur Energieversorgung der elektromagnetisch betätigbaren Hydraulikventile 5, 6 und gegebenenfalls weiterer Hydraulikventile der Feuerwaffe 1. Außerdem stehen eines oder mehrere der Kontaktelemente 19, 20 mit dem Mikroprozessor 17 in Verbindung, so dass im Rahmen der Ablaufsteuerung der Feuerwaffe 1 generierte elektrische Ansteuerbefehle über das mindestens eine Kontaktelement 19, 20 an die anzusteuernden elektrischen Komponenten der Feuerwaffe 1 übertragen werden. Die anzusteuernden elektrischen Komponenten der Feuerwaffe 1 umfassen insbesondere die elektromagnetisch ansteuerbaren Hydraulikventile 5, 6 und gegebenenfalls weitere Hydraulikventile der Feuerwaffe 1.
Bei dem Ausführungsbeispiel aus 1 ist das Computerprogramm 18 programmiert, um Sensorsignale von einem oder mehreren der Sensoren 2‘, 3‘ und 12‘ der Feuerwaffe 1, die den aktuellen Betriebszustand der Waffe 1 erfassen und entsprechende Sensorsignale generieren, zu empfangen und zu verarbeiten. Die Sensorsignale können über elektrische Leitungen (nicht dargestellt) und eines oder mehrere der Kontaktelemente 19, 20 an den Mikroprozessor 17 übertragen werden. Es ist insbesondere denkbar, dass mindestens eine der elektrischen Leitungen zwischen einem Kontaktelement 19 und dem Mikroprozessor 17 für eine bidirektionale Datenübertragung ausgebildet ist, so dass in die eine Richtung Ansteuersignale für die Hydraulikventile 5, 6 und in die entgegengesetzte Richtung Sensorsignale für den Mikroprozessor 17 übertragen werden können.
Es ist insbesondere vorgeschlagen, dass der Mikroprozessor 17 ein erstes Sensorsignal von einem ersten Sensor 12‘ zum Erkennen einer ordnungsgemäßen Befestigung der Vorrichtung 12 in der Feuerwaffe 1, insbesondere ein ordnungsgemäßes Einführen und Festlegen der Vorrichtung 12 in der Magazinaufnahme der Feuerwaffe 1, empfängt und zur Verarbeitung dem Computerprogramm 18 zuführt. Ferner ist vorgesehen, dass das Computerprogramm 18 programmiert ist, um ein zweites Sensorsignal von einem zweiten Sensor 3‘ zum Erkennen einer Betätigung des Verschlusses 3 zu empfangen. Auf diese Weise kann ermittelt werden, ob vor einem ersten simulierten Schuss die Feuerwaffe 1 durch manuelles nach hinten Ziehen des Verschlusses 3 ordnungsgemäß geladen worden ist. Ferner kann durch den zweiten Sensor 3‘ ermittelt werden, ob zwischen zwei simulierten Schüssen ein ordnungsgemäßes Nachladen der Feuerwaffe 1 durch Hin- und Herbewegen des Verschlusses 3 stattgefunden hat. Alternativ oder zusätzlich ist schließlich vorgeschlagen, dass das Computerprogramm 18 programmiert ist, um ein drittes Sensorsignal von einem dritten Sensor 2‘ zum Erkennen einer Betätigung eines Auslösers 2 der Feuerwaffe 1 zu empfangen und zu verarbeiten.
Das Computerprogramm 18 steuert den Ablauf der Feuerwaffe 1 insbesondere hinsichtlich der verschiedenen Aktionen, die in der Feuerwaffe 1 vor, während und nach der Abgabe eines simulierten Schusses ablaufen. So ist es beispielsweise denkbar, dass das Computerprogramm 18 programmiert ist, eine hydraulische Betätigung des Verschlusses 3 der Feuerwaffe 1 erst dann freizugeben, wenn der dritte Sensor 2‘ eine Betätigung des Auslösers 2 erkannt hat und ein entsprechendes Sensorsignal an den Mikroprozessor 17 mit dem darauf ablaufenden Computerprogramm 18 übertragen hat und wenn außerdem der erste Sensor 12‘ eine ordnungsgemäße Befestigung der Vorrichtung 12 an bzw. in der Feuerwaffe 1 erkannt hat und ein entsprechendes Sensorsignal an den Mikroprozessor 17 mit dem darauf ablaufenden Computerprogramm 18 übertragen hat. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Computerprogramm 18 programmiert ist, eine hydraulische Betätigung des Verschlusses 3 der Feuerwaffe 1 erst dann freizugeben, wenn der dritte Sensor 2‘ eine Betätigung des Auslösers 2 erkannt hat und ein entsprechendes Sensorsignal an den Mikroprozessor 17 und das darauf ablaufende Computerprogramm 18 übertragen hat und wenn der zweite Sensor 3‘ zuvor eine Betätigung des Verschlusses 3 erkannt hat und ein entsprechendes Sensorsignal an den Mikroprozessor 17 und das darauf ablaufende Computerprogramm 18 übertragen hat. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass allein eine Betätigung des Auslösers 2 nicht ausreicht, damit die Waffe 1 einen simulierten Schuss abgibt. Vielmehr ist es außerdem erforderlich, dass die Vorrichtung 12 ordnungsgemäß in die Magazinaufnahme eingesetzt und dort festgelegt ist und/oder dass die Waffe 1 zuvor ordnungsgemäß geladen beziehungsweise nachgeladen worden ist. Ist dies nicht der Fall, unterbindet die Ablaufsteuerung die Abgabe eines simulierten Schusses. Dadurch kann eine besonders realitätsnahe Benutzung der Feuerwaffe 1 sichergestellt werden.
Des Weiteren kann die Ablaufsteuerung die Anzahl der seit Beginn einer Trainingseinheit mit der eingesetzten Vorrichtung 12 abgegebenen simulierten Schüsse bzw. der entsprechenden Hin- und Herbewegungen des Verschlusses 3 zählen. Falls mit der Feuerwaffe 1 eine vorgegebene Anzahl an simulierten Schüssen abgegeben worden ist, das heißt der Verschluss 3 bereits der vorgegebenen Anzahl entsprechende Male hydraulisch betätigt worden ist, wird die Abgabe weiterer „Schüsse“, das heißt eine weitere hydraulische Betätigung des Verschlusses 3 der Feuerwaffe 1, verhindert. Bei einem normalen Magazin für eine echte Feuerwaffe 1 ist die Anzahl der Schüsse, die mit dem Magazin abgegeben werden können, auf die Anzahl an Patronen in dem Magazin beschränkt. Die maximal mögliche Anzahl an Schüssen ist bei echten Magazinen beschränkt durch die sich tatsächlich in dem Magazin befindlichen Patronen. Mit der beschriebenen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 12 (Zählen der Anzahl der abgegebenen simulierten Schüsse, Vergleich der Anzahl mit einer vorgegebenen Anzahl an maximal möglichen simulierten Schüssen, Verhindern einer weiteren Schussabgabe, falls die Anzahl der vorgegebenen Anzahl an Schüssen entspricht) kann dieses Verhalten echter Feuerwaffen nachgebildet werden.
Die vorgegebene Anzahl an maximal möglichen Schüssen, die mit der Feuerwaffe 1 abgegeben werden können, kann beispielsweise von einem Koordinator des Waffensimulators (oder Trainingsleiter) anhand des zentralen Steuerungsrechners über eine Datenkommunikationsverbindung an die Vorrichtung 12 bzw. die Feuerwaffe 1 übertragen werden. Dies geschieht vorzugsweise zu Beginn eine Trainingseinheit. Alternativ kann die maximal mögliche Anzahl an Schüssen auch in dem Computerprogramm 18 einprogrammiert sein. Ist die vorgegebene Anzahl an möglichen simulierten Schüssen erreicht, werden durch das Computerprogramm 18, das auf dem Mikroprozessor 17 abläuft, weitere simulierte Schüsse mit der umgerüsteten Feuerwaffe 1 verhindert.
In den 2 bis 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt. In diesen Figuren ist die Vorrichtung mit dem Bezugszeichen 120 bezeichnet. Auch die Vorrichtung 120 kann in eine Magazinaufnahme einer umgerüsteten Feuerwaffe 1 eingeführt und dort lösbar festgelegt werden.
2 zeigt eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung 120, welche bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Gehäuse 121 aufweist. Im oberen Endbereich bildet das Gehäuse 121 einen Steuerkopf 122, welcher nach oben hin zwei parallel zueinander verlaufende und voneinander beabstandete Lagerwände 123 und 124 bildet. Zwischen diesen Lagerwänden ist eine Steuermechanik 125 aufgenommen, welche bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel insbesondere einen schwenkbar gelagerten Rückschlaghebel 126 aufweist. In 2 ist der Rückschlaghebel 126 in seiner ausgerückten aktiven Arbeitsstellung dargestellt. Der Rückschlaghebel 126 dient zur schlagartigen Verstellung eines Verschlusses 3 der Feuerwaffe 1, der in 2 lediglich teilweise und in gestrichelter Linie eingezeichnet ist. Die durch die Bewegung des Rückschlaghebels 126 ausgelöste Hin- und Herbewegung des Verschlusses 3 ist durch einen Doppelpfeil 159 gekennzeichnet. Der Rückschlaghebel 126 wird in diesem Beispiel durch einen hydraulisch betätigbaren Arbeitskolben 147 ausgelenkt.
Des Weiteren sind in 2 teilweise noch ein Fanghebel 127, sowie ein Sperrhebel 128 erkennbar, deren Funktionsweise zusammen mit noch weiteren in 2 nicht sichtbaren Mechanik-Bauteilen zur Steuerung der Stellbewegung des Rückschlaghebels 126 dient.
3 zeigt einen teilweisen Schnitt III-III aus 2 des Gehäuses 121 ohne die im Steuerkopf 122 angeordnete Steuermechanik 125 aus 2. Im Bereich der hinteren Lagerwand 123 ist eine Kolbenstange 131 erkennbar, welche Bestandteil des oben erwähnten Arbeitskolbens ist und in 4 mit dem Bezugszeichen 147 gekennzeichnet ist. Des Weiteren ist aus 3 ersichtlich, dass in dem Gehäuse 121 eine Hydraulikkammer 132 vorgesehen ist, in deren unterem Bereich ein Trennkolben 133 in Richtung des Doppelpfeils 134 axial verstellbar aufgenommen ist. Der Trennkolben 133 ist mit einer Ringdichtung 135 dichtend in der Hydraulikkammer 132 eingesetzt. Dabei ist aus 3 erkennbar, dass die Hydraulikkammer 132 unterhalb des Trennkolbens 133 eine erste Gasdruckkammer 136 bildet, welche unterseitig mittels einer Verschlussschraube 137 dicht verschlossen ist. Von der Hydraulikkammer 132 führt ein Druckkanal 138 zu einem Hydraulikventil 139, welches feststehend im Steuerkopf 122 angeordnet ist. Das Ventil 139 ist elektromagnetisch betätigbar. Es wird mittels elektrischer Ansteuersignale angesteuert, die von Mitteln zur Ablaufsteuerung, die Bestandteil der Vorrichtung 120 sind, generiert werden. Bei Betätigung des Ventils 139 öffnet dieses in Richtung des Pfeiles 140. Die Hydraulikkammer 132 nimmt dabei ein flüssiges Hydraulikmedium auf, welches beim Öffnen des Ventils 139 zur Aktivierung des Arbeitskolbens 147 aus 4 und somit der Kolbenstange 131 dem Arbeitskolben 147 zuführbar ist. Die Kolbenstange 131 bewegt sich bei Druckbeaufschlagung des Arbeitskolbens 147 aus ihrer in 3 in durchgezogenen Linien dargestellten Ausgangsstellung in Richtung des Pfeils 151 in die in 3 in gestrichelten Linien dargestellte Endstellung.
Der Hydraulikkammer 132 benachbart ist in der Vorrichtung 120 eine nach unten offene Rücklaufkammer 141 zugeordnet, in welcher ein Stellkolben 142 in Richtung des Doppelpfeils 134 verstellbar angeordnet ist. Auch der Stellkolben 142 ist über Ringdichtungen 143 axial verstellbar dichtend in der Rücklaufkammer 141 aufgenommen. Oberhalb der Rücklaufkammer 141 ist ein Auslassventil 145 vorgesehen, welches ebenfalls als ein elektromagnetisch betätigbares Hydraulikventil ausgebildet ist. Das Ventil 145 dient zur Druckentlastung des Arbeitskolbens 147 aus 4 der Kolbenstange 131. D. h., dass nach dem Schließen des druckseitigen Druckventils 139 das Auslassventil 145 geöffnet wird und somit bei einer Rückstellbewegung der Kolbenstange 131 zusammen mit dem Arbeitskolben 147 aus 4 Hydraulikmedium über das Auslassventil 145 in die Rücklaufkammer 141 gelangt. Während dieses Rückströmens des Hydraulikmediums bewegt sich der Stellkolben 142 in Richtung des Pfeils 140 abwärts. Weiter ist aus 3 ein horizontal verlaufender Verbindungskanal 154 andeutungsweise erkennbar, welcher unter anderem einen Zylinder 149 des Arbeitskolbens 147 aus 4 mit einem Rücklaufkanal 156 des Auslassventils 145 verbindet.
Somit kann durch abwechselndes Öffnen des Druckventils 139 sowie des Auslassventils 145 dem mit der Kolbenstange 131 in Verbindung stehenden Arbeitskolben 147 aus 4 Hydraulikmedium zugeführt und während der Rückstellbewegung des Arbeitskolbens 147 Hydraulikmedium abgeführt werden. Durch entsprechende Ansteuerung führt somit die Kolbenstange 131 des Arbeitskolbens 147 eine alternierende Bewegung in Richtung des Doppelpfeils 134 aus, wodurch der federbelastete Rückschlaghebel 7 eine entsprechend alternierende bzw. schwingende Schwenkbewegung in Richtung des Doppelpfeils 146 (2) zur Bewegung des Verschlusses der Feuerwaffe ausführt.
4 zeigt einen perspektivisch vergrößerten Teilschnitt des oberen Endbereiches des Gehäuses 121 zusammen mit dem Steuerkopf 122. Die Steuermechanik 125 ist der besseren Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Es ist erkennbar, dass in einen zentralen, vertikal ausgerichteten Zylinder 149 eine Zylinderbuchse 148 eingesetzt ist. Diese Zylinderbuchse 148 weist eine in axialer Richtung abgesetzte Durchgangsbohrung 150 auf, in deren oberen, verjüngt ausgebildeten Abschnitt die Kolbenstange 131 spielfrei gelagert ist. In einem radial erweiterten Bereich dieser Durchgangsbohrung 150 schließt sich an die Kolbenstange 131 der eigentliche Arbeitskolben 147 an. Dabei befindet sich der Arbeitskolben 147 in der in 4 dargestellten Position in seiner in Richtung des Pfeils 151 ausgelenkten Arbeitsposition. In seiner neutralen Ausgangsstellung ist der Arbeitskolben 147 zusammen mit der Kolbenstange 131 in Richtung des Pfeils 140 vertikal nach unten verstellt, wie dies durch die gestrichelten Linien 152 in 4 erkennbar ist.
Des Weiteren ist aus 4 ein seitlich neben dem Arbeitskolben 147 angeordneter Druckkanal 153 erkennbar, welcher mit seinem unteren Endbereich über den Verbindungskanal 154 mit dem Zylinder 149 in Verbindung steht. Etwa in Höhe der gestrichelten Linien 152 des Arbeitskolbens 147 ist eine Querbohrung 155 vorgesehen, welche beim vorliegenden Ausführungsbeispiel aus der Zeichenebene heraus zu dem in 4 nicht sichtbaren Druckventil 139 führt. D.h., dass beim Öffnen des Druckventils 139 aus 3 über die Querbohrung 155, den Druckkanal 153 sowie den Verbindungskanal 154 der Zylinder 149 mit unter Systemdruck stehendem Hydraulikmedium beaufschlagbar ist, so dass der Arbeitskolben 147 aus seiner in 4 in gestrichelten Linien 152 dargestellten Ausgangspositionen in die in durchgezogenen Linien dargestellte Endposition verstellt wird. Wird der Druck in dem Zylinder 149 wieder abgebaut, bewegt sich der Arbeitskolben 148 wiederum in die in gestrichelten Linien 152 dargestellte Ausgangslage zurück, was durch ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Rückstellelement, bspw. eine Rückstellfeder, des Arbeitskolbens 147 bewirkt wird.
Dabei ist bei dieser Rückstellbewegung in Richtung des Pfeils 140 das Druckventil 139 wieder geschlossen. Um das sich im Zylinder 149 unterhalb des Arbeitskolbens 147 befindliche Hydraulikmedium in die in 3 dargestellte Rücklaufkammer 141 bringen zu können, öffnet das Auslassventil 145. Der Verbindungskanal 154 ist dabei in horizontaler Richtung verlängert ausgebildet und führt vom Zylinder 149 in einen ersten Rücklaufkanal 156 unterhalb des Auslassventils 145 (3). Das Auslassventil 145 steht seinerseits wiederum mit einem zweiten Rücklaufkanal (in 3 nicht erkennbar) mit der Rücklaufkammer 141 in Verbindung, so dass Hydraulikmedium über diese Kanäle in die Rücklaufkammer 141 gelangen kann. Dabei verschiebt sich der Stellkolben 142 in der Rücklaufkammer 141 in Richtung des Pfeils 140 vertikal nach unten, wodurch das Volumen der Rücklaufkammer 141 um ein entsprechendes Volumen vergrößert wird. Aufgrund dieser speziellen Ansteuerung des Druckventils 139 und des Auslassventils 145 führt der Arbeitskolben 147 zusammen mit seiner Kolbenstange 131 eine alternierende Stellbewegung in Richtung des Doppelpfeils 134 aus. Dies wiederum bewirkt eine alternierende Schwenkbewegung des Rückschlaghebels 126 in die in 2 dargestellte Richtung des Doppelpfeils 146.
Um die erste Gasdruckkammer 136 mit dem erforderlichen Systemdruck beaufschlagen zu können, sind beim vorliegenden Ausführungsbeispiel in dem Gehäuse 121 mehrere Gasdruckkammern vorgesehen. Die Gasdruckkammern sind bspw. parallel zu der Gasdruckkammer 136 mit ihrer Verschlussschraube 137 sowie der Rücklaufkammer 141 verlaufend im Gehäuse 121 angeordnet. Dabei können einige oder alle Gasdruckkammern über eine entsprechende Schlitzverbindung miteinander in Verbindung stehen, so dass aus der einen Gasdruckkammer entsprechendes Druckgas in die andere Gasdruckkammer "nachströmen" kann. Des Weiteren können einige oder alle Gasdruckkammern über jeweils eine Schlitzverbindung mit der ersten Gasdruckkammer 136 in Verbindung stehen, so dass entsprechendes Druckgas bei einer Aufwärtsbewegung des Trennkolbens 133 (3) in Richtung des Pfeils 151 in die erste Gasdruckkammer 136 nachströmen kann.
Aufgrund der vorgesehenen Gasdruckkammern wird somit der den Systemdruck in der Hydraulikkammer 132 bewirkende Gasdruck nach einer schrittweise ausgeführten Stellbewegung des Trennkolbens 133 in Richtung des Pfeils 151 nur unerheblich vermindert, so dass insbesondere der Arbeitskolben 147 bei seiner Aufwärtsbewegung in Richtung des Pfeils 151 (4) über den kompletten Arbeitshub des Trennkolbens 133 zumindest annähernd mit demselben Systemdruck beaufschlagt wird. Dementsprechend sind auch die Stellkräfte an der Kolbenstange 131 bei der Aufwärtsbewegung in Richtung des Pfeils 151 bei jedem Arbeitshub annähernd konstant. So wird auch der aus 2 ersichtliche Rückschlaghebel 126 mit einem entsprechend konstanten Drehmoment in Richtung des Pfeils 158 angetrieben.
Zum Befüllen der ersten Gasdruckkammer 136 sowie der mit dieser kommunizierenden weiteren Gasdruckkammern kann beispielsweise die Verschlussschraube 137 mit einem entsprechenden Druckanschluss versehen sein. Das Befüllen der Hydraulikkammer 132 mit Hydraulikmedium kann beispielsweise über den in 4 dargestellten Druckkanal 153 erfolgen, welcher oberseitig mit einer entsprechenden Verschlussschraube 157 verschlossen ist. Das Befüllen des Systems mit Hydraulikmedium erfolgt dabei vorzugsweise im drucklosen Zustand, so dass die Verschlussschraube 157 keinerlei Druckanschluss aufweisen muss, sondern lediglich zum Befüllen zu entfernen ist.
In 4 sind ferner eine elektrische Energieversorgungseinheit 16, die insbesondere als eine wieder aufladbare Batterie ausgebildet ist, sowie ein Mikroprozessor 17 und ein darauf ablauffähiges Computerprogramm 18 symbolisch dargestellt. Die Batterie 16 und der Mikroprozessor 17 können in beliebigen Bereichen der Vorrichtung 120 angeordnet sein, die frei von Hydraulikkomponenten für die Betätigung des Verschlusses 3 sind. Durch die erfindungsgemäße intelligente Ausgestaltung der Vorrichtung 120 können gegenüber der aus der EP 2 385 337 A2 bekannten Vorrichtung einige mechanische bzw. hydraulische Bauteile eingespart werden, wodurch Platz für die elektrischen und/oder elektronischen Bauteile (Batterie 16, Mikroprozessor 17, elektrische Leitungen und andere) geschaffen werden kann. Das Computerprogramm 18 realisiert die Ablaufsteuerung der Feuerwaffe, in der die Vorrichtung 120 eingesetzt ist, wenn es auf dem Mikroprozessor 17 abläuft.
Der Mikroprozessor 17 bzw. das Computerprogramm 18 empfängt Sensorsignale von Sensoren der Feuerwaffe, welche den Betriebszustand der Feuerwaffe charakterisieren. Die Sensorsignale werden über elektrische Leitungen in der Feuerwaffe an Kontaktelemente der Feuerwaffe geleitet, die bei vollständig in die Magazinaufnahme der Feuerwaffe eingeführter Vorrichtung 120 mit entsprechenden Kontaktelementen 19 (2) der Vorrichtung 120 in elektrischem Kontakt stehen. Von den Kontaktelementen 19 werden die Sensorsignale über elektrische Leitungen (in den 2 bis 4 nicht dargestellt) zu dem Mikroprozessor 17 geleitet. In dem Mikroprozessor 17 werden die Sensorsignale von dem Computerprogramm 18 verarbeitet. Im Rahmen der Verarbeitung werden u.a. elektrische Ansteuerbefehle für die elektromagnetischen Ventile 139 und 145 generiert. Die Ansteuerbefehle werden über elektrische Leitungen (in den 2 bis 4 nicht dargestellt) zu den Ventilen 139 und 145 geleitet und beaufschlagen diese. Dadurch werden die Ventile 139 und 145 in die entsprechende geöffnete bzw. geschlossene Position verstellt, in der ein Fluss des Hydraulikmediums ermöglicht bzw. unterbunden wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 120 ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel derart ausgestaltet, dass diese in die Magazinaufnahme einer Feuerwaffe (in den 2 bis 4 nicht näher dargestellt) einführbar ist. Bei einer herkömmlichen "scharfen" Waffe wird nach einer Schussabgabe der Verschluss 3 entgegen einer Federkraft in Richtung des Pfeils 160 (2) aufgrund des Gasdruckes der Patrone schlagartig bewegt. Zum Auslösen eines Schusses dient dabei ein sog. Abschlagschieber, welcher schlagartig durch einen Abschlaghahn entgegengesetzt zur Richtung des Pfeils 160 bewegbar ist. Am Ende seiner Stellbewegung löst der Abschlagschieber den Zünder einer eingesetzten Patrone und somit einen Schuss aus.
Da bei der hier zum Einsatz kommenden umgebauten Feuerwaffe eines Waffensimulators nunmehr das normalerweise vorhandene Magazin durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 120 ersetzt wird, kann folglich auch kein Schuss ausgelöst werden, so dass auch kein von der Patrone bewirkter Gasdruck den Verschluss 3 nach rechts in Richtung des Pfeils 160 bewegen kann. Demzufolge fehlt es auch am normalerweise vorhandenen "Rückschlag", welcher jedoch durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 120 simuliert wird.
Dazu befindet sich der Rückschlaghebel 126 zunächst in einer zurückgezogenen Ausgangsposition in der Bewegungsbahn des Verschlusses 3. Dann wird das Druckventil 139 anhand von Ansteuerbefehlen des Computerprogramms 18 angesteuert, so dass es öffnet, während das Auslassventil 145 anhand von Ansteuerbefehlen des Computerprogramms 18 angesteuert wird, so dass es schließt. Dementsprechend kann Hydraulikmedium, welches unter hohem Systemdruck in der Hydraulikkammer 132 aufgenommen ist, in eine umlaufende Ringkammer des Druckventils 139 gelangen. Die Ringkammer steht mit einer in der Zeichnung nicht weiter erkennbaren, jedoch in 4 angedeuteten Querbohrung 155 in Wirkverbindung. Dementsprechend wird das unter Druck stehende Hydraulikmedium, wie bereits zu 4 erwähnt, über die Querbohrung 155, den Druckkanal 153 sowie den Verbindungskanal 154 dem Zylinder 149 des Arbeitskolbens 147 zugeführt.
Da nunmehr der Arbeitskolben 147 (4) mit Systemdruck beaufschlagt ist, wird der Rückschlaghebel 126 in Richtung des Pfeils 158 durch die Kolbenstange 131 drehend ausgelenkt. Dabei gelangt er mit dem Verschluss 3 in Kontakt, so dass dieser durch diese Stellbewegung des Rückschlaghebels 126 in Richtung des Pfeils 160 schlagartig verstellt wird. Das Druckventil 139 bleibt über eine gewisse Zeit geöffnet, so dass der Arbeitskolben 147 mit seiner Kolbenstange 131 einen vollständigen Arbeitshub zum Auslenken bzw. Verschwenken des Rückschlaghebels 126 in Richtung des Pfeils 158 ausführen kann.
Die Kolbenstange 131 weist einen relativ geringen radialen Abstand zur Lagerachse des Rückschlaghebels 126 auf, während der Rückschlaghebel 126 mit seinem oberen Schlagelement einen relativ großen radialen Abstand zur Lagerachse aufweist. Durch diese unterschiedlichen "Hebellängen" wird eine extrem hohe Übersetzung erreicht, so dass der Verschluss 3 durch das Schlagelement auch hinreichend in Richtung des Pfeils 160 beschleunigt werden kann.
Dann wird das Druckventil 139 durch Ansteuerbefehle des Computerprogramms 18 so angesteuert, dass es schließt. Damit ist nunmehr der Zylinder 149 des Arbeitskolbens 147 (4) von der Hydraulikkammer 132 getrennt, so dass keinerlei Hydraulikmedium mehr "nachströmen" kann. Dieses Nachströmen von Hydraulikmedium ist allerdings auch durch die begrenzte Stellbewegung des Arbeitskolbens 147 begrenzt, da der Arbeitskolben 147 gegenüber seiner Kolbenstange 131 radial abgesetzt ausgebildet ist, wie dies aus 4 ersichtlich ist. Nach dem Schließen des Druckventils 139 kann nun der Arbeitskolben 147 wieder entlastet werden.
Dies geschieht durch, dass das Auslassventil 145 mit Ansteuerbefehlen des Computerprogramms 18 beaufschlagt wird, die ein öffnen des Auslassventils 145 bewirken. Über ein entsprechend ausgestaltetes Kanalsystem, insbesondere über den Verbindungskanal 154 kann somit Hydraulikmedium durch das Auslassventil 145 zurückströmen. Das Auslassventil 145 weist ebenfalls einen umlaufenden Ringkanal auf, welcher in einen Auslasskanal mündet. Dieser Auslasskanal steht wiederum mit einem Rücklaufkanal in Verbindung. Damit gelangt das Hydraulikmedium bei geöffnetem Auslassventil 145 in die Rücklaufkammer 141. Durch diese Rückströmung des Hydraulikmediums in die Rücklaufkammer 141 wird deren Stellkolben 142 vertikal in Richtung des Pfeils 140 verstellt, so dass der Zylinder 149 des Arbeitskolbens 147 vollständig drucklos wird. Der Arbeitskolben 147 ist damit durch Federkraft (wobei in der Zeichnung die Druckfeder nicht dargestellt ist) wieder in seine in 4 gestrichelt dargestellte Ausgangsposition 152 verstellbar.
Infolgedessen wird der Verschluss 3 durch Federkraft entgegen der Richtung des Pfeils 160 zurückbewegt und drückt den Rückschlaghebel 126 entgegen der Richtung des Pfeils 158 in seine Ausgangsposition zurück. Nach der Rückstellbewegung des Verschlusses 3 in die Ausgangsposition ist die Steuermechanik 125 ebenfalls wieder vollständig in ihre Ausgangsstellung zurückgestellt. Durch erneutes Aktivieren des Auslösers der Feuerwaffe kann nun der nächste "Schuss" bewirkt werden. Dabei erfolgen stets die gleichen Abläufe, wie oben beschrieben.
Die Erfindung ist dabei nicht auf die dargestellte Steuermechanik 125 beschränkt. Wesentlich ist bei der Erfindung, dass durch eine Kombination aus Gasdruckkammern und einer Hydraulikkammer 132 sowie eines Arbeitskolbens 131 und der speziellen Ansteuerung der Ventile 139, 145 der Verschluss 3 schlagartig in Richtung des Pfeils 160 beschleunigt werden kann. Durch die spezielle Ansteuerung der Ventile 139, 145 mittels der Ansteuersignale des Computerprogramms 18 werden das Druckventil 139 und das Auslassventil 145 nacheinander betätigt. Nach dem Schließen des Auslassventils 145 kehrt das System insgesamt wieder in seinen Ausgangszustand zurück.
Durch das Abfeuern mehrerer Schussfolgen wird der Trennkolben 133 sukzessive bzw. schrittweise in Richtung des Pfeils 151 in der Hydraulikkammer 132 nach oben bewegt. Nach einer bestimmten Anzahl von "Schüssen", welche vom Volumenverhältnis der Hydraulikkammer 132, dem Kolbenhub und Kolbenquerschnitt des Arbeitskolbens 147 abhängig ist, gelangt der Trennkolben 133 in eine obere Endstellung. Gleichzeitig bewegt sich der Stellkolben 142 in der Rücklaufkammer 141 schrittweise in Richtung des Pfeils 140 nach unten, bis dieser ebenfalls eine Endstellung erreicht.
Nach Erreichen der beiden Endstellungen sowohl des Trennkolbens 133 als auch des Stellkolbens 142 kann nunmehr die Vorrichtung 120 wieder "geladen" werden, indem in einfacher Weise (unter evtl. hohem Kraftaufwand) der Stellkolben 142 wieder in Richtung des Pfeils 151 gepresst wird. Das sich in der Rücklaufkammer 141 befindende Hydraulikmedium wird anschließend durch Kanäle und Bohrungen durch das Auslassventil 145 hindurchgedrückt. Das Öffnen des Auslassventils 145 erfolgt dabei durch eine Ansteuerung des Ventils 145 mit entsprechenden Ansteuerbefehlen des Computerprogramms 18. Nach dem Durchlaufen des Hydraulikmediums durch das Auslassventil 145 gelangt dieses über den Verbindungskanal 154, den Druckkanal 153 und die Querbohrung 155 in die Ringkammer des Druckventils 139. Das Druckventil 139 wird durch eine Ansteuerung des Ventils 139 mit entsprechenden Ansteuerbefehlen des Computerprogramms 18 ebenfalls geöffnet. Über den Druckkanal 138 gelangt somit das Druckmedium wiederum zurück in die Hydraulikkammer 132. Durch dieses "Zurückpressen" des Hydraulikmediums in die Hydraulikkammer 132 wird somit zwangsläufig der Trennkolben 133 wieder in Richtung des Pfeils 140 nach unten gedrückt, bis dieser seine ursprüngliche Ausgangsstellung wieder erreicht hat.
Vorteilhaft an dieser Konstruktion ist, dass die Vorrichtung 120 einen geschlossenen Hydraulikkreislauf aufweist und während der Funktion nach außen keinerlei Druckgas abgibt. Die Vorrichtung 120 ist einerseits vorab zunächst mit Hydraulikmedium zu befüllen, und anschließend wird entsprechendes Druckgas in die Gasdruckkammern, wie bspw. die Gasdruckkammer 136, unter hohem Druck eingefüllt. Nach dem "Befüllen" der erfindungsgemäßen Vorrichtung 120 ist diese somit einsatzbereit.
Es sei angemerkt, dass der über den Rückschlaghebel 126 bewirkte Antrieb des Verschlusses 3 nicht zwingend in der beschriebenen und in den 2 bis 4 dargestellten Art ausgestaltet sein muss. Das beschriebene Ausführungsbeispiel bezieht sich auf kleinere Feuerwaffen, bei welchen nur ein geringer Einbauraum für eine solche Vorrichtung 120 vorhanden ist. Dabei ist das Gehäuse 121 der Vorrichtung 120 mit seinem Steuerkopf 122 derart ausgestaltet, dass der Steuerkopf 122 in den Magazinschacht der entsprechenden Feuerwaffe einführbar ist, so dass sich der Rückschlaghebel 126 im Bereich der Bewegungsbahn des Verschlusses 3 befindet. Bei größeren Feuerwaffen, insbesondere mit größerem Gehäuse, bspw. bei Gewehren, ist es auch vorstellbar, dass der Verschluss 3 direkt durch die Kolbenstange 131 des Arbeitskolbens 147 angetrieben wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 4302190 [0004]
WO 2004/015357 A2 [0005, 0023, 0024]
EP 2385337 A2 [0007, 0021, 0021, 0021, 0022, 0022, 0067]
WO 2004/105357 A2 [0042]

Claims

Vorrichtung (12; 120) zur Simulation eines Rückstoßes einer Feuerwaffe (1), die Teil eines Waffensimulators ist und für Übungszwecke umgerüstet ist und die einen zwischen einer Ausgangsstellung und einer nach hinten gefahrenen Endstellung hin und her bewegbaren Verschluss (3) aufweist, wobei die Vorrichtung (12; 120) Mittel zur hydraulischen Betätigung des Verschlusses (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (12; 120) eine elektrische Energieversorgung (16), einen programmierbaren Mikroprozessor (17) und Mittel zur Ablaufsteuerung der Feuerwaffe (1), insbesondere während der hydraulischen Betätigung des Verschlusses (3), aufweist.
Vorrichtung (12; 120) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (12; 120) derart ausgebildet ist, dass sie lösbar an oder in der Feuerwaffe (1) befestigt werden kann.
Vorrichtung (12; 120) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (12; 120) derart ausgebildet ist, dass sie in eine Magazinaufnahme der Feuerwaffe (1) eingeführt und darin festgelegt werden kann.
Vorrichtung (12; 120) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur hydraulischen Betätigung des Verschlusses einen Druckluftanschluss für einen Druckluftschlauch aufweisen, der die Mittel zur hydraulischen Betätigung des Verschlusses (3) mit Luft als Hydraulikmedium versorgt.
Vorrichtung (12; 120) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Ablaufsteuerung der Feuerwaffe ein Computerprogramm (18) umfassen, das auf dem Mikroprozessor (17) ablauffähig ist.
Vorrichtung (12; 120) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Ablaufsteuerung zum Empfang eines ersten Sensorsignals von einem ersten Sensor (12‘) zum Erkennen einer ordnungsgemäßen Befestigung der Vorrichtung (12; 120) an oder in der Feuerwaffe (1), insbesondere eines ordnungsgemäßen Einführens und Festlegens der Vorrichtung (12; 120) in einer Magazinaufnahme der Feuerwaffe (1), ausgebildet sind.
Vorrichtung (12; 120) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Ablaufsteuerung zum Empfang eines zweiten Sensorsignals von einem zweiten Sensor (3‘) zum Erkennen einer Betätigung des Verschlusses (3) ausgebildet sind.
Vorrichtung (12; 120) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Ablaufsteuerung zum Empfang eines dritten Sensorsignals von einem dritten Sensor (2‘) zum Erkennen einer Betätigung eines Auslösers (2) der Feuerwaffe (1) ausgebildet sind.
Vorrichtung (12; 120) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Ablaufsteuerung ausgebildet sind, eine hydraulische Betätigung des Verschlusses (3) der Feuerwaffe (1) erst dann freizugeben, wenn der dritte Sensor (2‘) eine Betätigung des Auslösers (2) erkannt hat und ein entsprechendes Sensorsignal an die Mittel zur Ablaufsteuerung übertragen hat und wenn der erste Sensor (12‘) eine ordnungsgemäße Befestigung der Vorrichtung (12; 120) an oder in der Feuerwaffe (1), insbesondere ein ordnungsgemäßes Einführen und Festlegen der Vorrichtung (12; 120) in einer Magazinaufnahme der Feuerwaffe (1), erkannt hat und ein entsprechendes Sensorsignal an die Mittel zur Ablaufsteuerung übertragen hat.
Vorrichtung (12; 120) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Ablaufsteuerung ausgebildet sind, eine hydraulische Betätigung des Verschlusses (3) der Feuerwaffe (1) erst dann freizugeben, wenn der dritte Sensor (2‘) eine Betätigung des Auslösers (2) erkannt hat und ein entsprechendes Sensorsignal an die Mittel zur Ablaufsteuerung übertragen hat und wenn der zweite Sensor (3‘) eine Betätigung des Verschlusses (3) erkannt hat und ein entsprechendes Sensorsignal an die Mittel zur Ablaufsteuerung übertragen hat.
Vorrichtung (12; 120) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Ablaufsteuerung ausgebildet sind, eine weitere hydraulische Betätigung des Verschlusses (3) der Feuerwaffe (1) zu verhindern, wenn eine vorgegebene Anzahl an Betätigungen des Verschlusses (3) bereits erfolgt ist.
Vorrichtung (12; 120) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Anzahl an Betätigungen von einer Kapazität eines üblicherweise in eine entsprechende reale Feuerwaffe eingesetzten Magazins abhängig ist, insbesondere ist die vorgegebene Anzahl gleich der Schussanzahl eines vollständig geladenen Magazins.
Vorrichtung (12; 120) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Ablaufsteuerung ausgebildet sind, während der letzten hydraulischen Betätigung des Verschlusses (3) ein Festhalten des Verschlusses (3) in seiner nach hinten gefahrenen Position zu veranlassen.
Feuerwaffe (1), die Teil eines Waffensimulators ist und für Übungszwecke umgerüstet ist und die einen zwischen einer Ausgangsstellung und einer nach hinten gefahrenen Endstellung hin und her bewegbaren Verschluss (3) aufweist, wobei die Feuerwaffe (1) eine Vorrichtung (12; 120) zur Simulation eines Rückstoßes der Feuerwaffe (1) mit Mitteln zur hydraulischen Betätigung des Verschlusses (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (12; 120) nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet ist.
Waffensimulator zum Trainieren der Bedienung und des Einsatzes mindestens einer zu Übungszwecken umgebauten Feuerwaffe (1), die eine Vorrichtung (12; 120) zur Simulation eines Rückstoßes der Feuerwaffe (1) aufweist und die einen zwischen einer Ausgangsstellung und einer nach hinten gefahrenen Endstellung hin und her bewegbaren Verschluss (3) aufweist, wobei die Vorrichtung (12; 120) Mittel zur hydraulischen Betätigung des Verschlusses (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (12; 120) der mindestens einen Feuerwaffe (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet ist.