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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wiederaufladen einer hydraulischen Vorrichtung zur Simulation eines Rückstoßes einer Feuerwaffe, die Teil eines Waffensimulators ist, die für Übungszwecke umgerüstet ist und die einen zwischen einer Ausgangsstellung und einer nach hinten gefahrenen Endstellung hin und her bewegbaren Verschluss aufweist. Der Verschluss wird durch die Vorrichtung hydraulisch betätigt. Die Vorrichtung weist ein Spannelement auf, in dem zumindest in einer Ausgangsposition eine zur Betätigung des Verschlusses erforderliche Energie gespeichert wird. Die Vorrichtung muss nach dem Abfeuern einer Anzahl von Schüssen mit der Feuerwaffe wiederaufgeladen werden.
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Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Wiederaufladen einer hydraulischen Vorrichtung zur Simulation eines Rückstoßes einer Feuerwaffe der genannten Art.
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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.
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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, bei dem 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 Pneumatikventil, 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.
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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 Pneumatikventile beim Betätigen des Auslösers Luft entweichen und zur Hin- und Herbewegung des Verschlusses genutzt werden kann.
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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, welcher 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 damit die elektromagnetischen Pneumatikventile zur Steuerung des Druckluftflusses in der Feuerwaffe anzusteuern.
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Eine andere umgebaute Feuerwaffe zur Verwendung in einem Waffensimulator ist beispielsweise aus der
EP 2 385 337 A2 bekannt. Diese Druckschrift stellt den Stand der Technik dar, von dem bei der vorliegenden Erfindung ausgegangen wurde. Auch in der Druckschrift 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 in einer Hydraulikkammer gespeichert ist. Eine abrupte Hin- und Herbewegung des Verschlusses wird durch eine an Stelle eines Magazins in die Magazinaufnahme der Feuerwaffe einsetzbare Vorrichtung realisiert, die eine hydraulische Steuermechanik aufweist. Verschiedene Kammern, Kanäle und bewegbare Kolben 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.
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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. Vor einer Inbetriebnahme der Vorrichtung wird zunächst das Hydraulikmedium in die Hydraulikkammer der Vorrichtung eingefüllt. Dies geschieht vorzugsweise drucklos. Dann wird eine Gasdruckkammer der Vorrichtung und evtl. damit verbundene weitere Gasdruckkammern mit einem Druckgas unter Überdruck (höherer Druck als der Umgebungsdruck) befüllt. Das komprimierte Druckgas liefert die zur Betätigung des Verschlusses erforderliche Energie. Durch gezieltes Ansteuern der Hydraulikventile der Vorrichtung wird bei jedem „Schuss“, der mit der umgebauten Feuerwaffe abgeben wird, eine bestimmte Menge des Hydraulikmediums aus der Hydraulikkammer zur hydraulischen Betätigung des Verschlusses genutzt. Das zum Auslösen einer Bewegung des Verschlusses genutzte Hydraulikmedium sammelt sich anschließend in einer Rücklaufkammer der Vorrichtung.
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Die Hydraulikkammer wird durch einen Hohlzylinder in der Vorrichtung gebildet und zu einer Seite hin durch einen in dem Hohlzylinder beweglichen Trennkolben begrenzt. Der Trennkolben trennt zudem die Hydraulikkammer von der Gasdruckkammer. Die das „verbrauchte“ Hydraulikmedium aufnehmende Rücklaufkammer wird ebenfalls durch einen Hohlzylinder gebildet und zu einer Seite hin durch einen in dem Hohlzylinder beweglichen Stellkolben begrenzt. Mit jedem „abgefeuerten Schuss“ wird das Volumen der Hydraulikkammer kleiner und das der Rücklaufkammer größer, und die Kolben bewegen sich dementsprechend in den Hohlzylindern. Nach einer bestimmten Anzahl von „Schüssen“, die von den Volumenverhältnissen in der Vorrichtung abhängig ist, muss die Vorrichtung wieder „geladen“ werden. Dabei muss das in der Gasdruckkammer anfangs enthaltende Druckgas unter Aufwendung von mechanischer Energie wieder komprimiert werden.
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Im Rahmen eines „Wiederaufladens“ der Vorrichtung wird der Stellkolben, der das Volumen der Rücklaufkammer begrenzt, wieder zurück in Richtung seiner Ausgangsposition gepresst. Das sich in der Rücklaufkammer angesammelte Hydraulikmedium wird, ggf. über verschiedene Hydraulikkanäle und Hydraulikventile der Vorrichtung, zurück in die Hydraulikkammer gepresst, wodurch der Trennkolben ebenfalls in Richtung seiner Ausgangsposition gedrückt wird. Dadurch wird das Volumen der Gasdruckkammer verringert, so dass das darin enthaltene Druckgas auf einen höheren Druck, insbesondere auf den anfänglich anliegenden Druck, komprimiert wird. Damit ist die Vorrichtung gewissermaßen wieder „vorgespannt“ und kann zur erneuten hydraulischen Betätigung des Verschlusses der Feuerwaffe beim „Abfeuern“ weiterer Schüsse genutzt werden.
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Problematisch bei den bekannten umgebauten Feuerwaffen ist das aufwendige, zeitintensive und teure „Wiederaufladen“ der Vorrichtung. Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, das „Wiederaufladen“ einer hydraulischen Vorrichtung einfacher, schneller und kostengünstiger zu gestalten.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, das gekennzeichnet ist durch
- – Anordnen und Halten der hydraulischen Vorrichtung an einer Aufnahme;
- – manuell betätigtes Einführen eines Wiederauflade-Stifts durch eine Öffnung in die hydraulische Vorrichtung hinein und
- – Spannen des Spannelements in der hydraulischen Vorrichtung durch das Einführen des Wiederauflade-Stifts.
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Das manuell betätigte Wiederaufladen der hydraulischen Vorrichtung hat bspw. gegenüber einer elektrischen Betätigung des Wiederauflade-Stifts den Vorteil, dass HSE (Health-Safety-Environment) Anforderungen nicht berücksichtigt werden müssen. Bei der manuellen Betätigung müssen nicht die strengen Vorkehrungen getroffen, wie sei aufgrund der HSE-Vorschriften (HSE regulations) bei einer elektrischen Betätigung getroffen werden müssten. Diese Vorkehrungen umfassen bspw. besondere Maßnahmen bei Feuchtigkeit, um einen Stromschlag der Person zu vermeiden, die das Wiederaufladen der Vorrichtung durchführt. Bei Waffensimulatoren bzw. den dort verwendeten umgebauten Waffen kann es zu Feuchtigkeitsansammlungen kommen, sei es witterungsbedingt sei es aufgrund von Kondenswasser. Somit würde eine elektrische Betätigung beim Wiederaufladen der hydraulischen Vorrichtung einer umgebauten Schusswaffe eines Waffensimulators auf jeden Fall besondere Maßnahmen hinsichtlich Feuchtigkeit erfordern. Das ist bei einer manuellen Betätigung nicht erforderlich. Zudem ist eine manuell betätigte Wiederauflade-Vorrichtung wesentlich robuster als eine elektrisch betätigte Wiederauflade-Vorrichtung und bedarf eines wesentlich geringeren Wartungsaufwands.
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Zudem können bei einer manuellen Betätigung des Wiederauflade-Stifts innerhalb kurzer Zeit die erforderlichen Kräfte aufgebracht werden, mit denen das Spannelement beaufschlagt wird. So ist es bspw. denkbar, dass die Betätigungsmittel für das manuell betätigte Einführen des Wiederauflade-Stifts in die Vorrichtung einen Hebel umfassen, der eine Betätigungskraft einer Person, die das Wiederaufladen der Vorrichtung durchführt, in eine größere Kraft zum Spannen des Spannelements in der Vorrichtung umsetzen kann. Der Hebel kann dabei insbesondere als ein Hebel 1. oder 2. Ordnung ausgebildet sein. Dadurch kann eine hydraulische Vorrichtung auf einfache Weise innerhalb kurzer Zeit wiederaufgeladen werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die hydraulische Vorrichtung einen geschlossenen Hydraulikkreislauf aufweist, so dass beim Abfeuern von Schüssen mit der Feuerwaffe kein Hydraulikmedium nach außen dringt. Das Spannelement, das die Energie zum Betätigen des Verschlusses beim „Abfeuern“ eines Schusses liefert, kann als ein beliebiger Energiespeicher ausgebildet sein. Denkbar ist bspw. ein Spannelement in Form eines Federelements, insbesondere einer Druckfeder.
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Besonders vorteilhaft ist jedoch, wenn das Spannelement durch in einer Gasdruckkammer der Vorrichtung zumindest in der Ausgangsposition unter einem Überdruck gespeichertes Druckgas gebildet wird, wobei das Druckgas im Rahmen des Wiederaufladens der Vorrichtung komprimiert wird. Vorteilhafterweise wird vorgeschlagen, dass die hydraulische Vorrichtung eine mit Hydraulikmedium gefüllte Hydraulikkammer, in der das für die Betätigung des Verschlusses vorgesehen Hydraulikmedium enthalten ist, und eine Rücklaufkammer aufweist, in der das für die Betätigung des Verschlusses verwendete Hydraulikmedium gesammelt wird, wobei das Spannelement zumindest in der Ausgangsposition die Hydraulikkammer bzw. das darin enthaltene Hydraulikmedium mit Druck beaufschlagt und im Rahmen des Wiederaufladens der Vorrichtung gespannt wird.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Hydraulikkammer der hydraulischen Vorrichtung durch einen ersten Hohlzylinder gebildet ist, in dem ein Trennkolben hydraulisch abgedichtet bewegbar ist, und die Rücklaufkammer durch einen weiteren Hohlzylinder gebildet ist, in dem ein Stellkolben hydraulisch abgedichtet bewegbar ist, wobei sich die Kolben beim Abfeuern von Schüssen mit der Feuerwaffe in den Zylindern bewegen und auf diese Weise das Volumen der Hydraulikkammer kleiner und das der Rücklaufkammer größer wird und im Rahmen des Wiederaufladens der Vorrichtung der Stellkolben in Richtung seiner Ausgangsposition bewegt wird, infolge dessen das Hydraulikmedium zurück in die Hydraulikkammer gepresst, der Trennkolben in Richtung seiner Ausgangsposition bewegt und die Spannung des Spannelements vergrößert wird. Vorteilhafterweise wird in dem ersten Hohlzylinder auf der einen Seite des Trennkolbens die Hydraulikkammer und auf der anderen Seite des Trennkolbens die Gasdruckkammer gebildet, wobei im Rahmen des Wiederaufladens der Vorrichtung durch Bewegung des Trennkolbens in Richtung seiner Ausgangsposition automatisch das Volumen der Gasdruckkammer verkleinert und der Druck des darin enthaltenen Druckgases vergrößert wird.
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Es ist denkbar, dass die hydraulische Vorrichtung zusammen mit der Feuerwaffe an bzw. in der sie angeordnet ist, an der Aufnahme befestigt und gehalten wird. In diesem Fall könnte das Wiederaufladen der hydraulischen Vorrichtung also in einem Zustand erfolgen, in dem sie an bzw. in der Feuerwaffe angeordnet ist. Das setzt voraus, dass die Öffnung der hydraulischen Vorrichtung, durch die der Wiederauflade-Stift in die Vorrichtung eingeführt wird, auch in einem an bzw. in der Feuerwaffe angeordneten Zustand von außen zugänglich ist. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird jedoch vorgeschlagen, dass die hydraulische Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass sie lösbar an oder in der Feuerwaffe befestigt werden kann, und dass die Vorrichtung vor Anordnen und Halten an der Aufnahme zunächst von der Feuerwaffe gelöst wird.
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Es wäre bspw. denkbar, die Vorrichtung in ein umgebautes Zielfernrohr oder ein anderes Anbauteil der Feuerwaffe zu integrieren, das an bzw. in der Feuerwaffe angeordnet und befestigt werden kann. Besonders bevorzugt ist es, wenn die hydraulische Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass sie in eine Magazinaufnahme der Feuerwaffe eingeführt und darin festgelegt werden kann. So kann die hydraulische Vorrichtung beispielsweise äußerlich die Form eines herkömmlichen Magazins aufweisen, das normalerweise in eine Magazinaufnahme der 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 befestigt, sondern stattdessen die hydraulische Vorrichtung zur Betätigung des Verschlusses der Feuerwaffe. 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 hydraulische Vorrichtung nach Art eines Magazins in die Magazinaufnahme eingeführt und dort lösbar festgelegt werden muss. Am Ende der Trainingseinheit kann die hydraulische Vorrichtung wie ein echtes Magazin aus der Magazinaufnahme entnommen und wiederaufgeladen 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 hydraulischen 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 hydraulischen Vorrichtung aus der Magazinaufnahme kann der Sperrriegel entgegen der Federkraft bewegt werden, um den Eingriff des Sperrriegels mit der hydraulischen Vorrichtung zu lösen.
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Eine hydraulische Vorrichtung zur Simulation eines Rückstoßes einer Feuerwaffe, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wiederaufgeladen werden kann, ist an sich aus der
EP 2 385 337 A2 bekannt. Dabei ist in der hydraulischen 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. Bezüglich des konkreten mechanischen Aufbaus der hydraulischen Vorrichtung und bezüglich ihrer Funktionsweise wird ausdrücklich auf die entsprechenden Ausführungen in der
EP 2 385 337 A2 verwiesen, die hiermit zum Inhalt der vorliegenden Patentanmeldung gemacht werden.
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Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Wiederaufladen einer hydraulischen Vorrichtung zur Simulation eines Rückstoßes einer Feuerwaffe, die Teil eines Waffensimulators ist, die für Übungszwecke umgerüstet ist und die einen zwischen einer Ausgangsstellung und einer nach hinten gefahrenen Endstellung hin und her bewegbaren Verschluss aufweist. Die hydraulische Vorrichtung den Verschluss hydraulisch betätigt und ein Spannelement aufweist, in dem zumindest in einer Ausgangsposition eine zur Betätigung des Verschlusses erforderliche Energie gespeichert ist. Nach dem Abfeuern einer Anzahl von Schüssen mit der Feuerwaffe muss die hydraulische Vorrichtung wiederaufgeladen werden. Zur Lösung der Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung zum Wiederaufladen der hydraulischen Vorrichtung
- – eine Aufnahme aufweist, die zur Anordnung und Halterung der hydraulischen Vorrichtung ausgebildet ist;
- – einen relativ zu der Aufnahme bewegbaren Wiederauflade-Stift aufweist, der zum Einführen durch eine Öffnung in die hydraulische Vorrichtung hinein ausgebildet ist; und
- – Mittel zum manuell betätigten Einführen des Wiederauflade-Stifts in die hydraulische Vorrichtung aufweist, um das Spannelement in der hydraulischen Vorrichtung zu spannen.
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Insbesondere wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung zum Wiederaufladen der hydraulischen Vorrichtung Mittel zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens aufweist.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Mittel zum manuell betätigten Einführen des Wiederauflade-Stifts in die hydraulische Vorrichtung einen relativ zu der Aufnahme drehbar gelagerten Betätigungshebel aufweisen. Der Hebel kann insbesondere als ein Hebel 1. oder 2. Ordnung ausgebildet sein. Vorzugsweise ist an einem distalen Ende des Hebels ein Griff- oder Halteelement ausgebildet, an dem die Person, die das Wiederaufladen der hydraulischen Vorrichtung vornimmt, den Hebel ergreifen und festhalten kann, um die erforderlichen Betätigungskräfte aufbringen zu können. Bei einem Hebel 1. Ordnung liegt der Angriffspunkt der Last, d.h. der Punkt, der auf den Wiederauflade-Stift wirkt, auf einer dem Griff- oder Halteelement gegenüberliegenden Seite des Hebels und der Drehpunkt des Hebels ist zwischen dem Griff- oder Halteelement und dem Angriffspunkt der Last angeordnet. Bei einem Hebel 2. Ordnung liegt der Angriffspunkt der Last zwischen dem Drehpunkt und dem Griff- oder Halteelement. Mit beiden Hebelarten kann bei geeigneter Wahl der Teil-Hebellängen die Kraft zum Einführen des Wiederauflade-Stifts gegenüber der Betätigungskraft auf einfache Weise vergrößert werden.
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Um mehrere hydraulische Vorrichtung gleichzeitig wiederaufladen zu können, wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgeschlagen, dass die Vorrichtung zum Wiederaufladen der hydraulischen Vorrichtung
- – mehrere Aufnahmen aufweist, die jeweils zur Anordnung und Halterung einer hydraulischen Vorrichtung ausgebildet sind;
- – mehrere relativ zu den Aufnahmen bewegbare Wiederauflade-Stifte aufweist, die jeweils zum Einführen durch eine Öffnung in eine der hydraulischen Vorrichtungen hinein ausgebildet sind; und
- – gemeinsame Mittel zum manuell betätigten gleichzeitigen Einführen der Wiederauflade-Stifte jeweils in eine der hydraulischen Vorrichtungen aufweist, um die Spannelemente in den hydraulischen Vorrichtungen gleichzeitig zu spannen.
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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:
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1 eine umgerüstete Feuerwaffe zur Verwendung in einem Waffensimulator mit einer darin eingesetzten hydraulischen Vorrichtung zur Simulation eines Rückstoßes der Feuerwaffe, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wiederaufgeladen werden kann;
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2 eine hydraulische Vorrichtung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wiederaufgeladen werden kann;
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3 die hydraulische Vorrichtung aus 2, in einer Schnittansicht entlang der Schnittlinie III-III aus 2;
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4 ein Ausschnitt der hydraulischen Vorrichtung aus 2 in einem Schnitt entlang einer Schnittlinie IV-IV aus 2; und
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5 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Wiederaufladen einer hydraulischen Vorrichtung zur Simulation eines Rückstoßes einer Feuerwaffe.
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In 1 ist eine für Übungszwecke umgerüstete Feuerwaffe als Teil eines Waffensimulators in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Der Waffensimulator (nicht dargestellt) dient zum Trainieren möglichst realitätsnaher Einsätze unter Verwendung von Feuerwaffen, wie bspw. der Feuerwaffe 1. Der Waffensimulator kann einen zentralen Steuerungsrechner umfassen, bei dem alle im Umfeld des Waffensimulators verwendeten Feuerwaffen, beispielsweise die Feuerwaffe 1 und andere Feuerwaffen, angemeldet oder registriert sind. Der Steuerungsrechner steht mit den angemeldeten Feuerwaffen in einer Kommunikationsverbindung, die über eine elektrische Leitung oder kabellos, bspw. über Funk, realisiert sein kann. Der Steuerungsrechner dient zur Koordination und Auswertung von Trainingseinheiten der einzelnen angemeldeten Feuerwaffen. Auf einen zentralen Steuerungsrechner des Waffensimulators kann auch verzichtet werden.
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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 können in der Feuerwaffe 1 Sensoren angeordnet sein, die einen aktuellen Betriebszustand der Feuerwaffe 1 erfassen, und Aktuatoren vorgesehen sein, die in Abhängigkeit von dem aktuellen Betriebszustand entsprechende Aktionen vornehmen, so dass eine möglichst realitätsnahe Benutzung der Feuerwaffe 1 gegeben ist.
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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 Luft, verwendet.
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In 1 ist ein Gehäuse der Feuerwaffe 1 mit dem Bezugszeichen 4 bezeichnet. Das Gehäuse 4 umfasst einen Griff 10, der an seiner unteren Stirnseite eine Öffnung 11 aufweist, 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 lösbar festgelegt. In dem vorliegenden Fall der umgerüsteten Feuerwaffe 1 zur Verwendung in dem Waffensimulator ist statt des echten Magazins eine hydraulische 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.
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Die hydraulische Vorrichtung 12 dient zur Betätigung des Verschlusses 3 beim „Abfeuern“ eines „Schusses“ mit der Feuerwaffe 1. Die Betätigung des Verschlusses 3 wird durch ein in der Vorrichtung 12 enthaltenes Hydraulikmedium ausgelöst. In der Vorrichtung 12 sind eine Hydraulikversorgung, Hydraulikleitungen, Hydraulikkammern und Hydraulikventile vorgesehen, die einen geschlossenen, über die Hydraulikventile gesteuerten Hydraulikkreislauf bilden. Die Vorrichtung 12 umfasst einen schwenkbar gelagerten Rückschlaghebel 5 auf, der mittels des Hydraulikmediums um eine Drehachse verschwenkt werden kann. Bei Betätigung des Auslösers 2 wird der Rückschlaghebel 5 verschwenkt und führt zu der Hin- und Herbewegung des Verschlusses 3. Es ist denkbar, dass nur die nach hinten gerichtete Hinbewegung des Verschlusses 3 durch den Hydraulikkreislauf bzw. den Rückschlaghebel 5 erzeugt wird, wohingegen die nach vorne gerichtete Herbewegung auf andere Weise, bspw. durch ein auf den Verschluss 3 wirkendes Rückstellelement (z.B. eine Druckfeder), erzeugt wird.
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Bezüglich der einzelnen Hydraulikkomponenten der hydraulischen Vorrichtung
12, deren Zusammenwirken und Funktion wird auf die Ausführungen in der
EP 2 385 337 A2 verwiesen. Bezüglich der Ausgestaltung und Funktionsweise des Hydraulikkreislaufes in der Vorrichtung
12 wird diese Druckschrift ausdrücklich zum Inhalt der vorliegenden Beschreibung gemacht.
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Die hydraulische Vorrichtung 12 umfasst eine Versorgungseinrichtung 13 für das Hydraulikmedium. Die Versorgungseinrichtung 13 kann beispielsweise eine Hydraulikkammer 132 (vgl. 3) sein, in der eine bestimmte Menge des Hydraulikmediums enthalten ist. Die Hydraulikkammer kann über eine Hydraulikleitung 138 und ein geeignetes Hydraulikventil 139 nach außen öffnen, so dass sie bei Bedarf mit dem Hydraulikmedium befüllt werden kann. Die Versorgungseinrichtung 13 steht über eine Hydraulikleitung 14 mit weiteren Hydraulikkomponenten in Verbindung, die eine Betätigung des Rückschlaghebels 5 auslösen und in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 8 bezeichnet sind.
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Die hydraulische Vorrichtung
12 kann rein mechanisch bzw. hydraulisch betätigte Steuerungsmittel umfassen, wie sie bspw. in der
EP 2 385 337 A2 beschrieben sind, um die hydraulische Betätigung des Verschlusses
3 zu steuern. Alternativ können die Steuerungsmittel der Vorrichtung
12 auch elektrische bzw. elektronische Komponenten aufweisen, die bspw. elektromagnetisch betätigbare Hydraulikventile des Hydraulikkreislaufs der Vorrichtung
12 ansteuern, um die hydraulische Betätigung des Verschlusses
3 zu steuern. In dem Ausführungsbeispiel der
1 umfassen die Steuerungsmittel der hydraulischen Vorrichtung
12 Elektronikkomponenten, bspw. in Form einer elektrischen Energieversorgungseinrichtung
16, einen programmierbaren Mikroprozessor
17 und Mittel
18 zur Ablaufsteuerung der Feuerwaffe
1.
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Die in der hydraulischen Vorrichtung 12 enthaltenen Bauteile 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 Hydraulikkammern, Hydraulikleitungen und/oder Hydraulikventile vorgesehen sein.
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Die elektrische Energieversorgungseinrichtung 16 der hydraulischen Vorrichtung 12 ist beispielsweise als eine Batterie, vorzugsweise als eine wieder aufladbare Batterie, ausgebildet. 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 hydraulische 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.
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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 hydraulischen Vorrichtung 12 mit elektrischer Energie aus der Energieversorgungseinrichtung 16, zumindest abschnittsweise in den Mikroprozessor 17 geladen und steht dort zur Abarbeitung bereit beziehungsweise wird dort abgearbeitet.
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Des Weiteren umfasst die hydraulische Vorrichtung 12 Kontaktelemente 19, die an einer Außenseite der Vorrichtung 12 von außen zugänglich angeordnet sind. Die Kontaktelemente 19 treten beim Einführen der hydraulischen 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 bspw. zur Übertragung elektrischer Energie aus der Energieversorgungseinrichtung 16 an elektrische Bauteile der Feuerwaffe 1. Insbesondere dienen die Kontaktelemente 19, 20 zur Energieversorgung von elektromagnetisch betätigbaren Ventilen der Feuerwaffe 1. Außerdem stehen eines oder mehrere der Kontaktelemente 19, 20 mit dem Mikroprozessor 17 in Verbindung, so dass Sensorsignale der Sensoren 2‘, 3‘ und ggf. 12‘ über (nicht dargestellte) elektrische Leitungen in der Feuerwaffe 1 an mindestens eines der Kontaktelemente 20 geführt und von dort über mindestens ein entsprechendes Kontaktelement 19 der hydraulischen Vorrichtung 12 an den Mikroprozessor 17 geleitet werden können. Dort werden die Sensorsignale weiterverarbeitet und/oder abgespeichert. Ferner können im Rahmen der Ablaufsteuerung der Feuerwaffe 1 durch den Mikroprozessor 17 generierte elektrische Ansteuerbefehle über mindestens eines der Kontaktelemente 19, 20 an die anzusteuernden elektrischen Komponenten der Feuerwaffe 1 übertragen werden. Die anzusteuernden elektrischen Komponenten der Feuerwaffe 1 umfassen bspw. elektromagnetisch ansteuerbare Ventile der Feuerwaffe 1.
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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, zu empfangen und zu verarbeiten. Die Sensorsignale können über elektrische Leitungen 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 der eine Richtung Ansteuersignale von dem Mikroprozessor 17 an die elektrischen Komponenten der Feuerwaffe 1 und in der entgegengesetzten Richtung Sensorsignale von den Sensoren 2‘, 3‘, 12‘ an den Mikroprozessor 17 übertragen werden können.
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In den
2 bis
4 ist die hydraulische Vorrichtung
12 aus
1 gemäß einer möglichen Ausführungsform im Detail dargestellt. Dabei ist die hydraulische Vorrichtung in den
2 bis
4 mit dem Bezugszeichen
120 bezeichnet. Die Hydraulikkomponenten
8 sind in den
2 bis
4 im Detail erläutert und mit verschiedenen Bezugszeichen bezeichnet. Der Rückschlaghebel
5 aus
1 hat in den
2 bis
4 das Bezugszeichen
126. Anders als bei der hydraulischen Vorrichtung
12 aus
1 sind bei der Vorrichtung
120 aus den
2 bis
4 die Kontaktelemente
19 nicht seitlich an einem Gehäuse der hydraulischen Vorrichtung, sondern an deren Stirnseite angeordnet. Selbstverständlich kann auch die hydraulische Vorrichtung
120 rein mechanisch bzw. hydraulisch betätigte Steuerungsmittel umfassen, wie sie bspw. in der
EP 2 385 337 A2 beschrieben sind, um die hydraulische Betätigung des Verschlusses
3 zu steuern. Alternativ können die Steuerungsmittel der Vorrichtung
120 auch elektrische bzw. elektronische Komponenten aufweisen, um die hydraulische Betätigung des Verschlusses
3 zu steuern. In dem Ausführungsbeispiel der
2 bis
4 umfassen die Steuerungsmittel der hydraulischen Vorrichtung
120 Elektronikkomponenten, bspw. in Form einer elektrischen Energieversorgungseinrichtung
16, einen programmierbaren Mikroprozessor
17 und Mittel
18 zur Ablaufsteuerung der Feuerwaffe
1.
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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 den schwenkbar gelagerten Rückschlaghebel 126 aufweist. In 2 ist der Rückschlaghebel 126 in seiner ausgerückten aktiven Arbeitsstellung dargestellt. Der Rückschlaghebel 126 dient zur schlagartigen Verstellung des Verschlusses 3 der Feuerwaffe 1, der in 2 lediglich teilweise und mit gestrichelter Linie eingezeichnet ist. Die durch die Schwenkbewegung 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 (vgl. 4) ausgelenkt.
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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.
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3 zeigt einen teilweisen Schnitt durch die in 2 gezeigte hydraulische Vorrichtung 120 entlang einer Linie III-III ohne die im Steuerkopf 122 angeordnete Steuermechanik 125. Im Bereich der hinteren Lagerwand 123 ist eine Kolbenstange 131 erkennbar, welche Bestandteil des oben erwähnten Arbeitskolbens 147 ist. Des Weiteren ist aus 3 ersichtlich, dass in dem Gehäuse 121 eine Hydraulikkammer 132 ausgebildet ist, die zur Aufnahme des Hydraulikmediums dient, das zur Betätigung des Rückschlaghebels 126 bzw. des Verschlusses 3 der Feuerwaffe 1 dient. Die Hydraulikkammer 132 ist durch eine in dem Gehäuse 121 ausgebildete hohlzylinderförmige Bohrung gebildet, in der ein Trennkolben 133 in Richtung des Doppelpfeils 134 axial bewegbar aufgenommen ist. Der Trennkolben 133 ist mit einer Ringdichtung 135 dichtend in der Hydraulikkammer 132 eingesetzt.
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Dabei ist aus 3 erkennbar, dass der Trennkolben 133 die Hydraulikkammer 132 von einer ersten Gasdruckkammer 136 trennt, die ein unter einem Überdruck anliegendes Druckgas enthält. Die Gasdruckkammer 136 bildet ein Spannelement der hydraulischen Vorrichtung 120, in dem die zur Betätigung des Rückschlaghebels 126 bzw. des Verschlusses 3 der Feuerwaffe erforderliche Energie gespeichert ist. Die Gasdruckkammer 136 ist unterseitig mittels einer Verschlussschraube 137 dicht verschlossen. Die Verschlussschraube 137 kann mit einem Druckanschluss versehen sein, über den die Gasdruckkammer 136 mit dem Druckgas befüllt werden kann.
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Von der Hydraulikkammer 132 führt ein Druckkanal 138 zu einem Hydraulikventil 139, welches feststehend im Steuerkopf 122 angeordnet ist. Da die Steuerungsmittel der hydraulischen Vorrichtung 120 Elektronikkomponenten 16, 17, 18 aufweisen, ist das Ventil 139 elektromagnetisch betätigbar. Es wird mittels elektrischer Ansteuersignale angesteuert, die von den Mitteln 18 zur Ablaufsteuerung, die Bestandteil der Vorrichtung 120 sind, generiert werden. Bei rein mechanisch oder hydraulisch ansteuerbaren Steuerungsmitteln wäre das Ventil 139 vorzugsweise rein mechanisch oder hydraulisch betätigbar. Bei Betätigung des Ventils 139 öffnet dieses in Richtung des Pfeiles 140. Das in der Hydraulikkammer 132 enthaltene Hydraulikmedium kann beim Öffnen des Ventils 139 zur Aktivierung des Arbeitskolbens 147, und somit der Kolbenstange 131 zugeführt werden. 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.
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Der Hydraulikkammer 132 benachbart ist in der Vorrichtung 120 eine nach unten offene Rücklaufkammer 141 zugeordnet, die durch eine hohlzylinderförmige Bohrung gebildet ist, in der ein Stellkolben 142 in Richtung des Doppelpfeils 134 axial bewegbar aufgenommen 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. Selbstverständlich könnte es auch als ein rein mechanisch oder hydraulisch betätigbares Ventil ausgebildet sein. Das Ventil 145 dient zur Druckentlastung des Arbeitskolbens 147. D. h., dass nach dem Schließen des druckseitigen Druckventils 139 das Auslassventil 145 geöffnet wird und somit bei einer Rückstellbewegung des Arbeitskolbens 147 zur Betätigung des Rückschlaghebels 126 bzw. des Verschlusses 3 genutztes 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 mit einem Rücklaufkanal 156 des Auslassventils 145 verbindet.
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Somit kann durch abwechselndes Öffnen des Druckventils 139 sowie des Auslassventils 145 dem mit der Kolbenstange 131 in Verbindung stehenden Arbeitskolben 147 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 126 eine entsprechend alternierende bzw. schwingende Schwenkbewegung in Richtung des Doppelpfeils 146 (2) zur Bewegung des Verschlusses 3 der Feuerwaffe 1 ausführt.
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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.
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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.
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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 und schließlich zu einer Hin- und Herbewegung des Verschlusses 3.
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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.
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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 Rückschlaghebel 126 mit einem entsprechend konstanten Drehmoment in Richtung des Pfeils 158 angetrieben.
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Zum Befüllen der ersten Gasdruckkammer 136 sowie der mit dieser kommunizierenden weiteren Gasdruckkammern mit dem Druckgas kann die Verschlussschraube 137 mit einem entsprechenden Druckanschluss versehen sein. Das Befüllen der Hydraulikkammer 132 mit dem Hydraulikmedium kann 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.
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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
1, in der die Vorrichtung
120 eingesetzt ist, wenn es auf dem Mikroprozessor
17 abläuft.
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Der Mikroprozessor 17 bzw. das Computerprogramm 18 empfängt Sensorsignale von Sensoren 2‘, 3‘, 12‘ der Feuerwaffe 1, welche den Betriebszustand der Feuerwaffe 1 charakterisieren. Die Sensorsignale werden über elektrische Leitungen in der Feuerwaffe 1 an die Kontaktelemente 20 der Feuerwaffe 1 geleitet, die bei vollständig in die Magazinaufnahme der Feuerwaffe 1 eingeführter hydraulischer 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 nur angedeutet) 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 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 in dem geschlossenen Hydraulikkreislauf ermöglicht bzw. unterbunden wird.
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Die hydraulische Vorrichtung 120 ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel derart ausgestaltet, dass diese in die Magazinaufnahme einer Feuerwaffe 1 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.
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Da bei der hier zum Einsatz kommenden umgebauten Feuerwaffe 1 eines Waffensimulators nunmehr das normalerweise vorhandene Magazin durch die hydraulische 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 hydraulische Vorrichtung 120 simuliert wird.
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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 Verbindung. Dementsprechend wird das unter Druck stehende Hydraulikmedium über die Querbohrung 155, den Druckkanal 153 sowie den Verbindungskanal 154 dem Zylinder 149 des Arbeitskolbens 147 zugeführt.
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Da nunmehr der Arbeitskolben 147 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 Schwenkbewegung 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 des Rückschlaghebels 126 in Richtung des Pfeils 158 ausführen kann.
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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.
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Dann wird das Druckventil 139 durch Ansteuerbefehle des Computerprogramms 18 so angesteuert, dass es schließt. Damit ist nunmehr der Zylinder 149 des Arbeitskolbens 147 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 wird nun der Arbeitskolben 147 wieder entlastet.
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Dies geschieht dadurch, 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 zur Betätigung des Verschlusses 3 genutztes Hydraulikmedium durch das Auslassventil 145 von dem Arbeitskolben 147 abfließen. 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.
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Infolgedessen wird der Verschluss 3, bspw. ebenfalls durch Federkraft, entgegen der Richtung des Pfeils 160 zurück in seine Ausgangsposition bewegt 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.
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Die hydraulische Vorrichtung 120 ist dabei nicht auf die dargestellte Steuermechanik 125 beschränkt. Wesentlich ist, dass durch eine Kombination aus Gasdruckkammern 136 und 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.
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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 1, bei welchen nur ein geringer Einbauraum für eine solche hydraulische 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 1 einführbar ist, so dass sich der Rückschlaghebel 126 im Bereich der Bewegungsbahn des Verschlusses 3 befindet. Bei größeren Feuerwaffen, insbesondere mit größerem Gehäuse 4, bspw. bei Gewehren oder Panzerfäusten, ist es auch vorstellbar, dass der Verschluss 3 direkt durch die Kolbenstange 131 des Arbeitskolbens 147 angetrieben wird.
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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 von den Volumenverhältnissen in dem geschlossenen Hydraulikkreislauf 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.
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Nach Erreichen der beiden Endstellungen sowohl des Trennkolbens 133 als auch des Stellkolbens 142 kann nunmehr die Vorrichtung 120 wieder "geladen" werden, indem der Stellkolben 142 wieder in Richtung des Pfeils 151 gepresst wird. Das sich in der Rücklaufkammer 141 befindende Hydraulikmedium wird dabei durch Kanäle und Bohrungen durch das Auslassventil 145 hindurchgedrückt. Das Öffnen des Auslassventils 145 kann dabei automatisch oder durch eine Ansteuerung des Ventils 145 mit entsprechenden Ansteuerbefehlen des Computerprogramms 18 efolgen. 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 kann automatisch oder durch eine Ansteuerung des Ventils 139 mit entsprechenden Ansteuerbefehlen des Computerprogramms 18 geöffnet werden. Über den Druckkanal 138 gelangt das Hydraulikmedium wiederum zurück in die Hydraulikkammer 132. Durch dieses "Zurückpressen" des Hydraulikmediums in die Hydraulikkammer 132 wird der Trennkolben 133 wieder in Richtung des Pfeils 140 nach unten gedrückt, bis dieser seine ursprüngliche Ausgangsstellung wieder erreicht hat.
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Durch die Bewegung des Trennkolbens 133 in Richtung des Pfeils 140 nach unten wird das Volumen der Gasdruckkammer 136 verringert und das darin enthaltene Druckgas wieder auf den der Anfangssituation entsprechenden Druckwert komprimiert. Damit ist das Spannelement der hydraulischen Vorrichtung 120 wieder gespannt und die Vorrichtung 120 ist wieder aufgeladen.
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Die vorliegende Erfindung schlägt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Wiederaufladen der hydraulischen Vorrichtung 120 vor. Eine solche Vorrichtung ist beispielhaft in 5 gezeigt und in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 200 bezeichnet. Die Vorrichtung 200 weist eine Aufnahme 201 auf, die zur Anordnung und Halterung der hydraulischen Vorrichtung 120 ausgebildet ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Aufnahme 201 eine Vertiefung 202 auf, deren Abmessungen denen des Gehäuses 121 der hydraulischen Vorrichtung 120 entsprechen, so dass die Vorrichtung 120 darin in einer vorgegebenen Position angeordnet werden kann. Die Halterung der hydraulischen Vorrichtung 120 in der Aufnahme 200 kann auf beliebige Weise erfolgen. Denkbar ist bspw. eine Halterung mittels Magnetkraft, sofern das Gehäuse 121 der Vorrichtung 120 aus einem magnetischen Material besteht. Ebenfalls denkbar wäre eine Halterung mittels einer Rast- oder Schnappverbindung. In diesem Zusammenhang könnte die Aufnahme 200 einen einer Magazinaufnahme entsprechenden Aufnahmeabschnitt aufweisen, in den die hydraulische Vorrichtung 120 eingesetzt werden kann. Dabei kann die Vorrichtung 120 in dem eingesetzten Zustand – ähnlich wie ein in eine Magazinaufnahme eingesetztes Magazin – in dem Aufnahmeabschnitt mittels einer Rast- oder Schnappverbindung gesichert werden. Ferner wäre es denkbar, die hydraulische Vorrichtung 120 mittels geeigneter Befestigungselement in der Aufnahme 200 zu halten. Die Befestigungsmittel können bspw. an der Aufnahme 200 befestigte Haltebänder aufweisen, welche die Vorrichtung 120 halten. Die Haltebänder könnten elastisch sein oder bspw. mittels eine Klettverschlusses geschlossen werden. Schließlich wäre es auch denkbar, die hydraulische Vorrichtung 120 zusammen mit der Feuerwaffe 1, in die sie eingesetzt ist, in der Aufnahme 200 anzuordnen und zu halten. Voraussetzung dafür ist allerdings, dass ein Zugriff auf die hydraulische Vorrichtung 120 zum Spannen des Spannelements (z.B. Gasdruckkammer 136) im in die Feuerwaffe 1 eingesetzten Zustand möglich ist.
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Ferner umfasst die Vorrichtung 200 zum Wiederaufladen der hydraulischen Vorrichtung 120 einen relativ zu der Aufnahme 201 bzw. zu der darin angeordneten und gehalterten hydraulischen Vorrichtung 120 in Richtung eines Pfeils 204 bewegbaren Wiederauflade-Stift 203. Durch Bewegen des Wiederauflade-Stifts 203 kann dieser durch eine in dem Gehäuse 121 der hydraulischen Vorrichtung 120 ausgebildete Öffnung 205 in die Vorrichtung 120 eingeführt werden. Durch Einführen des Wiederauflade-Stifts 203 in die hydraulische Vorrichtung 120 kann diese wiederaufgeladen werden. Insbesondere kann dadurch das Spannelement (z.B. die Gasdruckkammer 136) wieder gespannt werden, so dass es die volle zur Betätigung des Rückschlaghebels 126 bzw. des Verschlusses 3 erforderliche Energie enthält. Dabei kann der Wiederauflade-Stift 203 entweder unmittelbar (vgl. 5) oder – wie bei dem Ausführungsbeispiel der hydraulischen Vorrichtung 120 aus den 2 bis 4 – mittelbar auf das Spannelement wirken. Insbesondere wird bei diesem Beispiel das in der Gasdruckkammer 136 enthaltene Druckgas mittelbar über den Stellkolben 142, das im Hydraulikkreislauf enthaltene Hydraulikmedium und den Trennkolben 133 komprimiert. Dabei wirkt ein Stirnende des Wiederauflade-Stifts 203 auf die Unterseite des Stellkolbens 142 (vgl. 3) und drückt diesen nach oben, so dass Hydraulikmedium aus der Rücklaufkammer 141 heraus gedrückt wird.
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Schließlich umfasst die Vorrichtung 200 zum Wiederaufladen der hydraulischen Vorrichtung 120 Mittel 206 zum manuell betätigten Einführen des Wiederauflade-Stifts 203 in die hydraulische Vorrichtung 120. In dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel umfassen die Mittel 206 einen Betätigungshebel, der um eine Drehachse 207 in Richtung eines Pfeils 208 drehbar an der Aufnahme 201 gelagert ist. Der Hebel 206 umfasst ein Griff- oder Halteelement 209, an dem eine Person angreifen kann, welche die erfindungsgemäße Vorrichtung 200 bedient, um den Hebel 206 manuell in Richtung des Pfeils 208 zu bewegen. Die Bewegung des Hebels 206 kann dabei relativ schnell erfolgen und es können relativ große Kräfte aufgebracht werden. In dem Beispiel umfassen die Betätigungsmittel 206 einen Hebel 2. Ordnung, bei dem ein Angriffspunkt 210 der Last zwischen dem Drehpunkt 207 und dem Griff- oder Halteelement 209 liegt. Mit einem solchen Betätigungshebel 206 kann die über das Griff- oder Halteelement 209 von dem Bediener aufgebrachte Kraft in eine größere Kraft zum Einführen des Wiederauflade-Stifts 203 in die hydraulische Vorrichtung 120 bzw. zum Zurückschieben des Stellkolbens 142 und des Trennkolbens 133 umgesetzt werden. Um eine im Wesentlichen geradlinige Bewegung des Wiederauflade-Stifts 203 in Richtung des Pfeils 204 zu ermöglichen, ist der Stift 203 unmittelbar oder mittelbar in dem Angriffspunkt 210 der Last an dem Hebel 206 drehbar angelenkt.
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Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, hydraulische Vorrichtungen zur Simulation eines Rückstoßes einer umgebauten Feuerwaffe 1, die Teil eines Waffensimulators ist, wie bspw. die Vorrichtung 120 auf einfache Weise uns besonders schnell wiederaufzuladen. Um einen noch effizienteren Betrieb zu ermöglichen, wäre es denkbar, dass die Vorrichtung 200 mehrere hintereinander angeordnete Aufnahmen 201 für mehrere hydraulische Vorrichtungen 120 und mehrere Wiederauflade-Stifte 203 aufweist, die gemeinsam durch Betätigungsmittel 206, die von einer Person durch eine einzige Bewegung betätigt werden können, in die hydraulischen Vorrichtungen 120 eingeführt werden können. Insbesondere kann die Vorrichtung 200 einen gemeinsamen Betätigungshebel 206 für mehrere hydraulische Vorrichtungen 120 aufweisen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 4302190 [0004]
- WO 2004/015357 A2 [0005]
- EP 2385337 A2 [0007, 0020, 0020, 0036, 0038, 0044, 0058]
