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Die Erfindung betrifft eine halbautomatische oder vollautomatische Feuerwaffe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und 2.
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Derartige oder ähnliche Feuerwaffen nutzen den Rückstoß, der beim Abfeuern der Waffe erzeugt wird, aus, um einen Verschlusskörper aus einer Schließstellung in eine Offenstellung zum Nachladen zu verbringen. Diese Bewegung des Verschlusskörpers darf aber nicht zu früh bei oder nach Schussabgabe erfolgen, da der entstandene Druck zuerst zur Beschleunigung des abgefeuerten Geschosses genutzt werden soll. Erst wenn das Geschoss eine bestimmte Geschwindigkeit erreicht hat, soll der Verschlusskörper von seiner Schließstellung in seine Offenstellung verbracht werden. Um dies zu gewährleisten, weisen viele Waffen eine Verschlussverriegelung auf, die den Verschlusskörper bis zu einem vorbestimmten Zeitpunkt in Schließstellung verriegeln.
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Andere automatische Feuerwaffen weisen keine Verschlussverriegelung auf. Der Verschlusskörper sollte in diesem Fall eine große Masse (und somit eine große Massenträgheit) haben, um der Rückstoßkraft des Geschosses und den Rückstoßkräften der heißen Gase der Treibladung des Geschosses für einen gewünschten Zeitraum zu widerstehen. Eine große Materialmasse macht die Feuerwaffe schwer. Aus Gründen der Bewegbarkeit der Teile und der verhältnismäßig großen Masse des Verschlusses ist die Zielgenauigkeit von automatischen Feuerwaffen normalerweise nicht so gut wie die von Repetiergewehren.
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Zur Lösung dieser Problemstellung zeigt die
DE 10 2007 063 292 B3 eine halbautomatische oder vollautomatische Feuerwaffe, bei der zwei oder mehr Dauermagnete oder ein Dauermagnet und eine hierzu korrespondierende Materialansammlung aus ferromagnetischem oder ferrimagnetischem Material vorgesehen sind, deren Magnetfeld den Verschlusskörper zumindest in der Schließstellung und in den der Schließstellung nahe gelegenen Stellungen in Schließstellung drängen, so dass die Magnetkraft der Dauermagneten eine höhere Masse, in der Folge effektive Masse genannt, des Verschlusskörpers simuliert, die während des Abfeuerns eines Geschosses als Gegenlager wirkt. Die einander anziehend angeordneten Dauermagnete sind um eine Zentrumsachse, die mit der axialen Bohrungsachse des Laufes fluchtet, relativ zueinander verdrehbar angeordnet, sodass die einander anziehenden Dauermagnete zwischen einer Nordpol mit Südpol fluchtenden Drehwinkelstellung und einer Nordpol mit Südpol nicht, oder mindestens weniger fluchtenden Drehwinkelstellung relativ zueinander verdrehbar sind, sodass die magnetische Anziehungskraft zwischen den Polen durch Verdrehen reduziert werden kann. Dies ermöglicht ein relativ Kraft-armes Öffnen des Verschlusskörpers.
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Diese Konstruktion erfordert jedoch eine Erhöhung der Bauteilanzahl im Inneren der Waffe gegenüber einer herkömmlichen Waffe, sowie eine hohe Präzision bei der Herstellung der Waffe.
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Ausgehend vom vorstehend erläuterten Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Feuerwaffe anzugeben, die in konstruktiv einfacher Weise eine hohe effektive Masse des Verschlusses der Waffe sicherstellt und hohe Kadenzen zulässt.
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Die Aufgabe der Erfindung wird hinsichtlich ihres apparativen Aspekts durch eine Feuerwaffe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 oder des Patentanspruchs 2 gelöst.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird demnach durch eine halbautomatische oder vollautomatische Feuerwaffe gelöst, die einen Lauf, dessen hinteres Laufende als Patronenlager ausgebildet ist, in welches eine Patrone einsetzbar ist, und einen Verschlusskörper aufweist, welcher in Lauflängsrichtung zwischen einer das Patronenlager freigebenden Offenstellung zum Nachladen einer Patrone und einer das Patronenlager verschließenden Schließstellung verschiebbar angeordnet ist, wobei der Verschlusskörper in der Schließstellung das Patronenlager nach hinten abschließt und einer Patronenhülse der Patrone als Gegenlager dient. Die Feuerwaffe weist einen mit dem Verschlusskörper kraftschlüssig in Eingriff stehenden Massesimulationskörper, insbesondere einen mit dem Verschlusskörper starr verbundenen Massesimulationskörper auf, der wenigstens teilweise aus einem magnetisierbaren oder magnetischen Material, insbesondere einem ferromagnetischen, ferrimagnetischen oder einem dauermagnetischen Material gebildet ist. Die Feuerwaffe weist weiterhin eine Anordnung von einem oder mehreren Elektromagneten auf, wobei wobei der Massesimulationskörper im Wirkungsbereich des Magnetfeldes/der Magnetfelder des oder der Elektromagnete(n) angeordnet ist, wobei die Feuerwaffe einen Schlagbolzen, der von einer Neutral-Stellung bzw. Neutral-Position in eine Schussabgabestellung bzw. Schussabgabe-Position und umgekehrt verbringbar ist, und eine Steuerung oder Regelung aufweist, die dazu ausgebildet ist, um den einen oder die mehreren Elektromagnete in Abhängigkeit von der Position des Schlagbolzens jeweils anzusteuern, insbesondere mit Energie zu versorgen. D.h. der Massesimulationskörper und der oder die Elektromagnete sind derart angeordnet, dass in einem Zustand, in dem wenigstens ein Elektromagnet ein Magnetfeld erzeugt, der Massesimulationskörper durch das Magnetfeld des oder der Elekromagnete(n) angezogen oder ggf. aber auch abgestoßen wird.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ferner durch eine halbautomatische oder vollautomatische Feuerwaffe gelöst, die Folgendes aufweist:
- - einen Lauf, dessen hinteres Laufende als Patronenlager ausgebildet ist, in welches ein Patrone einsetzbar ist;
- - einen Verschlusskörper, welcher in Lauflängsrichtung zwischen einer das Patronenlager freigebenden Offenstellung zum Nachladen der Patrone und einer das Patronenlager verschließenden Schließstellung verschiebbar angeordnet ist,
- - wobei der Verschlusskörper in der Schließstellung das Patronenlager nach hinten abschließt und einer Patronenhülse der Patrone als Gegenlager dient, wobei
- - die Feuerwaffe einen mit dem Verschlusskörper kraftschlüssig in Eingriff stehenden Massesimulationskörper, insbesondere einen mit dem Verschlusskörper starr verbundenen Massesimulationskörper aufweist, der wenigstens teilweise aus einem magnetisierbaren oder magnetischen Material, insbesondere einem ferromagnetischen, ferrimagnetischen oder einem permanentmagnetischen Material gebildet ist, und
- - die Feuerwaffe eine Anordnung von einem oder mehreren Elektromagneten aufweist,
- - wobei der Massesimulationskörper im Wirkungsbereich des Magnetfeldes/der Magnetfelder des oder der Elektromagnete(n) angeordnet ist, wobei
- - die Feuerwaffe einen Schlagbolzen, der, beispielsweise durch einen oder mehrere Schussauslösevorrichtungs-Elektromagnete, von einer Neutral-Stellung bzw. Neutral-Position in eine Schussabgabestellung bzw. Schussabgabe-Position und umgekehrt verbringbar ist, aufweist,
- - die Feuerwaffe ferner eine Steuerung oder Regelung aufweist, die dazu ausgebildet ist, um den einen Elektromagneten oder einen oder mehrere der mehreren Elektromagnete und den Schlagbolzen und/oder einen oder mehrere Schussauslösevorrichtungs-Elektromagnete derart anzusteuern, dass eine Freigabe oder Beschleunigung des Schlagbolzens aus seiner Neutral-Stellung erfolgt, während der Verschlusskörper außerhalb seiner Schließstellung ist, und derart, dass der Schlagbolzen in seine Schussabgabestellung gelangt, nachdem der Verschlusskörper seine Schließstellung erreicht hat.
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Auch eine derartige Konstruktion führt zu einer Erzielbarkeit einer hohen Kadenz.
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In einer möglichen Ausführungsform weist die Feuerwaffe mehrere Elektromagnete auf, wobei die Elektromagnete linear in der Art eines BLDC-Linear-Stators angeordnet sind. Dies gewährleistet eine Erhöhung der effektiven Masse des Verschlusskörpers bei geometrisch und somit konstruktiv einfachen Verhältnissen.
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In einer weiteren möglichen Ausführungsform weist die Feuerwaffe mehrere Elektromagnete auf und der Massesimulationskörper ist wenigstens teilweise aus einem magnetischen, insbesondere permanentmagnetischen Material gebildet, wobei der Massesimulationskörper und die mehreren Elektromagnete einen BLDC-Linear-Motor bilden bzw. in der Art eines BLDC-Linear-Motors angeordnet sind. Dadurch kann durch eine entsprechende Ansteuerung bzw. Bestromung oder Energieversorgung der Magnete eine Bewegung des Massesimulationskörpers und somit des mit diesem verbundenen Verschlusskörpers in eine gewünschte Richtung aufgrund der mittels der Elektromagnete erzeugten Magnetfelder erfolgen.
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Optional ist der Massesimulationskörper plattenförmig oder stabförmig mit wenigstens einer flachen Seite, welche dem wenigstens einen Elektromagneten, insbesondere den mehreren Elektromagneten zugewandt ist, ausgebildet ist.
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In einer möglichen Ausführungsform weist die Feuerwaffe ein elastisches Element zum Verbringen des Verschlusskörpers von der Offenstellung in die Schließstellung, insbesondere in Form einer Schließfeder, auf. Damit ist ein zuverlässiger und konstruktiv einfacher Nachladevorgang sichergestellt. Zusätzlich oder alternativ hierzu kann die Feuerwaffe eine Steuerung oder Regelung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, jeden Elektromagneten einzeln und zeitlich unabhängig von den jeweils anderen Elektromagneten mit Energie zu versorgen, insbesondere derart, dass der Massesimulationskörper durch die entstehenden Magnetfelder in die Schließrichtung, insbesondere in Schließstellung bewegt wird.
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Zwischen dem Massesimulationskörper und dem wenigstens einen Elektromagneten kann ein Gleitelement angeordnet sein. Dies dient einer leichteren Überwindung der Gleitreibung bei einer Bewegung von Verschlusskörper und Massesimulationskörper.
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Die Feuerwaffe kann ferner einen oder mehrere Positionssensoren zur Erfassung der Position des Massesimulationskörpers aufweisen. Diese sind insbesondere zur Erfassung vorgesehen, dass der Massesimulationskörper in einer Position ist, in der der Verschlusskörper der Feuerwaffe in seiner Schließstellung ist und zur Erfassung, dass der Massesimulationskörper in einer Position ist, in der der Verschlusskörper der Feuerwaffe in seiner Offenstellung ist. Dadurch können auf eine einfache und zuverlässige Weise Verschlusskörper-Positionen bzw. genauer gesagt Massesimulationskörper-Positionen und somit auch Verschlusskörper-Positionen erfasst werden, die für eine Bestromung bzw. Versorgung des/der Elektromagnete(n) wichtig sind.
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Die Feuerwaffe weist optional eine Steuerung oder Regelung auf, die dazu ausgebildet ist, um eine maximale Stromversorgung des einen oder von wenigstens einem, insbesondere allen, der mehreren Elektromagnete bei der Schließstellung des Verschlusskörpers für eine bestimmte Zeitdauer einzustellen. Dadurch kann bei Schussabgabe eine hohe effektive Masse des Verschlusskörpers erreicht werden.
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Zusätzlich oder alternativ kann die Feuerwaffe eine Steuerung oder Regelung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, um eine maximale Stromversorgung des einen oder von wenigstens einem, insbesondere allen, der mehreren Elektromagnete bei Offenstellung des Verschlusskörpers für eine bestimmte Zeitdauer einzustellen. In diesem Fall kann der Lauf effektiv belüftet bzw. gekühlt werden.
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Zusätzlich oder alternativ kann die Feuerwaffe eine Steuerung oder Regelung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, um einen Bruchteil, insbesondere einen vorbestimmten Bruchteil (beispielsweise 5% bis 40%, insbesondere 5% bis 25%, weiterhin insbesondere 5% bis 15%, nochmals weiterhin insbesondere 10%) der maximalen Stromversorgung des einen oder von wenigstens einem, insbesondere allen, der mehreren Elektromagnete für eine bestimmte Zeitdauer einzustellen, insbesondere während einer Zeitdauer einer Bewegung des Verschlusskörpers von seiner Offenstellung in seine Schließstellung.
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Wiederum zusätzlich oder alternativ kann die Feuerwaffe eine Steuerung oder Regelung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, um eine Stromversorgung des einen oder von wenigstens einem, insbesondere allen, der mehreren Elektromagnete zur Entmagnetisierung der Anordnung, insbesondere der Anordnung aus Elektromagnet(en) und dem Massesimulationskörper einzustellen.
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In einer möglichen Ausführungsform weist die Feuerwaffe einen Schlagbolzen und eine Steuerung oder Regelung auf, die dazu ausgebildet ist, um den einen oder die mehreren Elektromagnete in Abhängigkeit von der Position des Schlagbolzens anzusteuern, was zu einer präzisen Steuerungsmöglichkeit für die Energieversorgung bzw. Bestromung des/der Elektromagnete(n), insbesondere für die Schussabgabe (hohe effektive Masse des Verschlusskörpers) führt.
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Weist die Feuerwaffe mehrere Elektromagnete auf, so ist deren Energieversorgung optional für eine Versorgung mit Drehstrom vorgesehen bzw. ausgebildet, was eine Magnetfeld-bedingte Verschiebbarkeit des Massesimulationskörpers in dem Fall, in dem dieser aus Permanentmagneten bzw. permanent-magnetischem Material aufgebaut ist, ermöglicht.
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Die Steuerung oder Regelung kann weiterhin dazu ausgebildet sein, um den einen oder mehrere der Elektromagnet und den Schlagbolzen und/oder einen oder mehrere Schussauslösevorrichtungs-Elektromagnete derart anzusteuern, dass eine Freigabe oder Beschleunigung des Schlagbolzens aus seiner Neutral-Stellung bereits erfolgt, während der Verschlusskörper noch nicht in seiner Schließstellung ist, und derart, dass der Schlagbolzen in seiner Schussabgabestellung auftrifft, nachdem der Verschlusskörper seine Schließstellung erreicht hat. Dies ermöglicht hohe Kadenzen der Feuerwaffe.
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Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen anhand von mehreren Ausführungsformen als Beispielen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen
- 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Feuerwaffe,
- 2 eine Prinzipskizze eines Ausschnitts einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Feuerwaffe, wobei ein Verschlusskörper in Schließstellung gezeigt ist,
- 3 die Prinzipskizze des Ausschnitts der 2, wobei der Verschlusskörper in Offenstellung gezeigt ist,
- 4 eine Schnittdarstellung, die einen Massesimulationskörper und eine Elektromagnete-Anordnung der ersten Ausführungsform zeigt.
- 5 eine Prinzipskizze eines Ausschnitts einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Feuerwaffe, wobei der Verschlusskörper wiederum in Schließstellung gezeigt ist,
- 6 die Prinzipskizze des Ausschnitts der Feuerwaffe der 5, wobei der Verschlusskörper in Offenstellung gezeigt ist,
- 7 eine Schnittdarstellung, die einen Massesimulationskörper und eine Elektromagnete-Anordnung der zweiten Ausführungsform zeigt,
- 8 eine Schnittansicht eines Teils einer weiteren möglichen Ausführungsform (dritte Ausführungsform) einer Feuerwaffe, die eine Schussauslösevorrichtung derselben darstellt;
- 9 eine schematische Ansicht einer zu der Ausführungsform der 8 alternativen vierten Ausführungsform einer Feuerwaffe, deren Schussauslösevorrichtung drei Elektromagnete aufweist;
- 10 ein Diagramm, das eine Einschaltdauer der Elektromagnete der in 9 dargestellten Ausführungsform zeigt.
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Während in 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Feuerwaffe 10 gezeigt ist, ist in den 2 und 3 eine Teilansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Feuerwaffe 10 dargestellt. Die Feuerwaffe 10 weist einen Lauf 12 und einen Verschlusskörper 14 auf. Der hintere Abschnitt des Laufes 12 ist als Patronenlager 16 ausgebildet. Der Verschlusskörper 14 ist zwischen der in 2 gezeigten Schließstellung und der in 3 gezeigten Offenstellung in einer Verschlussführung 18 in Längsrichtung des Laufes 12 verschiebbar angeordnet. Das Patronenlager 16 ist zur Aufnahm einer Patrone 20 vorgesehen, die eine Patronenhülse 22, eine in der Patronenhülse 22 angeordnete Treibladung 24 und ein Geschoss 26 aufweist.
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In der in 2 gezeigten Schließstellung bildet der Verschlusskörper 14 ein Gegenlager zur Aufnahme des Rückstoßes bzw. Rückschlags, der bei der Zündung der Treibladung 24 der Patrone 20 im Patronenlager 16 erzeugt wird. Bei der Zündung der Treibladung 24 der Patrone 20 wird das Geschoss 26 durch den Lauf 12 in dessen Längsrichtung getrieben, während die Patronenhülse 22 gegen den Explosionsdruck der Treibladung 24 von dem Verschlusskörper 14 (bewirkt durch dessen Masseträgheit) in dem Patronenlager 16 gehalten wird.
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Nach der Schussabgabe wird der Verschlusskörper 14 durch den erzeugten Rückstoß gegen die Kraft eines elastischen Elements in Form einer Schließfeder 28 in die in 3 gezeigte Offenstellung zurückbewegt. Die Schließfeder 28 dient dabei vor allem dazu, den Verschlusskörper 14 danach wieder von der Offenstellung in die Schließstellung zu verbringen, unterstützt aber auch den Verbleib des Verschlusskörpers 14 in der Schließstellung während der Schussabgabe. Während der Bewegung des Verschlusskörpers 14 in die Offenstellung bzw. bei Erreichen derselben wird die Patronenhülse 22 aus der Waffe ausgeworfen, sodass dann automatisch eine neue Patrone 20 in das Patronenlager 16 eingelegt werden kann.
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Zur Zündung der Treibladung 24 der Patrone 20 und somit zur Schussabgabe schlägt ein Schlagbolzen 30 auf ein im Zentrum der Rückseite der Patrone 20 angeordnetes Zündhütchen, wobei alternativ hierzu auch eine Randfeuerzündung oder eine andere Zündungsart der Treibladung 24 denkbar ist, wozu der Schlagbolzen 30 nicht in Zentrum der Rückseite der Patrone 20 auftrifft, sondern vom Zentrum versetzt oder auch eine Zündungsart, bei der kein Schlagbolzen 30 nötig ist, etwa eine Zündung auf elektrischer Basis etc.
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Die Feuerwaffe 10 weist einen mit dem Verschlusskörper 14 kraftschlüssig in Eingriff stehenden Massesimulationskörper 32, in den hier beschriebenen Ausführungsformen einen mit dem Verschlusskörper 14 starr verbundenen Massesimulationskörper 32 auf. Der Massesimulationskörper 32 ist in den hier beschriebenen Ausführungsformen außerhalb der Verschlussführung 18 angeordnet, wozu diese eine Aussparung 34 aufweist, in der ein Verbindungselement 36, welches den Massesimulationskörper 32 mit dem Verschlusskörper 14 starr verbindet, beweglich angeordnet bzw. gelagert ist. Um Druckverluste des Rückstoßes zu vermeiden, ist das Verbindungselement 36 mit einer Dichtung verbunden, die die Aussparung 34 bedeckt, so dass keine bzw. nur minimale Druckverluste auftreten.
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In alternativen Ausführungsformen ist beispielsweise auch eine flexible Verbindung zwischen Verschlusskörper 14 und Massesimulationskörper 32 denkbar. Der Massesimulationskörper 32 ist stabförmig bzw. plattenförmig ausgebildet und weist zwei flache Seiten (Unterseite, Oberseite, in alternativen Ausführungsformen wenigstens eine flache Seite) auf.
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Weiterhin weist die Feuerwaffe 10 mehrere Elektromagnete 38 auf, die in einer linienförmigen bzw. linearen Anordnung ausgebildet sind. Die Elektromagnete 38 sind linear in der Art eines BLDC-Linear-Stators angeordnet, d.h. die Anordnung der Elektromagnete 38 weist eine kammartige Schiene bzw. Kammschiene 40 auf, die eine Basisschiene 42 und sich aus dieser senkrecht heraus erstreckenden zylinderförmige Zinken 44 aufweist (vgl. hierzu insbesondere 4, die eine Schnittdarstellung des Massesimulationskörpers 32 und der Elektromagnete 38 zeigt). Die Zinken 44 sind jeweils mit einer Spule 46 (Magnetwicklung bzw. Magnetspule) umgeben bzw. umwickelt, so dass jeweils ein Zinken 44 mit der ihm zugeordneten Spule 46 einen Elektromagneten 38 bildet. In einer alternativen Ausführungsform wäre auch nur ein Elektromagnet 38 denkbar.
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Die Kammschiene 40 ist in ihrer Gesamtheit aus einer Eisenlegierung gebildet, d.h. die Basisschiene 42 und die Zinken 44 sind aus einer Eisenlegierung gebildet. In alternativen Ausführungsformen sind die Basisschiene 42 und die Zinken 44 aus einem anderweitigen Material, das als Kern für einen Elektromagneten geeignet ist gebildet. In weiteren alternativen Ausführungsformen können auch nur die Zinken 44 aus einer Eisenlegierung, einem eisenhaltigen Material oder einem anderweitigen Material, das als Kern für einen Elektromagneten geeignet ist, gebildet sein, während die Basisschiene 42 aus einem beliebigen Material gebildet ist.
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Der Massesimulationskörper 32 und die Elektromagnete 38 sind relativ zueinander derart angeordnet, dass in einem Zustand, in dem wenigstens ein Elektromagnet 38 ein Magnetfeld erzeugt, der Massesimulationskörper 32 durch das Magnetfeld des oder der mit Energie versorgten Elekromagnete(n) 38 angezogen wird. In anderen Worten gesagt ist der Massesimulationskörper 32 im Wirkungsbereich des/der Elektromagnete(n) 38 angeordnet, insbesondere in unmittelbarer Nähe zu dem/den Elektromagneten 38 angeordnet. In den vorliegend beschriebenen Ausführungsformen ist der Massesimulationskörper 32 auf seiner Unterseite, d.h. seiner den Elektromagneten 38 zugewandten Seite mit einem Gleitelement 47 versehen, mit dem er auf den Zinken 44 der Kammschiene 40 aufliegt. Alternativ hierzu ist es auch denkbar, ein Gleitelement auf der Kammschiene 40 anzuordnen. Dies dient der Verminderung der Reibung bei der Bewegung des Massesimulationskörpers 32.
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Der Massesimulationskörper 32 ist in der ersten Ausführungsform (vgl. hierzu beispielsweise 4) in seiner Gesamtheit (alternativ hierzu zumindest in Teilen) aus einem durch ein Magnetfeld magnetisierbaren Material gefertigt, im vorliegenden Fall aus einer Eisenlegierung. Alternativ hierzu kommen auch andere Materialien in Frage, die durch ein Magnetfeld eine Anziehung erfahren können, beispielsweise (andere) ferromagnetische oder ferrimagnetische Materialien.
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Es ist möglich, der Wirkung der Schließfeder 28, d.h. der durch die Schließfeder 28 verursachten Kraft durch ein Bestromen der Elektromagnete 38 entgegenzuwirken, um so die Schließbewegung des Verschlusskörpers 14 zu verlangsamen (beispielsweise für Belüftungszwecke des Laufes der Feuerwaffe 10. Hierzu ist eine Bestromung mit in etwa 10% des maximalen Magnetstroms bzw. der maximalen Stromstärke denkbar, aber auch mit Strömen, wie beispielsweise 5% bis 40%, insbesondere 5% bis 25%, weiterhin insbesondere 5% bis 15% der maximalen Stromstärke.
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In einer zweiten Ausführungsform, die in den 5 bis 7 dargestellt ist, ist der Massesimulationskörper 32 aus einer Mehrzahl von Magneten (in der beschriebenen Ausführungsform Permanentmagnete 48, es wären aber auch Elektromagnete denkbar) zusammengesetzt. Durch eine entsprechende Änderung der Bestromung bzw. Energieversorgung der einzelnen Elektromagnete 38 kann neben einer anziehenden Wirkung zum Anziehen des Massesimulationskörpers 32 an die Elektromagnete 38 auch eine abstossende Wirkung auf die jeweiligen Permanentmagnete 48, d.h. den Massesimulationskörper 32 erzielt werden, so dass der Massesimulationskörper 32 durch zeitlich entsprechend angepasste Magnetfelder der einzelnen Elektromagnete 38 bewegt werden kann. Dies kann insbesondere die Bewegung des Verschlusskörpers 14 aus seiner Offenstellung in seine Schließstellung bewirken und somit die Wirkung der Schließfeder 28, die in der ersten Ausführungsform vorhanden ist, ersetzen.
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Die Schließfeder 28 ist deshalb in der zweiten hier beschriebenen Ausführungsform nicht vorhanden, es ist in alternativen Ausführungsformen aber auch denkbar, dass diese zusätzlich vorhanden ist.
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Auch in diesen alternativen Ausführungsformen (zweite Ausführungsform mit zusätzlicher Schließfeder 28) ist es möglich, der Wirkung der Schließfeder 28, d.h. der durch die Schließfeder 28 verursachten Kraft durch ein Bestromen der Elektromagnete entgegenzuwirken, um so die Schließbewegung des Verschlusskörpers 14 zu verlangsamen (beispielsweise für Belüftungszwecke des Laufes der Feuerwaffe 10. Die Stromstärken zur Bestromung der Elektromagnete 38 sind dieselben, die vorstehend bei der Beschreibung der ersten Ausführungsform genannt sind.
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Der Massesimulationskörper 32 und die Elektromagnete 38 bilden in der zweiten Ausführungsform einen BLDC-Linear-Motor, in anderen Worten gesagt sind sie in der Art eines BLDC-Linear-Motors angeordnet zur Realisierung der oben näher beschriebenen Bewegung des Massesimulationskörpers 32 durch die Magnetfelder der Elektromagnete 38. Die Bewegung kann sowohl in einer Richtung von der Offenstellung des Verschlusskörpers 14 in seine Schließstellung erfolgen, wie auch in einer Richtung von der Schließstellung des Verschlusskörpers 14 in seine Offenstellung. Im Weiteren entspricht die zweite Ausführungsform der obenstehend beschriebenen ersten Ausführungsform.
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Zur Erfassung der Erfassung der Position des Massesimulationskörpers 32 weist die Feuerwaffe 10 Positionssensoren 50 auf. In der ersten Ausführungsform sind diese als optische Sensoren ausgebildet, es sind aber auch anderweitige Sensoren, wie beispielsweise Induktionssensoren oder Hall-Sensoren, die in der zweiten Ausführungsform Anwendung finden, einsetzbar. Die Positionssensoren sind in der ersten Ausführungsform an dem Massesimulationskörper 32 angeordnet, während sie in der zweiten Ausführungsform an der Kammschiene 40 angeordnet sind.
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Die Feuerwaffe weist in den beschriebenen Ausführungsformen eine Steuerung 52 (alternativ hierzu eine Regelung) auf, die dazu ausgebildet ist bzw. einen entsprechenden Instruktionssatz auf weist, um eine maximale Stromversorgung von wenigstens einem, insbesondere allen, der mehreren Elektromagnete 38 bei Schließstellung des Verschlusskörpers 40 für eine bestimmte Zeitdauer einzustellen, um eine erhöhte Masse bzw. effektive Masse („simulierte Masse“) des Massesimulationskörpers 32 und somit des Verschlusskörpers 14 bei Schussabgabe zu erreichen.
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Die Steuerung 52 ist ferner dazu ausgebildet bzw. weist einen entsprechenden Instruktionssatz auf, um eine maximale Stromversorgung von wenigstens einem, insbesondere allen, der mehreren Elektromagnete 38 bei Offenstellung des Verschlusskörpers 14 für eine bestimmte Zeitdauer einzustellen, um so den Verschlusskörper 14 in seine Offenstellung zu halten, so dass das Patronenlager 16 und der Lauf 12 der Feuerwaffe 10 eine verbesserte Kühlung erfahren. Hier ist es denkbar, ein Kühlmittel, insbesondere Luft, bei Offenstellung des Verschlusskörpers 14 in das Patronenlager 16 und/oder den Lauf 12 der Feuerwaffe 10 einzublasen.
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Weiterhin ist die Steuerung 52 dazu ausgebildet bzw. weist einen entsprechenden Instruktionssatz auf, um einen oder mehrere Elektromagnete 38 in Abhängigkeit von der Position des Schlagbolzens 30 anzusteuern bzw. mit Energie zu versorgen. Dafür weist die Feuerwaffe 10 in der beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsform einen Positionssensor für den Schlagbolzen 30 auf, der die Position desselben der Steuerung übermittelt. Dadurch kann insbesondere die Steuerung/Regelung der Elektromagnete 38 im Zeitbereich der Schussabgabe präzise erfolgen.
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In möglichen Ausführungsformen wird bei einer erfindungsgemäßen Feuerwaffe 10 auch die Schussabgabe durch die Steuerung 52 gesteuert. Der Schlagbolzen 30 wird in der beschriebenen Ausführungsform in einer Neutral-Stellung oder Neutral-Position gehalten bzw. verriegelt, bis die Schussabgabe bewirkt werden soll. Wenn die Schussabgabe bewirkt werden soll (bei einer manuell gesteuerten Schussabgabe würde dies der Betätigung eines Abzugs der Waffe entsprechen) veranlasst die Steuerung die Freigabe des Schlagbolzens, d.h. seine Freigabe aus dem gehaltenen Zustand bzw. der Verriegelung, so dass dieser in die Schussabgabestellung bewegt wird. In möglichen Ausführungsformen erfolgt dies durch ein elastisches Element, insbesondere eine Feder, das/die mit dem Schlagbolzen in Wirkeingriff steht und in der Neutral-Stellung gespannt oder zusammengedrückt ist und mit der gespeicherten Energie bei Freigabe des Schlagbolzens diesen in die Schussabgabestellung drängt bzw. beschleunigt, wo der Schlagbolzen dann bei Auftreffen auf die Patrone, genauer gesagt auf eine Zündvorrichtung der Patrone, den Schuss auslöst.
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In diesem Fall, aber auch im Fall der ersten und zweiten Ausführungsform kann die Steuerung 52 dazu ausgebildet sein bzw. einen entsprechenden Instruktionssatz aufweisen, um einen oder mehrere Elektromagnete 38 und den Schlagbolzen 30 derart anzusteuern, dass eine Freigabe des Schlagbolzens 30 aus seiner Neutral-Stellung (bereits) erfolgt, während der Verschlusskörper 14 nicht in seiner Schließstellung ist, und derart, dass der Schlagbolzen in seiner Schussabgabestellung auftrifft, nachdem der Verschlusskörper seine Schließstellung bereits erreicht hat, beispielsweise derart anzusteuern, dass eine Freigabe des Schlagbolzens 30 aus seiner Neutral-Stellung bereits erfolgt, während der Verschlusskörper 14 noch nicht vollständig in seiner Schließstellung ist, und derart, dass der Schlagbolzen in seiner Schussabgabestellung auftrifft, nachdem der Verschlusskörper seine Schließstellung bereits erreicht hat.
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In anderen Worten kann der Sachverhalt für eine Schussabgabe auch folgendermaßen ausgedrückt werden: der Zeitpunkt, zu dem der Schlagbolzen 30 aus seiner Neutral-Stellung ausgelöst wird bzw. seine Neutral-Stellung verlässt, sei als tS1 bezeichnet, der Zeitpunkt, zu dem der Schlagbolzen 30 auf die Zündvorrichtung der Patrone auftrifft, also in seine Schussabgabestellung gelangt, sei tS2 genannt. Der Zeitpunkt, zu dem der Verschlusskörper 14 aus seiner Offenstellung ausgelöst wird bzw. zu dem der Verschlusskörper 14 seine Offenstellung verlässt, sei als tV1 bezeichnet, und der Zeitpunkt, zu dem der Verschlusskörper 14 in seine Schließstellung gelangt, sei als tV2 bezeichnet.
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Es gilt dann beispielsweise, dass der Zeitpunkt tV1 zeitlich vor allen anderen Zeitpunkten gelegen ist. Der Zeitpunkt tS1 folgt auf den Zeitpunkt tV1 und ist zeitlich vor den Zeitpunkten tV2 und tS2 gelegen. Dann folgt in der zeitlichen Abfolge der Zeitpunkt tV2, gefolgt von tS2. Dadurch kann die Kadenz einer Feuerwaffe um bis zu 25% erhöht werden.
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In alternativen Ausführungsformen gilt, dass der Zeitpunkt, zu dem der Schlagbolzen 30 aus seiner Neutral-Stellung ausgelöst wird bzw. seine Neutral-Stellung verlässt, zeitlich vor allen anderen Zeitpunkten gelegen ist. Auf diesen Zeitpunkt folgt dann der Zeitpunkt, zu dem der Verschlusskörper 14 aus seiner Offenstellung ausgelöst wird bzw. zu dem der Verschlusskörper 14 seine Offenstellung verlässt, gefolgt von dem Zeitpunkt, zu dem der Verschlusskörper 14 in seine Schließstellung gelangt. Der Zeitpunkt, zu dem der Schlagbolzen 30 auf die Zündvorrichtung der Patrone auftrifft, also in seine Schussabgabestellung gelangt, bildet dann das Ende einer Schussabgabe.
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In diesem Fall gilt, dass der Zeitpunkt tS1 zeitlich vor allen anderen Zeitpunkten gelegen ist. Der Zeitpunkt tV1 folgt auf den Zeitpunkt tS1 und ist zeitlich vor den Zeitpunkten tV2 und tS2 gelegen. Dann folgt in der zeitlichen Abfolge der Zeitpunkt tV2, gefolgt von tS2. Auch dadurch kann die Kadenz einer Feuerwaffe erhöht werden.
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In einer dritten und vierten Ausführungsform weist, wie in den 7 bis 9 dargestellt ist, die Feuerwaffe 10 eine Schussauslösevorrichtung 54 auf, bei der es sich in anderen Worten gesagt um einen elektromagnetisch betätigten Schlagbolzen handelt. In einer in 5 beschriebenen dritten Ausführungsform weist die Schussauslösevorrichtung 54 einen Schussauslösevorrichtungs-Elektromagneten 56 zur wenigstens teilweisen Betätigung des Schlagbolzens 30 auf, der zweiteilig ausgebildet ist und einen ersten Schlagbolzenabschnitt 30a und einen zweiten Schlagbolzenabschnitt 30b aufweist. Alternativ hierzu kann der Schlagbolzen 30 aber auch einteilig oder drei- oder mehrteilig ausgebildet sein.
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Der erste Schlagbolzenabschnitt 30a ist innerhalb des Schussauslösevorrichtungs-Elektromagneten 56 in einer Längsrichtung hin- und herbewegbar angeordnet (wie ein Spulenkern, jedoch beweglich) und ist durch das von dem Schussauslösevorrichtungs-Elektromagneten 56 erzeugte Feld aufgrund seiner Anordnung mit Kraft beaufschlagbar und somit durch die Wirkung des durch den Schussauslösevorrichtungs-Elektromagneten 56 erzeugten Magnetfelds bewegbar. Der zweite Schlagbolzenabschnitt 30b ist im Verschlusskörper 14 in der Längsrichtung hin- und herbewegbar angeordnet bzw. gelagert.
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Der erste Schlagbolzenabschnitt 30a ist mittels der durch den Schussauslösevorrichtungs-Elektromagneten 56 erzeugten Kraft (bei einer Bestromung des Schussauslösevorrichtungs-Elektromagneten 56) von seiner Neutral-Stellung (in 5 dargestellt) in seine Schussabgabestellung verbringbar, in welcher der erste Schlagbolzenabschnitt 30a mit einer dem zweiten Schlagbolzenabschnitt 30b zugewandten Stirnseite 58 auf eine dem ersten Schlagbolzenabschnitt 30a zugewandte Stirnseite 60 des zweiten Schlagbolzenabschnitts 30b trifft und diesen aufgrund seiner kinetischen Energie, die auf den zweiten Schlagbolzenabschnitt 30b übertragen wird, in Richtung der Patrone schlägt, was zur Zündung der Treibladung führt.
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Die Schussauslösevorrichtung 54 gemäß der vierten Ausführungsform der 7 weist ferner ein elastisches Element in Form einer Feder 62 auf, die in der in 7 dargestellten Ausführungsform als Schraubendruckfeder ausgebildet ist und mit dem ersten Schlagbolzenabschnitt 30a derart in Wirkeingriff steht bzw. kraftschlüssig verbunden ist, dass die Federkraft den ersten Schlagbolzenabschnitt 30a in seine Neutral-Stellung drängt. Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass die Kraft des Schussauslösevorrichtungs-Elektromagneten 56, die wirksam ist, um den ersten Schlagbolzenabschnitt 30a in seine Schussabgabestellung zu bewegen, die Kraft der Feder 62 überschreitet und den ersten Schlagbolzenabschnitt 30a damit bei einer Bestromung des Schussauslösevorrichtungs-Elektromagneten 56 in seine Schussabgabestellung bewegt.
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In einer hierzu alternativen Ausführungsform ist der Schlagbolzen 30 (dieser kann wiederum einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein) mittels des Schussauslösevorrichtungs-Elektromagneten nicht nur von der Neutral-Stellung in eine Schussabgabestellung sondern auch von der Schussabgabestellung in die Neutral-Stellung verbringbar. Hierzu sind in der in 8 dargestellten Ausführungsform drei Schussauslösevorrichtungs-Elektromagnete 56a, 56b und 56c vorhanden. Der erste Schlagbolzenabschnitt 30a (alternativ ein Abschnitt des Schlagbolzens 30 bei einteiliger Realisierung des Schlagbolzens) ist innerhalb der Elektromagnete 56a, 56b und 56c angeordnet. Durch eine zeitlich variable Bestromung der einzelnen Elektromagnete 56a, 56b und 56c kann dadurch eine Bewegung des ersten Schalgbolzenabschnitts 30a entweder in Richtung der Neutral-Stellung oder in Richtung der Schussabgabestellung erreicht werden. Durch die zeitlich variable Bestromung kann ferner eine Beschleunigung in die gewünschte Bewegungsrichtung erreicht werden, beispielsweise wenn ein zeitlicher Bestromungsverlauf wie in 9 dargestellt realisiert wird.
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Ab dem Moment, in dem die Schussauslösung initiiert wird (t0), werden alle drei Schussauslösevorrichtungs-Elektromagnete 56a, 56b und 56c bestromt. Zum Zeitpunkt t1 wird der erste Schussauslösevorrichtungs-Elektromagnet 56a stromlos geschaltet, ab dem Zeitpunkt t2 wird der zweite Schussauslösevorrichtungs-Elektromagnet 56b stromlos geschaltet und der dritte Schussauslösevorrichtungs-Elektromagnet 56c wird als letzter zum Zeitpunkt t3 stromlos geschaltet. Es gilt dabei t1 < t2 < <t3. Der erste Schussauslösevorrichtungs-Elektromagnet 56a ist dabei am weitesten Entfernt von der Patrone angeordnet und der dritte Schussauslösevorrichtungs-Elektromagnet 56c ist am nächsten zu der Patrone angeordnet, während der zweite Schussauslösevorrichtungs-Elektromagnet 56b in der Mitte zwischen den beiden anderen angeordnet ist. Durch dieses Bestromungsschema wird eine Beschleunigung des ersten Schlagbolzenabschnitts 30a in Richtung der Schussauslösestellung erzielt. Analog kann durch ein entsprechend abgeändertes Bestromungsschema auch eine Beschleunigung in die andere Richtung erzeugt werden.
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In der dritten und der vierten Ausführungsform ist die Steuerung 52 dazu ausgebildet bzw. weist einen entsprechenden Instruktionssatz auf, um einen oder mehrere Elektromagnete 38 und den Schlagbolzen 30 und/oder einen oder mehrere Schussauslösevorrichtungs-Elektromagnete 56 bzw. 56a, 56b und 56c derart anzusteuern, dass eine Freigabe oder Beschleunigung des Schlagbolzens 30 bzw. 30a, 30b aus seiner Neutral-Stellung erfolgt, während der Verschlusskörper 14 nicht in seiner Schließstellung ist bzw. in einer zu seiner Schließstellung unterschiedlichen Stellung bzw. Position ist bzw. außerhalb seiner Schließstellung ist, und derart, dass der Schlagbolzen 30 bzw. 30a, 30b in seiner Schussabgabestellung auftrifft, nachdem der Verschlusskörper 14 seine Schließstellung erreicht hat. Beispielsweise wäre dies eine Ansteuerung derart, dass eine Freigabe oder Beschleunigung des Schlagbolzens 30 bzw. 30a, 30b aus seiner Neutral-Stellung bereits erfolgt, während der Verschlusskörper 14 noch nicht vollständig in seiner Schließstellung ist, und derart, dass der Schlagbolzen 30 bzw. 30a, 30b in seiner Schussabgabestellung auftrifft, nachdem der Verschlusskörper 14 seine Schließstellung bereits erreicht hat (der Zeitpunkt tV1 ist zeitlich vor allen anderen Zeitpunkten gelegen. Der Zeitpunkt tS1 folgt auf den Zeitpunkt tV1 und ist zeitlich vor den Zeitpunkten tV2 und tS2 gelegen. Dann folgt in der zeitlichen Abfolge der Zeitpunkt tV2, gefolgt von tS2). Selbstverständlich ist auch hier eine Ansteuerung denkbar, die derart wirkt, dass der Zeitpunkt tS1 zeitlich vor allen anderen Zeitpunkten gelegen ist. Der Zeitpunkt tV1 folgt auf den Zeitpunkt tS1 und ist zeitlich vor den Zeitpunkten tV2 und tS2 gelegen. Dann folgt in der zeitlichen Abfolge der Zeitpunkt tV2, gefolgt von tS2.
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Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass anstelle der Steuerung (alternativ hierzu Regelung) eines oder mehrerer Elektromagnete 38 auf Basis der Position bzw. Stellung des Schlagbolzens 30 auch eine Steuerung bzw. Regelung eines oder mehrerer Elektromagnete 38 und/oder des Schlagbolzens 30 auf Basis der Position des Verschlusskörpers 14 denkbar wäre. In einer solchen Ausführungsform wird kein bzw. werden keine Positionssensor(en) für die Positionserfassung des Schlagbolzens 30 bzw. 30a, 30b benötigt.
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Erfolgt eine Steuerung auf Basis der Position bzw. Stellung des Schlagbolzens 30, so kann insbesondere in der dritten und der vierten Ausführungsform ebenfalls auf (einen) Positionssensor(en) zur Erfassung der Position des Schlagbolzens 30 bzw. 30a, 30b verzichtet werden, da die Position des Schlagbolzens auf Basis der Bestromung eines oder mehrerer Schussauslösevorrichtungs-Elektromagnete 56 bzw. 56a, 56b und 56c bestimmt werden kann.
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Es bleibt anzumerken, dass durch eine entsprechende Variation der Zeitpunkte tV1 und/oder tS1 und/oder tV2 und/oder tS2 durch die Steuerung 58 die Kadenz der Feuerwaffe 10 geändert werden kann, durch geeignete Wahl insbesondere gegenüber Feuerwaffen gemäß dem Stand der Technik erhöht werden kann. Als Steuer- bzw. Regelgröße ist vorzugsweise die Position des Schlagbolzens 30, 30a, 30b vorgesehen, alternativ hierzu aber auch die Position des Verschlusskörpers 14.
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Die Steuerung 52 ist ferner in Ausführungsformen, in denen die Feuerwaffe eine Schließfeder 28 aufweist, dazu ausgebildet bzw. weist einen entsprechenden Instruktionssatz auf, um einen Bruchteil, vorzugsweise einen vorbestimmten Bruchteil, der maximalen Stromversorgung des einen oder von wenigstens einem, insbesondere allen, der mehreren Elektromagnete 38 für eine bestimmte Zeitdauer während einer Zeitdauer einer Bewegung des Verschlusskörpers 14 von seiner Offenstellung in seine Schließstellung einzustellen, um so der Federkraft der Schließfeder 28 entgegenwirken zu können. Es ist denkbar, dass der vorbestimmte Bruchteil der maximalen Stromversorgung mit zunehmender Temperatur des Laufes 12 und/oder des Verschlusskörpers 14 der Feuerwaffe 10 zunimmt, um so eine zunehmende Kühlung der jeweiligen Komponenten durch eine Verlangsamung der Bewegung des Verschlusskörpers 14 von seiner Offenstellung in seine Schließstellung zu erreichen. Dazu ist es denkbar, Temperatursensoren an den jeweiligen Komponenten der Feuerwaffe 10 oder in deren Nähe anzuordnen.
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In der ersten Ausführungsform und allen hierzu alternativen Ausführungsformen, in denen der Massesimulationskörper 32 nicht aus einem permanentmagnetischen Material hergestellt ist, ist die Steuerung 52 auch dazu ausgebildet bzw. weist einen entsprechenden Instruktionssatz auf, um eine Stromversorgung von wenigstens einem, insbesondere allen, der mehreren Elektromagnete 38 zur Entmagnetisierung der Anordnung, insbesondere der Anordnung aus Elektromagneten 38 und dem Massesimulationskörper 32 einzustellen.
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Insbesondere in der zweiten Ausführungsform der Feuerwaffe sind die Elektromagnete 38 für eine Versorgung mit Drehstrom ausgebildet, wodurch insbesondere eine Fortbewegung des Verschlusskörpers 14, insbesondere eine Verbringung desselben von der Offenstellung in die Schließstellung mittels der Wirkung der von den Elektromagneten 38 erzeugten Magnetfelder effektiv bewirkt werden kann.
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Obwohl die Erfindung anhand von Ausführungsformen mit festen Merkmalskombinationen beschrieben wird, umfasst sie jedoch auch die denkbaren weiteren vorteilhaften Kombinationen, wie sie insbesondere, aber nicht erschöpfend, durch die Unteransprüche angegeben sind. Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004021952 B3 [0002]
- DE 102007063292 B3 [0005]
