DE10204292A1

DE10204292A1 - Device for increasing the security of a machine gun

Info

Publication number: DE10204292A1
Application number: DE10204292A
Authority: DE
Inventors: Hans Mall; Gerhard Brettmeister
Original assignee: Rheinmetall Landsysteme GmbH
Current assignee: Rheinmetall Landsysteme GmbH
Priority date: 2002-02-02
Filing date: 2002-02-02
Publication date: 2003-08-14
Also published as: NO324859B1; NO20026235L; DE50206801D1; EP1333238B1; NO20026235D0; ATE326675T1; EP1333238A3; EP1333238A2

Abstract

The device has a second emergency switch (3) connected in series with an existing emergency off switch (19), the contact (2a) of a firing relay (2) and a firing magnet (4) and controlled by a firing module switching unit (1) that also performs the function of monitoring several contacts and other monitoring and control.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein gepanzertes und bewaffnetes Fahrzeug, das sich aus den üblichen Teilen wie Antriebsmotor, Getrieben, Radsätzen oder Kettenlaufwerk, einem Besatzungsraum und einem Gehäuse, das alle Ein- und Anbauten aufnimmt, und einer Waffenanlage zusammensetzt, wobei MK- und MG-Waffenanlagen grundsätzlich elektromechanische Abfeuerkreise aufweisen. Die Erfindung kann sich auch auf Schiffstafetten sowie MKW an Helikoptern, Flugzeugen und Fertungsgeschützen beziehen. The invention relates to an armored and armed vehicle that consists of the usual parts such as drive motor, gears, wheelsets or chain drive, one Crew room and a housing that accommodates all internals and attachments, and one Weapon system composed, whereby MK and MG weapon systems in principle have electromechanical firing circuits. The invention can also relate to Ship guns and MKW on helicopters, airplanes and production guns Respectively.

Bei der Bewaffnung ist die Sicherheit der Waffenanlage bezüglich der Abfeuerung eine grundlegend wichtige Funktion. Bei Fehlern in den Sicherheitsschaltkreisen oder den zugehörigen Bauteilen muß die ungewollte Auslösung eines Schusses so weit überhaupt möglich vermieden werden. Dies gilt für alle Arten der Bewaffnung mit Maschinenwaffen, zum Beispiel für die Maschinenkanone MK oder das Maschinengewehr MG. When it comes to arming, the security of the firearm system with regard to firing is one fundamentally important function. In the event of faults in the safety circuits or the associated components, the unwanted triggering of a shot must go so far possible to be avoided. This applies to all types of machine gun armament, for example for the MK machine gun or the MG machine gun.

Die Abfeuerung von MK oder MG erfolgt bei einem bekannten Fahrzeug über einen relaisgesteuerten Abfeuerkreis. Bestandteil dieses Abfeuerkreises sind die Signale der Endschalter Abfeuerklinke, Spannzylinder vorne, MK oder MG gewählt, MK oder MG sicher, Munition vorhanden sowie Schießbereichseinstellung. Bei der MK wirkt auch noch das Signal Stellung des Munitionszuführers auf den Abfeuerkreis. The firing of MK or MG takes place in a known vehicle via a relay controlled firing circuit. Part of this firing circuit are the signals of the Limit switch firing pawl, clamping cylinder in front, MK or MG selected, MK or MG safe, ammunition and shooting range setting. The MK also works the signal position of the ammunition feeder on the firing circuit.

Für die elektrische Abfeuerung von MK oder MG müssen alle beteiligten Endschalter und/oder Relais geschlossen sein. Bei Defekt eines Relais ist der entsprechende Sicherheitskreis teilweise oder sogar vollständig ohne Wirkung. Dieser Fehler kann zu einer erheblichen Gefährdung durch Auslösen eines unbeabsichtigten Schusses führen. All electrical limit switches involved must be used for the electrical firing of MK or MG and / or relays are closed. If a relay is defective, the corresponding one Safety circuit partially or even completely without effect. This error can be too lead to a considerable risk from triggering an unintentional shot.

Der Nachteil der vorhandenen Lösungen liegt vor allem darin, daß die Ansteuerung des Abfeuermagneten der Maschinenwaffe über ein Hochstromrelais, das sogenannte Abfeuerrelais erfolgt. Trotz der der Verwendung von hochwertigen Bauteilen mit erhöhter Zuverlässigkeit kann es bei einem Defekt des Abfeuerrelais oder des vorgeschalteten Sicherheitskreises zu einer ungewollten Schußauslösung kommen. Beispiele für bekannte Fehler sind Kleben der Relaiskontakte oder Hängenbleiben der Abfeuertaste. The disadvantage of the existing solutions is mainly that the control of the Firing magnets of the machine gun via a high-current relay, the so-called Firing relay takes place. Despite the use of high quality components with increased Reliability can occur in the event of a defect in the firing relay or the upstream one Security circuit come to an unwanted shot. examples for Known errors are sticking of the relay contacts or sticking of the fire button.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Sicherheit von elektrischen Abfeuerungseinrichtungen bei Maschinenwaffen durch Einfügen eines weiteren Schaltelementes im Abfeuerkreis sowie durch Aufbau eines zweiten, unabhängigen und programmgesteuerten Sicherheitskreises parallel zum diskret verdrahteten Sicherheitskreis der vorhandenen Abfeuereinrichtung zu erhöhen. Die bestehende Einrichtung und Technik wird dabei vorzugsweise nicht ersetzt, sondern sie soll zu einem zweifachen Sicherheitskreis erweitert werden. The object of the invention is to ensure the safety of electrical firing devices for machine guns by inserting another switching element in the firing circuit as well as by building a second, independent and program-controlled Safety circuit parallel to the discretely wired safety circuit of the existing one Increase firing device. The existing equipment and technology is included preferably not replaced, but should be a double safety circuit be expanded.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen. This object is achieved by the characterizing features of Claim 1 solved. Further features emerge from the subclaims.

Erfindungsgemäß wird ein zweites Schaltelement direkt im Zweig des Abfeuermagneten eingesetzt, der von einer zweiten, unabhängigen Ansteuer- und Überwachungslogik parallel zum vorhandenen, relaisgesteuerten Abfeuerkreis angesteuert und geschaltet wird. Damit führt der Defekt eines Kreises oder eines Abfeuerrelais nicht mehr zur ungewollten Schußauslösung. Anstelle eines Abfeuerrelais als zweites Schaltelement kann auch ein Halbleiterschalter verwendet werden. According to the invention, a second switching element is located directly in the branch of the firing magnet used by a second, independent control and monitoring logic controlled and switched in parallel to the existing, relay-controlled firing circuit becomes. The defect of a circuit or a fire relay no longer leads to this unwanted firing. Instead of a fire relay as a second switching element a semiconductor switch can also be used.

Die Vorteile der Erfindung liegen darin, dass der Ausfall eines Abfeuerrelais als Bauteil nicht mehr direkt zu einer ungewollten Schußabgabe führt. Da ein zweiter Überwachungskreis, der eine zweifache Sicherheit erzeugt, eingebaut ist, führen Fehler in dem einen von zwei vorhandenen Pfaden nicht mehr zu einem sicherheitskritischen Waffenzustand. The advantages of the invention are that the failure of a firing relay as a component no longer leads directly to an unwanted shot. Since a second Monitoring circuit, which creates a double security, is installed, lead to errors in one of two existing paths no longer becomes a safety-critical one Weapons state.

Im Einzelnen sind erfindungsgemäß folgende vorteilhafte Eigenschaften vorhanden:

- Beide Sicherheitskreise können sich gegenseitig sperren.
- Ein Halbleiterschalter (3) übernimmt das aktive Schalten des elektrischen Stroms durch den Abfeuermagneten (4). Das Abfeuerrelais (2) muß den Strom nicht mehr schalten, außer bei einem Defekt des Halbleiterschalters, sondern nur Führen, wodurch die Kontaktlebensdauer des Relais (2) wesentlich verlängert wird.
- Das Abfeuermodul (1) kann die Abfeuerung nur freigeben oder blockieren, jedoch nicht alleine auslösen.
- Der Leistungsschalter (3) liegt nur an der Betriebsspannung, wenn das Abfeuerrelais (2) durchgeschaltet hat. Ein Einschalten des Halbleiterschalters (3) ist somit nur bei
- angezogenem Abfeuerrelais (2) möglich, womit eine weitere Schutzfunktion gebildet wird.
- Ein Defekt im Abfeuerrelais (2) wird automatisch erkannt, dem Bediener angezeigt und die Abfeuerung über den Halbleiterschalter (3) gesperrt.
- Bei entsprechenden Einrichtungen kann der Halbleiterschalter mittels Prüfstrom und integrierter Überwachungsfunktion in die Überwachung der gesamten Abfeuerung Eine interne Überwachungseinrichtung (5) sorgt im Abfeuermodul für eine erhöhte Sicherheit der Schaltung. Neben der Überwachung der Sicherheitssignale des Relaiskreises (6) kann auch eine Plausibilitätskontrolle durch das Abfeuermodul vorgenommen werden. Damit kann überwacht werden, ob das Abfeuerrelais geschaltet hat, obwohl die Abfeuertaste (9) nicht gedrückt wird, was sofort als Fehler erkannt wird.
- Wegen der vorhandenen Programmierbarkeit (7) läßt sich das Abfeuermodul an andere Waffensysteme anpassen.
- Ein Datenbusanschluß (8) ermöglicht die Anbundung an übergeordnete Steuerungen.
- Durch Takten des Halbleiterschalters (3) kann der mittlere Stromfluß durch den Abfeuermagneten (4) eingestellt werden.
- Mittels Abfeuermodul (1) können auch Abfeuermodi, wie zum Beispiel Einzelfeuer oder Dauerfeuer, bis hin zur variablen Kadenz eingestellt werden.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

The following advantageous properties are present according to the invention:

- Both safety circles can block each other.
- A semiconductor switch ( 3 ) takes over the active switching of the electrical current through the firing magnet ( 4 ). The firing relay ( 2 ) no longer has to switch the current, except in the event of a defect in the semiconductor switch, but only guiding, which considerably extends the contact life of the relay ( 2 ).
- The firing module ( 1 ) can only release or block the firing, but cannot trigger it alone.
- The circuit breaker ( 3 ) is only connected to the operating voltage when the firing relay ( 2 ) has switched on. The semiconductor switch ( 3 ) is therefore only switched on
- Tightened fire relay ( 2 ) possible, which forms a further protective function.
- A defect in the firing relay ( 2 ) is automatically recognized, displayed to the operator and firing is blocked via the semiconductor switch ( 3 ).
- With appropriate devices, the semiconductor switch can be used to monitor the entire firing by means of a test current and an integrated monitoring function. An internal monitoring device ( 5 ) in the firing module ensures increased safety of the circuit. In addition to monitoring the safety signals of the relay circuit ( 6 ), the firing module can also perform a plausibility check. It can be used to monitor whether the fire relay has switched, even though the fire button ( 9 ) is not pressed, which is immediately recognized as an error.
- Because of the existing programmability ( 7 ), the firing module can be adapted to other weapon systems.
- A data bus connection ( 8 ) enables connection to higher-level controls.
- By switching the semiconductor switch ( 3 ), the average current flow through the firing magnet ( 4 ) can be adjusted.
- The firing module ( 1 ) can also be used to set firing modes, such as single fires or continuous fires, up to variable cadence.
- Exemplary embodiments of the invention are shown schematically in the drawing and are described in more detail below. Show it:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Abfeuereinrichtung Fig. 1 is a block diagram of the firing device

In der Fig. 1 enthält ein Abfeuermodul 1 die Blöcke: Halbleiterschalter 3, Spannungsüberwachung 5, Spannungswandler 10, programmgesteuerte Logik und Bewertungsschaltung 11, Ansteuerung 12, Anzeige 13, Eingangsmodul 14 und Bustreiber 15. Die Schaltung wird am Anschluß 16 mit Fahrzeugnetzspannung versorgt. Mittels einer Programmierschnittstelle 7 kann die programmierbare Schaltung 11 mit Programmen geladen und gepflegt werden. Mittels der Informationsschnittstelle 8 können weitere übergeordnete Steuerungen und Rechner angeschlossen werden. Daneben ist der vorhandene Abfeuersicherheitskreis 6 mit diversen Kontakten 17, die zum Beispiel die Signale "Waffe Ein" und "Waffe Entsichert" und weitere repräsentieren, sowie die Abfeuertaste 9 und das Abfeuerrelais 2 dargestellt. Eine Abfeuerung mittels der Taste 9 und mit Wirkung auf den Abfeuermagnet 4 ist nur möglich, wenn alle Kontakte 17 geschlossen sind, der Not-Aus-Schalter 19 nicht ausgelöst ist, das Relais 2 angezogen ist einschließlich des Kontakts 2a und der Halbleiterschalter 3 durchgesteuert ist. Die Endschaltersignale 17 der zur Abfeuerung relevanten Sicherheitseinrichtungen wirken nicht nur auf den herkömmlichen Relaissicherheitskreis 6 und damit auf das Abfeuerrelais 2, sondern werden auch an die optoentkoppelten Eingänge 18 des Abfeuermoduls 1 angeschlossen. Eine programmgesteuerte Logik 11 im Abfeuermodul 1 verarbeitet und verknüpft die Sicherheitssignale 17, 18 unabhängig vom vorhandenen Relaiskreis 6 und steuert über eine Ansteuerung 12 einen Leistungshalbleiterschalter 3 an, der den Minusanschluß des Abfeuermagneten 4 auf Masse schaltet. Der Plusanschluß des Abfeuermagneten 4 wird vom Abfeuerrelais 2, 2a und dem Not-Aus-Schalter 19 geschaltet. In Fig. 1, a firing module contains blocks 1: semiconductor switch 3, voltage monitor 5, voltage converter 10, program-controlled logic and evaluation circuit 11, control 12, display 13, input module 14 and bus driver 15 °. The circuit is supplied with vehicle mains voltage at connection 16 . The programmable circuit 11 can be loaded and maintained with programs by means of a programming interface 7 . Additional superordinate controls and computers can be connected by means of the information interface 8 . In addition, the existing fire safety circuit 6 with various contacts 17 , which represent the signals "weapon on" and "weapon unlocked" and others, as well as the fire button 9 and the fire relay 2 are shown. Firing by means of the button 9 and having an effect on the firing magnet 4 is only possible if all contacts 17 are closed, the emergency stop switch 19 is not triggered, the relay 2 is energized including the contact 2 a and the semiconductor switch 3 is activated is. The limit switch signals 17 of the safety devices relevant for firing not only act on the conventional relay safety circuit 6 and thus on the firing relay 2 , but are also connected to the opto-decoupled inputs 18 of the firing module 1 . A program-controlled logic 11 in the firing module 1 processes and links the safety signals 17 , 18 independently of the existing relay circuit 6 and controls a power semiconductor switch 3 via a control 12 , which switches the negative connection of the firing magnet 4 to ground. The positive connection of the firing magnet 4 is switched by the firing relay 2 , 2 a and the emergency stop switch 19 .

Erst wenn der Abfeuermagnet 4 vom Abfeuerelais 2 mit positivem Potential versorgt wird, erhält auch die Ansteuerung 12 des Leistungsschalters 3 positives Versorgungspotential und kann von der programmgesteuerten Logik 11 eingeschaltet werden. Zusätzlich muß die Logik 11 die Ansteuerung 12 mittels eines Signals entsperren und auch explizit mittels eines zweiten Signals durchsteuern. Um ein versehentliches Ansteuern durch zwei durchgeschaltete Ansteuersignale zu verhindern, müssen die beiden Ansteuersignale der Logik 11 auch unterschiedliche Logikpegel aufweisen. Als weitere Sicherheit kann das Abfeuermodul 1 auch ein zusätzliches Relais 20 des vorhandenen Relaiskreises 6 schalten, um ebenfalls das Abfeuerrelais 2 des vorhandenen Sicherheitskreises 6 zu sperren oder freizugeben. Only when the firing magnet 4 is supplied with positive potential by the firing relay 2 does the control 12 of the circuit breaker 3 also receive a positive supply potential and can be switched on by the program-controlled logic 11 . In addition, the logic 11 must unlock the control 12 using a signal and also control it explicitly using a second signal. In order to prevent inadvertent activation by two activated activation signals, the two activation signals of logic 11 must also have different logic levels. As a further safety the firing module 1 can also switch an additional relay 20 of the existing relay circuit 6 in order to also lock or unlock the firing relay 2 of the existing safety circuit. 6

Das Vorhandensein der Versorgungsspannung am Abfeuermagneten 4 bzw. am Halbleiterschalter 3 wird vom Abfeuermodul 1 überwacht, um Fehler innerhalb der elektrischen Abfeuereinrichtung zu erfassen. Für den Halbleiterschalter 3 wird vorzugsweise eine Ausführung mit interner Überwachung verwendet. Zur Anpassung an die Hardwareumgebung und zur Fehlermeldung oder Betriebsbereitschaftsmeldung enthält das Abfeuermodul 1 eine Programmier 7 sowie eine Informationsschnittstelle 8, zum Beispiel eine CAN-Bus-Schnittstelle. Bezugszeichenliste 1 Abfeuermodul
2 Abfeuerrelais
3 Halbleiterschalter
4 Abfeuermagnet
5 Überwachungseinrichtung
6 Relaiskreis
7 Programmierbarkeit
8 Datenbusanschluß
9 Abfeuertast
10 Spannungswandler
11 Bewertungsschalter (Logik)
12 Ansteuerung
13 Anzeige
14 Eingangsmodul
15 Bustreiber
16 Anschluß
17 Kontakt (Signal)
18 Signal
19 Not-Aus-Schalter
20 Relais
The presence of the supply voltage at the firing magnet 4 or at the semiconductor switch 3 is monitored by the firing module 1 in order to detect faults within the electrical firing device. An embodiment with internal monitoring is preferably used for the semiconductor switch 3 . For adaptation to the hardware environment and for error messages or operational readiness messages, the firing module 1 contains a program 7 and an information interface 8 , for example a CAN bus interface. LIST OF REFERENCES 1 firing module
2 fire relays
3 semiconductor switches
4 firing magnet
5 monitoring device
6 relay circuit
7 programmability
8 data bus connection
9 fire button
10 voltage transformers
11 evaluation switch (logic)
12 control
13 display
14 input module
15 bus drivers
16 connection
17 contact (signal)
18 signal
19 Emergency stop switch
20 relays

Claims

1.Device for increasing the safety when operating and firing a machine gun on a weapon system in general, in particular on a military vehicle with a cycling or chain drive and a drive for locomotion and a vehicle body for receiving and installing all components for the operation of the vehicle including a vehicle crew and including a firing device for the weapon system with a safety circuit ( 6 ) for firing, consisting of a firing button ( 9 ), safety and locking switches ( 17 ), a firing relay ( 2 ) with contact ( 2 a) and an emergency stop switch (19) as well as a firing magnet (4), characterized in that a second switching element (3) in series with the emergency-off switch (19) and the contact (2a) of the firing relay (2) and the firing magnet (4) connected and the switching element ( 3 ) is controlled by a circuit unit firing module ( 1 ) rd, which also performs the functions for monitoring several contacts ( 17 ) and for further monitoring and control ( Fig. 1).

2. Device according to claim 1, characterized in that the switching element ( 3 ) is designed as a semiconductor switch.

3. Device according to one of the above claims, characterized in that the firing module ( 1 ) blocks with the functions switching element ( 3 ), voltage monitoring and watchdog ( 5 ), power supply and voltage converter ( 10 ), programmable logic and evaluation ( 11 ), control and electrical isolation ( 12 ), display ( 13 ), input module and electrical isolation ( 14 ) and data bus driver ( 15 ).

4. Device according to one of the above claims, characterized in that the firing module ( 1 ) has a programming interface ( 7 ) for program input and maintenance, a control and information interface ( 8 ) for connecting, for example, higher-level controls and a supply interface ( 16 ) Includes power supply.

5. Device according to one of the above claims, characterized in that the safety switches ( 17 ) of the relay-controlled firing circuit ( 6 ) by means of an interface ( 18 ) of the block input module and electrical isolation ( 14 ) of the firing module ( 1 ) are connected and on faultless function be monitored.

6. Device according to one of the above claims, characterized in that the relay-controlled firing circuit ( 6 ) is released by means of the switch ( 20 ) which is controlled by the programmable logic block ( 11 ).

7. Device according to one of the above claims, characterized in that the electrical voltage on the firing magnet ( 4 ) by means of the connections ( 4 a, 4 b) on the firing module ( 1 ) is connected and monitored by means of internal circuits and functions of the firing module ( 1 ) becomes.

8. Device according to one of the above claims, characterized in that the relay-controlled firing circuit ( 6 ) and the firing circuit, which is composed of the components firing module ( 1 ), switch ( 20 ) and switching element ( 3 ), can mutually lock, so that the firing magnet ( 4 ) is not actuated.

9. Device according to one of the above claims, characterized in that the firing module ( 1 ) can not trigger the firing by means of the firing magnet ( 4 ) alone, but can only release or block it.

10. Device according to one of the above claims, characterized in that an error in the firing relay ( 2 ) by means of monitoring in the firing module ( 1 ) is detected, the operator is displayed and the firing is blocked by means of the switching unit ( 3 ).

11. Device according to one of the above claims, characterized in that the switching unit ( 3 ) is included as a semiconductor switch by means of a test current and component-integrated monitoring as appropriate precautions in the monitoring.

12. Device according to one of the above claims, characterized in that the firing module ( 1 ) additionally monitors whether, for example, the firing relay ( 2 ) has switched, although the fire button ( 9 ) is not pressed, or whether a mandatory operating sequence, for example Ammunition feeders then switch to unlock the safety lever, which is observed to prevent unwanted firing.

13. Device according to one of the above claims, characterized in that the firing module ( 1 ) contains a programmable unit which enables and facilitates the adaptation to different weapon systems.

14. Device according to one of the above claims, characterized in that the switching unit ( 3 ) can be operated clocked in order to be able to adjust the average current flow through the firing magnet ( 4 ).

15. Device according to one of the above claims, characterized in that firing modes such as single fire, limited continuous fire, can be realized by means of the firing module ( 1 ).