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Die
Erfindung betrifft ein Feuerwaffen-Kontrollsystem mit Sicherungsmitteln,
welche das Abfeuern der Waffe durch unbefugte Benutzer verhindern.
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Vorbekannte
Feuerwaffen-Kontrollsysteme dieser Art sind in den US-Patentschriften
Nr. 5,461,812 und 4,488,370 beschrieben.
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Das
Feuerwaffen-Kontrollsystem gemäss der
US-Patentschrift Nr. 5,461,812 umfasst eine im Griff der Waffe untergebrachte
Schaltung und einen Fingerring mit einem Transponder. Die Waffe
kann nur dann entsichert werden, wenn ein verifizierbares Identifikationssignal
vom Fingerring empfangen wurde. Ein Nachteil besteht darin, dass
der Energieverbrauch relativ hoch ist, so dass beispielsweise der Transponder
für den
Betrieb Batterien benötigt.
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Es
besteht ein Bedürfnis,
die bekannten Kontrollsysteme zu verbessern, insbesondere durch
eine Verringerung des Energieverbrauchs, der Grösse und der Kosten derselben,
sowie durch eine erhöhte Zuverlässigkeit.
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Das
Ziel der Erfindung besteht daher darin, ein verbessertes Feuerwaffen-Kontrollsystem
der oben angegebenen Art anzugeben, welches einen geringeren Energieverbrauch
aufweist, kleiner und günstiger
und ausserdem zuverlässiger
ist als vorbekannte Systeme.
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Erfindungsgemäss wird
dieses Ziel mit einem Feuerwaffen-Kontrollsystem nach Anspruch 1 erreicht.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die
Hauptvorteile des erfindungsgemässen Feuerwaffen-Kontrollsystems liegen
darin, dass dieses einen geringeren Energieverbrauch aufweist und viel
kleiner und günstiger
herstellbar ist als vorbekannte Systeme und ausserdem zuverlässiger,
auch unter extremen klimatischen Bedingungen.
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Nachfolgend
werden bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen
näher beschrieben.
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1 zeigt
eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgemässen Kontrollsystems für Handfeuerwaffen.
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2 zeigt
eine perspektivische Darstellung einer typischen Anwendung eines
Kontrollsystems für
Handfeuerwaffen gemäss 1.
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3 zeigt
ein Schema einer vorbekannten Empfängerschaltung mit PSK- und
FSK-Demodulation.
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4 zeigt
ein Schema einer Empfängerschaltung
mit ASK-Demodulation,
welche in einem erfindungsgemässen
Kontrollsystem für
Handfeuerwaffen zur Anwendung kommt.
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5 zeigt
ein Schema eines vorbekannten Demodulators mit PSK- oder FSK-Demodulation
in einer Empfängerschaltung
der in 3 gezeigten Art.
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6 zeigt
ein Schema eines Demodulators mit ASK-Demodulation, der in einer Empfängerschaltung
der in 4 gezeigten Art zur Anwendung kommt.
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In
den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen handelt es sich
bei der Waffe um eine Handfeuerwaffe. Im Rahmen der Erfindung kann
es sich jedoch um irgend eine ähnliche
Feuerwaffe handeln, beispielsweise um ein Gewehr oder ein Schnellfeuer-Sturmgewehr.
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Wie 1 zeigt,
beinhaltet das erfindungsgemässe
Handfeuerwaffenkontrollsystem grundsätzlich Handfeuerwaffenkontrollmittel,
die in einem hohlen Teil des Handgriffs der Waffe untergebracht
sind (und nachfolgend im Einzelnen beschrieben werden) und ein Benutzer-Identifikationselement 15,
wobei es sich um ein Element ausserhalb der Handfeuerwaffe handelt.
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Die
Handfeuerwaffenkontrollmittel weisen Sicherungsmittel 27 auf,
welche das Abfeuern der Handfeuerwaffe verhindern, sowie einen Leser 23, der
in einem hohlen Teil des Griffs 24 der Handfeuerwaffe untergebracht
ist, beispielsweise hinter einem Seitenteil 25 des Handgriffs 24.
Der Leser 23 enthält einen
Transceiver bestehend aus einem Signalgeber und einem Signalempfänger. Das
Ausgangssignal dieses Empfängers
dient zur Steuerung der Stellung der Sicherungsmittel 27.
Der Leser 23 weist ausserdem einen Mikroprozessor auf,
der den Betrieb des Transceivers, des Empfängers und der Sicherung koordiniert.
Dieser Mikroprozessor steuert die Stellung der Sicherungsmittel
in Abhängigkeit
von Signalen, die vom Empfängerteil
des Transceivers geliefert werden.
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In
einer bevorzugten Ausführung
verwaltet der Mikroprozessor mehrere Arten von Daten im Zusammenhang
mit der Benützung
der Handfeuerwaffe, beispielsweise den Zeitpunkt der Inbetriebnahme des
Kontrollsystems der Handfeuerwaffe, die Zeitpunkte, zu denen die
Handfeuerwaffe benutzt wird, die Anzahl Projektile im Magazin der
Handfeuerwaffe, usw. Diese unterschiedlichen Daten werden in Speichermitteln
im Mikroprozessor gespeichert.
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Der
Transceiver des Lesers 23 besitzt eine Antenne 21,
die in einer Seitenwand des Handgriffs 24 der Handfeuerwaffe
untergebracht ist, und zwar auf der Seite des Handgriffs, welche
am nächsten beim
Abzug der Handfeuerwaffe liegt. Um das Kontrollsystem im Betrieb
vor Störsignalen
zu schützen und
um den Rauschabstand der Nutzsignale zu verbessern, ist die Antenne 21 ist
von Metallteilen der Handfeuerwaffe beabstandet.
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Die
Antenne 21 ist so ausgerichtet, dass die Hauptkeule des Übertragungsfelds
zum Abzug der Handfeuerwaffe gerichtet ist. Somit ist die Hauptkeule
des Sendefelds zur normalen Position des Benutzeridentifikationselements 15 gerichtet,
beispielsweise eines vom Benutzer getragenen Fingerrings, wenn die
Handfeuerwaffe vom Benutzer richtig gehalten wird.
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Die
Sicherungsmittel 27 weisen eine normale gesicherte Stellung
und eine entsicherte Stellung auf und sind gesteuert von einem Signal
vom Signalempfänger
von der normalen gesicherten Stellung in die entsicherte Stellung
verschiebbar.
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Falls
es sich bei der Waffe um eine Handfeuerwaffe handelt, ist das Benutzeridentifikationselement 15 vorzugsweise
ein Fingerring, der von einem berechtigten Benutzer der Handfeuerwaffe
getragen werden kann, wie in 2 dargestellt.
Das Element 15 enthält
einen am Ring 15 angebrachten Transponder 14 zum
Empfang eines vom Sender in der Handfeuerwaffe gesendeten Signals.
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Wenn
die Waffe ein Gewehr ist, besteht das Benutzeridentifikationselement 15 vorzugsweise
aus einem Armband.
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Mit
dem Sender in der Handfeuerwaffe ist eine Antwort des Transponders 14 des
Benutzeridentifikationselements 15 auslösbar.
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Mit
dem Transponder 14 des Benutzeridentifikationselements 15 ist
ein Signal vom Sender in der Handfeuerwaffe empfangbar und ein zur
Handfeuerwaffe zurückgesendetes
Transpondersignal erzeugbar.
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Der
Empfänger
in der Handfeuerwaffe besitzt Erkennungsmittel für mindestens eine im Transpondersignal
enthaltene codierte Identifikation sowie ein Mittel zur Erzeugung
eines Ausgangssignals zur Betätigung
der Sicherungsmittel 27, um die Sicherungsmittel in die
entsicherte Stellung zu bringen.
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In
einer bevorzugten Ausführung
weist die im Transpondersignal enthaltene codierte Identifikation eine
hierarchische Struktur auf, die die Identifikation mehrerer berechtigter
Benutzer der Handfeuerwaffe gestattet.
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Der
Empfänger
in der Handfeuerwaffe enthält
weiter einen Amplitudendemodulator zur Demodulation des zur Handfeuerwaffe
gesendeten Transpondersignals.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
weist das erfindungsgemässe
Handfeuerwaffenkontrollsystem weiterhin Programmiermittel zum Codieren der
genannten mindestens einen Identifikation im Transponder und in
den Erkennungsmitteln im Empfänger
der Handfeuerwaffe auf.
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In
einer bevorzugten Ausführung
besitzt das Handfeuerwaffenkontrollsystem ausserdem einen Schalter 33 zur
Verbindung einer Stromversorgung 29 mit den elektrischen
Schaltungen der Kontrollmittel der Handfeuerwaffe.
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In
einer bevorzugten Ausführung
ist die Stromversorgung 29 normalerweise von diesen elektrischen
Schaltungen getrennt und über
den Schalter 33 mit den elektrischen Schaltungen verbindbar, wenn
der Benutzer den Handgriff der Handfeuerwaffe in der Hand hält oder
wenn der Abzug betätigt
wird. Anstelle des Schalters 33 kann ein beliebiges anderes
Aktivierungsmittel verwendet werden, das die Funktion eines Schalters
erfüllt.
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In
einer bevorzugten Ausführung
besitzt das Handfeuerwaffenkontrollsystem ausserdem eine LED-Anzeige 26,
welche dem Benutzer den Batteriezustand und bevorzugt ebenfalls
den Zustand des Handfeuerwaffenkontrollsystems als Ganzes anzeigt.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführung besitzt
das Handfeuerwaffenkontrollsystem weiter eine Vorrichtung 36 oder 37 zur
manuellen Ausserbetriebsetzung des Handfeuerwaffenkontrollsystem. Beide
Vorrichtungen 36, 37 setzen zum Betrieb die Anwesenheit
eines autorisierten Transponders voraus. Die Vorrichtung 36 setzt
die Anwesenheit eines autorisierten Transponders auch zur Wiederherstellung
des gesicherten Zustands voraus. Bei der Vorrichtung 37 kann
der gesicherte Zustand ohne die Anwesenheit eines autorisierten
Transponders wiederhergestellt werden.
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Zur
Stromversorgung dienen Batterien 29. Diese Batterien sind
vorzugsweise in einem Zwischenraum oder Fach unter dem Magazin der
Handfeuerwaffe untergebracht. Das Batteriefach kann auch mit dem
Magazin verbunden sein.
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In
einer bevorzugten Ausführung
dient die Form des Magazinhalters als Teil eines Mechanismus zur
Ausserbetriebsetzung des Handfeuerwaffenkontrollsystems. Dies wird
beispielsweise dadurch erreicht, dass das Kontrollsystem so aufgebaut ist,
dass es ausser Betrieb gesetzt wird, wenn das Magazin entfernt wird.
Dadurch wird verhindert, dass eine in der Handfeuerwaffe verbliebene
Kugel verschossen werden kann.
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Die
Vereinfachung der elektrischen Schaltungen der Kontrollmittel der
Handfeuerwaffe wird ersichtlich beim Vergleich der im erfindungsgemässen Handfeuerwaffenkontrollsystem
verwendeten Empfängerschaltung
mit Amplitudenumtastung (Amplitude Shift Keying, ASK) gemäss 4 mit
einer Empfängerschaltung
mit PSK (Phasenumtastung) oder FSK (Frequenzumtastung) gemäss 3.
Wie aus der letzteren Figur hervorgeht, enthält eine solche Empfängerschaltung
die folgenden in Serie geschalteten Elemente bzw. Blöcke: Antenne 51,
Duplexfilter 5G, Verstärker 53,
Filter 54, Demodulator 55, Filter 56,
Verstärker 57,
A/D-Wandler 58 und Ausgangsleitung 59, während die
Empfängerschaltung
gemäss 4 lediglich
die folgenden in Serie geschalteten Elemente bzw. Blöcke enthält: Antenne 61,
Demodulator 62, Filter 63, Verstärker 64,
A/D-Wandler 65 und Ausgangsleitung 66.
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Eine
weitere Vereinfachung durch die erfindungsgemässe Verwendung von ASK ergibt
sich aus dem Vergleich des Aufbaus des Demodulators 62 für Amplitudenumtastung
(ASK) gemäss 6 mit
dem Aufbau eines FM-Demodulators gemäss 5. Wie letztere
Figur zeigt, weist ein solcher FM-Demodulator die folgenden Elemente
bzw. Blöcke
auf (wobei es sich zum Teil um komplexe Schaltungen handelt): eine
Eingangsleitung 71; eine PLL-Schaltung mit Phasendetektor 73,
ein Tiefpassfilter 74 und einen spannungsgesteuerten Oszillator 75;
einen Widerstand 76, einen Kondensator 77 und
eine Ausgangsleitung 78, während der ASK-Demodulator 62 gemäss 6 nur
die folgenden Elemente bzw. Blöcke enthält (wobei
es sich nur um passive Komponenten handelt): eine Eingangsleitung 81,
eine Diode 82, einen Kondensator 83, Widerstände 84, 85,
einen Kondensator 86 und eine Ausgangsleitung 87.
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Daraus
geht hervor, dass die erfindungsgemässe Verwendung von ASK eine
beträchtliche
Verringerung der Anzahl der Komponenten und somit auch der Grösse der
elektrischen Schaltung des Handfeuerwaffenkontrollsystems gestattet.
Dadurch wird ein höherer
Miniaturisierungsgrad ermöglicht. Ausserdem
sind auch die Herstellungs- und Unterhaltskosten wesentlich geringer
als bei bekannten Systemen.
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Zudem
ermöglicht
die erfindungsgemässe Verwendung
von ASK eine erhebliche Verringerung des Energieverbrauchs des Transceivers
im Leser 23 des Handfeuerwaffenkontrollsystems. Der Energieverbrauch
eines solchen Transceivers ist ungefähr neun mal geringer als derjenige
bekannter Transceiver für ähnliche
Zwecke.
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Ausserdem
liefert die erfindungsgemässe Verwendung
von ASK ein stärkeres
Signal am Eingang des Empfängerteils
des Transceivers im Leser 23. Deshalb ist das erfindungsgemässe Handfeuerwaffenkontrollsystem
zuverlässiger
im Betrieb, und zwar sogar unter Störeinflüssen, welche die Betriebssicherheit
vorbekannter Systeme erheblich beeinträchtigen würden.
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In
einer bevorzugten Ausführung
des Handfeuerwaffenkontrollsystems werden für die Montage der verschiedenen
Teile des Kontrollsystem im Handgriff der Handfeuerwaffe Spezialschrauben 42, 43, 44, 45 verwendet,
welche nur mit Spezialwerkzeugen lösbar sind, um Missbrauch zu
verhindern. Zum weiteren Schutz gegen Missbrauch sind die Schrauben 42 zur
Befestigung des Kontrollsystems an der Handfeuerwaffe innen angebracht.