EP0961912A1 - Induktives zündsystem, insbesondere für infanteriewaffen - Google Patents

Induktives zündsystem, insbesondere für infanteriewaffen

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EP0961912A1
EP0961912A1 EP98912316A EP98912316A EP0961912A1 EP 0961912 A1 EP0961912 A1 EP 0961912A1 EP 98912316 A EP98912316 A EP 98912316A EP 98912316 A EP98912316 A EP 98912316A EP 0961912 A1 EP0961912 A1 EP 0961912A1
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EP
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weapon
ignition
coil
inductive
cartridge
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Heinz Kern
Gerhard Kordel
Gerhard Schmidtner
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Dynamit Nobel AG
Dynamit Nobel GmbH Explosivstoff und Systemtechnik
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Dynamit Nobel AG
Dynamit Nobel GmbH Explosivstoff und Systemtechnik
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41A—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
    • F41A19/00—Firing or trigger mechanisms; Cocking mechanisms
    • F41A19/58—Electric firing mechanisms
    • F41A19/60—Electric firing mechanisms characterised by the means for generating electric energy
    • F41A19/61—Inductive generators

Definitions

  • Inductive ignition system especially for infantry weapons
  • the invention relates to an inductive ignition system, in particular for infantry weapons, according to the preamble of claim 1.
  • Inductive ignition is preferably used for medium-caliber machine guns.
  • a primary coil is arranged in the weapon housing, which interacts inductively with a secondary coil in the ignition system of the cartridge and transmits the ignition energy required for ignition.
  • the ignition energy is provided by an external supply (battery, vehicle electrical system, etc.).
  • cables must be laid.
  • DE 32 31 369 C1 describes an exemplary secondary coil for the cartridge.
  • the invention has for its object to develop an inductive ignition system according to the preamble of claim 1 so that the required ignition energy is generated and provided internally without extra supply.
  • a weapon breech block is arranged in the weapon housing and can be displaced from a cocking position into a firing position, in which the primary coil is located and in that an inductive shock generator is provided for generating the ignition energy, the coil system of which is arranged in the weapon breech block and the magnet system of the weapon housing is, when moving the weapon breech body from the cocking position to the firing position, the coil system glides past the magnet system and induces the required ignition energy in the coil system.
  • an electronic circuit for the temporary storage and / or processing of the ignition energy generated in the coil system of the shock generator and for timely transmission to the primary coil is provided in the weapon breech body.
  • a capacitor is expediently used for intermediate storage and a rectifier for processing.
  • the weapon breech body is preferably displaceable against the force of a spring from the firing position to the cocking position and is moved for cocking via a loading lever.
  • the ignition energy is generated by an inductive shock generator.
  • a "passing" past permanent magnets causes a coil system to be flooded with changing magnetic fields, an induction voltage being tapped at the terminals of the coil system.
  • the inductive shock generator is part of the fixed weapon housing and the movable weapon breech body.
  • the ignition energy storage or intermediate storage in the capacitor and the functional energy transfer into the cartridge via suitable control electronics is integrated in the movable weapon breech body.
  • the invention therefore has the following advantages:
  • the weapon breech body (movable) - hereinafter also called the breech - are the primary coil, a control electronics, not specified, which releases the energy stored in the capacitor (generated by means of an inductive shock generator) on the primary coil when the cartridge is in the chamber and the breech is securely closed (a query may be made beforehand via a sensor or an electronic time delay is provided. It must be ensured that the closure is really closed.).
  • the shock generator is "quasi" divided into two.
  • the energy stored in the capacitor is discharged onto the primary coil via an electronic switch for the purpose of ignition This in turn creates a alternating magnetic field, which is coupled into the inductive igniter of the cartridge; the cartridge fires.
  • the weapon breech body moves back again. The process starts again (e.g. in the event of a continuous fire or burst of fire).
  • the weapon breech body must be brought into the starting position using a suitable device (e.g. loading lever) (it is then in the cocking position). If a shot is to be fired, the weapon breech body is moved forward via the trigger and a corresponding mechanism, the functional sequence is in accordance with the process described.
  • a suitable device e.g. loading lever
  • FIG. 1 shows schematically the mode of operation of the inductive ignition system according to the invention
  • Fig. 2 in sections through a weapon housing with a movable breech the operation of the invention
  • Fig. 3 shows the inductive shock generator or the arrangement of the coil system in the breech and the magnet system in the weapon housing.
  • Fig. 1 shows schematically the operation of an inductive ignition system for infantry weapons.
  • a coil system 7 Arranged in the weapon breech body 5 is a coil system 7 which, together with a magnet system arranged in the weapon housing 1, has a shock generator 6 forms.
  • an electronic circuit 9 With, for example, a rectifier 14, a capacitor 15 and an electronic switch 16.
  • a primary coil 2 At the end facing the cartridge 4, a primary coil 2 is arranged which, when ignited, supplies energy to one arranged in the cartridge 4 Secondary coil 3 transmits.
  • the weapon locking body 5 When the weapon is loaded, the weapon locking body 5 is brought into a cocking position against the force of a spring 10 using the loading lever 11 (only indicated schematically). This clamping position is shown in dashed lines.
  • the spring 10 is tensioned and wants to push the weapon breech body back into the firing position (previously described).
  • a trigger 12 firing lever etc.
  • the coil system 7 slides in the weapon breech body 5 past the magnet system 8 in the weapon housing 1. In this case, an ignition voltage is generated in the coil system 7 and passed to an electronic circuit 9.
  • the connecting wires or conductor tracks are not shown.
  • This electronic circuit 9 contains at least one capacitor 15, a rectifier 14 and an electronic switch 16.
  • a timer or a delay circuit should also be included, which only applies the ignition voltage to the primary coil 2 when the weapon breech body 5 is in the firing position. Before that, it must be ensured that the weapon breech 5 is really in the firing position. This could e.g. B. happen via a sensor element.
  • Fig. 2 shows in individual sections the operation of the inductive ignition system.
  • 2a shows in section a weapon housing 1 in which a displaceable weapon breech body 5 is arranged.
  • a cartridge 4 is in the feed, but not yet in the weapon barrel 13.
  • a coil system 7 is arranged in the weapon breech body 5 and a magnet system 8 in the weapon housing 1. Both together form a shock generator. It is not shown that there is still an electronic circuit and a primary coil in the weapon breech body 5 (see FIG. 1).
  • Fig. 2a shows the weapon breech 5 in its firing position. The spring 10 is relaxed.
  • Fig. 2b shows the same object as Fig. 1a, only the upper part is cut off.
  • Figures 2c, d, e also show the same section.
  • Fig. 2c the weapon breech 5 is in its cocked position.
  • the spring 10 is tensioned and wants to move the weapon breech body 5 into its firing position.
  • a cartridge 4 is located in front of the gun barrel 13.
  • the weapon breech body 5 moves in the direction of the firing position. This is shown in Fig. 2d.
  • the coil system 7 slides past the magnet system 8 and a voltage is induced in the coil system 7. This is stored in the electronic circuit or the capacitor, not shown.
  • Fig. 2e shows the weapon breech body 5 in its firing position.
  • the electronic circuit or the capacitor deliver their stored energy to the primary coil (not shown) (see FIG. 1) and this induces a voltage in the secondary coil in the cartridge 4, which ignites the cartridge 4.
  • the primary coil not shown
  • the inductive shock generator which consists of a coil system 7 in the weapon breech body 5 and a magnet system 8 in the weapon housing 1.
  • the coil system 7 consists of a soft magnetic yoke 17 on which coils are wound.
  • Two or more shock generators are preferably arranged in the weapon breech body 5.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein induktives Zündsystem, insbesondere für Infanteriewaffen, mit einer Primärspule (2), die induktiv mit einer Sekundärspule (3) im Anzündsystem der Patrone (4) zusammenwirkt und die zur Anzündung erforderliche Zündenergie überträgt. Damit die erforderliche Zündenergie intern, also ohne extra Versorgung, erzeugt und bereitgestellt werden kann, wird vorgeschlagen, dass im Waffengehäuse (1) ein von einer Spannstellung in eine Abschusstellung verschiebbarer Waffenverschlusskörper (5) angeordnet ist, in dem sich die Primärspule (2) befindet und dass zur Erzeugung der Zündenergie ein induktiver Stossgenerator (6) vorgesehen ist, dessen Spulensystem (7) im Waffenverschlusskörper (5) und dessen Magnetsystem (8) im Waffengehäuse (1) angeordnet ist, wobei beim Verschieben des Waffenverschlusskörpers (5) von der Spannstellung in die Abschussstellung das Spulensystem (7) am Magnetsystem (8) vorbeigleitet und im Spulensystem (7) die erforderliche Zündenergie induziert.

Description

Induktives Zündsystem, insbesondere für Infanteriewaffen
Die Erfindung betrifft ein induktives Zündsystem, insbesondere für Infanteriewaffen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die induktive Anzündung wird vorzugsweise eingesetzt für Maschinenwaffen im Mittelkaliberbereich. Hierzu ist im Waffengehäuse eine Primärspule angeordnet, die induktiv mit einer Sekundärspule im Anzündsystem der Patrone zusammenwirkt und die zur Anzündung erforderliche Zündenergie überträgt. Die Zündenergie wird durch eine externe Versorgung (Batterie, Bordnetz, etc.) bereitgestellt. Hierzu müssen Kabel verlegt werden. In der DE 32 31 369 C1 ist eine beispielhafte Sekundärspule für die Patrone beschrieben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein induktives Zündsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weiterzubilden, daß die erforderliche Zündenergie intern also ohne extra Versorgung erzeugt und bereitgestellt wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß im Waffengehäuse ein von einer Spannstellung in eine Abschußstellung verschiebbarer Waffenverschlußkörper angeordnet ist, in dem sich die Primärspule befindet und daß zur Erzeugung der Zündenergie ein induktiver Stoßgenerator vorgesehen ist, dessen Spulensystem im Waffenverschlußkörper und dessen Magnetsystem im Waffengehäuse angeordnet ist, wobei beim Verschieben des Waffenverschlußkörpers von der Spannstellung in die Abschußstellung das Spulensystem am Magnetsystem vorbeigleitet und im Spulensystem die erforderliche Zündenergie induziert.
Vorteilhafterweise ist im Waffenverschlußkörper eine elektronische Schaltung zur Zwischenspeicherung und/oder Aufbereitung der im Spulensystem des Stoßgenerators erzeugten Zündenergie und zur zeitgerechten Weitergabe an die Primärspule vorgesehen. Zur Zwischenspeicherung wird zweckmäßigerweise ein Kondensator eingesetzt und zur Aufbereitung ein Gleichrichter. Der Waffenverschlußkörper ist bevorzugt entgegen der Kraft einer Feder von der Abschußstellung in die Spannstellung verschiebbar und wird zum Spannen über einen Ladehebel verschoben.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist durch folgende Merkmale gekennzeichnet:
a) Die Erzeugung der Zündenergie erfolgt durch einen induktiven Stoßgenerator. Ein Spulensystem erfährt durch ein „Vorbeifahren" an Permanentmagneten eine Durchflutung von wechselnden Magnetfeldern, wobei eine Induktionsspannung an den Klemmen des Spulensystems abgegriffen wird.
b) Die notwendige Bewegung zur Generierung der Induktionsspannung wird durch die interne Waffenkinematik (Relativbewegung des Waffenverschlußkörpers zum feststehenden Gehäuse) erreicht.
c) Die Zwischenspeicherung der Energie zur Zündung der Patrone erfolgt in einem Energiekreis (Kondensator) und wird zum Zweck der Zündung der Patrone durch eine geeignete, nicht näher beschriebene Elektronik über ein induktives Übertragungssystem (Primärspule im Waffenverschlußkörper, Sekundärspule in der Patrone) in den induktiven Anzünder der Patrone eingekoppelt. Die Zündung der Patrone wird eingeleitet.
Besondere Merkmale sind:
- Der induktive Stoßgenerator ist Bestandteil des feststehenden Waffengehäuses sowie des beweglichen Waffenverschlußkörpers.
- Die Zündenergiespeicherung bzw. Zwischenspeicherung im Kondensator und der funktionsgerechte Energietransfer in die Patrone über eine geeignete Steuerelektronik ist im beweglichen Waffenverschlußkörper integriert. Die Erfindung hat daher folgende Vorteile:
- Externe Energieversorgung entfällt.
- Bedingt durch den Funktionsablauf in der Waffe ist keine zusätzliche Sicherheitseinrichtung für die Funktionselektronik gegen unbeabsichtigte Schußauslösung notwendig.
- Elektrische Verbindungen zwischen Energiegenerierung, Energiespeicher und Induktionskreis sind unkritisch.
- Sämtliche elektrischen Funktionskomponenten sind integraler Bestandteil des Waffenverschlußkörpers, eine problemlose schnelle Austauschbarkeit durch ein Ersatzteil (Waffenverschlußkörper) ist gegeben.
Im Waffenverschlußkörper (beweglich) - nachfolgend auch Verschluß genannt - befinden sich die Primärspule, eine nicht näher bezeichnete Steuerelektronik, die die im Kondensator gespeicherte Energie (erzeugt mittels induktivem Stoßgenerator) auf die Primärspule dann freigibt, wenn sich die Patrone im Patronenlager befindet und der Verschluß sicher geschlossen ist (Eventuell erfolgt vorher eine Abfrage über einen Sensor oder es ist eine elektronische Zeitverzögerung vorgesehen. Es muß sichergestellt sein, daß der Verschluß auch wirklich zu ist.). Der Stoßgenerator ist „quasi" zweigeteilt.
Im Waffenverschlußkörper befinden sich Spulen, über ein weichmagnetisches Joch gewickelt. Permanentmagnete befinden sich im feststehenden Waffengehäuse. Die beiden Teile sind so angeordnet, daß, wenn aufgrund des „Schußbefehls" der Waffenverschlußkörper von der Spannstellung in Abschußstellung fährt (während dieses Vorgangs wird gleichzeitig die Patrone ins Patronenlager geschoben), das weichmagnetische Joch und die Magnete in Deckung kommen, wodurch im weichmagnetischen Joch eine Magnetflußänderung erfolgt, die eine Spannung in den Spulen induziert. Dieser Spannungsimpuls (eine gedämpfte Schwingung), wird über eine Gleichrichterschaltung dem Kondensator zugeführt und lädt diesen auf. Die im Kondensator gespeicherte Energie wird zum Zwecke der Zündung über einen elektronischen Schalter auf die Primärspule entladen. Hierbei entsteht wiederum ein wechselndes Magnetfeld, welches in den induktiven Anzünder der Patrone eingekoppelt wird; der Zündvorgang der Patrone wird eingeleitet. Der Waffenverschlußkörper fährt wieder zurück. Der Vorgang beginnt von Neuem (z. B. bei Dauerfeuer oder Feuerstoß).
Soll die Waffe zur ersten Schußabgabe aktiviert werden, muß der Waffenverschlußkörper mit Hilfe einer geeigneten Einrichtung (z. B. Ladehebel) in Ausgangsposition gebracht werden (er befindet sich dann in Spannstellung). Soll ein Schuß abgefeuert werden, wird der Waffenverschlußkörper über den Abzug und eine entsprechende Mechanik nach vorne bewegt, der Funktionsablauf ist entsprechend dem beschriebenen Vorgang.
Weitere Merkmale ergeben sich aus den Figuren, die nachfolgend beschrieben sind. Es zeigt:
Fig. 1 schematisch die Funktionsweise des erfindungsgemäßen induktiven Zündsystems,
Fig. 2 in Schnitten durch ein Waffengehäuse mit beweglichem Verschluß die Funktionsweise der Erfindung und
Fig. 3 den induktiven Stoßgenerator bzw. die Anordnung des Spulensystems im Verschluß und des Magnetsystems im Waffengehäuse.
Fig. 1 zeigt schematisch die Funktionsweise eines induktiven Anzündsystems für Infanteriewaffen. In einem Waffengehäuse 1 ist ein verschiebbarer Waffenverschlußkörper 5, auch einfach Verschluß genannt, angeordnet. Angrenzend an den Waffenverschlußkörper 5 befindet sich ein Waffenrohr 13 in dem gerade eine Patrone 4 eingeführt ist. Die Patronenzuführung ist nicht gezeigt.
Im Waffenverschlußkörper 5 ist ein Spulensystem 7 angeordnet, welches zusammen mit einem im Waffengehäuse 1 angeordneten Magnetsystem einen Stoßgenerator 6 bildet. Außerdem befindet sich im Waffenverschlußkörper 5 eine elektronische Schaltung 9 mit beispielhaft einem Gleichrichter 14, einem Kondensator 15 und einem elektronischen Schalter 16. An dem der Patrone 4 zugewandten Ende ist eine Primärspule 2 angeordnet, die bei der Anzündung Energie auf eine in der Patrone 4 angeordnete Sekundärspule 3 überträgt.
Wird die Waffe geladen, dann wird mit dem Ladehebel 11 (nur schematisch angedeutet) der Waffenverschlußkörper 5 gegen die Kraft einer Feder 10 in eine Spannstellung gebracht. Diese Spannstellung ist gestrichelt eingezeichnet. Die Feder 10 ist gespannt und will den Waffenverschlußkörper in die Abschußstellung (vorher beschrieben) zurückdrücken. Beim Schuß wird ein Trigger 12 (Abschußhebel etc.) betätigt und der Waffenverschlußkörper 5 bewegt sich von der Spannstellung in die Abschußstellung. Dabei gleitet das Spulensystem 7 im Waffenverschlußkörper 5 am Magnetsystem 8 im Waffengehäuse 1 vorbei. Hierbei wird eine Zündspannung im Spulensystem 7 erzeugt und an eine elektronische Schaltung 9 geleitet. Die Verbindungsdrähte oder Leiterbahnen sind nicht gezeigt. Diese elektronische Schaltung 9 enthält zumindest einen Kondensator 15, einen Gleichrichter 14 und einen elektronischen Schalter 16. Außerdem sollte noch ein Zeitglied bzw. eine Verzögerungsschaltung enthalten sein, die erst wenn sich der Waffenverschlußkörper 5 in Abschußstellung befindet, die Zündspannung an die Primärspule 2 anlegt. Vorher muß sichergestellt sein, daß sich der Waffenverschlußkörper 5 auch wirklich in der Abschußstellung befindet. Dies könnte z. B. über ein Sensorelement geschehen.
Liegt die Zündspannung an der Primärspule 2 an, wird in der Sekundärspule 3 in der Patrone 4 eine Spannung induziert, die zu einer Anzündung der Patrone 4 führt.
Fig. 2 zeigt in einzelnen Schnitten die Funktionsweise des induktiven Zündsystems. Fig. 2a zeigt im Schnitt ein Waffengehäuse 1 in dem ein verschiebbarer Waffenverschlußkörper 5 angeordnet ist. Eine Patrone 4 befindet sich in der Zuführung, jedoch noch nicht im Waffenrohr 13. Im Waffenverschlußkörper 5 ist, wie schon beschrieben, ein Spulensystem 7 angeordnet und im Waffengehäuse 1 ein Magnetsystem 8. Beide bilden zusammen einen Stoßgenerator. Nicht gezeigt ist, daß sich im Waffenverschlußkörper 5 noch eine elektronische Schaltung und eine Primärspule befinden (siehe Fig. 1 ). Fig. 2a zeigt den Waffenverschlußkörper 5 in seiner Abschußstellung. Die Feder 10 ist entspannt.
Fig. 2b zeigt denselben Gegenstand wie Fig. 1a, nur ist der obere Teil abgeschnitten. Denselben Schnitt zeigen auch die Figuren 2c, d, e.
In Fig. 2c befindet sich der Waffenverschlußkörper 5 in seiner Spannstellung. Die Feder 10 ist gespannt und will den Waffenverschlußkörper 5 in seine Abschußstellung bewegen. Eine Patrone 4 befindet sich vor dem Waffenrohr 13.
Wird der Schuß eingeleitet, dann bewegt sich der Waffenverschlußkörper 5 in Richtung Abschußstellung. Dies zeigt Fig. 2d. Hierbei gleitet das Spulensystem 7 am Magnetsystem 8 vorbei und im Spulensystem 7 wird eine Spannung induziert. Diese wird in der nicht gezeigten elektronischen Schaltung bzw. dem Kondensator gespeichert.
Fig. 2e zeigt den Waffenverschlußkörper 5 in seiner Abschußstellung. Die elektronische Schaltung bzw. der Kondensator geben ihre gespeicherte Energie an die nicht gezeigte Primärspule (siehe Fig. 1 ) ab und diese induziert in der Sekundärspule in der Patrone 4 eine Spannung, welche die Patrone 4 anzündet. Vorher hat der Waffenverschlußkörper 5 die Patrone 4 noch in das Waffenrohr 13 geschoben.
Fig. 3 zeigt den induktiven Stoßgenerator, der aus einem Spulensystem 7 im Waffenverschlußkörper 5 und einem Magnetsystem 8 im Waffengehäuse 1 besteht. Das Spulensystem 7 besteht aus einem weichmagnetischen Joch 17 auf dem Spulen aufgewickelt sind. Bevorzugt werden im Waffenverschlußkörper 5 zwei oder mehrere Stoßgeneratoren angeordnet.

Claims

Ansprüche
1.) Induktives Zündsystem, insbesondere für Infanteriewaffen, mit einer Primärspule (2), die induktiv mit einer Sekundärspule (3) im Anzündsystem der Patrone (4) zusammenwirkt und die zur Anzündung erforderliche Zündenergie überträgt, dadurch gekennzeichnet,
- daß im Waffengehäuse (1 ) ein von einer Spannstellung in eine Abschußstellung verschiebbarer Waffenverschlußkörper (5) angeordnet ist, in dem sich die Primärspule (2) befindet und
- daß zur Erzeugung der Zündenergie ein induktiver Stoßgenerator (6) vorgesehen ist, dessen Spulensystem (7) im Waffenverschlußkörper (5) und dessen Magnetsystem (8) im Waffengehäuse (1 ) angeordnet ist, wobei beim Verschieben des Waffenverschlußkörpers (5) von der Spannstellung in die Abschußstellung das Spulensystem (7) am Magnetsystem (8) vorbeigleitet und im Spulensystem (7) die erforderliche Zündenergie induziert.
2.) Zündsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß im Waffenverschlußkörper (5) eine elektronische Schaltung (9) zur Zwischenspeicherung und/oder Aufbereitung der im Spulensystem (7) des Stoßgenerators (6) induzierten Zündenergie und zur zeitgerechten Weitergabe an die Primärspule (2) vorgesehen ist.
3.) Zündsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Waffenverschlußkörper (5) entgegen der Kraft einer Feder (10) von der Abschußstellung in die Spannstellung verschiebbar ist.
4.) Zündsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Waffenverschlußkörper (5) über einen Ladehebel (11 ) von der Abschußstellung in die Spannstellung verschiebbar ist.
EP98912316A 1997-02-21 1998-02-17 Induktives zündsystem, insbesondere für infanteriewaffen Expired - Lifetime EP0961912B1 (de)

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DE19706863A DE19706863A1 (de) 1996-12-11 1997-02-21 Induktives Zündsystem, insbesondere für Infanteriewaffen
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EP0961912A1 true EP0961912A1 (de) 1999-12-08
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EP (1) EP0961912B1 (de)
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WO (1) WO1998037375A1 (de)

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