EP2113737B1 - Verfahren zum Einlernen eines magnetoelektrischen Sensors eines Waffensystems zur berührungslosen Schaltung einer Beleuchtungseinrichtung einer Visiereinrichtung des Waffensystems - Google Patents

Verfahren zum Einlernen eines magnetoelektrischen Sensors eines Waffensystems zur berührungslosen Schaltung einer Beleuchtungseinrichtung einer Visiereinrichtung des Waffensystems Download PDF

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EP2113737B1
EP2113737B1 EP09005789.4A EP09005789A EP2113737B1 EP 2113737 B1 EP2113737 B1 EP 2113737B1 EP 09005789 A EP09005789 A EP 09005789A EP 2113737 B1 EP2113737 B1 EP 2113737B1
Authority
EP
European Patent Office
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magnetic field
sensor
measuring
field strength
magnetoelectric sensor
Prior art date
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Active
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EP09005789.4A
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French (fr)
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EP2113737A3 (de
EP2113737A2 (de
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Erhard Mutz
Christian Sinn
Christof Wehrmann
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Carl Zeiss Sports Optics GmbH
Original Assignee
Carl Zeiss Sports Optics GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G1/00—Sighting devices
    • F41G1/32—Night sights, e.g. luminescent
    • F41G1/34—Night sights, e.g. luminescent combined with light source, e.g. spot light
    • F41G1/345—Night sights, e.g. luminescent combined with light source, e.g. spot light for illuminating the sights
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G1/00—Sighting devices
    • F41G1/32—Night sights, e.g. luminescent
    • F41G1/34—Night sights, e.g. luminescent combined with light source, e.g. spot light
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G1/00—Sighting devices
    • F41G1/38—Telescopic sights specially adapted for smallarms or ordnance; Supports or mountings therefor

Definitions

  • the invention relates to a method for teaching a weapon system comprising a rifle or a handgun with a sighting device.
  • the sighting device has an illuminable aiming mark (reticle), i. a reticle with a reticle illumination on.
  • reticle illuminable aiming mark
  • the invention further relates to a second method for non-contact switching of the reticle illumination, and to two devices for carrying out the first method.
  • EP 1 596 152 A1 discloses a sighting device for a firearm, with an electric lighting device which is switched on and off by means of a switch contactless.
  • the switch is a closing by the force of a magnetic field REED contact.
  • an electronic semiconductor switch or a mechanical switch is provided.
  • a disadvantage of this sighting device is that it can be used only for a specific firearm and a specific target device, as varies in different weapon systems and target devices, the distance between the magnet and REED contact. If the distance is too great, it may be that the REED contact is not operated even with the firearm unlocked. If the distance is too small, there is a risk that the lighting device remains switched on even when the firearm is secured and the battery is drained.
  • simple REED contacts are not robust enough to survive the accelerations of firing a firearm.
  • the REED sensors known from microsystem technology additionally have the disadvantage that they have too low a sensitivity.
  • the discharge of energy storage e.g. of batteries, kept low. A fast unwanted unloading is prevented.
  • a sighting device is associated with a firearm, i. the sighting device is connected via a fastening device, e.g. a rail system connected to the firearm.
  • the fuse element of a firearm is assigned a permanent magnet which generates a magnetic field.
  • the associated permanent magnet can be attached to the fuse element or arranged in the fuse element.
  • the fuse element is used to put the firearm in readiness for fire, i. for securing and unlocking the firearm.
  • an MME sensor is fastened in the area of the sighting device, for example in the sighting device, on the sighting device or in / on the fastening device for fastening the sighting device to the firearm.
  • an MME sensor is fastened in the area of the sighting device, for example in the sighting device, on the sighting device or in / on the fastening device for fastening the sighting device to the firearm.
  • the MME sensor can be arranged below the sighting device in / on the firearm itself.
  • a change in the distance between the permanent magnet and the MME sensor arranged in the region of the sighting device generates a magnetic field change detectable by the MME sensor.
  • An MME sensor associated control electronics triggers when passing, ie exceeding or falling below a defined limit of the magnetic field strength an activation or deactivation of the illumination of the sighting device.
  • MME sensors The operating principle of the measuring magnetoelectric sensors advantageously used for this invention, abbreviated to MME sensors, is based on magnetoelectrics.
  • the MME sensors are understood to mean the following group of sensors: AMR, TMR, CMR, EMR, GMR sensor, sensor based on magnetoinductive or magnetostrictive effects, sensor based on the Hall effect. Common to all is an output signal dependent on the magnetic field strength and to be measured (measurement signal).
  • a metallic or dielectric layer system reacts by changing the ohmic resistance to a magnetic field change (MR: magnetoresistive).
  • MR magnetoresistive
  • AMR, TMR, CMR, EMR and GMR sensors anisotropic, tunnel, collossale, extraordinary, giant
  • sensors based on magnetoinductive or magnetostrictive effects and the Hall effect are known and applicable.
  • the invention is described with reference to a GMR sensor, the most advantageous type of sensor for the invention. It has the necessary sensitivity to ensure the function of the switch regardless of the usual distance of the fuse element to the target device.
  • GMR sensors are often used as read heads in hard drives.
  • the magnetic field does not serve the transmission of information in the conventional sense as in radio or television. Rather, the information transfer is done by changing the strength of a magnetic field caused by the movement of the fuse element. Under information here is the distance of the fuse element from the sensor to understand.
  • the MME sensor In order for the MME sensor to respond to a distance change predetermined by the geometry of the weapon system and the sighting device, it is taught in advance.
  • the MME sensor is superior to the REED contact, because with this such a teach-in function can not be realized.
  • the teach-in process is based on the fact that with the MME sensor magnetic field strengths can be measured, while, for example, a REED contact switches only digital. Since the permanent magnet is usually quite far, e.g. 20 mm, located away from the sighting device and thus at the location of the MME sensor a very small magnetic field strength caused by the permanent magnet prevails, the control electronics can be reproducibly put into a learning state by a large magnetic field strength in comparison. The change of the magnetic field strength can be done by approaching a teach-in magnet to the MME sensor. This significantly increases the magnetic field strength detectable at the MME sensor. Alternatively, instead of changing the magnetic field strength, a modulated magnetic field may be provided, which is generated by a modulation device.
  • the MME sensor In the learning state, the MME sensor, after removal of the teach-in magnet or modulation device, measures the magnetic field strength prevailing through the permanent magnet on the MME sensor. A renewed approach of the teach-in magnet or the modulation device switches off this measurement again; the measured value is stored and will in future be used to detect the location of the fuse element. This procedure can be repeated for any number of locations of the security element, in particular the secure and the unsecured state, and thus switching states of the sighting device.
  • the securing element may be formed, for example, as a safety slide or safety lever.
  • the MME sensor Since the MME sensor measures the current magnetic field strength, it can also be used to monitor the measured values stored in the teach-in process. So it is conceivable that due to the shot load, e.g. shifts the sighting device with respect to the securing element. This changes the measured values in the end positions. About storing these measurements, e.g. as a function of time, these shifts can be detected and presented to the user, e.g. be signaled by a light or sound. He then has the opportunity to readjust his weapons system again.
  • FIG. 1 An example of the weapon system, the sighting device and the two devices according to the invention for carrying out the first method is shown in FIG. 1 shown.
  • the two methods of the invention will become apparent from this example and the flow charts Figures 2 and 3 explained.
  • FIG. 1 shows a weapon system 1 consisting of a firearm 2 and a sighting device 3.
  • the Laufselelen axis of the firearm 2 is denoted by L and the optical axis of the sighting device 3 with A.
  • the sighting device 3 is fastened with a fastening device 4, for example a rail system, on the firearm 2.
  • the firearm 2 has a securing element 5, for example a clamping slide. This can, for example, be moved parallel to the barrel axis L. This movement is indicated by a double arrow.
  • the fuse element 5 is used for putting the firearm 2 in readiness for fire, ie for securing and unlocking the firearm.
  • the fuse element 5 is associated with a permanent magnet 6, which generates a magnetic field.
  • the permanent magnet 6 is fixed for example on the securing element 5 or arranged in the securing element 5.
  • the securing element 5 together with the permanent magnet can be moved parallel to the barrel axis in the direction of the sighting device 3 (double arrow). It may alternatively be provided that the direction of movement is oblique to the Laufselelenachse L.
  • the sighting device 3 is associated with a GMR sensor 7. This can be in the sighting device 3 or as in FIG. 1 shown outside the sighting device 3 be mounted.
  • the securing element 5 is now moved in the direction of the sighting device 3 for unlocking, changing magnetic field strengths are determined by the GMR sensor 7 on the basis of the approaching permanent magnet 6. If a certain maximum value is exceeded, the reticle illumination 10 is switched on. It can now be aimed at lighting. If the securing element 5 is then moved back again, then the magnetic field intensities determined by the GMR sensor 7 change again due to the permanent magnet 6 being removed. When falling below a minimum value then the reticle lighting 10 is turned off.
  • the sighting device 3 has for this purpose an electronic control system 11.
  • Both firearm 2 and sighting device 3 are individually selected by the user and then usually connected to a gunsmith 8 by means of a fastening device 4 to a weapon system 1.
  • a fastening device 4 to a weapon system 1.
  • there are different working distances between the permanent magnet 6 of the fuse element These depend inter alia on the geometric design, for example the length of the sighting device 3, the arrangement of the securing element 5 on the firearm 3 and the geometrical design of the fastening device 4.
  • the GMR sensor 7 Due to the extended possible measuring distance range of the GMR sensor 7 of, for example, about 2 mm to about 30 mm depending on the strength of the permanent magnet 6, a non-contact circuit of the lighting device 10 for a variety of weapon systems, the different working distances between GMR sensor and permanent magnet 6 can be achieved.
  • a battery compartment 13 with battery (s) for supplying the electric lighting device 10 with power may be present.
  • FIG. 2 shows a flowchart of the method for teaching the GMR sensor 7.
  • the flowchart can be applied to the two output cases “secured output state” or "unsecured output state”.
  • the flowchart begins with a standby position of the GMR sensor.
  • an on / off button (Bel.-Button) or similar. be provided.
  • the strong magnetic field generated in the process steps a) and e) can e.g. for a period of 1-20 seconds or longer.
  • the method steps for teaching the GMR sensor 7 can be carried out during assembly of the sighting device 3, e.g. of the riflescope to be performed by the gunsmith 8.
  • the GMR sensor 7 move too far away from the fuse element 5, e.g. due to a displacement of the sighting device 3 on the fastening device 4, this magnetic field change can be detected by the GMR sensor 7 and an alarm device 12 can be activated when a certain value is exceeded. This can then warn the user of a visual or audible signal.
  • a termination condition may terminate the teach-in process.
  • FIG. 3 shows the flow of the method for non-contact switching of the illumination device 10 of a weapon system 1 using a flow chart.
  • the flowchart can be used for both cases, i. read the initially saved or the unsecured state.
  • an on / off element e.g. Pulling a button (Bel.-Button)
  • the electric lighting device By actuating an on / off element, e.g. Pulling a button (Bel.-Button), the electric lighting device, the GMR sensor is put into a standby mode.
  • the lighting In the secured state, the lighting (Bel.) Is switched off and in the unsecured state, the lighting is switched on.
  • the lighting device can be switched off even when the weapon is unlocked.
  • FIGS. 1 to 3 were exemplified with a GMR sensor. Of course, another sensor from the group of MME sensors could be used.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einlernen eines Waffensystems umfassend ein Gewehr oder eine Handfeuerwaffe mit einer Visiereinrichtung. Die Visiereinrichtung weist eine beleuchtbare Zielmarke (Absehen), d.h. ein Absehen mit einer Absehenbeleuchtung auf. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein zweites Verfahren zum berührungslosen Schalten der Absehenbeleuchtung, sowie zwei Vorrichtungen zur Durchführung des ersten Verfahrens.
  • Aus den Schriften DE 199 60 420 A1 , WO 2005/022067A2 und US 5 522 167 A sind Absehenbeleuchtungen bekannt. Bei der Benutzung einer Absehenbeleuchtung kann deren Batterie sich schnell entleeren. US 2002/045998A1 , die einen Ausgangspunkt für den Anspruch 1 bildet, offenbart einen Näherungs-Detektor bei dem der Detektionsbereich für unterschiedliche Verwendungen automatisch angepasst werden kann.
  • EP 1 596 152 A1 offenbart eine Visiervorrichtung für eine Schusswaffe, mit einer elektrischen Beleuchtungseinrichtung, die mittels eines Schalters berührungslos ein- und ausschaltbar ist. Bevorzugt ist der Schalter ein durch die Kraftwirkung eines magnetischen Feldes schließender REED-Kontakt. Alternativ ist ein elektronischer Halbleiterschalter oder ein mechanischer Schalter vorgesehen. Nachteilig an dieser Visiervorrichtung ist, dass sie nur für eine bestimmte Feuerwaffe und eine bestimmte Zielvorrichtung angewandt werden kann, da bei unterschiedlichen Waffensystemen und Zielvorrichtungen der Abstand zwischen Magnet und REED-Kontakt variiert. Ist der Abstand zu groß, kann es sein, dass der REED-Kontakt auch bei entsicherter Feuerwaffe nicht betätigt wird. Bei zu kleinem Abstand besteht die Gefahr, dass auch bei gesicherter Feuerwaffe die Beleuchtungseinrichtung eingeschaltet bleibt und sich die Batterie entleert. Außerdem sind einfache REED-Kontakte nicht robust genug, um die beim Abfeuern einer Schusswaffe entstehenden Beschleunigungen zu überstehen. Die aus der Mikrosystemtechnik bekannten REED-Sensoren weisen zusätzlich den Nachteil auf, dass sie eine zu geringe Empfindlichkeit aufweisen.
  • Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, zwei Verfahren, sowie zwei Vorrichtungen zur Durchführung des ersten Verfahrens zur Verfügung zu stellen, die für unterschiedliche Waffensysteme ein berührungsloses Schalten der Absehenbeleuchtung in robuster Ausführungsform ermöglichen.
  • Des Weiteren besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, bei der Beleuchtung des Absehens Energie zu sparen.
  • Diese Aufgaben werden mit den beiden Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 5 gelöst. Des Weiteren werden die Aufgaben durch zwei Vorrichtungen nach Ansprüchen 6 und 7 gelöst.
  • Mit der Erfindung kann das Entladen von Energiespeichern, z.B. von Batterien, gering gehalten werden. Ein schnelles ungewolltes Entladen wird verhindert.
  • Bei dem Waffensystem ist eine Visiereinrichtung einer Feuerwaffe zugeordnet, d.h. die Visiereinrichtung ist über eine Befestigungseinrichtung, z.B. ein Schienensystem, mit der Feuerwaffe verbunden.
  • Bei dem Waffensystem wird dem Sicherungselement einer Schusswaffe ein Permanentmagnet zugeordnet, welcher ein magnetisches Feld erzeugt. Der zugeordnete Permanentmagnet kann dabei an dem Sicherungselement befestigt oder in dem Sicherungselement angeordnet sein. Das Sicherungselement dient dem Versetzen der Feuerwaffe in Feuerbereitschaft, d.h. zum Sichern und Entsichern der Feuerwaffe. Bei Bewegung des Sicherungselements wird auch der Permanentmagnet bewegt. Im Bereich der Visiereinrichtung, beispielsweise in der Visiereinrichtung, an der Visiereinrichtung oder in/an der Befestigungseinrichtung zur Befestigung der Visiereinrichtung an der Feuerwaffe ist ein MME-Sensor befestigt. In einer weiteren Ausführungsform kann der MME-Sensor unterhalb der Visiereinrichtung in/an der Feuerwaffe selbst angeordnet sein.
  • Eine Veränderung des Abstandes des Permanentmagneten zum im Bereich der Visiereinrichtung angeordneten MME-Sensor erzeugt eine vom MME-Sensor erfassbare Magnetfeldänderung. Eine dem MME-Sensor zugeordnete Steuerungselektronik löst beim Passieren, d.h. Überschreiten oder Unterschreiten, eines definierten Grenzwertes der Magnetfeldstärke eine Aktivierung oder Deaktivierung der Beleuchtung der Visiereinrichtung aus.
  • Das Wirkprinzip der vorteilhaft für diese Erfindung eingesetzten messenden magnetoelektrischen Sensoren, abgekürzt MME-Sensoren, beruht auf der Magnetoelektrik. Unter den MME-Sensoren wird folgende Gruppe von Sensoren verstanden: AMR-, TMR, CMR-, EMR-, GMR-Sensor, Sensor auf Basis von magnetoinduktiven oder magnetorestriktiven Effekten, Senor auf Basis des Hall-Effekts. Allen gemeinsam ist ein von der Magnetfeldstärke abhängiges und zu messendes Ausgangssignal (Messsignal).
  • Üblicherweise reagiert ein metallisches oder dielektrisches Schichtsystem durch eine Änderung des ohmschen Widerstandes auf eine Magnetfeldänderung (MR: magnetoresistiv). Dies ist der Fall bei AMR-, TMR-, CMR, EMR- und GMR-Sensoren (anisotropic, tunnel, collossale, extraordinary, giant) welche alle für die vorgelegte Erfindung nutzbar sind. Außerdem sind Sensoren auf Basis von magnetoinduktiven oder magnetostriktiven Effekten sowie dem Hall-Effekt bekannt und anwendbar. Beispielhaft wird die Erfindung anhand eines GMR-Sensors geschildert, dem für die Erfindung vorteilhaftesten Sensortyp. Er besitzt die notwendige Empfindlichkeit, um unabhängig von der üblichen Entfernung des Sicherungselements zur Zielvorrichtung die Funktion des Schalters zu gewährleisten. GMR-Sensoren werden häufig als Leseköpfe in Festplatten verwendet.
  • Bei dem Waffensystem dient das magnetische Feld nicht der Informationsübertragung im herkömmlichen Sinne wie bei Funk oder Fernsehen. Vielmehr erfolgt die Informationsübertragung durch die Änderung der Stärke eines Magnetfeldes, verursacht durch die Bewegung des Sicherungselements. Unter Information ist hierbei der Abstand des Sicherungselements vom Sensor zu verstehen.
  • Damit der MME-Sensor auf eine durch die Geometrie von Waffensystem samt Visiereinrichtung vorgegebene Entfernungsänderung reagieren kann, wird er vorab eingelernt. Hier ist der MME-Sensor dem REED-Kontakt überlegen, da mit diesem eine derartige Einlernfunktion nicht realisiert werden kann.
  • Der Einlernvorgang beruht darauf, dass mit dem MME-Sensor Magnetfeldstärken gemessen werden können, während beispielsweise ein REED-Kontakt nur digital schaltet. Da der Permanentmagnet sich in der Regel recht weit, z.B. 20 mm, von der Visiereinrichtung entfernt befindet und damit am Ort des MME-Sensors eine recht geringe durch den Permanentmagneten hervorgerufene Magnetfeldstärke herrscht, lässt sich im Vergleich dazu durch eine große Magnetfeldstärke die Steuerungselektronik reproduzierbar in einen Lernzustand versetzen. Die Änderung der Magnetfeldstärke kann durch Annähern eines Einlern-Magneten an den MME-Sensor erfolgen. Hierdurch wird die am MME-Sensor erfassbare Magnetfeldstärke deutlich erhöht. Alternativ kann anstatt der Änderung der Magnetfeldstärke ein moduliertes Magnetfeld vorgesehen sein, welches von einer Modulationseinrichtung erzeugt wird. In dem Lernzustand misst der MME-Sensor nach Entfernen des Einlernmagneten oder Modulationseinrichtung die durch den Permanentmagneten am MME-Sensor herrschende Magnetfeldstärke. Eine erneute Annäherung des Einlern-Magneten oder der Modulationseinrichtung schaltet diese Messung wieder aus; der Messwert wird gespeichert und dient zukünftig der Detektion des Ortes des Sicherungselements. Diese Prozedur lässt sich für beliebig viele Orte des Sicherungselements, insb. den gesicherten und den ungesicherten Zustand, und damit Schaltzustände der Visiereinrichtung wiederholen.
  • Anstelle des Hinführens und Entfernens kann auch ein An- und Ausschalten der Modulationseinrichtung (Aktivierung und Passivierung) oder des Einlernmagneten, in diesem Fall wäre es dann ein Elektromagnet, vorgesehen sein.
  • Das Sicherungselement kann beispielsweise als Sicherungsschieber oder Sicherungshebel ausgebildet sein.
  • Aufgrund des Sicherungselements, dessen Abstand zum MME-Sensor sich bei Betätigung verändert, ist es möglich, eine berührungslose Schaltung der Absehenbeleuchtung zu erlangen. Aufgrund des Messprinzips des MME-Sensors ist es möglich, diese berührungslose Schaltung unabhängig vom Waffensystem und dessen geometrischer Ausbildung zu erlangen.
  • Da der MME-Sensor die aktuelle Magnetfeldstärke misst, lässt er sich auch zur Überwachung der im Einlernvorgang gespeicherten Messwerte einsetzen. So ist es denkbar, dass sich aufgrund der Schussbelastung z.B. die Visiereinrichtung in Bezug auf das Sicherungselement verschiebt. Damit ändern sich die Messwerte in den Endpositionen. Über ein Speichern dieser Messungen, z.B. als Funktion der Zeit , können diese Verschiebungen ermittelt und dem Nutzer, z.B. durch ein Leucht- oder Tonsignal, mitgeteilt werden. Er hat dann die Möglichkeit, sein Waffensystem wieder nachjustieren zu lassen.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Ein Beispiel des Waffensystems, der Visiereinrichtung und der beiden erfindungsgemäßen Vorrichtungen zur Durchführung des ersten Verfahrens ist in Figur 1 dargestellt. Die beiden erfindungsgemäßen Verfahren werden anhand dieses Beispiels und der Flussdiagramme nach Figuren 2 und 3 erläutert.
  • Es zeigen
    • Figur 1:
    ein Waffensystem mit externem Magneten, alternativ mit externer Modulationseinrichtung,
    Figur 2:
    ein Flussdiagramm zum Verfahren "Einlernen des MME-Sensors", und
    Figur 3:
    ein Flussdiagramm zum Verfahren "Berührungsloses Schalten der Beleuchtungseinrichtung eines Waffensystems".
  • Figur 1 zeigt ein Waffensystem 1 bestehend aus einer Feuerwaffe 2 und einer Visiereinrichtung 3. Die Laufseelenachse der Feuerwaffe 2 ist mit L und die optische Achse der Visiereinrichtung 3 mit A bezeichnet.
  • Die Visiereinrichtung 3 ist mit einer Befestigungseinrichtung 4, beispielsweise einem Schienensystem, auf der Feuerwaffe 2 befestigt.
  • Die Feuerwaffe 2 weist ein Sicherungselement 5, z.B. einen Spannschieber, auf. Dieses kann zum Beispiel parallel zur Laufseelenachse L bewegt werden. Diese Bewegung ist durch einen Doppelpfeil angezeigt. Das Sicherungselement 5 dient dem Versetzen der Feuerwaffe 2 in Feuerbereitschaft, d.h. zum Sichern und Entsichern der Feuerwaffe. Dem Sicherungselement 5 ist ein Permanentmagnet 6 zugeordnet, der ein magnetisches Feld erzeugt. Der Permanentmagnet 6 ist z.B. auf dem Sicherungselement 5 befestigt oder im Sicherungselement 5 angeordnet.
  • Das Sicherungselement 5 samt Permanentmagnet kann parallel zur Laufseelenachse in Richtung der Visiereinrichtung 3 verschoben werden (Doppelpfeil). Es kann alternativ vorgesehen sein, dass die Bewegungsrichtung schräg zu der Laufseelenachse L verläuft.
  • Der Visiereinrichtung 3 ist ein GMR-Sensor 7 zugeordnet. Dieser kann in der Visiereinrichtung 3 oder -wie in Figur 1 dargestellt- außen an der Visiereinrichtung 3 angebracht sein.
  • Wird das Sicherungselement 5 zum Entsichern nun in Richtung der Visiereinrichtung 3 bewegt, so werden von dem GMR-Sensor 7 aufgrund des sich nähernden Permanentmagneten 6 sich ändernde Magnetfeldstärken ermittelt. Bei Überschreitung eines bestimmten Maximalwertes wird die Absehenbeleuchtung 10 eingeschaltet. Es kann nun bei Beleuchtung gezielt werden. Wird anschließend das Sicherungselement 5 wieder zurückbewegt, so ändern sich die vom GMR-Sensor 7 ermittelten Magnetfeldstärken aufgrund des sich entfernenden Permanentmagneten 6 wiederum. Bei Unterschreitung eines Minimalwertes wird dann die Absehenbeleuchtung 10 abgeschaltet.
  • Damit der Beleuchtungsvorgang bei unterschiedlichsten Waffensystemen 1 stattfinden kann, ist ein Verfahren zum Einlernen des Waffensystems 1 mit einem externen Einlernmagneten 9 oder einer gestrichelt dargestellten Modulationseinrichtung 14 vorgesehen. Die Visiereinrichtung 3 weist hierfür eine Steuerungselektronik 11 auf.
  • Sowohl Feuerwaffe 2 als auch Visiereinrichtung 3 werden von dem Benutzer individuell ausgesucht und anschließend üblicherweise bei einem Büchsenmacher 8 mit Hilfe einer Befestigungseinrichtung 4 zu einem Waffensystem 1 verbunden. Beim Aufbau kommt es zu unterschiedlichen Arbeitsabständen zwischen dem Permanentmagneten 6 des Sicherungselements 5 und dem GMR-Sensor 7 der Visiereinrichtung 3. Diese hängen u. a. von der geometrischen Ausbildung, z.B. der Länge der Visiereinrichtung 3, der Anordnung des Sicherungselements 5 an der Feuerwaffe 3 und der geometrischen Ausbildung der Befestigungseinrichtung 4 ab.
  • Aufgrund des ausgedehnten möglichen Messabstandsbereiches des GMR-Sensors 7 von beispielsweise ca. 2 mm bis ca. 30 mm in Abhängigkeit von der Stärke des Permanentmagneten 6 kann eine berührungslose Schaltung der Beleuchtungseinrichtung 10 für eine Vielzahl an Waffensystemen, die unterschiedliche Arbeitsabstände zwischen GMR-Sensor 7 und Permanentmagnet 6 aufweisen, erreicht werden.
  • In oder an der Visiereinrichtung kann ein Batteriefach 13 mit Batterie(n) zur Versorgung der elektrischen Beleuchtungseinrichtung 10 mit Strom vorhanden sein.
  • Figur 2 zeigt anhand eines Flussdiagramms das Verfahren zum Einlernen des GMR-Sensors 7. Das Flussdiagramm kann auf die beiden Ausgangsfälle "gesicherter Ausgangszustand" oder "ungesicherter Ausgangszustand" angewendet werden. Bei den Diagrammpunkten "Messwert 1" und "Messwert 2" ist in Klammern beispielhaft der Zustand für ein anfangs gesichertes und dann ungesichertes Waffensystem wiedergegeben.
  • Das Flussdiagramm beginnt mit einer Standby-Stellung des GMR-Sensors. Um den GMR-Sensor in den Standby-Zustand zu versetzen, kann ein An-/Ausschaltknopf (Bel.-Knopf) o.ä. vorgesehen sein.
  • Das Flussdiagramm soll nun beispielhaft an einer anfangs gesicherten Feuerwaffe, d.h. bei ausgeschalteter Beleuchtung, beschrieben werden. Zum Einlernen finden folgende Verfahrensschritte bei einem Waffensystem 1 statt:
    1. a) Erzeugung eines starken Magnetfeldes am GMR-Sensor, z.B. durch Annäherung eines externen Einlern-Magneten 9 an den GMR-Sensor 7. Die vom GMR-Sensor 7 erfasste sehr hohe Magnetfeldstärke versetzt eine Steuerungselektronik 11 der Visiereinrichtung 3 in einen Lernmodus. Als Grenzwert zum Einsetzen des Lernmodus kann beispielsweise eine Magnetfeldstärke von > 100 kA/m vorgesehen sein. Um dies für den Anwender, beispielsweise den Büchsenmacher 8, sichtbar zu machen, kann der Lernmodus durch ein Zeichen, z.B. eine mit einer ersten Frequenz blinkende Absehenbeleuchtung 10, angezeigt werden.
    2. b) Beseitigung des starken Magnetfeldes am GMR-Sensor, z.B. durch Entfernung des externen Einlern-Magneten 9 aus dem Messbereich des GMR-Sensors 7.
    3. c) Messung und Speicherung der aktuellen Magnetfeldstärke am GMR-Sensor 7 durch die Steuerungselektronik 11, z.B. nach einer festgelegten Zeitverzögerung. Dies ergibt einen ersten Messwert, im vorliegenden Beispiel bei gesicherter Feuerwaffe.
    4. d) Entsichern der Feuerwaffe 2, z.B. nach einer festgelegten Zeitverzögerung. Dabei wird das Sicherungselement 5 der Feuerwaffe 2 in der Regel in Richtung der Visiereinrichtung 3 bewegt. Es ist auch vorstellbar, dass das Sicherungselement 5 von der Visiereinrichtung 3 weg bewegt wird.
    5. e) Erneute Erzeugung eines starken Magnetfeldes am GMR-Sensor, z.B. durch Annäherung des externen Einlern-Magneten 9 an den GMR-Sensor 7. Die vom GMR-Sensor 7 erfasste sehr hohe Magnetfeldstärke versetzt die Steuerungselektronik 11 der Visiereinrichtung 3 in einen Lernmodus. Als Grenzwert zum Einsetzen des Lernmodus kann beispielsweise eine Magnetfeldstärke von > 100 kA/m vorgesehen sein. Um dies für den Anwender, beispielsweise den Büchsenmacher 8, sichtbar zu machen, kann der Lernmodus durch ein Zeichen, z.B. eine mit einer zweiten Frequenz blinkende Absehenbeleuchtung 10, angezeigt werden.
    6. f) Beseitigung des starken Magnetfeldes am GMR-Sensor, z.B. durch Entfernung des externen Einlern-Magneten 9 aus dem Messbereich des GMR-Sensors 7.
    7. g) Messung und Speicherung der aktuellen -in der Regel höheren- Magnetfeldstärke am GMR-Sensor 7, z.B. nach einer weiteren festgelegten Zeitverzögerung. Dies ergibt einen zweiten Messwert.
    8. h) Anschließend, z.B. nach Ablauf einer weiteren festgelegten Zeitverzögerung, verlässt der GMR-Sensor 7 den Lernmodus. Da die Feuerwaffe 2 entsichert ist, leuchtet die Absehenbeleuchtung und wird bei korrekt erfolgtem Einlernvorgang beim Sichern erlöschen.
  • Das in den Verfahrensschritten a) und e) erzeugte starke Magnetfeld kann z.B. für eine Zeitdauer von 1-20 Sekunden oder auch länger anhalten.
  • Das Erzeugen des starken Magnetfeldes durch den externen Einlernmagneten 9 kann durch folgenden Ablauf ersetzt werden:
    • Einsetzen einer Modulationseinrichtung 14 bei der deren Magnetfeldstärke zeitlich moduliert wird. Die Steuerungselektronik des GMR-Sensors wurde so programmiert, das sie an der Art der Modulation, z.B. der Modulationsfrequenz, erkennt, welche Position des Sicherungselements eingestellt wurde und speichert die Magnetfeldstärke entsprechend. Diese alternative Methode, d.h. anstelle einer sehr hohen Magnetfeldstärke bedingt durch den Einlernmagneten mit einem modulierten Feld zu arbeiten und somit einfach die Lernmodi zu wechseln, befreit den Büchsenmacher von einem starren Ablauf des Einlernens.
  • Die Verfahrensschritte zum Einlernen des GMR-Sensors 7 können bei der Montage der Visiereinrichtung 3, z.B. des Zielfernrohrs, durch den Büchsenmacher 8 durchgeführt werden.
  • Es ist auch vorstellbar, das Einlernen mit einer entsicherten Feuerwaffe zu beginnen, die während des Einlernvorganges gesichert wird.
  • Das Entsichern bzw. alternativ das Sichern, falls die Feuerwaffe vorher entsichert warkann vor oder im Anschluss an die Aktivierung des Lernmodus vorgenommen werden. Wird das Entsichern erst nach der Aktivierung vorgenommen, so ist eine ausreichende Zeitverzögerung vorzusehen, damit der GMR-Sensor den richtigen zweiten Messwert ermitteln kann.
  • Das einfache oder wiederholte Annähern des externen Magneten 9 an die Feuerwaffe 2 und das anschließende Entfernen kann anstelle von Hand oder auch mit einer geeigneten automatisierten Vorrichtung durchgeführt werden.
  • Sollte bei wiederholter Benutzung des Waffensystems 1 sich der GMR-Sensor 7 von dem Sicherungselement 5 zu weit entfernen, z.B. aufgrund einer Verschiebung der Visiereinrichtung 3 auf der Befestigungseinrichtung 4, so kann diese Magnetfeldänderung vom GMR-Sensor 7 erfasst und bei Überschreitung eines bestimmten Wertes eine Alarmeinrichtung 12 aktiviert werden. Diese kann dann den Benutzer über ein visuelles oder akustisches Signal warnen.
  • Falls der Büchsenmacher nicht dem vorgesehenen Ablauf folgt, kann eine Abbruchbedingung (Time-Out) den Einlernvorgang beenden.
  • Leerzeile einfügen Figur 3 zeigt anhand eines Flussdiagramms den Ablauf des Verfahrens zum berührungslosen Schalten der Beleuchtungseinrichtung 10 eines Waffensystems 1.
  • Das Flussdiagramm kann für beide Fälle, d.h. den anfangs gesicherten oder den ungesicherten Zustand gelesen werden. Durch Betätigen eines Ein-/Ausschaltelements, z.B. Ziehen eines Knopfes (Bel.-Knopf), der elektrischen Beleuchtungseinrichtung wird der GMR-Sensor in einen Standby-Betrieb versetzt. Im gesicherten Zustand ist die Beleuchtung (Bel.) ausgeschaltet und im ungesicherten Zustand ist die Beleuchtung eingeschaltet.
  • Beispielhaft sollen nun anhand einer eingangs gesicherten Waffe die Verfahrensschritte erläutert werden.
  • Es finden folgende Verfahrensschritte statt:
    1. a) eine Stellungsänderung des Sicherungselements 5, z.B. eines Spannschiebers, samt Permanentmagnet 6, z.B. beim Entsichern, bewirkt eine Änderung der magnetischen Feldstärke. Die magnetische Feldstärke steigt üblicherweise an, da bei den meisten Feuerwaffen 2 beim Entsichern das Sicherungselement 5 näher an die Visiereinrichtung geführt wird,
    2. b) beim Passieren eines definierten Grenzwertes der magnetischen Feldstärke, insbesondere ≥ 90% des ersten Messwertes, wird die Beleuchtung der Beleuchtungseinrichtung 10 mittels einer Steuerungselektronik 11 angeschaltet,
    3. c) eine weitere Stellungsänderung des Sicherungselements 5 samt Permanentmagnet 6, z.B. beim Sichern bewirkt eine erneute Änderung der magnetischen Feldstärke,
    4. d) bei Passieren eines weiteren definierten Grenzwertes der magnetischen Feldstärke, insbesondere ≤ 110 % des zweiten Messwertes, wird die Beleuchtung der Beleuchtungseinrichtung 10 mittels der Steuerungselektronik 11 wieder ausgeschaltet.
  • Diese Schritte werden bei jedem Sichern und Entsichern wiederholt. Dadurch kann Batteriestrom eingespart werden.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Beleuchtungseinrichtung auch bei entsicherter Waffe ausgeschaltet werden kann.
  • Die Figuren 1 bis 3 wurden beispielhaft mit einem GMR-Sensor erläutert. Selbstverständlich könnte auch ein anderer Sensor aus der Gruppe der MME-Sensoren verwendet werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1.
    Waffensystem
    2.
    Feuerwaffe
    3.
    Visiereinrichtung
    4.
    Befestigungseinrichtung
    5.
    Sicherungselement
    6.
    Permanentmagnet
    7.
    MME-Sensor
    8.
    Bediener
    9.
    externer Einlern-Magnet
    10.
    elektrische Beleuchtungseinrichtung (Bel.)
    11.
    Steuerungselektronik
    12.
    Alarmeinrichtung
    13.
    Batteriefach
    14.
    Modulationseinrichtung
    L
    Laufseelenachse der Feuerwaffe
    A
    optische Achse der Visiereinrichtung

Claims (7)

  1. Verfahren für ein individuelles Waffensystem (1),
    wobei das Waffensystem (1) umfasst:
    eine Feuerwaffe (2) sowie eine zugeordnete Visiereinrichtung (3) mit einer elektrischen ein- und ausschaltbaren Beleuchtungseinrichtung (10), wobei einem zwischen einer ersten und einer zweiten Position bewegbaren Sicherungselement (5) der Feuerwaffe (2) ein Permamentmagnet (6) zur Erzeugung eines magnetischen Feldes zugeordnet ist, und der Visiereinrichtung (3) ein messender magnetoelektrischer Sensor (7) zum Messen der magnetischen Feldstärke des Permanentmagneten (6) im Bereich der Visiereinrichtung (3) zugeordnet ist, wobei bei einem durch eine Stellungsänderung des Sicherungselements (5) samt Permanentmagnet (6) bedingten Passieren eines definierten Grenzwertes der magnetischen Feldstärke die elektrische Beleuchtungseinrichtung (10) mittels einer Steuerungselektronik (11) betätigbar ist, um ein Aufleuchten der Beleuchtung zu erwirken und beim durch eine rückführende Stellungsänderung bedingten Passieren eines weiteren definierten Grenzwertes ein Erlöschen der Beleuchtung zu erwirken,
    zum Einlernen der vom messenden magnetoelektrischen Sensor (7) bei Stellungsänderungen des Sicherungselements (5) zu erfassenden Messwerte der magnetischen Feldstärke, umfassend die folgenden Schritte:
    a) Versetzung der Steuerungselektronik (11) der Visiereinrichtung (1) in einen Lernmodus durch
    1) Erzeugung eines starken Magnetfeldes am messenden magnetoelektrischen Sensor, z.B. durch Annäherung eines externen Einlern-Magneten (9) an den messenden magnetoelektrischen Sensor, (7) von insbesondere > 500 kA/m, bevorzugt > 200 kA/m, besonders bevorzugt > 80 kA/m. Passiert die vom messenden magnetoelektrischen Sensor (7) erfasste Magnetfeldstärke einen vorgegebenen Grenzwert wird die Steuerungselektronik (11) der Visiereinrichtung (3) in einen Lernmodus versetzt. Anschließende Beseitigung des starken Magnetfeldes am messenden magnetoelektrischen Sensor, z.B. durch Entfernung des externen Einlern-Magneten (9) aus dem Messbereich des messenden magnetoelektrischen Sensors (7).
    oder durch
    2) eine aktivierte Modulationseinrichtung bei der deren Magnetfeldstärke zeitlich moduliert wird. Dem messenden magnetoelektrischen Sensor wird anhand der Art der Modulation übermittelt, auf welche Position das Sicherungselement (5) gestellt wurde. Die Steuerungselektronik wird in den Lernmodus versetzt. Dann wird die Modulationseinrichtung wieder passiviert.
    b) Messung und Speicherung der aktuellen Magnetfeldstärke am messenden magnetoelektrischen Sensor (7), z.B. nach einer festgelegten Zeitverzögerung. Dies ergibt einen ersten Messwert für eine erste Stellung des Sicherungselements (5) der Feuerwaffe (2), z.B. die gesicherte Stellung.
    c) Nach der Messung und Speicherung des ersten Messwertes durch die Steuerungselektronik (11) und ggf. nach Ablauf einer weiteren Zeitverzögerung werden das Sicherungselement (5) der Feuerwaffe (2) in eine zweite Stellung bewegt und der messende magnetoelektrische Sensor (7) durch ein Erzeugen und Entfernen eines starken Magnetfeldes oder mittels der Modulationseinrichtung in einen zweiten Lernmodus versetzt.
    d) Messung und Speicherung der aktuellen Magnetfeldstärke am messenden magnetoelektrischen Sensor (7), z.B. nach einer weiteren festgelegten Zeitverzögerung. Dies ergibt einen zweiten Messwert für eine zweite Stellung des Sicherungselements, z.B. die entsicherte Stellung.
    e) Anschließend, z.B. nach Ablauf einer weiteren festgelegten Zeitverzögerung verlässt der messenden magnetoelektrischen Sensor (7) den Lernmodus.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei weiteren Stellungen des Sicherungselements (5) Messwerte ermittelt werden, insbesondere um eine unbeabsichtigte, über das Sichern/Entsichern hinausgehende Entfernungsänderung von Sicherungselement (5) zu messendem magnetoelektrischen Sensor (7) zu erfassen.
  3. Verfahren, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als messender magnetoelektrischer Sensor ein Sensor aus der folgenden Gruppe verwendet wird: AMR-, TMR, CMR-, EMR-, GMR-Sensor, ein Sensor auf Basis von magnetoinduktiven oder magnetorestriktiven Effekten oder ein Sensor auf Basis des Hall-Effekts.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der messende magnetoelektrische Sensor durch ein kurzzeitiges Erzeugen und Entfernen eines starken Magnetfeldes in den zweiten Lernmodus versetzt wird.
  5. Verfahren zur berührungslosen Schaltung der Beleuchtungseinrichtung eines Waffensystems (1),
    wobei das Waffensystem (1) umfasst:
    eine Feuerwaffe (2) sowie eine zugeordnete Visiereinrichtung (3) mit einer elektrischen ein- und ausschaltbaren Beleuchtungseinrichtung (10), wobei einem zwischen einer ersten und einer zweiten Position bewegbaren Sicherungselement (5) der Feuerwaffe (2) ein Permamentmagnet (6) zur Erzeugung eines magnetischen Feldes zugeordnet ist, und der Visiereinrichtung (3) ein messender magnetoelektrischer Sensor (7) zum Messen der magnetischen Feldstärke des Permanentmagneten (6) im Bereich der Visiereinrichtung (3) zugeordnet ist, wobei bei einem durch eine Stellungsänderung des Sicherungselements (5) samt Permanentmagnet (6) bedingten Passieren eines definierten Grenzwertes der magnetischen Feldstärke die elektrische Beleuchtungseinrichtung (10) mittels einer Steuerungselektronik (11) betätigbar ist, um ein Aufleuchten der Beleuchtung zu erwirken und beim durch eine rückführende Stellungsänderung bedingten Passieren eines weiteren definierten Grenzwertes ein Erlöschen der Beleuchtung zu erwirken,
    das nach Anspruch 1 eingelernt wurde, umfassend die folgenden Schritte:
    a) beim Entsichern bewirkt eine Stellungsänderung des Sicherungselements (5) samt Permanentmagnet (6) eine Änderung der magnetischen Feldstärke am Ort des messenden magnetoelektrischen Sensors (7),
    b) beim Passieren eines definierten Grenzwertes der magnetischen Feldstärke, insbesondere ≥ 90% des ersten Messwertes, wird die Beleuchtung der Beleuchtungseinrichtung (10) mittels einer Steuerungselektronik (11) angeschaltet,
    c) beim Sichern bewirkt eine weitere Stellungsänderung des Sicherungselements (5) samt Permanentmagnet (6) eine erneute Änderung der magnetischen Feldstärke am Ort des messenden magnetoelektrischen Sensors (7),
    d) beim Passieren eines weiteren definierten Grenzwertes der magnetischen Feldstärke, insbesondere ≤ 110% des zweiten Messwertes, wird die Beleuchtung der Beleuchtungseinrichtung (10) mittels der Steuerungselektronik (11) wieder ausgeschaltet.
  6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das dort genannte Waffensystem (1) durch einen annäherbaren und entfernbaren externen Magneten ergänzt ist.
  7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das dort genannte Waffensystem (1) durch eine Modulationseinrichtung zur Erzeugung eines modulierten Magnetfeldes ergänzt ist
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