WO2005116567A2 - Schaltelement zur waffensicherung - Google Patents

Abstract

Zur Waffensicherung ist ein elektromechanisches Schaltelement (9) vorgesehen, bei dem zwei Einfachhub-Selbsthaltemagneten (32, 33) bistabil auf jeweils gegenüberliegende Enden (47, 48) einer eine erste oder zweite Schaltstellung einnehmenden Schaltwippe (42) wirken. Die beweglichen Teile des Schaltelements (9), insbesondere die Schaltwippen (42) und die Anker (34, 35) sind dabei dynamisch ausgewogen ausgebildet, so daß auf das Schaltelement (9) wirkende Beschleunigungen keinen Wechsel der Schaltstellung bewirken. Das Schaltelement (9) wirkt dabei auf ein Verriegelungselement (55), welches in eine in der Abzugsstange (58) ausgebildete Ausnehmung (57) eingreift, welches in einer ersten Schaltstellung des Verriegelungselementes (55) im Eingriff mit der Abzugsstange (58) blockiert, so daß die Abzugsstange (58) nicht auf einen Schlaghebel (60) bzw. auf eine diesen auslösende Sperre wirkt.

Description

Schaltelement zur Waffensicherung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektromechanisches Schaltelement, welches zum Beispiel für eine Waffensicherung verwendet wird. Das Schaltelement ist mit zwei Einfachhub- Selbsthaltemagneten ausgestattet, welche bistabil auf die gegenüberliegenden Enden einer Schaltwippe wirken, so daß das Schaltelement jeweils eine erste oder zweite Schaltstellung einnehmen kann. In der einen SchaltStellung ist die Waffe dabei in einem gesicherten Zustand, in der anderen Schaltstellung im ungesicherten Zustand.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Waffensicherung, in der ein entsprechendes elektromechanisches Schaltelement vorgesehen ist.

Bei herkömmlichen Schaltelementen für eine Waffensicherung, wie sie in der DE 198 05 306 AI beschrieben sind, wird beispielsweise der Abzug einer Waffe über einen Spindel-getriebenen Linearantrieb gesperrt oder freigegeben. Das eigentliche Schaltelement ist dabei ein die Spindel antreibender Elektromotor, der so ein in Richtung der Drehachse verlaufendes Sperrglied zur Sicherung des Abzugs in eine Raste einführt bzw. zur Entsicherung das Sperrglied aus der Raste her

auszieht. Andere Sicherungsmechaniken betreffen Solenoid-ge- steuerte Sperreinrichtungen des Schlaghebels, bei denen ein Solenoid einen federbelasteten Sperrhebel, welcher den Schlaghebel blockiert, in eine Freigabestellung schwenkt. Bei einer anderen Ausführung wird der Sperrhebel über einen Betätigungsnocken entriegelt, der von einem Getriebemotor angesteuert wird, dessen Abtriebsachse parallel zur Achse des Schlaghebels verläuft. In einer anderen bekannten Ausführung drückt diese Nockenscheibe die Abzugsstange außer Eingriff mit dem Schlaghebel. Auch hier verläuft die Abtriebsachse des Elektromotors parallel zur Achse des Schlaghebels.

Die DE 43 03 333 AI beschreibt weitere Ausführungen, bei denen Sperrbolzen am Abzug bzw. am Abzugsbolzen exzenter-ge- steuert verriegelt werden. Ein anderes Element, welches auf den Abzug wirkt, ist aus der US-Patentschrift 5,461,812 bekannt. Gemäß WO 00/55562 wird vorgeschlagen, die Abzugsstange bzw. den Schlagbolzen mit einem elektromechanisch gesteuerten Sicherheitsstellglied zu blockieren.

Die EP 0 991 026 A2 beschreibt einen Sicherungsmechanismus mit einem Verriegelungselement, welches in die Abzugsstange eingreift, sowie ein elektromechanisches Schaltelement, welches auf das Verriegelungselement wirkt. Das Schaltelement löst das Verriegelungselement bei Erregung aus der Öffnung der Abzugsstange, welches bei fehlender Erregung des Schalt- elements federbelastet in der Verriegelungsstellung gehalten wird. Das Verriegelungselement kann unter Umständen durch Beschleunigungen aus der Verriegelungsstellung gestoßen werden. Zur Entriegelung ist eine ständige Erregung des als elektro- mechanische Schaltspule ausgeführten Schaltelements erforderlich.

Bei den bekannten Schaltelementen besteht das Problem, trotz miniaturisierter Baugröße zum Teil erhebliche Kräfte aufzunehmen, den Stromverbrauch für die Betätigung möglichst gering zu halten, und die Sicherungseinrichtung selbst ein- schließlich des Schaltelements unempfindlicher gegen äußere

Einwirkungen auf die Waffe auszuführen.

Demgemäß ist die vorliegende Erfindung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Teile des Schaltelements, insbesondere die Schaltwippe und die Anker dynamisch neutral ausgebildet sind, so daß auf das Schaltelement wirkende Beschleunigungen keinen Wechsel der Schaltstellung bewirken. Damit wird das bistabile Schaltelement weitgehend unabhängig gegen äußere dynamische Einflüsse, wie sie beispielsweise auftreten, wenn eine Waffe herunterfällt oder gegen einen harten Gegenstand geschlagen wird. Das Schaltelement bleibt also immer in der eingestellten Schaltstellung, die nur durch einen entsprechenden Schaltimpuls verändert werden kann.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Sicherungs- vorrichtung für eine Waffe, bei der die Funktion der Abzugs- Stange blockiert wird, indem ein Verriegelungselement in eine in der Abzugsstange ausgebildete Ausnehmung eingreift. Dabei hält ein zwischen zwei Schaltstellungen verstellbares elektromechanisches Schaltelement in einer Schaltstellung das Verriegelungselement im Eingriff mit der Abzugsstange, so daß die Abzugsstange nicht auf einen Schlaghebel bzw. eine diesen auslösende Sperre (zum Beispiel eine mit dem Schlaghebel zusammenwirkende Auslöseklinke bzw. Fangklinke) wirkt. Die Kombination des Verriegelungselement mit einem Schaltelement erlaubt es, die unter Umständen auftretenden erheblichen Abzugskräften bei blockierter Abzugsstange weitgehend in das Verriegelungselement einzuleiten und die am Schaltelement angreifenden Kräfte zu verringern.

Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen 2-9 bzw. 11-23 angegeben. Dabei betreffen die Ansprüche 2-3 Ausgestaltungen, die dazu beitragen, das Schaltelement dynamisch inert auszuführen. Bei einem Schaltelement, welches mit zwei Einfachhub-Selbsthaltemagneten ausgestattet ist, bei denen die Ankerachsen parallel zueinander verlaufen, neutralisieren sich dynamische Einflüsse auf die beweglichen Magnetanker dadurch, daß diese jeweils gleichförmig beaufschlagt werden, so daß sie jeweils sich gegenseitig neutralisierende Kräfte auf die Enden der Schaltwippe aufbringen, an denen sie angreifen. Gemäß Anspruch 3 wird dieser Effekt dadurch verbessert, daß sie mit gleichem Hebelarm zur Drehachse der Schaltwippe auf die Enden wirken und/oder dadurch, daß sie gleiche Massen aufweisen. Die Schaltwippe selbst wird gemäß Anspruch 4 dadurch dynamisch inert, daß die Drehachse durch den Masseschwerpunkt der Schaltwippe verläuft. Damit wird verhindert, daß eine Linearbeschleunigung, der das Schaltelement ausgesetzt wird (zum Beispiel Stöße oder Schläge) , ein Drehmoment in der Schaltwippe selbst hervorrufen, welches ein Umschalten bewirken könnte.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 5 verhindert, daß Querkräfte zur Bewegungsrichtung der Anker aufgebracht werden, die die Anker selbst oder deren Führung in den Schaltspulen beeinträchtigen oder beschädigen können.

Gemäß Anspruch 6 ist die Schaltwippe mit einem Stellabschnitt versehen, der die von einem Schaltgegenstand aufgebrachten Kräfte momentenfrei durch die Drehachse der Schaltwippe führt, so daß eine Belastung des Schaltgegenstandes, der zum Beispiel ein Verriegelungselement an einer Waffe sein kann, kein Moment auf die Schaltwippe überträgt . Dies kann gemäß Anspruch 7 dadurch realisiert werden, daß der Stellabschnitt als Nocken ausgebildet ist, dessen Stellfläche konzentrisch zur Drehachse der Schaltwippe verläuft. Die Ausbildung einer reibungsarmen Gleitpaarung zwischen dem Schaltgegenstand und dem Nocken bzw. dessen Stellfläche führt dazu, daß zwischen diesen beiden Elementen nur Normalkräfte senkrecht zur Stellfläche auf den Stellabschnitt übertragen werden, die kein Moment erzeugen, und tangential zur Stellfläche verlaufende Kräfte werden weitgehend minimiert. Als vorteilhaft hat sich dafür eine Werkstoffpaarung Bronze/Stahl bzw. Messing/Stahl erwiesen, die bei guten Gleiteigenschaften eine hohe Bauteil - festigkeit erlaubt (Anspruch 8) . Die Ausgestaltung der Vorrichtung zur Waffensicherung gemäß Anspruch 9 in Verbindung mit den Ansprüchen 10-12 betreffen Ausgestaltungen des Verriegelungselements, die die Krafteinwirkung auf den Stellabschnitt des Schaltelements auf der einen Seite verringern, auf der anderen Seite aber eine einwandfreie Funktion der Abzugsmechanik bei entsicherter Waffe sicherstellen. Anspruch 14 betrifft ein alternatives Schaltelement, welches ein axial belastbares Sperrstück aufweist, das durch seine exzentrische Gestaltung in einer SchaltStellung am Verriegelungselement angreift und dieses blockiert, während es in einer anderen Schaltstellung das Verriegelungselement freigibt.

Nach Anspruch 15 sind die Ausnehmungen in der Abzugsstange und die Klinkengestalt so aufeinander abgestimmt, daß auch bei gespanntem Schlaghebel kein Auslösen der gesperrten Waffe möglich ist, d.h. daß die Abzugsstange keine Wirkung vom Abzug auf die Schlaghebelmechanik zur Entriegelung ausüben kann.

Die Weiterbildungen gemäß den Ansprüchen 16-22 betreffen die Ansteuerung des Schaltelements mit einem Schaltimpuls, der über eine Kennungsidentifizierung bzw. einen Kennungsaus- tausch erfolgt. Dabei können gemäß Anspruch 17 Pin-Codes, biometrische Daten, Licht-, Schall- oder Funksignale verwendet werden. Die Ansprüche 18-22 betreffen dabei solche Gestaltungen, bei denen ein Transponder für den Kennungsaus- tausch verwendet wird. Dieser kann gemäß Anspruch 19 in der Waffe selbst angeordnet werden und gemäß Anspruch 20 eine gemeinsame Stromversorgung mit dem Schaltelement aufweisen, beispielsweise eine Batterie. Er kann aber auch gemäß Anspruch 21 und 22 einem Schützen zugeordnet sein, wobei die Kennungsidentifizierung in der Waffe selbst über ein Schreib/Lesegerät erfolgt. Der Transponder wird gemäß Anspruch 22 in einem Gegenstand mitgeführt, den der Schütze üblicherweise bei sich oder an sich trägt (Ring, Uhr, Kleidung, Ausrüstung, Implantat, etc.). Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert, in denen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Waffensicherung ist, in der die Erfindung verwendet werden kann;

Fig. 2 eine vergrößerte, schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Schaltelements zeigt, das als Element der Waffensicherung verwendbar ist;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Waffensicherung mit gesperrtem Verriegelungselement zeigt, in der das Stellelement nach Fig. 2 verwendet wird;

Fig. 4 die Waffensicherung nach Fig. 3 zeigt, bei der das Verriegelungselement vom Stellelement freigegeben ist;

Fig. 5 die Waffensicherung nach Fig. 3 mit einem alternativen Stellelement darstellt.

Anhand von Fig. 1 wird eine Umgebung beschrieben, in der eine erfindungsgemäße Sperrmechanik zur Waffensicherung verwendet werden kann. Die schematische Darstellung zeigt eine Freigabeeinrichtung 1 mit einer Steuerung 2, wobei die Steuerung Kennungsspeieher 3 und 4 aufweist, deren Funktion weiter unten erläutert wird. Zusätzlich ist die Steuerung 2 mit einer Antenne 5 versehen, über die Signale abgegeben und empfangen werden, die von der Steuerung 2 erzeugt bzw. verarbeitet werden. Die Waffe 6 weist eine Waffenkennung 7 auf und ist mit einer Sicherungseinrichtung 8 versehen, welche über ein Schalt- oder Stellelement 9 in die Mechanik (nicht dargestellt) der Waffe eingreift. Die Waffenkennung 7 befindet sich auf einem Kennungsträger 10, der durch den Dreifachrah- men angedeutet wird. Auch die Sicherungseinrichtung 8 ist mit einer Antenne 13 zur Abgabe bzw. zum Empfang von Signalen verbunden. Die gestrichelte Verbindungslinie zwischen Antenne 13 und Sicherungseinrichtung 8 deutet an, daß diese Ausstattung optional ist. Alternativ kann der Signalaustausch auch über die Antenne des als Transponder ausgebildeten Kennungs- trägers 10 erfolgen. Der Waffenkennungsträger 10 und die Sicherungseinrichtung werden über eine Stromversorgung 14 mit Energie versorgt. Auch hier deuten die gestrichelten Linien zur Waffenkennung an, daß der Kennungsträger 10 nur optional über die Stromversorgung 14 mit Energie versorgt wird. Auch eine Energieaufnahme über die Signalenergie ist möglich.

Zusätzlich ist noch eine Benutzerkennung 11 dargestellt, die sich auf einem weiteren Kennungsträger 12 befindet, der ebenfalls als sog. Transponder mit eigener Sende- und Empfangsantennen ausgebildet ist.

Geeignete Transponder für das erfindungsgemäße System sind z.B. RFID-Datenträger mit Speicherfunktion. Sie können als einfache Read-Only-Transponder bis hin zu Transpondern mit ausgeklügelten kryptographischen Funktionen ausgestaltet sein. Transponder mit Speicherfunktion enthalten im Grundaufbau einen Speicher (z.B. ein RAM, ROM, EEPROM oder FERAM) und ein HF-Interface zur Energieversorgung und Kommunikation mit dem Schreib- /Lesegerät . Dabei bildet das HF-Interface die Schnittstelle zwischen dem Übertragungskanal vom Lesegerät zum Transponder und den digitalen Schaltungselementen des Transponders selbst. Es entspricht im Prinzip dem klassischen Modem (Modulator-Demodulator) , wie es auch zur analogen Datenübertragung über Telefonleitungen eingesetzt wird. Das HF- Interface des Transponders verfügt über einen Last- oder Backscattermodulator (oder andere Verfahren, z.B. Frequenzteiler) , welcher durch die digitalen Sendedaten angesteuert wird, um Daten an das Lesegerät zurückzusenden. Passive Transponder, also Transponder ohne eigene Spannungsversorgung werden über das HF-Feld des Schreib-Lese-Geräts mit Energie versorgt. Dabei entnimmt das HF- Interface der Transponderan- tenne Strom und stellt diesen gleichgerichtet dem Chip als geregelte Versorgungsspannung zur Verfügung. Die Transponder können mit eigenen Mikroprozessoren versehen sein, welche die Datenübertragung von und zum Transponder, die Ablaufsteuerung von Kommandos, die Dateiverwaltung und kryptographische Algorithmen ausführen.

Es ist auch möglich, Transponder mit Sensorfunktionen auszustatten, so daß beispielsweise Temperatur, Feuchte, Schock, Beschleunigung oder andere physikalische Größen im Transponder aufgezeichnet werden können und von einem Schreib-/ Lesegerät ausgelesen werden können. Es ist so z.B. möglich für Waffen kritische Betriebsgrößen zu erfassen. So können beispielsweise maximal erreichte Temperaturen eines Waffenrohres aufgezeichnet werden oder auch die abgegebene Schußzahl. Die Erfassung solcher Größen erlaubt es, die Waffenfreigabe zusätzlich betriebsabhängig zu steuern. Die Waffe wird z.B. nach einer bestimmten Schußzahl oder beim Erreichen einer Grenztemperatur gesperrt .

Zum Einbau von Transpondern in eine metallische Umgebung sind Glastransponder verwendbar, deren Spule auf einen hochperme- ablen Ferritstab (Ferritantenne) gewickelt sind. Bei einem Einbau in eine längliche Vertiefung der Metalloberfläche kann der Transponder problemlos ausgelesen werden. Selbst die Abdeckung einer solchen Anordnung mit einem Metalldeckel ist möglich, wenn diese mit einem schmalen Spalt dielektrischen Materials (Lack, Kunststoff) zwischen den beiden Metallflächen befestigt wird. Damit können die parallel zur Metall - Oberfläche verlaufenden Feldlinien über den dielektrischen Spalt in den Hohlraum eintreten, so daß der Transponder gelesen werden kann. Auch sog. Disk-Tags (scheibenförmige Transponder) können zwischen Metallplatten eingebettet werden. Dazu werden die Ober- und Unterseite der Tags mit Metallfolien aus hochpermeablem amorphen Metall aufgebracht, die jeweils nur eine Hälfte des Tags abdecken, so daß am Spalt zwischen den beiden Teilfolien ein magnetischer Fluß durch die Spule des Transponders entsteht, so daß dieser auslesbar ist. Zur Montage in nicht-metallische Körper gibt es eine Vielzahl flacher, stabförmiger oder anderer Transponderbauformen, die auf-/eingeklebt , eingegossen, eingeschraubt werden können oder die so flach ausgeführt sind, daß sie sogar entlang der Oberflächen aufgebracht werden können.

Die Waffenfreigabe läuft bei einer Waffensicherung gem. Fig. 1 so ab: Die Steuerung 2 sendet über die Antenne 5 ein globales Steuersignal 15 aus. Dieses Steuersignal wird entweder waffenseitig über die Antenne 13 der waffenseitigen Sicherungseinrichtung 8 aufgenommen oder direkt vom die Kennung 7 tragenden Transponder 10. In Reaktion auf das globale Steuersignal sendet der Transponder 10 ein die Waffenkennung 7 umfassendes KennungsSignal 16 an die Freigabeeinrichtung 1 zurück, die dieses über die Antenne 5 empfängt und in die Steuerung 2 überträgt . In der Steuerung 2 wird eine Vergleichsoperation durchgeführt, ob die übermittelte Waffenkennung 7 mit einer im Kennungsspeieher 3 aufgezeichneten Kennung übereinstimmt. Wenn dies der Fall ist, übermittelt die Steuerung 2 wiederum über die Antenne 5 ein Freigabesignal 17 über die Antenne 13 oder den Transponder 10 an die Sicherungseinrichtung 8. Das Stellelement 9 greift zur Freigabe in die Waffenmechanik ein, um diese zu entsperren.

Das Stellelement 9 ist als elektromechanisches Schaltelement ausgeführt, welches in die Abzugsmechanik eingreift. Dabei kann z.B. die Abzugsstange blockiert oder freigegeben werden bzw. am Abzugsbügel oder Abschlag ein- oder ausgehängt werden.

In einer weiteren Ausbaustufe wird zusätzlich zur Waffenken- nung 7 eine Benutzerkennung 11 abgefragt. Diese Benutzerkennung kann ebenfalls in einem Transponder 12 eingespeichert sein, den ein Benutzer der Waffe 6 bei sich trägt. In diesem Fall löst das globale Steuersignal die Übermittlung des die Benutzerkennung umfassenden KennungsSignals 18 an die Freigabeeinrichtung 1 aus, das von letzterer über die Antenne 5 an die Steuerung 2 übermittelt wird. Hier wird die übersendete

Benutzerkennung dann mit einer im Benutzerkennungsspeicher 4 enthaltenen Benutzerkennung verglichen. Das Freigabesignal 17 wird bei kombinierter Abfrage der Waffen- und der Benutzerkennung 7, 11 nur ausgesendet, wenn beide Kennungen in den jeweiligen Speichern 3, 4 vorhanden sind. Auf diese Weise können bestimmte Waffenkennungen bestimmten Benutzern zugeordnet werden. Das heißt: Nicht jeder Benutzer kann jede Waffe verwenden. Die Freigabeeinrichtung kann zur Pflege der Kennungsdaten mit einem Eingabegerät 19 bzw. mit einem Lesegerät 20 versehen werden. Im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Daten- bzw. Signalaustausch über Funk beschrieben. Die Daten zwischen Freigabeeinrichtung 1 und Waffe 6 bzw. Benutzerkennungsträger 10, 12 können auch optisch, akustisch, über Leitungen oder auf andere geeignete Weise übertragen werden.

Fig. 2 zeigt eine Ausführung des Stell- oder Schaltelements 9 aus Fig. 1 in einer schematischen Darstellung. Es umfaßt einen Grundkörper 30, der über zwei Befestigungslaschen 31 an oder in einer Waffe 6 befestigt werden kann. Der Grundkörper 30 trägt zwei Einfachhub-Selbsthaltemagnete 32, 33, die jeweils einen Anker 34, 35 aufweisen, welche innerhalb einer Spule 36, 37 angeordnet sind. Die Spulen 36, 37 sind jeweils an einem Ende durch einen Permanentmagneten 38, 39 verschlossen. An die Spulen kann über die Zuleitungen 40, 41 ein Steuerstrom angelegt werden. Je nach Polung der angelegten Spannung kann jeder Einfachhub-Selbsthaltemagnet 32, 33 eine Hubanfangslage oder eine Hubendlage einnehmen. In Fig. 2 ist der Einfachhub-Selbsthaltemagnet 32 in der Hubanfangslage und der Einfachhub-Selbsthaltemagnet 33 in der Hubendlage dargestellt. Die Hubbewegung von der Hubanfangslage in die Hubendlage erfolgt durch elektromagnetische Kraftwirkung. In der Hubendlage wird bei ausgeschaltetem Strom der Anker 35 durch den eingebauten Permanentmagneten 39 gehalten. Die Rückstellung in die Hubanfangslage erfolgt hier durch den Einfachhub- Selbsthaltemagneten 32, welcher über die Schaltwippe 42 mit dem Magneten 33 gekoppelt wird. Bei der Aktivierung des Magneten 32 wird der Permanentmagnet 39 durch einen negativen Stromimpuls am Magneten 33 neutralisiert, der Magnet 32 wird durch eine entsprechende Erregung der Spule 36 so aktiviert, daß der Anker 34 in die Spule 36 hineingezogen wird (in die Hubendlage) und dort über den Permanentmagneten 38 in der entsprechenden Endlage gehalten wird.

Die Schaltwippe 42 ist zwischen den Ankern 34 und 35 angeordnet und um eine Drehachse 43 schwenkbar. Diese Drehachse 43 ist senkrecht zu den parallel verlaufenden Ankerachsen 44, 45 angeordnet. Die Drehachse 43 wird im Ausführungsbeispiel durch einen Lagerzapfen 46 definiert, auf dem die Schaltwippe

42 mit einer entsprechenden Öffnung sitzt. Die Anker 34, 35 der Einfachhub-Selbsthaltemagnete 32, 33 greifen an den Enden 47, 48 der Schaltwippe 42 an. An jedem Ende 47, 48 ist jeweils ein Gabelkopf angeordnet, den ein verjüngter Abschnitt 49, 50 des jeweiligen Ankers 34, 35 durchsetzt, wobei ein pilsförmiges Ende 49, 50 die jeweilige Stellkraft auf das entsprechende Gabelende 47, 48 überträgt. Die Kraftabnahme erfolgt dabei in Richtung der Ankerachsen 44, 45.

Die Schaltwippe 42 weist einen Schaltnocken 53 auf, der an seinem oberen Ende eine Stellfläche 54 umfaßt. Die Stellfläche 54 verläuft dabei konzentrisch zur Drehachse 43, dadurch werden normal zur Stellfläche übertragene Kräfte ausschließlich durch die Drehachse 43 geleitet, so daß diese kein Schaltmoment auf die Schaltwippe 42 ausüben.

Die Schaltwippe 42 selbst ist so gestaltet, daß die Drehachse

43 durch deren Masseschwerpunkt verläuft. Dadurch bewirken auf die Schaltwippe 42 einwirkende Linearbeschleunigungen kein Schaltmoment. Das Gleiche gilt für das Ankerpaar 34, 35, die mit dem gleichen Hebelarm an den Enden 47, 48 der Schalt- wippe angreifen und bei auf die Anker wirkenden Beschleunigungen kein Drehmoment auf die Schaltwippe ausüben, da sich die induzierten Kräfte gegenseitig neutralisieren. Das ganze Schaltelement 9 ist damit dynamisch ausgewogen und beschleunigungsstabil .

Die parallele Anordnung der Selbsthaltemagneten 33, 34 erlaubt eine sehr starke Miniaturisierung, so daß die Höhe H des Schaltelements ca. 16-20 mm, die Breite B 8-12 mm und die Stärke T in Richtung der Drehachse 43 gesehen etwa 6 mm betragen. Die Haltekraft des Permanentmagneten liegt im Bereich von 0,01 bis 0,03 Newton. Die Schaltspannung beträgt zwischen 2,0 und 4,2 VDC . Die quer zum Lagerzapfen 46 auf die Stellfläche 54 wirkende Normalkraft kann bis zu 100 Newton betragen. Diese Kraft kann erhöht werden, wenn der die Schaltwippe 42 tragende Lagerzapfen 46 an beiden Enden unterstützt wird.

Fig. 3 zeigt die Funktion des Schaltelements 9 an einer Waffensicherung in einer Pistole. Der Schaltnocken 53 wirkt auf ein Verriegelungselement 55, an dem eine Klinke 56 ausgebildet ist, die in eine entsprechende Ausnehmung 57 an einer Abzugsstange 58 eingreift. Die Abzugsstange 58 ist Teil einer Abzugsmechanik, die eine auf den Abzug 59 wirkende Abzugskraft F auf den Schlaghebel 60 überträgt. Das Verriegelungs- element 55 ist dabei über eine Schenkelfeder 61 schwenkbar in einem Haltestück 62 angeordnet, welches mit der Waffe selbst verbunden ist. In der dargestellten Schaltstellung unterstellt der Schaltnocken 53 das Verriegelungselement 55, welches mit seiner Klinke 56 in die Ausnehmung 57 eingreift und die Abzugsstange 58 blockiert. Die auf den Abzug 59 ausgeübte Kraft F wirkt damit nicht auf den Schlaghebel 60. Der Schlaghebel 60 kann nicht gespannt werden oder, wenn er sich in einer gespannten Stellung befindet (nicht dargestellt) , nicht über eine entsprechende Auslöseklinke freigegeben werden. Die Waffe kann nicht betätigt werden.

Fig. 4 zeigt die Abzugsmechanik in einer Stellung bei freigegebenen Verriegelungselement 55 kurz bevor der Schlaghebel 60 auf den nicht dargestellten Schlagbolzen trifft. Das Schaltelement 9 befindet sich in einer zweiten Schaltstellung, in der der Schaltnocken 53 das Verriegelungselement 55 freigibt. Durch die am Abzug 59 ausgeübte Kraft wird die Abzugsstange

58 nach vorne gezogen. Durch die entsprechend schräge Ausbildung der Ausnehmung 57 und der Klinke 56 wird dabei das Verriegelungselement 55 gegen die Federkraft nach unten gekippt. Dabei gleitet die Klinke 56 aus der Ausnehmung 57 heraus und an der Abzugsstange 58 entlang. Am Schlaghebel-seitigen Ende der Abzugsstange 58 befindet sich eine Mitnehmernase 63, die in bekannter Weise in eine entsprechende Ausnehmung am Schlaghebel 60 eingreift, diesen spannt, und aus der Ausnehmung 64 hinaus gleitend freigibt, so daß der Schlaghebel 60 auf den Schlagbolzen auftrifft, der dann wiederum die Patrone in bekannter Weise zündet.

Das Schaltelement 9 ist mit seinem Schaltnocken 53 so zum Verriegelungselement 55 angeordnet, daß dieses nur senkrecht auf die Stellfläche 54 wirkt. Dadurch kann in verriegeltem Zustand das Verriegelungselement 55 keinen Umschaltvorgang auslösen. Das heißt auch eine hohe Abzugskraft F genügt nicht, um das Schaltelement 55 zu entriegeln bzw. zu zerstören. Die auf die Stellfläche 54 wirkende Normalkraft wird dabei durch folgende Maßnahmen reduziert. Zum einen kann die Schenkelfeder 61 so eingestellt werden, daß schon zum Ausrücken der Klinke 56 aus der Ausnehmung 57 eine erhebliche Abzugskraft erforderlich ist. Zusätzlich kann durch eine entsprechende Gestaltung der Ausnehmung und der Klinke eine einstellbare Reibungskomponente erzeugt werden, die die auf die Stellfläche 54 wirkende Normalkraft weiter reduziert. Die auf die Stellfläche 54 wirkende Fläche des Verriegelungselements 55 ist so gestaltet, daß zwischen Schaltnocken 53 und Verriegelungselement 55 auftretende Gleitkräfte minimiert werden, d.h. es besteht eine reibungsarme Gleitpaarung, so daß auch bei belastetem Abzug 59 der Schaltnocken aus dem Eingriff mit dem Verriegelungselement geschaltet werden kann. Dies kann durch entsprechende Materialwahl unterstützt werden, beispielsweise indem der Schaltnocken 53 aus Messing oder Bronze und das Verriegelungselement 55 aus Stahl hergestellt ist. Andere geeignete Werkstoffpaarungen sind ebenfalls möglich, z.B. Kunststoff/Metall, Keramik/Metall. Auch die Reibung verringernde Beschichtungen sind möglich.

Die Fig. 5 und 6 zeigen ein alternatives Schaltelement 9, welches aus einem Drehmagneten 65, einem Getriebe 66 und einem Sperrstück 67 gebildet wird. Das obere Ende des zylindrischen Sperrstücks 67 ist schräg zur Zylinderachse abgeschnitten und weist eine asymmetrische Ausnehmung 68 auf, die beispielsweise ausgefräst wird. Das obere Ende des Sperrstücks 67 weist damit einen Abschnitt 69 auf, der in einer ersten Schaltstellung, die in Fig. 5 dargestellt ist, das Verriegelungselement 55 untersetzt, so daß dieses in der Ausnehmung 57 an der Abzugsstange 58 fixiert ist. Eine Schußabgabe ist nicht möglich. Fig. 6 zeigt eine zweite Schaltstellung, in der das Sperrstück 67 um 180° gedreht ist, und das Verriegelungselement 55 in die Ausnehmung 68 hineinragt. In dieser Schaltstellung kann der Abzug betätigt werden und ein Schuß über die Abzugsstange 58 ausgelöst werden. Die Belastung des Sperrstücks 67 erfolgt weitgehend in Richtung der Drehachse des Drehmagneten 65.

In weiteren nicht dargestellten Ausführungen kann das Sperrstück 67 bzw. der Schaltnocken 53 auch direkt an der Abzugs- Stange 58 angreifen, so daß auf das Verriegelungselement 55 verzichtet werden kann.

Es gibt auch Ausführungen (nicht dargestellt) , bei denen der Drehmagnet 65 durch einen Mikromotor ersetzt wird, der über ein entsprechendes Getriebe die Drehbewegung des Motors in eine Linearbewegung umsetzt. Dabei kann ein entsprechendes Sperrstück so an der Abzugsstange angreifen, daß diese nach unten aus dem Eingriff mit dem Schlaghebel herausgezogen wird, so daß sich eine Abzugsbetätigung nicht auf den Schlaghebel auswirkt . In einer anderen Ausführung kann die Abzugsstange über ein solches Schaltelement auch an der Abzugsseite ein- bzw. ausgehängt werden. Das Sperrstück kann dabei über eine Kulissenführung oder über ein mehrgliedriges Koppelgetriebe mit der Abzugsstange verbunden sein. In wei- teren Ausgestaltungen können die Schaltelemente auch an anderen Stellen der Abzugsmechanik eingreifen, z.B. können sie direkt am Abzug 59, dem Schlaghebel 60 oder anderen Elementen, die zur Schlaghebelmechanik gehören, wirken.

Es gibt auch Ausführungen (nicht dargestellt) , bei denen so ein linear geführtes Sperrstück in seiner Verriegelungsstellung die Abzugsstange 58 bzw. das Verriegelungselement 55 untersetzt und so die Waffe sperrt und einer Entriegelungsstellung Abzugsstange 58 bzw. Verriegelungselement 55 freigibt und damit die Waffe entsperrt.

Die Schaltelemente können auch zusätzlich mit einem Positionsgeber versehen sein, der ein der Schaltstellung entsprechendes Signal erzeugt, welches von einer externen Aktivierungseinrichtung erkannt wird, so daß überprüft werden kann, in welcher Schaltstellung (Sicherungszustand) sich das Schaltelement befindet. Ein Freigabesignal bzw. ein Sicherungssignal kann dann wiederholt werden, wenn sich beispielsweise das Schaltelement nicht auf Anhieb in die gewünschte Lage stellen ließ. Es ist auch möglich, an der Waffe eine Anzeige vorzusehen, die den Sicherungszustand angibt (optisch oder akustisch wahrnehmbar bzw. tastbar) . Das Schaltelement selbst ist mit einer in den Fig. 4-6 nicht dargestellten Steuerung verbunden, die ebenfalls in der Waffe untergebracht ist.

Claims

Ansprüche

1. Elektromechanisches Schaltelement (9), insbesondere für eine Waffensicherung, mit zwei Einfachhub-Selbsthaltemagneten (32, 33), die bistabil auf jeweils gegenüberliegende Enden (47, 48) einer eine erste oder zweite Schalt - Stellung einnehmenden Schaltwippe (42) wirken, wobei die beweglichen Teile, insbesondere die Schaltwippe (42) und die Anker (34, 35), dynamisch ausgewogen ausgebildet sind, so daß auf das Schaltelement (9) wirkende Beschleunigungen keinen Wechsel der Schaltstellung bewirken.

2. Schaltelement nach Anspruch 1, wobei die Ankerachsen (44, 45) parallel zueinander und senkrecht zu einer zwischen den Ankerachsen (44, 45) verlaufenden Drehachse (43) der Schaltwippe (42) angeordnet sind.

3. Schaltelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Anker (34, 35) gleiche Massen aufweisen und/oder mit etwa gleichem Hebel auf die Schaltwippe (42) wirken.

4. Schaltelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Drehachse durch den Masseschwerpunkt der Schaltwippe (42) verläuft .

5. Schaltelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kraftabnahme der Schaltwippe (42) von den Ankern (34, 35) jeweils axial in Richtung der entsprechenden Ankerachse (44, 45) erfolgt, insbesondere über einen Gabelkopf am jeweiligen Ende (47, 48) der Schaltwippe (42) .

6. Schaltelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schaltwippe (42) einen an einem Schaltgegenstand (55, 58) , z.B. ein Verriegelungselement (55) an einer Waffe, angreifenden Stellabschnitt (53) aufweist, der so ausgestaltet ist, daß vom Schaltgegenstand (55, 58) auf den Stellabschnitt (53) ausgeübte Kräfte momentenfrei durch die Drehachse (43) verlaufen und damit keine Umschaltwirkung erzeugen.

7. Schaltelement nach Anspruch 6, bei welchem den Stellabschnitt ein Nocken (53) mit einer Stellfläche (54) bildet, die weitgehend konzentrisch zur Drehachse (43) verläuft.

8. Schaltelement nach Anspruch 7, wobei der Schaltgegenstand (55, 58) bei Belastung im wesentlichen eine durch die Drehachse (43) verlaufende Normalkraft auf die Stellfläche (54) ausübt.

9. Schaltelement nach Anspruch 7 oder 8, bei welchem der Nocken (53) und der Schaltgegenstand (55, 58) eine reibungsarme Gleitpaarung bilden, wobei der Nocken (53) insbesondere aus Bronze oder Messing und der Schaltgegenstand (55, 58) aus Stahl hergestellt sind.

10. Vorrichtung zur Sicherung einer Waffe, bei der die Funktion einer Abzugsstange (58) blockiert wird, indem ein Verriegelungselement (55) in eine in der Abzugsstange (58) ausgebildete Ausnehmung (57) eingreift, und ein zwischen einer ersten und zweiten Schaltstellung verstellbares elektromechanisches Schaltelement (9) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das elektromechanische Schaltelement (9) in der ersten Schaltstellung am Verriegelungselement (55) angreifend dieses im Eingriff mit der Abzugsstange (58) blockiert, so daß die Abzugsstange (58) nicht auf einen Schlaghebel (60) bzw. auf eine diesen auslösende Sperre wirkt .

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei welcher das Verriegelungselement federbelastet mit einer Klinke (56) ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, bei welcher das Verriegelungselement (55) als schwenkbarer Kipphebel ausgebildet ist, wobei die Federkraft insbesondere mittels einer Schenkelfeder (61) aufgebracht wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, bei welcher Federkraft, Klinke (56) und Ausnehmung (57) so eingerichtet sind, daß beim Betätigen eines Abzugs (59) bei in zweiter Schaltstellung befindlichem Schaltelement (9) die Abzugsstange (58) ohne Funktionsbeeinträchtigung die Klinke (56) aus der Ausnehmung (57) ausrückt und auf den Schlaghebel (60) bzw. auf die auslösende Sperre wirkt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei das Schaltelement (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei das Schaltelement einen Drehmagneten (65) mit einem in Richtung der Drehachse des Drehmagneten verlaufenden, axial belastbaren und exzentrisch ausgenommenen Sperrstück (69) aufweist .

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 15, bei welcher die Klinke (56) und die Ausnehmung (57) in der Abzugsstange (58) so gestaltet sind, daß auch bei gespanntem Schlaghebel (60) kein Auslösen des Schlaghebels (60) über den Abzug (59) möglich ist, wenn das Schaltelement seine erste Schaltstellung einnimmt.

17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 16, bei welcher das elektromechanische Schaltelement (9) über einen Schaltimpuls verstellt wird, der über eine Kennungsidentifizierung ausgelöst wird.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die KennungsIdentifizierung insbesondere über einen Pincode, eine biometri- sehe Kennung, ein Licht-, Schall- oder ein Funksignal erfolgt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, wobei die Kennungsidentifizierung über einen Kennungsaustausch mit einem Transponder (RFID-Element) erfolgt.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei der Transponder in der Waffe angeordnet ist und bei erfolgreichem Kennungsaustausch mit einer Freigabeeinrichtung einen Schaltimpuls an das Schaltelement abgibt.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, wobei der Transponder und das Schaltelement eine gemeinsame Stromversorgung aufweisen.

22. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, wobei ein Transponder einem Schützen zugeordnet ist und die Waffe ein mit dem Schaltelement gekoppeltes Schreiblesegerät aufweist, welches bei erfolgreichem Kennungsaustausch mit dem Transponder einen Schaltimpuls an das Stellelement zur Entsicherung der Waffe abgibt.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei der Transponder als Ring-, Uhr-, Kleidungs- oder Ausrüstungs-Bestandteil des Schützen ausgebildet ist.