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Die Erfindung betrifft eine elektrische Auslösevorrichtung für Schusswaffen mit einem mit dem Abzug gekoppelten mechanischen Schalter, der die Verbindungsleitung zwischen einem Kondensator und einem von dessen Strom erregten Elektromagneten schliesst, wobei eine Batterie zum Aufladen des Kondensators vorgesehen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Auslösevorrichtung so auszubilden, dass sich die Auslösekraft auf einfache Weise innerhalb eines relativ grossen Bereichs einstellen lässt. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.
Gemäss der Erfindung weist der mechanische Schalter einen ersten und einen als Blattfeder ausgebildeten zweiten Kontakt auf, die im Ruhezustand einander dicht benachbart sind, ein mit dem Abzug gekoppelter Stift ist gegen die dem ersten Kontakt abgewendete Seite der Blattfeder anpressbar, und die Blattfeder ist auf ihrer dem ersten Kontakt zugewendeten Seite in einem Abstand vom Auftreffbereich des Stiftes durch Isoliermaterial abgestützt.
Hiebei wird also beim Schliessen des Kontaktes die Blattfeder nicht als Ganzes gegen den ersten Kontakt bewegt, sondern es wird durch den Stift die Blattfeder im Bereich der Auftreffstelle des Stiftes elastisch verformt oder ausgebeult, und hiedurch wird das Schliessen des Schalters bewirkt. Der Vorteil liegt darin, dass sich ein kurzer Weg des Stiftes bis zum Schliessen des Schalters leicht verwirklichen lässt und dass dennoch der Schalter gegen ein unbeabsichtigtes Schliessen, beispielsweise infolge von Erschütterungen, eine hohe Sicherheit aufweist. Ausserdem kann die Kraft, die zum Schliessen des Schalters erforderlich ist, durch die elastischen Eigenschaften der Blattfeder und durch die Art der Abstützung der Blattfeder beeinflusst werden.
Es kann vorteilhaft sein, den Stift in seinem an der Blattfeder anliegenden Bereich abzurunden und den Krümmungsradius am Stift kleiner zu machen als den Krümmungsradius der durch den Stift in der Blattfeder hervorgerufenen Verformung.
Bei einer Weiterbildung der soeben beschriebenen Ausführungsform ist zwischen dem ersten und dem zweiten Kontakt ein aus Isolierstoff-Folie hergestellter Ring angeordnet, an dem im Ruhezustand die beiden Kontakte anliegen. Hier kann durch die Dicke der Folie und durch den Innendurchmesser des Rings zusammen mit den Eigenschaften der Blattfeder die zum Schliessen des Schalters erforderliche Kraft in weiten Grenzen gewählt werden.
Die Folie ist bei einer Ausführungsform der Erfindung etwa 15 bis 35 11m dick. Hier ergeben sich äusserst kurze Wege des Stiftes bis zum Schliessen des Schalters, und dies ermöglicht es, die Auslösevorrichtung hinsichtlich Vorzuglänge, Vorzugkraft und Auslösekraft sehr vielseitig einstellbar zu machen.
Die Erfindung ist insbesondere für Sport-, Jagd- und Druckluft-Schusswaffen geeignet.
Die zum Schliessen des mechanischen Schalters erforderliche Kraft kann beim Hersteller des Schalters sehr genau eingehalten werden und hat eine hohe Wiederkehrgenauigkeit, so dass die Abzugkraft der Waffe dann, wenn sie beispielsweise auf einen Wert von 1, 5 daN eingestellt ist, auf wenige cN genau eingehalten werden kann.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen : Fig. 1 eine elektronische Schaltung, in die der mechanische Schalter eingefügt ist, Fig. 2 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen mechanischen Schalters.
In Fig. 1 ist die gesamte elektronische Schaltung an Klemmen --1, 2-- mit einer Spannungs-
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bauteile der elektronischen Schaltung bei versehentlich falschem Anschluss der Batterie --3-- gegen Zerstörung schützt. Der Schutzdiode --4-- ist ein Transistor --5-- nachgeschaltet, der in seinem Basis-Collektor-Kreis einen Widerstand --6-- und in seinem Basis-Emitter-Kreis einen Kondensa- tor -7-- enthält. Diese Schaltung bewirkt, dass der Transistor --5-- nach jeder Schussauslösung erst mit einer gewissen Zeitverzögerung in den durchgeschalteten Zustand gesteuert wird. Wenn der Transistor -5-- leitend ist, lädt er einen Kondensator --8-- auf.
Parallel zum Kondensator --8-- ist die Serienschaltung der Wicklung eines Elektromagneten --9-- und eines andern elektronischen Schalters --11-- geschaltet, der durch ein steuerbares Halbleiterelement, im Ausführungs-
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beispiel einen Thyristor, gebildet ist, dessen Strom also mittels der Steuerelektrode nicht unterbrechbar ist. Ist der Kondensator --8-- aufgeladen und wird der elektronische Schalter --11-- leitend gesteuert, so entlädt sich der Kondensator -8-- über die Spule des Elektromagneten, und der Anker --91-- des Elektromagneten --9-- betätigt eine in Fig. 1 nicht dargestellte Auslöseklinke.
Dies wird im Zusammenhang mit der Fig. 3 später noch näher beschrieben. Wenn die Kondensatoren --8 und 14-- (s. unten) aufgeladen sind, fliesst durch den Transistor --5-- nahezu kein Strom, die Basis-Emitter-Spannung des Transistors --5-- liegt bei etwa 0,5 V und der Transistor ist daher gesperrt. Sobald der Kondensator --8-- entladen ist, beginnt die Spannung am Kondensator-7-zu steigen und steuert nach etwa 3 bis 10 ms den Transistor -5-- leitend. Ein Wi- derstand --10-- dient zur Strombegrenzung. Diese Zeitverzögerung beim Leitendsteuern des Transistors --5-- stellt sicher, dass nach der Entladung des Kondensators --8-- der andere elektronische Schalter --11-- mit Sicherheit wieder in den Sperrzustand gelangt und dass anschliessend der Kondensator --8-- wieder aufgeladen wird.
Es sei angenommen, dass die Schaltungsanordnung der Fig. 1 sich im Zustand vor dem eigentlichen Schussvorgang befindet. Die Spannungsquelle --3-- lädt über die Wicklung des Elektromagne- ten 9-- und einen Spannungsteiler --12, 13-- einen Kondensator --14-- auf. Die für die Zündung des elektronischen Schalters -11-- notwendige Zündspannung ist erst dann am Kondensator - vorhanden, wenn der Kondensator --8-- auf einen Spannungswert aufgeladen ist, der für die einwandfreie Erregung des Elektromagneten --9-- ausreicht. Es sei nun angenommen, dass ein mechanischer Schalter --15--, der in der dargestellten Weise mit der Steuerelektrode des elektronischen Schalters --11-- und mit dem Spannungsteiler --12, 13-- verbunden ist, durch die Betätigung des im Zusammenhang mit Fig. 3 noch näher beschriebenen Abzugs geschlossen wird.
Die zum Zünden verwendete Spannung des Kondensators --14-- gelangt beim Schliessen des Schalters --15-- an die Steuerelektrode des elektronischen Schalters --11-- und bringt diesen in den durchgeschalteten Zustand. In diesem Moment kann sich der Kondensator --8-- über den Elektro- magneten --9-- entladen, so dass der Anker --91-- bewegt wird und den Schuss auslöst.
Nach Entladung des Kondensators --8-- geht die Spannung am Elektromagnet --9-- auf den Wert Null und weiter in den negativen Bereich. Hiedurch wird der als Thyristor ausgebildete elektronische Schalter --11-- in jedem Fall in den Sperrzustand versetzt. Für die Auslösung des nächsten Schusses können sich die Kondensatoren --8 und 14-- erst wieder nach Durchschalten des Transistors --5-- aufladen.
Der Zündkondensator --14-- lädt sich langsamer auf als der Kondensator --8--. Das Aufladen beider Kondensatoren für die nächste Schussauslösung dauert etwa 2 bis 3 s.
Der nächste Schuss wird durch Schliessen des Schalters --15-- ausgelöst. Eine in der dargestellten Weise eingeschaltete Diode -16-- dient dazu, den Kondensator --14-- dann, wenn der elektronische Schalter --11-- leitend gesteuert ist, vollständig zu entladen.
Dadurch wird verhindert, dass kurze Zeit nach der Schussauslösung, beispielsweise durch Spielen am Abzug, der elektronische Schalter --11-- wieder in den leitenden Zustand gesteuert wird, was dazu führen könnte, dass einerseits der Kondensator -8-- nicht aufgeladen wird, anderseits aber der elektronische Schalter - ständig im leitenden Zustand bleibt und sich daher die Batterie --3-- über den leitenden Transistor --5-- äusserst schnell entlädt.
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-17-- begrenztstand -18-- dient dazu, die Steuerelektrode des elektronischen Schalters --11-- bei nichtbetätigtem Schalter --15-- auf Massepotential zu halten.
In Fig. 1 ist ein weiterer Stromkreis eingezeichnet, der wahlweise an die Klemmen --1 und 2-angeschaltet werden kann und zur Anzeige des Batteriezustandes dient. Dieser Stromkreis besteht aus der Serienschaltung eines Schalters-19--, eines Widerstands --20--, einer Zener- diode -21-- und einer Leuchtdiode (LED)-22-. Beim Schliessen des Schalters --19--, der z. B. am Batteriegehäuse angeordnet sein kann, leuchtet die Diode bei Vorhandensein einer ausreichenden Spannung in der Batterie -3-- auf. Der Schütze kann dadurch feststellen, ob ein Batteriewechsel nötig ist. Die elektronische Schaltung der Fig. 1 und auch die Batterie --3-- sind so aufeinander abgestimmt, dass der Stromverbrauch sehr klein ist, z. B. maximal 10 Mikroampere.
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rieeinheit können daher 15000 bis 20000 Schüsse ausgelöst werden. Der Stromverbrauch von 10 Mikroampere ergibt sich in der Ruhephase der elektronischen Schaltung, wenn also der Kondensator-8-- aufgeladen ist, und ist nicht höher als der normale Selbstentladungsstrom der Batterie. Dies bedeutet, dass nach einer längeren Ruhephase der elektronischen Schaltung ein Batteriewechsel nur dann vorgenommen werden muss, wenn die Batterie infolge ihrer normalen Alterung selbst entladen ist.
Abschliessend wird darauf hingewiesen, dass die Schaltung der Fig. 1 vollkommen temperaturunabhängig arbeitet. Die Werte für die Schussfolge bleiben konstant im Bereich von-20 bis +60 C.
Die gesamte elektronische Schaltung der Fig. 1 ist auf einer Leiterplatte von 50 x 18 mm angeordnet. Die elektronischen Bauteile werden anschliessend mit einer Kunstharzmasse vergossen, so dass ein ausreichender Schutz gegen Feuchtigkeit und mechanische Einflüsse gegeben ist. Ferner wird die elektronische Schaltung mechanisch stabilisiert, so dass sich Schaltbewegungen des Schal- ters-15-im Betrieb nicht nachteilig auswirken können. Die vergossene elektronische Schaltung wird nach dem Schubladenprinzip in das Abzugsgehäuse eingesetzt. Das gesamte Abzugsgehäuse einschliesslich elektronischer Schaltung kann in jede neue bzw. bestehende Handfeuerwaffe eingesetzt werden.
In der Fig. 2 ist der mechanische Schalter -15-- dargestellt. Dieser Schalter ist auf einer Leiterplatte-23-der elektronischen Schaltung befestigt. Das Schaltergehäuse --24-- wird durch einen plattenförmigen Kontaktteller --25--, der einen bolzenförmig vorstehenden Teil aufweist, dessen freies Ende durch die Leiterplatte --23-- geführt ist und dort umgebördelt wurde, an der Leiterplatte selbst befestigt. Der Tellerkontakt ist im Beispiel kreisrund ausgebildet und besteht aus einem stromleitenden Material, wie beispielsweise Messing oder einer Legierung aus Kupfer oder Silber oder einer Goldlegierung. Auf der Oberfläche des tellerförmigen Kontaktes --25-- ist ein Isolierring --26-- angeordnet, der aus einer Kunststoff-Folie von maximal 35 Mikrometer Dicke be-
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einem Aussendurchmesser von ebenfalls 8 mm.
Die Variation des Durchmessers der Innenöffnung beeinflusst die Auslösekraft für den Schuss.
An der dem Tellerkontakt-25-- abgewendeten Seite des Isolierrings --26-- ist eine Blattfeder - angeordnet, die den andern Kontakt des mechanischen Schalters --15-- bildet. Sie ist im wesentlichen kreisscheibenförmig mit einem Durchmesser von 8 mm und weist eine Anschlussfahne - auf, die durch einen Schlitz im Gehäuse --24-- nach aussen ragt und mit einem Leiterzug der Leiterplatte --23-- verlötet ist. Die Blattfeder -27-- besteht aus einem Material mit einem hohen Elastizitätsmodul, wie z. B. federharter Zinnbronze und ist im Beispiel 0, 1 mm dick.
Ein in dem Gehäuse --24-- eingeschobener Gehäusedeckel --29-- liegt mit einer Kreisringfläche an der Blattfeder --27-- an und klemmt den Isolierring --26-- zwischen den Kontaktteller --25-- und der Blattfeder -27-- ein. In dem Gehäusedeckel --29-- ist in Axialrichtung des Schalters --15-- ein Stift --30-- verschiebbar geführt, der durch den Gehäusedeckel --29-- hindurch mit einem Abschnitt
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freie Ende des Stiftes --30-- wird von einer in Fig. 3 dargestellten Übertragungsklinke-36-be- tätigt. Das andere Ende des Stiftes --30-- weist eine konvex ausgebildete Fläche --32-- auf.
Der Radius dieser Fläche --32-- beträgt etwa 4 mm. Wenn nun der Stift --30-- durch Betätigung des Abzugs in Richtung der Blattfeder --27-- verschoben wird, berührt die konvexe Flä- che --32-- punktförmig die Blattfeder --27--, und bei weiterer Bewegung wird die Blattfeder --27-- in Richtung der Oberfläche des Kontakttellers --25-- durchgebogen. Wenn sich die Blattfeder --27-- und der Kontaktteller --25-- berühren, ist der Schalter --15-- geschlossen, und der Schuss wird ausgelöst, wie bereits im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschrieben wurde. Die Fläche -32-- kann auch mit einem andern Radius hergestellt sein.
Das Verhältnis zwischen diesem Radius und dem Durchmesser der Öffnung des Isolierrings --26-- sollte so gewählt sein, dass der
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Radius der konvexen Fläche --32-- kleiner ist als der Radius der Durchbiegung der Blattfeder - in Richtung auf die Oberfläche des Kontakttellers --25--. Der Stift --30-- besteht zweckmässig aus elektrisch isolierendem, nichtfederndem Material. Die Dicke des Rings --26-- und der Blattfeder --27-- ist in Fig. 2 der Deutlichkeit wegen stark übertrieben dargestellt.
Auf Wunsch können auch höhere Abzugskräfte als oben angegeben erzeugt werden. Hiezu wird
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-32-- destes -30-- erhält eine andere Form.
Im Ausführungsbeispiel hat der Ring --26-- aus Kunststoff-Folie im unbelasteten Zustand eine Dicke von 35 pm, unter Belastung drückt sich die Folie etwas zusammen, beispielsweise bis auf 15 pm.
In der Schaltungsanordnung der Fig. 1 hat der Widerstand --12-- einen Wert von 6, 8 Mg und der Widerstand --13-- hat einen Wert von 2, 7 Mg. Der Kondensator --8-- ist ein Elektrolytkondensator von 470 pF und hat einen Leckstrom von 0, 5 pA. Der Spannungsteiler --12, 13-- bewirkt
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-3-- verwendet4, 7 V, so dass Überschläge vermieden sind. Ist die Batterie fast entladen, so liegt am Schalter - noch eine Spannung von etwa 1, 7 V, die zum Leitendsteuern des Thyristors --11-- ausreicht.
Der durch den Spannungsteiler --12, 13-- fliessende Strom beträgt maximal etwa 1, 5 pA. Die zum Schliessen des mechanischen Schalters --15-- am Stift --30-- erforderliche Kraft liegt je nach Ausbildung des Schalters --15-- zweckmässig in einem Bereich von etwa 200 bis 900 cN.
Eine Strombegrenzung durch den Widerstand --10-- auf etwa 20 bis 30 mA kann zu einer guten Ausnutzung der Batteriekapazität beitragen. Falls gewünscht, kann der Widerstand --10-- verkleinert werden, um eine schnellere Aufladung des Kondensators --8-- zu erreichen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektrische Auslösevorrichtung für Schusswaffen mit einem mit dem Abzug gekoppelten mechanischen Schalter, der die Verbindungsleitung zwischen einem Kondensator und einem von dessen Strom erregten Elektromagneten schliesst, wobei eine Batterie zum Aufladen des Kondensators vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanische Schalter (15) einen ersten (25) und einen als Blattfeder ausgebildeten zweiten Kontakt (27) aufweist, die im Ruhestand einander dicht benachbart sind, dass ein mit dem Abzug (31) gekoppelter Stift (30) gegen die dem ersten Kontakt abgewendete Seite der Blattfeder pressbar ist und dass die Blattfeder auf ihrer dem ersten Kontakt zugewendeten Seite in einem Abstand vom Auftreffbereich des Stiftes durch Isoliermaterial (26) abgestützt ist.