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Dokumentenidentifikation DE102005040407B4 16.05.2007
Titel Vorrichtung zur Identifizierung des Munitionstyps einer Munition
Anmelder Rheinmetall Waffe Munition GmbH, 40880 Ratingen, DE
Erfinder Holzer, Manuel, 78628 Rottweil, DE;
Langenbacher, Werner, 78737 Fluorn-Winzeln, DE;
Schneider, Hubert, 78661 Dietingen, DE
Vertreter Dietrich, B., Dipl.-Ing. (FH) Faching.f.Schutzrechtsw., Pat.-Anw., 40476 Düsseldorf
DE-Anmeldedatum 26.08.2005
DE-Aktenzeichen 102005040407
Offenlegungstag 15.03.2007
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 16.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.05.2007
IPC-Hauptklasse F41A 9/00(2006.01)A, F, I, 20051021, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erkennung bzw. Identifizierung einer Munition insbesondere bei der Zuführung unterschiedlicher Munitionstypen zu einer Waffe.

Zweck derartiger Erkennungen und Identifizierungen sind das Auslesen von Munitionsdaten beispielsweise für die Berechnung von Aufsatz- und Vorhaltewinkel, die verwechslungsfreie Zuführung des jeweils ausgewählten Munitionstyps sowie die Weiterleitung dieser Daten an das Waffensystem und einen Feuerleitrechner.

Bekanntlich werden Maschinenkanonen, die mit einer hohen Kadenz arbeiten, durch einen Munitionsbehälter mit unterschiedlichen Munitionstypen versorgt. Diese werden für verschiedene Zielbekämpfungen benötigt. Je nach Vorgabe eines Bedieners wird dann für die jeweilige Aufgabe die entsprechende Munition verschossen. Unterschiedliche Munitionstypen können dabei Luft-Luft Kampfmunition, Luft-Boden Kampfmunition und/oder Übungsmunition sein. Auch Exerziermunition oder Impulskartuschen sowie nichtletale Munitionen sind möglich. In der Regel handelt es sich bei dieser Munitionszuführung um ein in sich geschlossenes, umlaufendes Munitionstransportsystem, bei dem in einer Zuführposition die Munition über einen Zuführstern einer Trommel der Waffe übergeben wird.

Aus der DE 41 37 819 A1 ist eine Vorrichtung zum Identifizieren von Munition bekannt, die eine Datenverarbeitungsanlage mit einer Lese- und/oder Schreibeinrichtung umfasst. An der Munition ist ein Datenträger angeordnet, der mit der Datenverarbeitungsanlage kommuniziert. Die Datenträger können als ROM und/oder RAM Speicher, Transponder oder als Bar- oder Farbcodes ausgebildet und auf der Oberfläche der Munition oder in dieser integriert sein.

In der DE 38 30 903 C2 sind ein Verfahren zur Erkennung von unterschiedlichen Munitionstypen sowie eine Munition offenbart. Da für einen Waffentyp unterschiedliche Munitionsarten von unterschiedlichen Herstellern bestehen und dementsprechend bei Abschuss der Munition auch unterschiedliche Schiessergebnisse zu erwarten sind, wird vorgeschlagen, ein Erkennungssystem, beispielsweise eine optische, elektronische oder mechanische Sensorik, in das Waffensystem einzubinden. In einer bevorzugten Variante wird die Waffe entsprechend der zugeführten Munition mittels einer Stelleinrichtung selbsttätig auf entsprechende Einstellwerte eingestellt. Auch hier werden Aussagen, wo das Erkennungssystem integriert ist, nicht gemacht.

Aus der DE 41 34 401 C2 ist eine Vorrichtung zur Identifizierung und Überwachung von Munition einer automatisch ladbaren Feuerwaffe und Verfahren zur Durchführung des Ladevorganges bekannt. Dabei kann die Feuerwaffe verschiedene Munitionen verschießen. Die Vorrichtung weist ein Drehmagazin auf, welches nebeneinander liegende Zellen besitzt, von denen jede eine Munition aufnimmt. Ein schrittweises Verschieben in beide Richtungen erlaubt, dass jede Zelle einer Ladeposition der Waffe zugeführt werden kann. Mindestens ein fest angebrachter Kodierungslaser ist über der Bahn des Drehmagazins im selbigen sowie parallel zur Achse der Munition angeordnet und befindet sich rechts und links neben der Ladeposition. Ein weiterer Detektor oberhalb der Ladeposition liefert ein Signal bezüglich des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins der Munition. Die Munition selbst weist auf ihrer Hülse umfangsseitig eine zylindrische Kodierungszone auf, die mindestens eine kreisförmige Kodierungsspur enthält. Aufbauend auf diesen Stand der Technik werden Möglichkeiten aufgezeigt, wie ein Ladevorgang auch bei einem Teilausfall der Vorrichtung durchführbar ist.

Aus der DE 197 16 227 A1 ist bekannt, munitionsspezifische Daten beim Verschuss der Munition zu berücksichtigen. Im geladenen Zustand der Waffe findet dazu eine Datenverarbeitung dieser Daten statt. Diese dienen dann zum Datenaustausch zwischen einem Richtcontroller und den für die ziel- und systemspezifischen Daten vorgesehenen Datenverarbeitungseinrichtungen.

Diese Problematik der Einbindung eines Erkennungssystems in ein Waffensystem, ist Gegenstand der Erfindung, die sich die Aufgabe stellt, eine Vorrichtung zur Munitionstyperkennung anzugeben, die auch unter extremen Bedingungen, wie Schmutz und hohe Temperaturen, funktionsfähig ist.

Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, eine Erkennungseinrichtung im Bereich der Munitionsübergabe an die Waffe einzubinden. Dies sollte in der Regel ein umlaufendes Zuführsystem voraussetzen. Die Erkennungseinrichtung hat dabei die Aufgabe, die für eine Zielbekämpfung benötigte Munition zu erkennen und in Weiterführung der Erfindung deren Position in der Becherkette oder dem MTS zu bestimmen. Daher muss die Erkennungseinrichtung zur Munition derart ausgerichtet sein, dass diese die Information auslesen kann, was in der Zuführ- bzw. Munitionsübergabeposition erfolgt. Die Zuführung kann beispielsweise über eine Becherkette erfolgen, welche die Munition aufnimmt, oder, wie es bei Waffenanlagen mit hoher Kadenz bekannt ist, durch ein Munitions-Transport-System (MTS).

Als bevorzugte Position der Erkennungs-Hardware ist der Innenraum des Zuführsterns des MTS vorgesehen. Die Konstruktion des Sterns wird dazu so ausgelegt, dass der Innenraum hohl ist und trotzdem eine ausreichende Festigkeit vorliegt. Für die Nutzung der Hardware im Innenraum sind Aussparungen im Stern konstruiert, um die Informationen auf den Patronen bzw. Munition zu detektieren. Die Aussparungen des Sterns ergeben sich aus der verwendeten Erkennungshardware und können angepasst werden.

Um evtl. starken Erschütterung entgegenzuwirken, werden die gesamten elektronischen und optischen Bauteile der Erkennungshardware in einer Hartplastikschale eingebunden. Für den Einsatz bei extremen Temperaturen wird die Erkennungshardware zusätzlich mit einer zweiten Hartplastikschale umgossen. Um die komplette Erkennungshardware luftdicht und kratzfest einzuschließen, wird an die zweite Schale eine 2 bis 3 mm dicke Glasscheibe mit Dichtungen angebracht. Die Luft zwischen erster und zweiter Hartplastikschale dient als Isolator, zumal Luft ein schlechter Wärmeleiter ist. Zudem wird damit gewährleistet, dass die Erkennungshardware gegen Schmutz und Feuchtigkeit geschützt ist. Die Glasscheibe sollte dagegen immer sauber gehalten werden, da ansonsten kein störungsfreier Lesebetrieb gewährleistet werden kann. Dabei muss besonders darauf geachtet werden, dass die Putzelemente nicht zu hart sind, da die Glasscheibe sonst verkratzt wird und dadurch der Lesebetrieb gestört werden kann.

Der Zugang von einer Seite zum Innenraum des Zuführsterns von außen ist bei der Konstruktion der Lagerungen, Zahnräder und dem Gehäuse des MTS berücksichtigt. Das Gehäuse hat vorzugsweise eine rechteckige Aussparung, um somit die Anbringung von Halterungen und die Stormversorgung von außen für eine evtl. Elektronik im Inneren des Zuführsterns zu realisieren.

Als Erkennungshardware können elektronische sowie optische Systeme dienen. Bevorzugt wird jedoch ein Barcodesystem verwendet. Ein Barcode enthält Informationen, die nach einer bestimmten Vorschrift verschlüsselt werden. Er stellt dieses Datenmaterial innerhalb des Barcodefeldes in Form von vertikalen Strichen unterschiedlicher Breite und Zwischenräumen (Lücken) graphisch dar. Neben linearen Barcodes mit gängigen Laserscannern oder linearen CCD-Detektoren sind auch gestapelte und Matrix-Codes verwendbar. Um alle Informationsschichten des Stapels zu erfassen, sind zweidimensionale Lesesysteme – also Kameras oder 2D-Detektoren, verwendbar. In der bevorzugten Ausführung wird ein eindimensionaler Barcode genutzt, da dieser von allen Seiten und zu jeder Winkelstellung lesbar ist, sowie ein herkömmlicher Barcodelaser eingesetzt.

Der Informationsträger befindet sich in der bevorzugten Variante der Barcode, radial auf/um der Munition. Um den Informationsträger vor Beschädigungen durch Antriebs- und Führungselemente des MTS zu schützen, wird die Anordnung des Trägers in der Mitte der Munition favorisiert.

Neben dem Munitionstyp, damit das System den geeigneten Geschosstyp wählen kann, sollten die Losnummer, wegen evtl. Schwankungen der relevanten Kerngrößen (Druck, Geschwindigkeit, Temperatur), die Geschwindigkeit v0 und wenn nicht in der Losnummer enthalten, das Herstelldatum und der Hersteller auf dem Informationsträger (Code) vermerkt sein. Die Geschwindigkeit v0 ist für die genaue Berechnung der Abschusswinkel (Azimut und Elevation) von Bedeutung. Die Anfangsgeschwindigkeit im Barcode dient beispielsweise als Referenzgeschwindigkeit zu der in der Losnummer hinterlegten Geschwindigkeit. Abweichungen sind dann wichtig für die Berechnung der Abschusswinkel. Das Herstelldatum dient beispielsweise dazu, die bisherige Lagerzeit der Munition berücksichtigen zu können.

Anhand eines Ausführungsbeispiels mit Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Wenngleich sich die nachfolgenden Ausführungen auf die Zuführung für eine Trommelwaffe beziehen, ist die Anwendung auch auf Waffensysteme mit einer andersartigen, insbesondere umlaufenden Munitionszuführung, wie beispielsweise mittels einer Becherkette, welche die Munition trägt, und Schwingen oder dergleichen, die die Munition von dieser Zuführung an die Waffe geben, anwendbar.

Es zeigt

1 eine Anordnung eines Erkennungssystems Zuführ- bzw. Munitionsübergabeposition,

2 eine vergrößerte Darstellung des Erkennungssystems aus 1,

3 den Zuführstern aus 1,

4 eine vergrößerte Darstellung der Anordnung des Erkennungssystems aus 1 im Zuführstern,

5 ein Prinzip der Erkennung der Information auf einer Munition.

In 1 ist ein Munitions-Transport-System (MTS) 1 mit Munition 2 dargestellt. Das MTS 1 ist im vorliegenden Fall eine Art umlaufendes Kettenfördersystem, das von einem starren Kasten 1.1 umschlossen wird und bietet Platz für die Munitionen 2, die in einer Art Kreisfördersystem bewegt werden. Ein Zuführstern 3 führt die Munition 2 mit Hilfe eines nicht näher dargestellten Schiebers einer Revolver-Kammer (Trommel 20) einer Waffe zu. Die Munition 2 kann unterschiedliche Munitionstypen beinhalten.

Das Erkennungssystem 4 ist erfindungsgemäß im Zuführstern 3 integriert. Durch Schlitzöffnungen 3.1 im Zuführstern 3 (3) können die Daten der jeweiligen Munition 2 ausgelesen werden. Der Zuführstern 3 rotiert dabei um das feststehende Erkennungssystem 4, welches innerhalb einer hohlen Baueinheit 16 im Zuführstern 3 gelagert ist (4).

Insbesondere zur Erhaltung der Funktionsfähigkeit des Erkennungssystems 4 im Waffensystem mit hoher Kadenz ist vorgesehen, dass dieses in einem Gehäuse 10 geschützt gehalten wird (2). Das Gehäuse 10 weist dazu vorzugsweise zwei Hartschalen 11, 12 auf, zwischen denen ein Zwischenraum 13 mit Luft ausgefüllt ist. Abgeschlossen wird das Gehäuse 10 vorderseitig mit einer Glasscheibe 14, durch die der Detektionsstrahl 15 hindurch treten kann. Nicht näher dargestellt sind hier Reinigungsbürsten, welche die Glasscheibe 14 reinigen.

Als Erkennungssystem 4 wird ein Barcodescanner befürwortet, der mittig im Zuführstern 3 positioniert ist. Die Aussparungen bzw. Schlitzöffnungen 3.1 sind den optimalen Lesebedingungen des Laserstrahls 15 angepasst. Bewährt hat sich ein Öffnungswinkel der Aussparungen 3.1 von 30° bis 35°. Die Glasscheibe 14 wird in dieser Ausführung nach jeder 72° Winkeldrehung mit einer Art Bürste oder Wischer 17 gereinigt.

3 zeigt in einer leicht vergrößerten Darstellung den Zuführstern 3 mit dem Erkennungssystem 4. Dieses ist auf die im Zuführstern 3 liegende Munition 2 (bevorzugt in der Übergabeposition zur Trommel 20) ausgerichtet. Der Strahl 15 tritt dabei durch die Schlitzöffnung 3.1 auf die Information (Barcode) 18 der Munition 2.

4 zeigt die Lagerung des Erkennungssystems 4 im Zuführstern 3 sowie das Zusammenspiel der Information (Barcode) 18 auf der Munition 2 mit dem Erkennungssystem 4.

5 gibt das Prinzip der Abtastung der Information 18 von der Munition 2 an. Mit Hilfe des Laserstrahls 15 wird die Information ausgelesen und zur Weiterverarbeitung beispielsweise an einen waffenseitigen Rechner (nicht näher dargestellt) gegeben.

Im Falle einer Rückführung der leeren Hülsen in das MTS 1, wenn es sich bei der Munition also nicht um hülsenlose Geschosse handelt, wird softwaremäßig sichergestellt, dass dies im waffenseitigen Rechner bei der weiteren Munitionszuführung berücksichtigt wird.


Anspruch[de]
Vorrichtung zur Identifizierung des Munitionstyps einer Munition (2), welche durch ein Munitions-Transport-System (1) über einen Zuführstern (3) einer Waffe zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erkennungseinrichtung (4) im Munitions-Transport-System (1) eingebunden ist, wobei das Erkennungssystem (4) im Innenraum des Zuführsterns (3) angebracht ist, wozu der Zuführstern (3) Schlitzöffnungen (3.1) aufweist, durch die die Information (18) über die Munition von der Oberfläche der jeweiligen Munition (2) ausgelesen werden kann. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Munitions-Transport-System (1) ein in einem Kasten befindliches umlaufendes Kettensystem ist. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Information (18) neben dem Munitionstyp, durch die Losnummer und/oder relevante Kerngrößen, wie Druck, Geschwindigkeit, Temperatur, und/oder die Geschwindigkeit v0 und/oder, wenn nicht in der Losnummer enthalten, das Herstelldatum und der Hersteller gebildet wird. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Erkennungssystems (4) in einem Gehäuse (10) geschützt gehalten wird, wobei das Gehäuse (10) vorzugsweise zwei Hartschalen (11, 12) aufweist, zwischen denen ein Zwischenraum (13) eingebunden ist, der beispielsweise mit Luft ausgefüllt ist, und vorderseitig mit einer Glasscheibe (14) verschlossen ist, durch die der Detektionsstrahl (15) des Erkennungssystems (4) hindurch treten kann. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasscheibe (14) des Gehäuses (10) mittels Bürsten oder Wischer regelmäßig gereinigt werden kann. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennungshardware des Erkennungssystems (4) ein elektronisches oder optisches System ist. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennungshardware ein Barcodelaser ist. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Information (18) auf der Oberfläche der Munition (2) ein Barcode ist.






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