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    • 专利摘要:
    本發明提出一種可遠端操作之撞針保險鎖(1)。在此，一機械撞針保險鎖(2)由另一可以電力方式遠端操作之保險鎖裝置(3)補充，其中基本上僅在一撞針(12)之保險鎖已在本端機械地釋放且藉由遠端控制器電力地釋放時才可能擊發。作為一電撞針保險鎖(3)，一電力致動器(18)併入至該機械撞針保險鎖(2)中。
    公开号:TW201319512A
    申请号:TW101120541
    申请日:2012-06-07
    公开日:2013-05-16
    发明作者:Dominic Brunner；Michael Gerber；Roman Widmer
    申请人:Rheinmetall Air Defence Ag；
    IPC主号:F41A17-00
    专利说明:
    撞針保險鎖
    本發明涉及可遠端操作之撞針保險鎖。在此，一機械撞針保險鎖由另一可以電力方式遠端操作之保險鎖裝置補充，其中基本上僅在撞針之保險鎖已在本端機械地釋放且藉由遠端控制器電力地釋放時才可能擊發。作為一電撞針保險鎖，一電力致動器併入至該機械撞針保險鎖中。
    機械致動之撞針常用於點燃管型武器中之彈藥。該等撞針抵抗一張力彈簧而被撐緊，且釋放該等撞針以用於擊發，其中該撞針突出至管型武器之裝載室中，在將撞針之動能轉移至位於其中之彈藥後，點燃其引火藥，隨後由返回彈簧使撞針返回至安全位置。
    當管型武器上膛時，準備好擊發之彈藥筒位於撞針前方之彈藥筒室中。因此武器處於臨界狀態，且武器之保險鎖必須經嚙合以防止無意或意外之擊發。
    機械撞針保險鎖用於此目的基本上係已知的。以機械點燃之武器通常具有機械地鎖定最終致動器(亦即撞針)之保險鎖元件。常由操作員手動地在炮上在本端操作該撞針保險鎖。在此，推動扭轉握把通常控制移動活塞桿之波頓纜線(Bowden cable)，活塞桿之末端固定有撞針保險鎖，撞針保險鎖藉此嚙合或釋放。
    對於無人操縱之炮，此類型保險鎖常不可行，此係因為根本不可獲得操作員或需要相對大量之時間及/或後勤支出以執行手動保險鎖之釋放。
    用於可遠端操作之炮的純遠端操作之撞針保險鎖不合乎需要，且具有當人員在武器/炮上工作時可自遠離武器之武器控制單元將其釋放之缺點，此舉將對彼等人員造成危險。在此，實際上由於安全規則，僅當炮處於保險鎖嚙合之狀態時可執行炮之一系列功能；此等功能包括(例如)上膛、退膛或裝配檢驗。
    DE 10 2006 037 306 B4揭示用於釋放撞針之裝置。由後膛之橫桿實現保險鎖，其中橫桿將撞針保持在撐緊之位置。當後膛在功能上連接至武器身管時由鎖定銷(由該橫桿推開)嚙合該橫桿。
    DE 90 01 066 U1係關於用於炮械之選擇性保險鎖嚙合之安全裝置，在此情況下為旋轉器。撐緊撞針後，與彈簧之活動相反滑行地移動主彈簧桿。接著阻斷撞針且在彈簧之應力下保持撞針。若致動觸發器，則釋放桿，其中撞針自身以與桿移動相反方向迴轉且擊出子彈。作為第一保險鎖，該迴轉器具有機械阻斷機構，該機構防止鎖定撞針以使撞針可在擊發前不再被拉回。此外，獨立於第一安全裝置之第二安全裝置實質上包含控制單元、電子解碼器及電子驅動器級。由實現撞針之撐緊或非撐緊之區塊形成控制單元。尤其存在驅動驅動小齒輪及齒輪之馬達併入於該區塊中。齒輪移動為桿進入打開一空間之圓盤以使撐緊撞針。若將防止撐緊，則關閉該空間。僅當知曉可經由可連接至該區塊之單獨操作構件之鍵盤輸入的密碼時才可能啟用控制單元。此舉之意圖係防止旋轉器之未授權的使用。
    DE 19 46 831 A揭示用於具有擊發元件之力量致動之擊發裝置的保險鎖裝置。在此，該類型之擊發元件(撞針)固定於撐緊位置且緊固而防止無意釋放。對於可由撞針元件之撐緊移動而移動至其阻斷位置中之掣爪的進一步機械鎖定，該掣爪可經選擇性地置放入其中其傳輸撐緊移動的活動位置及其中其抵消撐緊移動之不活動位置。藉由可移動之耦合部件進行該設定，該耦合部件之耦合表面在活動位置在擎爪上嚙合。耦合部件配置於擊發元件之後端之區域中，且處於可相對於擎爪之樞軸線橫向地移動之滑桿的形式。
    DE 10 2009 011 939 A涉及用於後膛之保險鎖裝置，其中由相對於後膛可垂直地移動之楔形區塊嚙合且因此鎖定後膛或後膛支架。藉由移動機構實現撞針或點火觸發。在此，移動機構組合兩個機械互動保險鎖。移動機構包含第一槓桿，第一槓桿以圍繞旋轉軸之搖桿之方式安裝且與撞針上之另外的、第二槓桿一起作用。憑藉正經嚙合之點火針總成實現第二保險鎖，由另外的槓桿作為平行於第一保險鎖之保險鎖。該槓桿與第一保險鎖互動，為此目的併入可移動構件將槓桿在功能上連接至第一保險鎖。
    DE 10 2008 025 499 A1係關於用於自動武器及機槍之遠端控制操作構件。在此，適合的磁鐵載體框架整合在武器之後端或基準炮上，較佳替代機槍之肩支架，且理想地觸發器磁鐵及保險鎖磁鐵懸掛於該磁鐵載體框架中。兩個磁鐵確保在發生故障時採用安全操作狀態。此外，若出現故障，則必須防止進入操作序列。為此目的，作為保險鎖磁鐵，以具有冗餘保持線圈之線性移動/保持磁鐵替換已知線性移動/保持磁鐵。第一次發生故障後，暫停或防止擊發以使維持操作序列或抑制其開始。此外，作為觸發器磁鐵，以反向行程磁鐵替換先前行程磁鐵，因此允許單發擊發及快速單發擊發。該措施意在允許武器自手持型操作轉換成遠端控制操作且相應地被使用。
    DE 102 15 910 B揭示在操作及擊發重機槍或類似武器期間尤其在運輸時增加安全性之裝置。該裝置包含擊發裝置、調整元件及手動緊急致動構件，該手動緊急致動構件可在無外力之情況下藉由致動電纜擊發武器。以外力操作之另一調整元件安裝在武器之後端上。該元件，作為單發開關，可藉由槓桿機構遏止及緊固或釋放及解開處於與身管相對之最後返回位置之後膛。結果，在撞針遏止構件發生缺陷的情況下，會發生不合需要之擊發觸發。
    本發明之目標為指定一種可尤其用於無人操作炮中之撞針保險鎖。
    藉由申請技術方案1之特徵達成該目標。附屬項指定有利實施例。
    潛在提出之解決方案在於由另一可以電力方式遠端操作之保險鎖裝置補充之機械撞針保險鎖，其中基本上僅在撞針已藉由遠端控制器在本端機械地釋放且電力地釋放時才可能擊發。在此，兩種保險鎖在功能上彼此連接，亦即機械保險鎖及遠端控制電保險鎖在結構上彼此交織且形成一單元。僅當武器之保險鎖已在炮上由遠端控制釋放且機械釋放時，武器置放成「經釋放之保險鎖」之狀態--亦即準備好以經釋放之撞針擊發。為釋放武器之保險鎖，兩個(部分)保險鎖釋放過程之順序係任意的。
    為此目的，例如機械保險鎖釋放構件之已知波頓纜線延長於具有U形凸起部分之導桿中。導桿以穩固鎖定之方式嚙合至活塞之下端處之開口中以用於鎖定撞針。電力操作馬達/傳動單元可經由兩個正齒輪以圍繞其軸線之預定角度旋轉導桿。在此，波頓纜線由手動保險鎖構件操作(亦在原位)，然而馬達屬於遠端控制(電)保險鎖釋放構件。
    此雙保險鎖之操作模式如下：
    若已(例如)手動嚙合武器之安全鎖，則導桿之未彎曲於U形中之部分位於活塞之下端處之開口內。處於手動嚙合保險鎖狀態時，若將經由遠端控制單元執行保險鎖釋放，則導桿在開口中旋轉，但並未將活塞向上升至其釋放撞針之位置。武器保持保險鎖嚙合之狀態。由波頓纜線將導桿及其U形凸出部分僅通過手動保險鎖釋放牽引至活塞之開口中，因此升起活塞且使武器之保險鎖脫離。
    若已由遠端控制嚙合武器之保險鎖，則導桿之角度使得不可升起活塞--無論武器之保險鎖是否經手動嚙合或釋放。
    導桿產生波頓纜線與撞針保險鎖之間的穩固鎖定機械連接。儘管已機械緊固加農砲或牽引波頓纜線，波頓纜線與活塞之間的該穩固導引亦消除活塞堵塞之可能性。另一方面，僅當藉由啟動致動器之遠端控制件機械地(例如在本端)釋放且電力釋放撞針之保險鎖時才發生擊發。
    導桿穩固地界定活塞之位置。為使得可將活塞置放於保險鎖釋放位置，必須滿足兩個條件：
    1.必須牽引導桿以使偏心部分位於活塞下方(本端機械保險鎖釋放)。
    2.導桿之偏心部分必須指向上方(遠端控制保險鎖釋放)。
    經由波頓纜線執行(本端--原位)保險鎖釋放。經由行星齒輪裝置及經由兩個正齒輪藉由馬達以適當角度旋轉偏心軸桿執行遠端控制保險鎖釋放。
    所說明之實施例亦具有特別安全之組態。若馬達之端電壓下降，不管係有意控制信號之結果或由於電力故障，由兩個預負載扭力彈簧(無故障)自動將導桿/偏心軸桿置放於初始位置。若一個扭力彈簧發生故障，另一扭力彈簧之預負載足以將加農砲之保險鎖嚙合。然而，扭力彈簧之故障必須係可辨認的以使可將其替換。若波頓纜線脫位，則藉由壓力彈簧向前推導桿且嚙合加農砲之保險鎖。
    在概念之改進中，可遠端操作之撞針保險鎖亦具有用於其他已在炮上可用之安全信號之輸入(例如緊急停止、緊急關閉、點燃、人在高處等)。以此方式，即使忘記啟動用於防止遠端控制保險鎖釋放之本端控制元件，建立安全性亦可達成。同時，冗餘地組態所有有關安全性之功能，(例如)以便識別由洩漏電流引起之故障。
    較佳藉由感測器偵測撞針保險鎖之末端位置(嚙合之保險鎖、釋放之保險鎖)。若同樣偵測遠端操作撞針保險鎖之輸入信號，可藉由簡單邏輯配置(軟體或類比)偵測撞針保險鎖之正確運行，可藉此再次消除風險。
    或者，可以偏心軸桿替換以U形彎曲之導桿，藉由彈簧力將活塞壓至偏心軸桿。偏心軸桿界定活塞之位置。為使得可將活塞移動至保險鎖釋放位置，必須滿足兩個條件：
    1.必須牽引波頓纜線以使偏心位於活塞下方(本端機械保險鎖釋放)。
    2.偏心軸桿之偏心部分必須指向上方(遠端控制保險鎖釋放)。
    經由波頓纜線執行手動本端保險鎖釋放。經由行星齒輪裝置且經由兩個正齒輪藉由馬達以適當角度旋轉偏心軸桿執行遠端控制保險鎖釋放。若馬達之端電壓下降，則不管係有意控制信號之結果或由於功率故障，由兩個預負載扭力彈簧(無故障)自動將偏心軸桿置放於初始位置。隨後安全方式確保在組件出現故障的情況下嚙合加農砲之保險鎖。若一個扭力彈簧故障，則另一扭力彈簧之預負載足以將加農砲之保險鎖嚙合。然而，扭力彈簧之故障必須可及時辨認以便可將其替換。若波頓纜線脫位，則藉由壓力彈簧向前推偏心軸桿且嚙合加農砲之保險鎖。
    偏心軸桿由三部分組成：
    偏心處於第一位置。半徑隨著角度(阿基米德螺旋)增加；在此，半徑之差異對應於活塞之行程。由於空間原因，可安裝軸桿而使得其置於主軸上。為此目的，在軸桿之一端上形成孔。
    在軸桿之第二部分，半徑係恆定的。僅可能第一部分或第二部分位於活塞下方。藉由安裝限制軸向遊隙。為使軸桿不管怎樣可以靜止方式採用僅兩個位置，必須(如以前)鎖住波頓纜線，否則壓力彈簧會將偏心軸桿置於初始位置。
    在第三部分，安裝軸桿；在此傳動馬達之扭力且彈簧力在在此起作用。
    為使即使當已藉由遠端控制件釋放加農砲之保險鎖時亦可機械地釋放撞針保險鎖，在第一部分與第二部分之間安裝凸緣。此外，由於空間原因且因偏心軸桿延伸至托板之附近，凸緣之梯度必須不過淺，否則偏心軸桿將過長。然而，凸緣之過陡梯度可造成僅可能藉由運用很大力量釋放加農砲之保險鎖。必須為此目的適當地選擇偏心軸桿之軸向切換行進。
    可藉由遠端控制件釋放炮之撞針保險鎖：結果，準備好操作(亦即具有手動釋放之保險鎖)之炮可具有嚙合之保險鎖直至立即使用前為止，此通常引起安全性之增加。此外，若正在炮上於本端執行操作(原地手動嚙合保險鎖)，可確保安全性。可按要求自動及手動測試保險鎖之正確運行。武器達成額外安全位準，因此同時滿足軍隊安全性及操作性之需求。
    以下將基於一例示性實施例結合圖式對本發明進行更詳細描述。
    圖1展示撞針12及撞針保險鎖11之安裝部分，諸如自先前技術已知。在此，撞針12作為身管軸線14之延長部而定位以便定位於基準炮10內及彈藥筒9之雷管8之前方。安裝撞針12以使撞針12可以身管軸線之方向移動且由撞針保險鎖11緊固撞針12。在此，撞針保險鎖嚙合，其中一開口通向撞針12之後部。可藉由活塞桿13調整撞針保險鎖11之高度。若由活塞桿13調整撞針保險鎖11，其釋放撞針12。活塞桿13又係活塞14之組成部分且藉由活塞14與彈簧(未詳細說明)在反方向上移動。
    圖2展示發明之第一個變體，亦即組合之撞針保險鎖1，其可大致在圖1中由A指示之位置處併入。機械撞針保險鎖2之活塞14在其下端14a具有開口14b，通過開口14b導引以U形彎曲之導桿16。桿16經安裝以便可沿其縱向移動且可藉由屬於手動保險鎖裝置2之波頓纜線16a與壓力彈簧17在反方向上軸向移位。作為電(可遠端操作)撞針保險鎖3之部分之電操作馬達/齒輪單元18驅動機械撞針保險鎖2之導桿16，且經由兩個正齒輪19、20使該導桿與扭力彈簧21之預負載在反方向上旋轉。若導桿16位於軸向位置，在該軸向位置中U形外彎部分位於活塞14之開口內，則在由遠端控制馬達/齒輪單元18產生之導桿16之旋轉的情況下，活塞14可升起，且撞針12被釋放。
    藉由遠端控制器之信號(釋放保險鎖)及藉由本端控制元件之手動保險鎖釋放之信號(抑制保險鎖釋放)在最簡單的情況下(圖3)實現電路。兩個信號皆經由將控制信號傳輸至可遠端操作之撞針保險鎖之該致動器之AND比較器(6)傳達，此舉之結果係最終釋放武器之保險鎖。為提高故障安全性，在另一實施例中提供線及AND比較器雙組態。在觸發致動器前再次比較比較器之兩個輸出信號。
    在另一實施例中，在觸發致動器前詢問額外信號，例如手動安全開關(MAS，人在高處開關)或緊急停止(緊急停止)。
    圖4說明組合之撞針保險鎖15之另一變體。由彈簧(未說明)將活塞14壓至偏心軸桿26，偏心軸桿26經安裝以便沿其軸向方向移動。可藉由屬於手動保險鎖裝置之波頓纜線26a使該偏心軸桿與壓縮彈簧17反方向軸向移位。電操作馬達/齒輪單元18驅動偏心軸桿26，且經由兩個正齒輪19、20使偏心軸桿26與扭力彈簧21之預負載反方向旋轉。若偏心軸桿26位於其半徑相對於活塞14恆定之軸向位置(手動嚙合之保險鎖)，則在由遠端控制馬達/齒輪單元18產生之偏心軸桿26之旋轉的情況下，不會升起活塞14，且不能釋放撞針12之保險鎖。
    1‧‧‧撞針保險鎖
    2‧‧‧機械撞針保險鎖
    3‧‧‧電(可遠端操作)撞針保險鎖
    6‧‧‧比較器
    8‧‧‧雷管
    9‧‧‧彈藥筒
    10‧‧‧基準炮
    11‧‧‧撞針保險鎖
    12‧‧‧撞針
    13‧‧‧活塞桿
    14‧‧‧活塞
    14a‧‧‧開口
    14b‧‧‧開口
    15‧‧‧撞針保險鎖
    16‧‧‧導桿
    16a‧‧‧波頓纜線
    17‧‧‧壓力彈簧
    18‧‧‧馬達/齒輪單元
    19‧‧‧正齒輪
    20‧‧‧正齒輪
    21‧‧‧扭力彈簧
    26‧‧‧偏心軸桿
    圖1展示撞針及保險鎖之安裝之說明；圖2展示組合之撞針保險鎖；圖3展示電撞針保險鎖之電路之說明；及圖4展示組合之撞針保險鎖之另一實施例。
    1‧‧‧撞針保險鎖
    2‧‧‧機械撞針保險鎖
    3‧‧‧電(可遠端操作)撞針保險鎖
    14‧‧‧活塞
    14a‧‧‧開口
    14b‧‧‧開口
    16‧‧‧導桿
    16a‧‧‧波頓纜線
    17‧‧‧壓力彈簧
    18‧‧‧馬達/齒輪單元
    19‧‧‧正齒輪
    20‧‧‧正齒輪
    21‧‧‧扭力彈簧
    权利要求:
    Claims (24)
    [1] 一種用於一尤其無人操縱炮之一撞針(12)之撞針保險鎖(1、15)，其特徵在於，一電力致動器(18)作為一電撞針保險鎖(3)併入至一機械撞針保險鎖(2、11)中，由此實現部分機械保險鎖嚙合及部分電保險鎖嚙合。
    [2] 如請求項1之撞針保險鎖，其中該機械保險鎖嚙合(2)及保險鎖釋放係獨立於該電子保險鎖嚙合(3)及保險鎖釋放而設定。
    [3] 如請求項1或2之撞針保險鎖，其中對於武器或炮之保險鎖釋放，該等兩個部分保險鎖釋放過程之順序係任意的。
    [4] 如請求項1或2之撞針保險鎖，其中該機械保險鎖釋放(2)係手動發生，且該電保險鎖釋放(3)係藉由遠端控制而發生。
    [5] 如請求項1或2之撞針保險鎖，其中該機械撞針保險鎖(2、11)由一活塞(14)組成，該活塞(14)之下端(14a)處具有一開口(14b)，通過該開口(14b)導引一導桿(16)，該導桿(16)彎曲成一U形，其中該導桿(16)經安裝以便可沿其軸向方向移動。
    [6] 如請求項5之撞針保險鎖，其中該導桿(16)可藉由一波頓纜線(16a)與一壓力彈簧(17)反方向地軸向移位。
    [7] 如請求項6之撞針保險鎖，其中該導桿(16)產生在該波頓纜線(16a)與該撞針保險鎖(2)之間的一穩固鎖定機械連接。
    [8] 如請求項5之撞針保險鎖，其中電力操作之馬達(18)經由兩個正齒輪(19、20)驅動該機械撞針保險鎖(1)之該導桿(16)。
    [9] 如請求項8之撞針保險鎖，其中當該導桿(16)及U形外彎部分位於該活塞(14)之該開口(14a)中時，該導桿(16)設定為與一扭力彈簧(21)之預負載反方向旋轉，使得當該導桿(16)旋轉時，升起該活塞(14)且可釋放該撞針(12)之該保險鎖。
    [10] 如請求項1或2之撞針保險鎖，其中該機械撞針保險鎖(2、11)由一活塞(14)及一偏心軸桿(26)組成，其中該活塞(14)壓在該偏心軸桿上且該偏心軸桿(26)經安裝以便可沿其軸向方向移動。
    [11] 如請求項10之撞針保險鎖，其中該偏心軸桿(26)由一第一部分及一第二部分組成，在該第一部分中，半徑隨角度線性地增加，在該第二部分中，半徑係恆定的。
    [12] 如請求項10之撞針保險鎖，其中該偏心軸桿(26)可藉由一波頓纜線(26a)而與一壓力彈簧(17)反方向地軸向移位。
    [13] 如請求項12之撞針保險鎖，其中該馬達(18)經由兩個正齒輪(19、20)驅動該機械撞針保險鎖(2)之該偏心軸桿(26)並設定其旋轉。
    [14] 如請求項13之撞針保險鎖，其中當該偏心軸桿(26)之該半徑相對於該該活塞(14)係恆定的且因此手動嚙合該保險鎖時，由該馬達(18)產生該偏心軸桿(26)之一旋轉後，不能升起該活塞(14)，且不能釋放該撞針之該保險鎖。
    [15] 如請求項5之撞針保險鎖，其中若該馬達(18)處之端電壓下降，則該導桿/偏心軸桿(16、28)藉由兩個預負載扭力彈簧而被自動置放於最初位置。
    [16] 如請求項10之撞針保險鎖，其中若該馬達(18)處之該端電壓下降，則該導桿/偏心軸桿(16、28)藉由兩個預負載扭力彈簧而被自動置放於最初位置。
    [17] 如請求項15之撞針保險鎖，其中若一個扭力彈簧發生故障，則另一個扭力彈簧之預負載足以嚙合該炮之該保險鎖。
    [18] 如請求項6之撞針保險鎖，其中若該波頓纜線(16a、26a)脫位，則該導桿(16)或該偏心軸桿(26)藉由該壓力彈簧(17)而向前推動，且該炮之該保險鎖得以嚙合。
    [19] 如請求項12之撞針保險鎖，其中若該波頓纜線(16a、26a)脫位，則該導桿(16)或該偏心軸桿(26)藉由該壓力彈簧(17)而向前推動，且該炮之該保險鎖得以嚙合。
    [20] 如請求項5之撞針保險鎖，其中該活塞(14)係用以機械地緊固該撞針(12)之一已存在之機械撞針保險鎖(11)的一組成部分。
    [21] 一種用於如請求項1至20中任一項之撞針保險鎖嚙合的方法，其特徵在於，對於該致動器(18)之啟動，一電路執行關於遠端控制器之一信號(釋放保險鎖)及藉由一本端控制元件之手動保險鎖釋放之一信號(抑制保險鎖釋放)的存在的檢查。
    [22] 如請求項21之方法，其中兩個信號皆係經由將一控制信號傳輸至該可遠端操作或電撞針保險鎖(3)之該致動器(18)之一AND比較器(6)傳達。
    [23] 如請求項21之方法，其中僅當已藉由該撞針保險鎖(1、15)機械地且電力地釋放該撞針(12)之該保險鎖時才可能擊發，為此目的，在觸發該致動器前比較比較器之兩個輸出信號。
    [24] 如請求項22之方法，其中僅當已藉由該撞針保險鎖(1、15)機械地且電力地釋放該撞針(12)之該保險鎖時才可能擊發，為此目的，在觸發該致動器前比較該等比較器之該兩個輸出信號。
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    法律状态:
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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