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"Poudre balistique, procédé pour sa fa- brioation, et application de cette pou- dre à la confection de charges explosi- ves"
La présente invention, dûe aux travaux de Messieurs RAUSCH, BLANCHARD de VARINE FAUVEAU et PINEAULT a poux objet une pondre balistique, prin- cipalement caractérisée en ce qu'elle est fabriquée par filature de collodion, ce collodion pouvant d'ail- leurs, éventuellement, être utilisé concurremment avec tous autres produits susceptibles. d'améliorer les con- ditions de fabrication et/ou d'emploi.
Cette forme de la poudre suivant l'invention offre de remarquables facilités de fabrication et
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d'emploi. Elle permet en particulier d'appliquer à la fabrication les méthodes employées dans la fabrication de la soie artificielle, avec, éventuellement, toutes variantes et dispositions particulières appropriées, eu égard à la nature, aux propriétés, et aux conditions d'emploi des produits à obtenir.
Suivant une disposition particulière de l'invention, ces fils de poudre peuvent comporter une rainure longitudinale de section appropriée quelcon- que, destinée, éventuellement, à recevoir un produit autre. que celui constituant le fil:
L'invention prévoit, pour la réalisation de ces deux dispositions, l'emploi de filières qui seront décrites ci-après:
Elle prévoit également l'application de la poudre suivant l'invention à la confection- de charges sous une forme offrant de remarquables facilités de fabrication et d'emploi.
Au. dessin annexé à titre d'exemple:
Les fig. 1 à 5 représentent des appareils pour la fabrication des fils de collodion:
La fig. 1 est une élévation d'un dispositif de filtration et d'alimentation de la filière.
Les fig. 2. et 3 sont des schémas, respec- tivement de deux dispositifs de filage et de coagula- tion des fils,
La fig. @ est un schéma d'un dispositif de réglage de la tension des fils,
La fig. 5 est un schéma d'un dispositif d'a- mélioration des fils!
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les fig. 6 à 8 représentent des filières des- tinées à la fabrication de fils comportant des rainu- res longitudinales:
Les fig. 6 et 7 sont respectivement une coupe longitudinale, et une vue en bout d'un mode de réalisation,
La fig. 8 est une vue, analogue à la fig.7, d'un autre mode de réalisation.
Le procédé qui va être décrit ci-après pour la fabrication de la poudre suivant l'invention coupon- te, en premier lieu, la préparation d'un collodion par un procédé approprié quelconque..
Ce oollodion doit posséder une fluidité et une concentration convenables, eu égard aux appareils de filage qui seront utilisés et au genre de poudre à fabriquera de toute façon, la fluidité doit être suffi- sante pour permettre le filage à l'aide des pressions que l'on peut produire et des. appareils dont on dis- pose, et, d'autre part, la concentration en nitro- cellulose doit être suffisante pour que le fil puisse se former et être recueillie
Les propriétés de la nitrocellulose utilisée, et, notamment, sa teneur en azote, seront choisies telles qu'elle soit .complètement soluble, ou à peu près, dans le solvant choisi.
On peut,, dans certains cas, envisager l'élimination par filtration des par- ties insolubles.*
On pourra par exemple utiliser, comme ni- trocellulose, du coton-poudre, de la pâte de bois nitré de caractéristiques convenables, etc..., le choix de
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la nitro-cellulose utilisée dépendant naturellement. de l'application prévue, du mode opératoire et des appareils de filage mis en oeuvre, de même que la natu- re du-ou. des- solvants..
On peut ajouter au oollodion des substances destinées, soit à améliorer les propriétés de la pou- dra ( propriétés balistiques, stabilité,. reprise d'hu- midité, densités etc...). soit à permettre ou. à favori- ser les opérations de filage ( par exemple: en dimi- nuant la viscosité du. collodion) soit encore à amélio- rer les propriétés du fil. Ces substances auxiliaires. peuvent être par exemple de la nitroglycérine,. du
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di- ou trînitrataiuéna, du. din-itroglyr-ol-* des urées substituées, des esters, de la diphér,pïamine etc*,..
La nitrocellulose destinée à la fabrication du collodion peut être débarrassée de tout ou. partie de son eau.,, soit par séahage ( par exemple sous le vide) avec ou sans présence d'un gélatinisant ou. solvant ou. d'un corps avide d'eau., soit par mélange avec un solvant ou gélatinisant et laminage à chaud soit par déshydratation à l'aide d'un corps appro- prié ( par-exemple: alcool butylique) à la presse,à l'essoreuse ou dans un autre appareil, soit par tout autre procédé approprié.
La nitroglycérine petit être introduite di- reatement,. ou être contenue soit dans des poudres ou. balistites à retraiter que l'on utilise pour prépa- rer le collodion, soit dans des plaques laminées de nitrocellulose + nitroglycérine, avec éventuellement*
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un ou plusieurs corps auxiliaires, ne contenant qu'un faible taux d'humidité, et que l'on utilise pour pré- parer le collodion.
Le malaxage de la nitrocellulose et du. ou des solvants et corps auxiliaires est fait dans un appareil approprié, et dans des conditions convena- bles de température, durée etc...
Après fabrication, le oollodion peut subir un mûrissage dans des conditions appropriées. Il est aussi filtré et dégazé.
Le filtre employé doit être à mailles suffi- samment fines pour ne pas être traversé par les parti- oules susceptibles de boucher les filières.. Il ne doit cependant pas être à mailles tellement fines- qu'il soit colmaté par le collodion, Sa nature sera également- ap- propriée au collodion à filtrer: il pourra être en percale , soie,toiles métalliques (en-nickel ou monel par exemple, ou encore en bronze,,bronze phosphoreux, etc...)....
Ce collodion est ensuite filé, et ce filage peut s'effectuer suivant plusieurs méthodes., dont les deux principales vont être décrites ci-aprèse
1 ) Coagulation ( en général par voie humide)
On fait passer le oollodion sous pression à travers une filière, et, à la sortie de celle-ci, dans un bain coagulant; un fil sa forme et est enrou- lé mécaniquement sur des bobines. Dans certains das, le bain coagulant peut être remplacé par un gaz coa- galant.
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Si l'on-veut obtenir un. fil de diamètre constant, il importe de prendre diverses précautions, et notamment d'assurer la constance du débit du col- lodion et de la tension d'étirage du fil ou de faire subir à des deux quantités des variations corrélati0 ves, et d'assurer la constance de la composition et de la température du bain de trempage. De nombreux dispositifs ont été mis en oeuvre dans l'industrie de la soie artificielle,pour réaliser ces conditions; ils sont également applicables au présent procédé.
Dans le dispositif suivant la fig. 1,, le collodion 1 passe d'abord dans un malaxeur à double enveloppe 2, dans lequel la température voulue est maintenue s'il y a lieu, par circulation d'un fluide approprié dans cette double enveloppe..
Du malaxeur, le collodion passe dans un ré- servoir 3, également maintenu au. besoin à la tempéra- ture voulue par circulation d'un fluide dans une dou- ble enveloppe 4.
A la base du réservoir 3 est disposée une pompe 5 qui envoie le collodion dans l'un ou. l'autre de deux filtres 6, 6a montés en parallèle de telle façon qu'on puisse les utiliser alternativement, et nettoyer ce lui d'entre eux qui n'est pas en service (le filtre 6a dans la position représentée)...
La pompe 5 est placéedirectement au fond du bac, sans l'intermédiaire d'aucune tuyauterie,. étant donné les pertes de charges très élevées qui se produisent.
Le collodion filtré est envoyé, par un ro-
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binet à trois voies 7, dans des réservoirs 8, 8a d'où il est repris par des pompes volumétriques 9,9a, par exemple des pompes à engrenages, et envoyé dans une batterie de filtres dits filtres de sûreté, 10, 10a, à plusieurs toiles de finesse croissante, ces filtres étant préférablement disposés en parallèle comme les filtres 6, 6a.
Le collodion ainsi filtré une seconde fois passe dans un réservoir-relais 11, puis dans une boi- te à clapet 12, contenant une soupape tarée pour en- voyer le collodion à la filière, par un conduit 13, sous une pression bien déterminée..
L'excès de collodion retourne aux réservoirs 10, lUa, par un conduit 14.
Des manomètres 15 indiquent la pression du collodion aux différents points de l'installation,,.
Celle-ci comporte encore des prises 16 assurant le dégazage du collodion.. lorsque, comme il a été supposé, le filage s'effectue par coagulation par voie humide, le conduit 13 aboutit à une filière 17 placée dans un bain de coagulation 18 (fig. 2), le=fil obtenu est enroulé, soit en faible épaisseur sur une bobine 19 de grand diamètre, soit en épaisseur notable sur une bobine dont la vitesse de rotation diminue quand l'épaisseur de fil enroulé croît (le produit de la longueur du cercle d'enroulement par la vitess.e angulaire de ro- tation restant constant); la composition et la tem- pérature du bain sont maintenues constantes par un apport continu de liquide à température voulue, et un
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départ continu à l'extrémité opposée du bain avec chauffage éventuel du bain par double enveloppe.
Tous autres dispositifs appropriés peuvent d'ailleurs être employés.
On peut par exemple employer le mode de ré- ception connu du fil, dit "en centrifuge", qui oonsis- te à faire passer le fil sur un rouleau débiteur, et, de là, dans un pôt centrifuge tournant à grande vites- se (plusieurs milliers de tours-minute par exemple).
Le rôle du rouleau débiteur est, grâce à l'adhérence du fil,, de régler la vitesse linéaire de délivrance de ce fil, et la tension qu'il subite Le rôle du pôt centrifuge est de donner une torsion au fil, et, dans le cas d'une filière à plusieurs trous, de torsader ensemble les brins élémentaires de façon à former un cordonnet souple se prêtant bien aux opérations ultérieures.
On file généralement de bas en haut (filière tournée vers le haut) verticalement ou en oblique, mais on peut concevoir des dispositifs permettant de filer horizontalement ou verticalement de haut en bas ou dans des directions ou sens intermédiaires; le fil peut suivre, du reste, un trajet quelconque entre la filière et la bobine.
La nature, les dimensions, la forme de la filière dépendent de la nature du collodion traité et des propriétés demandées à la poudre à fabriquer.
Cette filière pourra, par exemple, être à orifice cir- culaire ou aplati (rainure) ou munie d'une broche centrale (pour tubes creux), ou de forme quelconque.
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Elle pourra être à un ou plusieurs orifices
Pour faciliter l'inflammation de la poudre ainsi obtenue,il y pourra y avoir avantage a donner à l'orifice -ou aux orifices- de la filière une forme dentelée, étoilée, cannelée, ou, plus généralement,, telle que la surface d'inflammation du fil soit accrue dans toutes proportions désirées par rapport à celle des fils de forme lisse, ou comporte des bavures, ru- gosités, "poils", et autres irrégularités qui, au lieu d'être considérées comme des défauts et évi- tées, comme dans l'industrie de la soie artificiel- le, pourront être systématiquement recherchées..
Dans le même but de faciliter l'inflamma- tion on peut envisager de coaguler à l'aide d'un bain contenant un sel approprié en dissolution ( par exemple du salpêtre), cette opération pouvant être sui- vie d'un trempage destiné à éliminer le sel, de façon à créer des pores à la surface de la poudre; suivant les cas, ce trempage pourra être fait avant ou après séchage.
Outre les formes mentionnées ci-dessus, on peut encore, à titre indicatif, mentionner les for- mes en V,. ou des formes courbes rappelant celles des ménisques.,
La filière pourra être faite en verre, nickel, métal précieux, alliage monel ou tout autre corps convenable selon le collodion à filer.
Le fil produit pourra tre arrosé de bain coagulant pendant qu'il s'enroule.
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On pourra enrouler plusieurs fils ensemble ou chacun séparément..
On pourra, par exemple, préparer des écheveaux ou bobines par an quelconque des procédés utiisés dans l'industrie de la soie artificielle.
Enfin, d'une façon générale, on pourra met- tre en oeuvre tous appareils, modes opératoires, etc... en usage dans l'industrie de la soie artifi- cielle, dans la mesure où. ces appareils. modes opéra- toires et autres ne sont pas susceptible de nuire aux qualités du fil obtenu au point de vue de son emploi. comme poudre*.
Il en est de même pour la récupération du solvant ou. des corps auxiliaires utilisés (soit dans le solvant,. soit dans le bain coagulant) et que l'on. peut extraire du liquide provenant du bain de coa- gulation ou de l'atmosphère qui entoure les appareils..
Le procédé par voie humide est applicabla en particulier,, aux collodions à base d'alcool méthy- lique: dans ce cas, il faut déshydrater à fond le co- tohn-poudre, ou utiliser un solvant auxiliaire; le bain coagulant est alors de l'eau froide, tiède ou chaude, additionnée, ou non, d'alcool méthylique ou éthylique ou d'autres corps organiques ou minéraux.
Le filtre pourra être en percale ou en toi- le de nickel.
2 Filage par évaporation (voie sè- che):
On fait passer le oollodion sous pression
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à travers une. filière 17a ( fig.3) placée dans une chambre 40 dans laquelle le fil est formé par évapo- ration du solvant. Cette évaporation peut être pro- duite par la chaleur, le chauffage étant par exemple assuré par une double enveloppe 40c, ou par un cou- rant gazeux entrant par exemple en 40a et sortant en 40b,ou encore par le vide ( l'entrée 40a étant dans ce cas supprimée, et la sortie 40b, reliée à un appareil extracteur). On pourra aussi utiliser une combinaison appropriée quelconque de deux des moyens ci-dessus, ou des. trois à la fois.
Le fil formé est enroulé à la sortie de la chambra 4, par exemple de la même façon que dans la méthode par coagulation, sur un tambour 19,.,
Si l'on veut obtenir un fil de diamètre constant, des précautions spéciales devront être prises dans l'application de ce procédé, précau- tions analogues à celles- que l'on emploie dans l'in- dustrie de la soie artificielle.
Naturellement, tout ce qui a été dit, rela- tivement à l'emploi de modes opératoires ou appareils quelconques en usage dans l'industrie de la soie ar- tifioielle, à propos du filage par coagulation, s'ap- plique également au filage par évaporation.
Le procédé par voie sèche est applicable notamment, aux oollodions aoétoniques, ce qui pré- sente un intérêt tout particulier,, du fait que l'a- cétone dissout totalement, ou presque,. une gamme très étendue de nitro-cellulose,, et notamment celle dite " coton-poudre N1 ".
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7La poudre est ensuite finie de la façon¯ sui- vante :
Les bobines et écheveaux de fils précédem- ment obtenus doivent être débarrassés de l'eau, et des solvants ou corps en excès qu'elle contient, par essorage, séchage, trempage,. etc.., puis mis sous une forme propre à leur emploi, par exemple par dé- coupage et tamisage, et triage des brins anormaux.
On peut, en outre., procéder à une amélio- ration, destinée par exemple à atténuer la vitesse de combustion et la force de la surface des fils de poudre,, ou à modifier la densité gravimétrique de la poudre, ou encore à obtenir ces deux résultats à la fois, Cette amélioration consistera par exemple en. un. lissage en tonne. On peut enfin colorer ou plombagi- ner la poudre,
Avant l'emploi,. la poudre subit un sécha- ge final, puis on lui fait reprendre l'humidité vou- lue
Tous modes opératoires et appareils utili- sés pour effectuer ces opérations dans la fabrica- tion de la poulre par les procédés ordinaires sont également applicables au présent procédé.
Si l'on veut obtenir des fils réguliers,, il importe de prendre un certain nombre de précau- tions:: en particulier, l'essorage, le séchage et le trempage devront être effectués pour chaque brin-
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dans des conditions identiques:températurer pres- sion, tension du fil, durée de l'opération ( pour chacune des trois opérations) degré hygrométrique
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de l'atmosphère ( pour l'essorage et le séchage), com- position du bain et volume par rapport à la poudre (pour le trempage) etc...
Pendant ces opérations, on peut, à cet effet, tendre le fil sur des appareils assurant. par exemple au moyen d'un contrepoids, une tension déterminée et constante du. brin.
La fig. 4 représente par exemple un appa- reil comportant deux montants verticaux 20,21, réunis par deux barres horizontales 22, 23 en acier nickelée Le montant 20 est fixe et le montant 21 est amovi- ble
La barre supérieure 22 est fixer elle est par exemple assemblée à demeure avec le montant 20, et son extrémité opposée peut être fixée au montant 21 de façon appropriée quelconque.
La barre inférieure 35 peut coulisser ver- tioalement entre les deux montants:. Ses extrémités sont cet effet engagées dans des glissières 20a, 21a, de ces montants.
L'appareil étant démonté, les écheveaux 24 sont. enfilés sur les. deux barres. 22, 23, L'appareil¯ est remonté,et on produit la tension désirée en ac- crochant à la barre 23 un poids 25 approprié au nom- bre d'écheveaux, et au nombre de brins de chaque éche- veau-.. La barre 23 forme, à cet effet, à sa partie in- férieure, un étrier 23a auquel le poids 25 est accro- ché .
Le découpage devra être fait en brins de langueur constante, le triage, et le tamisage devront
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être soignés.
L'amélioration peut être effectuée soit sur brins découpés par exemple par les méthodes usuel- les (lissage,ou autre )soit sur le fil non décou- pé, en faisant passer ce fil dans un liquide jouant la. rôle de ralentisseur, ou de solvant, ou de gélati- nisant,. ou un mélange liquide ou gazeux de corps @ propriés quelconques, dont un. ou- plusieurs possèdent ces propriétés. On peut aussi ajouter un. colorant au mélange.
On peut par exemple utiliser un dispositif du type représenté à la fig. 5.
Le fil 26, porté par une bobine 27 montée pivotante sur son axe, passe dans un bain d'améliora- tion 28, dans lequel un renvoi 29 l'oblige à baigner sur une longueur déterminée*
Le bain d'amélioration peut par exemple être constitué par une solution-de camphre, de centralite ou de phtalate d'éthyle dans l'alcoal éthylique ( plus ou. moins dilué} ou dans le benzol.
A sa sortie du bain d'amélioration, le fil passe dans une armoire de séchage et de récupération- 30, dans laquelle il pénètre par un orifice 30a qu'on peut munir de brosses d'égouttage* A l'intérieur de cette armoire, le fil passe sur une poulie de renvoi 31, sur une poulie de tension à chape 32, puis il s'enroule après séchage sur un tambour récepteur 33.
La poulie 32 est lestée par un poids 32a qui donne au fil la tension désirée*
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L'ensemble est réglé de telle façon- que le séchage du fil est complètement achevé avant l'enrou- lement sur le tambour 33, afin d'éviter tout risque de collage des spires entre elles sur ce tambour.
Les produits évaporés dans l'armoire 30 sont récupérés par un dispositif approprié quelconque (non représenté),
Le bain améliorant peut encore,, suivant une disposition particulière de l'invention,, être constitué par un collodion choisi pour donner, après coagulation un. enduit: ayant une vitesse d'inflammation- ou une "force" -au sens donné à ae mot dans la techni- que des. explosifs- moindre que celle du. coeur du fil.
On pourra naturellement, sans s.'écarter de l'invention,, utiliser, pour obtenir cette poudre ba- listique, tous dispositifs appropriés, autres que ceux mentionnés et figurés schématiq.uement à titre d'exemple seulement, prévoir toutes dispositions con- venables pour les appareils et modes opératoires, qui, ntétant pas nécessairesà la compréhension- de l'inven- tion n'ont pas été décrits en détail, utiliser, dans les conditions qui ont été exposées., toutes disposi- tions applicables à l'industrie de la soie artificiel- le,éventuellement en y apportant toutes modifications appropriées eu. égard aux conditions de fabrication., à la nature des produits à traiter ou à obtenir, aux conditions d'emploi de ces derniers, etc...;
on pourra encore mettre en oeuvre, séparément ou en combinai- son, les différentes phases de fabrication ci.-dessus décrites, éventuellement en combinant, une ou.. plusieurs. d'entre elles avec tout aure, procéder
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On. pourra utiliser entre autre, au lieu. des. appareils précédents, un appareil permettant la fabri- cation en continu, c'est-à-dire assurant la filature, l'essorage, le séchage, le trempage, l'amélioration, le séchage finals la reprise d'humidité, et éventuel- lement le découpage ou la mise sous forme de abarges telles que celles décrites plus loin/ On peut même.
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envisager la fabnoationdu.
collodion en a crrtinn- l'invention prévoit encore une disposition particulière suivant laquelle la poudre a la forme d'un tube fendu longitudinalement, ou. comporte une rainure longitudinale plus ou- moins profonde,, et de section appropriée quelconque.
Ce tube peut encore comporter, au moment du. filage, plus d'une fente longitudinale, et, dans ce cas, il sera en réalité constitué par des élé- ments indépendants-en nombre égal à celui des fen- tes- les-quels éléments pourront être, par la suite., ressoudés, par exemple par étirage et/ou, torsion.
De tels fils pourront être aisément obtenus au moyen de filières. appropriées.
Les fig. 6 à 8 représentent, par exemple, des filières permettant d'obtenir un fil en forme de tube fendu, ou comportant une rainure longitudinale..
La filière suivant les fig. 6, 7 comporte un corps 37, percé d'un trou de filage 37a,
Suivant l' invention, une broche 38 traver- se le trou 37a,et comporte une nervure ou.ergot
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38a qui vient porter sur le bord. du trou,. ce qui donne au produit filé la forme di-dessus décrite.
La broche 38 est montée sur un support 39 engagé dans le corps 37, et muni de trous 39a pour le passage du produit à filer et d'un rebord extérieur 39b qui porte sur le corps pour immobili- ser la broche dans une position déterminée par rap- port à ce corps.
Dans la variante suivant la fig. 8, la broche 38 est rapportée sur un support 40, sur le- quel elle est fixée par exemple par un écrou 41.
Le support 40-est muni de trous 40a , et d'un re- bord. intérieur 40b qui porte sur le fond de la bro- che.
Naturellement chaque filière pourra avoir plusieurs orifices, comportant chacun une broche de façon à faire un. tube fendu par chaque orifice.
Selon la nature,, les dimensions et la forme de la filière, la nature du produit filé et les dis- positifs de filatures adoptés, d'autres dispositifs de fixation ou mise en place des broches pourront être envisagés.
Un des avantages de la poudre suivant l'in- vention est de procurer des facilités considérables.. dans la fabrication et l'emploi des charges explo= sives.
Au moyen d'éléments de cette poudre sui- vant l'inention, on forme des ensembles¯ cohérents* et, la charge est constituée soit par un seule soit par plusieurs, des ensembles ainsi préparés.
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La préparation de ces ensembles peut com- porter, par exemple,- la confection d'enroulements en bobines, pelotons canettes, etc.., de toutes- formes, et par un procédé quelconque, à partir de poudres en fils ( continus ou non )$, brins, bandes, etc... ; de torons ou cordonnets tressés ou plus ou moins tordus; de tissus laissés tels quels ou conditionnés, rassemblés par une méthode quelconque= par exemple cousus, de façon à faciliter leur em- ploie de bourres plus ou moins régulières., ou com- plètement irrégulières, les éléments pouvant être plus ou moins aggloméré s, ou te nir ensemble..
L'enroulement, ou autre assemblage, peut être effectué de telle façon que les dimensions, la vitesse de combustion, et, d'une façon générale, les différentes caractéristiques de la charge obtenue soient le mieux appropriées à l'usage en vue..
Dans le cas d'une poudre de chasse par exem- ple, chaque bobine peut être constituée par des en- roulements de fil de poudre disposés de telle sorte que les gaz provenant de la combustion ou de l'amor- ce viennent enflammer en même temps toute la surface du fil..
On pourra en particulier disposer les en-
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roulements en "nids d'abeilles-", en laissant un trou central de forme appropriée quelconque, placé au ni- veau de l'amorce; les dimensions de la bobine sont alors calculées de telle façon qu'elle remplisse exactement l'emplacement réservé à la poudre dans la cartouche , et que le trou central soit ainsi centré sur l'amorce
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On peut aussi réaliser des bobines d'autres dimensions, et munir la cartouche d'un dispositif assurant le centrage automatique du trou central,,
Avec certaines amorces, on peut aussi., pour avoir un meilleur amorçage, supprimer le trou central ou en réduire au minimum les dimensions.
Dans les cas, assez fréquents, où il est inutile de'prendre des précautions minutieuses pour le centrage, il suffira d'enrouler, sans trop serrer le fil sur une aiguille de forme appropriée. On pourra par exemple utiliser des procédés et appareils analogues à ceux servant à la fabrication des canet- tes de machines à coudre, en y apportant toutes modi- fications appropriées aux cas particuliers envisa- géso
Dans les bobinages, on pourra utiliser un ou plusieurs fils soit d'une seule espèce, soit d'espèces différentes, convenablement répartis.
On pourra naturellement confectionner, de la façon-décrite, des charges quelconques., qu'il s'agiss.e da charges- pour armes diverses, ou de pou- dre pour fusées-, ou de charges- destinées à tous autres emplois.
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