EP0147314A2 - Culot obturateur en matériau non métallique - Google Patents

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EP0147314A2
EP0147314A2 EP84402665A EP84402665A EP0147314A2 EP 0147314 A2 EP0147314 A2 EP 0147314A2 EP 84402665 A EP84402665 A EP 84402665A EP 84402665 A EP84402665 A EP 84402665A EP 0147314 A2 EP0147314 A2 EP 0147314A2
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EP
European Patent Office
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base
ammunition
case
obturating
combustible
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EP84402665A
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EP0147314A3 (en
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Pierre Moreau
Jean Claude Sauvestre
Patrick Montier
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Giat Industries SA
Original Assignee
Giat Industries SA
Delegation Generale pour lArmement
Gouvernement de la Republique Francaise
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    • F42B5/00—Cartridge ammunition, e.g. separately-loaded propellant charges
    • F42B5/02—Cartridges, i.e. cases with charge and missile
    • F42B5/18—Caseless ammunition; Cartridges having combustible cases
    • F42B5/181—Caseless ammunition; Cartridges having combustible cases consisting of a combustible casing wall and a metal base; Connectors therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
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    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B5/00—Cartridge ammunition, e.g. separately-loaded propellant charges
    • F42B5/26—Cartridge cases
    • F42B5/30—Cartridge cases of plastics, i.e. the cartridge-case tube is of plastics

Definitions

  • the technical sector of the present invention is that of medium or large caliber ammunition, and more precisely ammunition casings.
  • the metal bush constitutes a reservoir of harmful gases which it carries into the turret after ej ec t ion.
  • the shutter base As for the shutter base, it also has two specific drawbacks. In fact, it has been found that the metallic shutter caps have poor leaktightness at low pressure level, which necessitates the provision of additional leaktightness devices to obtain inside the socket sufficient pressure for the proper functioning of the ammunition. .
  • patent FR 2365096 presents, for a metal base, a rubber or silicone seal fitted on an annular bead of the base.
  • Patent FR 2380531 shows a seal having a lip making it possible to use the gas streams by converting them into a radial pressure ensuring tightness.
  • Patent FR 2218547 shows a base for a fuel socket ensuring a sealing function with respect to the wall of the barrel by means of rubber seals which are expandable under the effect of the gas pressure which is established inside the socket.
  • the object of the present invention is to overcome the aforementioned drawbacks by producing obturating caps of reduced mass correctly ensuring a sealing function at low pressure level without additional device or with a device very clearly simplified, using for this purpose the capacities deformation of the material used.
  • Another object of the invention is to provide a particular embodiment of a shutter base made of non-metallic material for large caliber ammunition making it possible to guarantee leaktightness in the range of pressure levels used in medium and large ammunition. caliber.
  • Another object of the invention is to produce sockets or obturating caps ensuring better mechanical resistance to environmental stresses than the devices currently used.
  • Another object is to improve the connection between the shutter base and the combustible case.
  • the invention also aims to obtain reduced manufacturing costs in large series.
  • the invention relates to a shutter base for medium or large caliber ammunition, base having a tubular part integral with the ammunition case and a circular rear flange carrying an axial bore intended for placing in place of a primer holder tube.
  • the cap according to the invention has the particularity of being made of a non-metallic material having a modulus of elasticity of between 1000 and 10,000 HPascal and of having a section from the front of the tubular part bevelled from the inside towards the outside to allow a radial deformation ensuring the tightness of the ammunition in the tube at low pressure level.
  • the base When the base is used in combination with a combustible case, it may include between the tubular part and the case a foam gasket loaded with combustible material.
  • the base according to the invention may comprise a metal insert comprising a rear pad and a tubular part of small section.
  • the base according to the invention must carry an electrical primer, provision may be made for the non-metallic material of the base to be charged with a material conducting the electric current to ensure the electrical connection between the electrical primer and the obturating base.
  • the base according to the invention comprises a tubular part 1 intended to allow the base to be secured to the case of the ammunition and to achieve the sealing function fulfilled by the invention, and a circular rear flange. 2 comprising a shoulder 3 intended to come to bear on the rear of the barrel of the weapon.
  • the flange 2 has in its center a threaded axial bore 4 intended for the installation of a primer holder tube of conventional type.
  • the base is made of a non-metallic material having a modulus of elasticity of between 1000 MPascal and 10,000 MPascal.
  • the base can thus be made of a plastic material such as polyester, polyvinyl chloride or polyethylene.
  • the section of the tubular part 1 decreases from the flange 2 to its free front end and, ends with a bevel 5 made from the inside towards the outside, this arrangement allowing a radial deformation towards the outside under the effect of the removal without the shell of the ammunition during firing in order to ensure the tightness of the ammunition at low pressure level.
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment according to which the shutter base made of non-metallic material comprises a metal insert intended to obtain good mechanical strength of the base and to control the radial elastic deformation of the latter during firing.
  • This insert comprises a rear pellet 6 with a diameter slightly greater than the caliber of the ammunition so that the pellet 6 projects beyond the inside of the shoulder 3 to ensure its rigidity.
  • This pellet 6 is integral with a tubular part of small section 7 which penetrates inside the tubular part 1 of the cap and whose free end is located at the base of the bevel 5 of the cap. Obtaining a base comprising such an insert can be achieved by overmolding the non-metallic material on the insert.
  • Figures 4 and 5 are shown two means of connecting the base on a possibly combustible case.
  • the case is assembled by gluing on the internal part 8 of the tubular part 1 of the base.
  • the internal part 8 has the shape of an annular bowl on which rests an annular rounding 9 of the rear part of the case 10.
  • the assembly only includes a bonding on the part internal 8 of the base and not on the bevel 5 so as not to oppose the radial deformation of the base during firing.
  • a foam 11 comprising a binder loaded with combustible material.
  • the elasticity of the foam is determined by the rate of loading of combustible material, which allows perfect control of the coupling of the base and the case.
  • Such an assembly is very favorable to the holding of the ammunition; especially during environmental testing.
  • Figures 6 and 7 show a variant of ammunition in which the complete socket was made in a single piece of non-metallic material. without metal insert (figure 6) or with insert (figure 7).
  • the sealing problem at low pressure level is solved in the same way as for a base and case munition as shown above, by the radial deformation of the sleeve allowed by the elasticity characteristics of the non-metallic material chosen.
  • the electrical connection can be made, either by a metallic ground connection, or preferably by adding conductive material to the mass of the non-metallic material of the base.
  • the invention has the advantage of ensuring a more secure connection between the shutter base and the combustible case of the ammunition and of greatly improving the seal at very low pressure level in the gun barrel.

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Abstract

L'invention concerne un culot obturateur pour munitions de moyen ou gros calibre. Elle est caractérisée en ce que le culot est réalisé en un matériau non métallique possédant un module d'élasticité compris entre 1000 et 10.000MPascal, la section de l'avant du culot étant biseautée de l'intérieur vers l'extérieur pour permettre une déformation radiale assurant l'étancheité de la munition dans le tube à bas niveau de pression. Application aux projectiles d'artillerie.

Description

  • Le secteur technique de la présente invention est celui des munitions de moyen ou de gros calibre, et plus précisément des douilles de munitions.
  • Actuellement, les munitions de gros ou de moyen calibre emploient soit une douille entièrement métallique, soit un culot obturateur métallique associé à un étui combustible.
  • Ces solutions ont pour inconvénients communs d'avoir une masse élevée, de présenter après tir un résidu dans la tourelle et de nécessiter une protection de la chambre de l'arme contre la corrosion.
  • De plus, la douille métallique constitue un réservoir de gaz nocifs qu'elle entraine dans la tourelle après éj ection.
  • Quant au culot obturateur, il présente en outre deux inconvénients spécifiques. En effet, on a constaté que les culots obturateurs métalliques présentent une mauvaise étancheité à bas niveau de pression, ce qui nécessite de prévoir des dispositifs annexes d'étancheité pour obtenir à l'intérieur de la douille une pression suffisante au bon fonctionnement de la munition.
  • Ainsi le brevet FR 2365096 présente pour un culot métallique, une garniture d'étancheité en caoutchouc ou en silicone monté sur un bourrelet annulaire du culot.
  • Le brevet FR 2380531 montre un joint d'étanchéité possédant une lèvre permettant d'utiliser les courants gazeux en les convertissant en une pression radiale assurant l'étancheite.
  • Le brevet FR 2218547 montre un culot pour douille combustible assurant une fonction d'étanchéité vis à vis de la paroi du canon au moyen de joints caoutchoucs expansibles sous l'effet de la pression gazeuse qui s'établit à l'intérieur de la douille.
  • Ainsi qu'on le voit, tous ces dispositifs d'étanchéité sont constitués d'éléments rapportés sur le culot, dont la fonction étanchéité n'est pas toujours parfaitement remplie et qui peuvent même créer de plus des problèmes d'extraction du culot après le tir de projectile.
  • Un autre inconvénient des culots obturateurs actuels utilisés avec des étuis combustibles est de réaliser fort imparfaitement la liaison avec l'étui en raison de la différence de nature des matériaux employés.
  • Dans le domaine des munitions de petit calibre où les pressions développées sont faibles de l'ordre de 800 à 1000 bars, on a utilisé des matériaux plastiques pour réaliser les douilles. Ainsi les brevets wo N° 8300213 et FR 1294 551 montrent de telles douilles. Toutefois, ce type de dispositif n'a jamais été utilisé dans les munitions de moyen ou gros calibre car il n'avait jamais été possible de résoudre les pro- blèses d'étancheité avec les pressions développées de l'ordre de 7000 à 10.000 bars dans de telles munitions.
  • La présente invention a pour but de s'affranchir des inconvénients précités en réalisant des culots obturateurs de masse réduite assurant correctement une fonction d'étanchéité à bas niveau de pression sans dispositif annexe ou avec un dispositif très nettement simplifié, utilisant pour ce faire les capacités de déformation du matériau employé.
  • Un autre but de l'invention est ae fournir un mode particulier de réalisation de culot obturateur en matériau non métallique pour munition de gros calibre permettant de garantir l'étancheité dans la gamme de niveaux de pression mis en oeuvre dabs lcs munitions de moyen ou gros calibre.
  • Un autre but de l'invention est de réaliser des douilles ou des culots obturateurs assurant une meilleure tenue mécanique aux sollicitations d'environnement que les dispositifs actuellement employés.
  • Un autre but est d'améliorer la liaison entre le culot obturateur et l'étui combustible.
  • Enfin, l'invention a également pour but d'obtenir des coûts de fabrication réduits en grande série.
  • Pour réaliser tous ces buts, l'invention a pour objet un culot obturateur pour munitions de moyen ou de gros calibre, culot présentant une partie tubulaire solidaire de l'étui de la munition et un flasque arrière circulaire portant un alésage axial destiné à la mise en place d'un tube porte-amorce. Le culot selon l'invention a pour particularités d'être réalisé en un matériau non métallique possédant un module d'élasticité compris entre 1000 et 10.000 HPascal et d'avoir une section de l'avant de la partie tubulaire biseautée de l'intérieur vers l'extérieur pour permettre une déformation radiale assurant l'étancheité de la munition dans le tube à bas niveau de pression.
  • Lorsque le culot est utilisé en combinaison avec un étui combustible, il peut comporter entre la partie tubulaire et l'étui un joint d'étanchéité en mousse chargée de matière combustible.
  • Dans tous les cas précités, le culot selon l'invention peut comporter un insert métallique comprenant une-pastille arrière et une partie tubulaire de faible section.
  • Si le culot selon l'invention doit porter une amorce électrique, on peut prévoir que le matériau non métallique du culot est chargé d'une matière conductrice du courant électrique pour assurer la liaison électrique entre l'amorce électrique et le culot obturateur.
  • D'autres particularités de l'invention seront décrites en regard de la description qui va suivre et des planches de dessins montrant de façon non limitative des modes de réalisation de l'invention.
    • La figure 1 représente un culot selon l'invention, de face (figure 1A) et en coupe AA de la figure 1A (figure 1B).
    • La figure 2 montre un schéma d'un mode simplifié de réalisation du culot de la figure 1.
    • La figure 3 montre un culot selon l'invention muni d'un insert métallique.
    • La figure 4 montre l'assemblage par collage d'un culot selon les variantes précédentes avec un étui combustible.
    • La figure 5 montre une variante où la liaison avec l'étui combustible est réalisée au moyen d'un joint d'étanchéité combustible.
    • Les figures 6 et 7 montrent des douilles réalisées monobloc avec le culot selon l'invention sans insert métallique (figure 6) ou avec insert (figure 7).
  • En regard de la figure 1, le culot selon l'invention comporte une partie tubulaire 1 destinée à permettre la solidarisation du culot avec l'étui de la munition et a réaliser la fonction étancheité remplie par l'invention, et un flasque arrière circulaire.2 comportant une épaulement 3 destiné à venir en appui sur l'arrière du tube de l'arme.
  • . Le flasque 2 comporte en son centre un alésage axial fileté 4 destiné à la mise en place d'un tube porte-amorce de type classique.
  • Selon une caractéristique fondamentale de l'invention, le culot est réalisé en un matériau non métallique possédant un module d'élasticité compris entre 1000 MPascal et 10.000 MPascal. Le culot peut ainsi être réalisé en une matière plastique telle que du polyester, du polychlorure de vinyle ou du polyéthylène. De plus, pour utiliser cette caractéristique d'élasticité, la section de la partie tubulaire 1 est décroissante depuis le flasque 2 jusqu'à son extrémité libre avant et,se termine par un biseau 5 réalisé de l'intérieur vers l'extérieur, cette disposition permettant une déformation radiale vers l'extérieur sous l'effet de la suppression sans la douille de la munition lors du tir afin d'assurer l'étancheité de la munition à bas niveau de pression.
  • La figure 3 montre une variante de réalisation selon laquelle le culot obturateur en matériau non métallique comprend un insert métallique destiné à obtenir une bonne tenue mécanique du culot et à contrôler la déformation élastique radiale de celui-ci lors du tir. Cet insert comprend une pastille arrière 6 d'un diamètre légèrement supérieur au calibre de la munition de façon à ce que la pastille 6 déborde à l'intérieur de l'épaulement 3 pour en assurer la rigidité. De cette pastille 6 est solidaire une partie tubulaire de faible section 7 qui pénètre à l'intérieur de la partie tubulaire 1 du culo et dont l'extrémité libre se situe au niveau de la base du biseau 5 du culot. L'obtention d'un culot comportant un tel insert peut être réalisée par surmoulage du matériau non métallique sur l'insert.
  • Aux figures 4 et 5 sont représentés deux moyens de liaison du culot sur un étui éventuellement combustible. Selon la figure 4, l'étui est assemblé par collage sur la partie interne 8 de la partie tubulaire 1 du culot. La partie interne 8 a une forme de cuvette annulaire sur laquelle vient reposer un arrondi annulaire 9 de la partie arrière de l'étui 10. Ainsi qu'on le voit à la figure 4, l'assemblage ne comporte un collage que sur la partie interne 8 du culot et non sur le biseau 5 de façon à ne pas contrarier la déformation radiale du culot lors du tir.
  • Selon le mode d'assemblage de la figure 5 destiné plus particulièrement à la mise en place d'un étui combustible, on introduit entre l'étui 10 et le culot une mousse 11 comprenant un liant chargé de matière combustible. L'élasticité de la mousse est déterminée par le taux de chargement en matière combustible, qui permet de contrôler parfaitement l'accouplement du culot et de l'étui.
  • Un tel assemblage est trés favorable à la tenue de la munition; notamment au cours des essais d'environnement.
  • . De plus, un tel joint 11 très souple assure une excellente étancheité à très bas niveau de pression et disparait entièrement pendant la phase de combustion.
  • Les figures 6 et 7 montrent une variante de munitions dans laquelle on a réalisé la douille complète de façon monobloc en matériau non métallique . sans insert métallique (figure 6) ou avec insert (figure 7). Le problème d'étanchéité à bas niveau de pression est résolu de la même façon que pour une munition à culot et étui telle que montrée plus haut, par la déformation radiale de la douille permise par les caractéristiques d'élasticité du matériau non métallique choisi.
  • Toutes les variantes représentées ci-dessus comportent un alésage central4 destiné à recevoir un tube porte-amorce, soit classique; soit combustible.
  • Dans le cas d'un amorçage électrique la liaison électrique peut être réalisée, soit par une connexion métallique de masse, soit de façon préférée par l'adjonction de matière conductrice dans la masse du matériau non métallique du culot.
  • Ainsi qu'il ressort de ce qui précède, l'invention a pour avantage d'assurer une liaison plus sûre entre le culot obturateur et l'étui combustible des munitions et d'améliorer grandement l'étanchéité à très bas niveau de pression dans le tube de l'arme.

Claims (7)

1 - Culot obturateur pour munitions de moyen ou de gros calibre réalisé en un matériau non métallique possédant un module d'élasticité compris entre 1000 et 10.000 MPascal, culot présentant une partie tubulaire solidaire de l'étui de la munition et un flasque arrière- circulaire portant un alésage axial destiné à la mise en place d'un tube porte-amorce, caractérisé en ce que la section de l'avant de la sortie tubulaire est biseautée de l'intérieur vers l'extérieur pour permettre une déformation assurant l'étanchéité de la munition dans le tube à bas niveau de pression.
2 - Culot obturateur selon la revendication 1, pour étui combustible caractérisé en ce qu'il comporte entre la partie tubulaire et l'étui un joint d'étanchéité en mousse chargée de matière combustible.
3 - Culot obturateur selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte un insert métallique comprenant une pastille arrière et une partie tubulaire de faible section.
4 - Culot obturateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le matériau non métallique du culot est surmoulé sur l'insert méaallique.
5 - Culot obturateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, portant une amorce électrique, caractérisé en ce que le matériau non métallique du culot est chargé d'une matière conductrice du courant électrique pour assurer la liaison électrique entre l'amorce électrique et le culot obturateur.
6 - Douille pour munitions caractérisée en ce qu'elle comporte un culot obturateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5.
7 - Douille pour munition selon la revendication 6, caractérisée en ce que le culot et l'étui sont réalisés dans le même matériau.
EP84402665A 1983-12-22 1984-12-20 Culot obturateur en matériau non métallique Expired EP0147314B1 (fr)

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FR8320532A FR2557285B1 (fr) 1983-12-22 1983-12-22 Culot obturateur en materiau non metallique
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EP0147314A3 EP0147314A3 (en) 1985-08-07
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