CH636191A5 - SOCKET AND FIREARMS CARTRIDGE COMPRISING SUCH A SOCKET. - Google Patents
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Description
La présente invention concerne une douille de cartouche possédant un culot et un tube qui sont reliés mutuellement par un joint à ajustement serré formé par eux, ainsi qu'une cartouche comprenant une telle douille. The present invention relates to a cartridge case having a base and a tube which are connected to each other by a tight fitting joint formed by them, as well as a cartridge comprising such a case.
La combinaison d'un tube en plastique et d'un culot métallique pour une douille de cartouche d'arme à feu est une combinaison avantageuse, mais le joint entre le culot et le tube pose des problèmes parce qu'il a tendance à lâcher sous les contraintes exercées sur lui au départ du coup. Il a été constaté en particulier que, dans certaines importantes conditions pratiques de tir, où une dilatation longitudinale relativement grande de la douille peut se produire — par exemple lorsque la pression du gaz propulseur fait céder ou reculer élastiquement le bloc de culasse et/ou d'autres parties de la chambre de mise à feu dans laquelle est placée la cartouche et provoque ainsi l'allongement de cette chambre, et/ou lorsque la chambre présente un grand jeu longitudinal initial, c'est-à-dire un espace libre relativement grand en tête et/ou à l'arrière de la cartouche introduite dans la chambre, permettant ainsi la dilatation longitudinale de la douille à la mise à feu —, un joint serré qui est autrement de bonne qualité perd toute utilité par le lâchage de sa partie formée par le tube en plastique sous l'effet d'un frottement excessif sur les surfaces de joint appariées du tube et du culot. The combination of a plastic tube and a metal base for a gun cartridge case is an advantageous combination, but the seal between the base and the tube is problematic because it tends to drop out the constraints exerted on him at the start of the coup. It has been found in particular that, under certain important practical conditions of firing, where a relatively large longitudinal expansion of the case can occur - for example when the pressure of the propellant causes the breech block and / or the elastic block to move back or back other parts of the firing chamber in which the cartridge is placed and thus causes the elongation of this chamber, and / or when the chamber has a large initial longitudinal play, that is to say a relatively free space large at the head and / or at the rear of the cartridge introduced into the chamber, thus allowing the longitudinal expansion of the socket upon firing -, a tight seal which is otherwise of good quality loses any usefulness by releasing its part formed by the plastic tube under the effect of excessive friction on the mating joint surfaces of the tube and the base.
Le but de l'invention est de créer une douille, de même qu'une cartouche comprenant une telle douille, ne présentant pas cet inconvénient. La douille et la cartouche d'arme à feu objets de l'invention sont définis respectivement dans les revendications 1 et 10. The object of the invention is to create a socket, as well as a cartridge comprising such a socket, which does not have this drawback. The firearm cartridge case and cartridge which are the subject of the invention are defined in claims 1 and 10 respectively.
D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: Other features and advantages of the invention will emerge more clearly from the description which follows of an exemplary embodiment, as well as from the appended drawings, in which:
la fig. 1 est une coupe axiale d'une cartouche selon l'invention en place dans la chambre d'une arme à feu, avant le tir; fig. 1 is an axial section of a cartridge according to the invention in place in the chamber of a firearm, before firing;
la fig. 2 est une coupe axiale semblable, mais à plus grande échelle et de certaines parties seulement, également avant le tir; fig. 2 is a similar axial section, but on a larger scale and of certain parts only, also before firing;
la fig. 3 est une vue correspondant à la fig. 2, mais montrant schématiquement l'action des différentes parties pendant la mise à feu et l'établissement consécutif de la pression des gaz enflammés de propulsion; fig. 3 is a view corresponding to FIG. 2, but schematically showing the action of the various parts during ignition and the subsequent establishment of the pressure of the ignited propulsion gases;
la fig. 4 est une coupe longitudinale partielle et à plus grande échelle du joint à chevrons, montrant schématiquement l'action de soufflage et de diminution du frottement des trous de soufflage sur une partie du joint pendant la mise à feu, et la fig. 5 est une coupe longitudinale fragmentaire et à plus grande échelle de la partie de joint formée par le tube en plastique, montrant la zone où les surfaces de joint sont pressées de façon étanche et frottent l'une sur l'autre pendant la mise à feu, ainsi que l'action réductrice de frottement produite par les gaz passant par les trous de soufflage. fig. 4 is a partial longitudinal section on a larger scale of the herringbone joint, schematically showing the action of blowing and reducing the friction of the blowing holes on part of the joint during ignition, and FIG. 5 is a fragmentary longitudinal section on a larger scale of the joint part formed by the plastic tube, showing the area where the joint surfaces are pressed in a sealed manner and rub against each other during ignition , as well as the reducing friction action produced by the gases passing through the blowing holes.
Les dessins représentent une cartouche 11 qui comprend un étui (ou douille) formé d'un culot métallique 13, en acier, laiton, nickel ou métal analogue, et d'un tube en matière plastique 15, par exemple en Nylon, polycarbonate, résine acétale ou analogue renforcé de fibres de verre. The drawings represent a cartridge 11 which comprises a case (or socket) formed of a metal base 13, of steel, brass, nickel or similar metal, and of a plastic tube 15, for example of nylon, polycarbonate, resin acetal or the like reinforced with glass fibers.
Un projectile 21, pouvant avoir toutes forme et taille désirées, est fixé de façon appropriée dans la douille, laquelle contient une charge propulsive principale 18, de type traditionnel ou autre, qui peut être enflammée par une amorce 14 de type traditionnel à percussion ou autre, l'exemple représenté comprenant en outre une charge intermédiaire 16 de poudre noire qui est fermée du côté de la charge principale 18 par un opercule 16a (voir également la fig. 2). A projectile 21, which can have any desired shape and size, is appropriately fixed in the casing, which contains a main propellant charge 18, of traditional or other type, which can be ignited by a primer 14 of traditional type of percussion or other , the example shown further comprising an intermediate charge 16 of black powder which is closed on the side of the main charge 18 by a cover 16a (see also fig. 2).
Dans l'exemple représenté, la partie avant ou tête du projectile 21 est maintenue dans un manchon d'acier 27, dans l'alésage 27b duquel elle glisse et est guidée pendant l'expulsion de la douille 13, 15. Le manchon 27 possède un collet d'extrémité 27f qui est dirigé radialement vers l'extérieur et est pressé en avant contre la face arrière 45s (voir également les fig. 2 et 3) du canon 45 au moment du tir de la cartouche 11, un joint de cartouche obturateur 29 en anneau empêchant l'échappement des gaz propulseurs entre le tube 15 et le manchon 27 au moment du tir. La tête du projectile représenté porte une bague en Nylon 25 qui est en contact de glissement avec l'alésage du manchon 27 et les parois du canon pendant le tir, de même qu'un joint annulaire 23 à plusieurs éléments qui forme un coin entre une partie tronconique du projectile et l'alésage 27b du manchon et qui est destiné à assurer l'étanchéité, initialement par rapport à cet alésage et ensuite par rapport à l'alésage 45b du canon. In the example shown, the front part or head of the projectile 21 is held in a steel sleeve 27, in the bore 27b of which it slides and is guided during the expulsion of the sleeve 13, 15. The sleeve 27 has an end collar 27f which is directed radially outwards and is pressed forward against the rear face 45s (see also figs. 2 and 3) of the barrel 45 when the cartridge 11 is fired, a cartridge seal ring shutter 29 preventing the escape of the propellant gases between the tube 15 and the sleeve 27 at the time of firing. The head of the projectile shown carries a nylon ring 25 which is in sliding contact with the bore of the sleeve 27 and the walls of the barrel during the firing, as well as an annular seal 23 with several elements which forms a wedge between a frustoconical part of the projectile and the bore 27b of the sleeve and which is intended to seal, initially with respect to this bore and then with respect to the bore 45b of the barrel.
La cartouche 11 est placée dans une chambre de mise à feu 43c formée dans un bloc de chambre 43; elle est provisoirement maintenue en place par un cliquet 31 contre un bloc de culasse 41, cette dernière étant traversée par un percuteur 51 destiné à venir frapper contre l'amorce 14 en vue de l'inflammation des charges propulsives de poudre 16 et 18. The cartridge 11 is placed in a firing chamber 43c formed in a chamber block 43; it is temporarily held in place by a pawl 31 against a cylinder head block 41, the latter being traversed by a striker 51 intended to strike against the primer 14 with a view to igniting the propellant charges of powder 16 and 18.
Après son introduction dans la chambre 43c, il peut ou non subsister un jeu initial considérable à l'extrémité avant 47 et/ou arrière de la cartouche 11, entre la cartouche et respectivement la face arrière 45s du canon à la culasse 41, et/ou le système de culasse peut permettre un chargement avec un tel jeu longitudinal relativement grand, ce qui entraîne l'allongement de la douille, au moment du tir, sous la pression des gaz propulseurs agissant d'un côté sur le culot 13 et, de l'autre côté, sur le tube 15, le manchon 27 et le projectile 21. La conséquence en est que le culot métallique 13 et le tube en plastique 15 sont déplacés dans des directions opposées, d'une quan2 After its introduction into the chamber 43c, there may or may not remain a considerable initial clearance at the front end 47 and / or rear of the cartridge 11, between the cartridge and respectively the rear face 45s of the barrel at the breech 41, and / or the breech system can allow loading with such a relatively large longitudinal clearance, which causes the elongation of the socket, at the time of firing, under the pressure of the propellants acting on one side on the base 13 and, the other side, on the tube 15, the sleeve 27 and the projectile 21. The consequence is that the metal base 13 and the plastic tube 15 are moved in opposite directions, by a quan2
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tité correspondant au cumul du jeu longitudinal initial et du jeu longitudinal supplémentaire résultant de l'allongement de la chambre 43c sous les pressions exercées pendant la déflagration des charges 16, 18 pour la propulsion du projectile hors de la douille et à travers le canon 45. Pour cette raison, il est souhaitable d'établir entre le culot 13 et le tube 15 un joint qui puisse non seulement résister aux sollicitations de manutention et aux contraintes d'accélération pendant le tir, mais qui puisse également permettre un mouvement longitudinal de dilatation entre le culot métallique 13 et le tube en Nylon 15, pendant la mise à feu, sans que cela n'entraîne une rupture ou une séparation et en maintenant l'étanchéité du joint à la fois avant et pendant le tir. tity corresponding to the combination of the initial longitudinal play and the additional longitudinal play resulting from the elongation of the chamber 43c under the pressures exerted during the deflagration of the charges 16, 18 for propelling the projectile out of the casing and through the barrel 45. For this reason, it is desirable to establish a joint between the base 13 and the tube 15 which can not only withstand handling stresses and acceleration constraints during firing, but which can also allow a longitudinal movement of expansion between the metal base 13 and the nylon tube 15, during firing, without this causing a rupture or separation and maintaining the seal of the joint both before and during firing.
Pour donner un ordre de grandeur du jeu longitudinal global qu'il peut être nécessaire de prévoir, dans l'exemple d'une chambre ayant une longueur d'environ 33,6 cm, il a fallu ménager un jeu d'environ 0,3 mm. To give an order of magnitude of the overall longitudinal clearance that it may be necessary to provide, in the example of a chamber having a length of approximately 33.6 cm, it was necessary to provide a clearance of approximately 0.3 mm.
Compte tenu de la grandeur de ce jeu, il importe de réduire le risque de défaillance du joint entre le culot métallique et le tube en plastique, dans les cas où de tels jeux peuvent exister. L'invention vise à répondre à cet objectif. Given the size of this play, it is important to reduce the risk of failure of the joint between the metal base and the plastic tube, in cases where such play may exist. The invention aims to meet this objective.
Le culot métallique 13 est donc relié au tube en plastique 15 par un joint annulaire à chevrons qui possède à la fois une bonne résistance aux sollicitations pendant la manutention et pendant l'accélération au moment du tir, et assure une étanchéité au gaz effective pendant le tir. De plus, le joint permet une diminution du frottement sur une partie considérable de sa longueur pendant le tir, ce qui permet au joint de laisser se produire sans dommage le glissement relatif, avec frottement entre le culot 13 et le tube 15, à la suppression du jeu longitudinal de la cartouche dans la chambre, réduisant ainsi au minimum le risque — normalement assez grand — de séparation du culot et du tube par défaillance du joint. The metal base 13 is therefore connected to the plastic tube 15 by an annular chevron seal which has both good resistance to stresses during handling and during acceleration at the time of firing, and ensures an effective gas tightness during the shoot. In addition, the seal allows a reduction in friction over a considerable part of its length during firing, which allows the seal to allow the relative sliding to occur without damage, with friction between the base 13 and the tube 15, upon removal. the longitudinal clearance of the cartridge in the chamber, thus minimizing the risk - normally quite high - of separation of the base and the tube by failure of the seal.
Le joint est formé par deux surfaces annulaires 13ac et 15ac, formant plusieurs chevrons ou V successifs en coupe longitudinale, qui sont dirigées l'une vers l'autre, appariées, complémentaires et mutuellement en contact, l'une sur le bord avant aminci 13a en forme de lèvre du culot métallique 13, et l'autre sur le bord arrière aminci 15a du tube en plastique 15. Les surfaces de joint à chevrons 13ac et 15ac ont en plus une forme globale tronconique et le bord aminci 15a du tube en plastique est situé radialement à l'intérieur, de sorte qu'il peut être pressé de façon étanche contre la lèvre métallique 13a plus résistante, mais néanmoins élastique, qui l'entoure. A l'état assemblé, avant le tir, le joint est mécaniquement stable et forme une liaison mécanique solide. De plus, comme déjà mentionné, l'extrémité 15a du tube en plastique, amincie coniquement et située à l'intérieur, est pressée radialement vers l'extérieur et de façon étanche sur tout le pourtour contre la lèvre à chevrons 13a du culot métallique par les forces produites par la pression des gaz propulseurs pendant le tir de la cartouche 11 et la propulsion du projectile 21. The seal is formed by two annular surfaces 13ac and 15ac, forming several successive chevrons or V in longitudinal section, which are directed towards each other, matched, complementary and mutually in contact, one on the thinned front edge 13a lip-shaped of the metal base 13, and the other on the thinned rear edge 15a of the plastic tube 15. The herringbone joint surfaces 13ac and 15ac also have a generally frustoconical shape and the thinned edge 15a of the plastic tube is located radially inside, so that it can be pressed in a leaktight manner against the more resistant, but nevertheless elastic, metallic lip 13a which surrounds it. In the assembled state, before firing, the joint is mechanically stable and forms a solid mechanical connection. In addition, as already mentioned, the end 15a of the plastic tube, tapered conically and located inside, is pressed radially outward and sealingly around the entire periphery against the herringbone lip 13a of the metal base by the forces produced by the pressure of the propellant gases during the firing of the cartridge 11 and the propulsion of the projectile 21.
Cependant, en raison du problème qui découle de la nécessité de prévoir un jeu longitudinal initial et/ou une augmentation du jeu longitudinal de la cartouche dans la chambre au moment du tir, le joint à chevrons est exposé à une traction longitudinale considérable, laquelle est de préférence encaissée et atténuée par la possibilité de glissement longitudinal des surfaces de joint l'une par rapport à However, due to the problem which arises from the need to provide an initial longitudinal play and / or an increase in the longitudinal play of the cartridge in the chamber at the time of firing, the chevron joint is exposed to considerable longitudinal traction, which is preferably collected and attenuated by the possibility of longitudinal sliding of the joint surfaces relative to
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l'autre. Lorsque le joint à chevrons est simplement réalisé comme décrit ci-dessus, le frottement sur les surfaces du joint 13ac et 15ac, sur toute la longueur du joint, est si grand que la sollicitation de la matière plastique, même si elle est renforcée par des fibres de verre ou d'autres fibres appropriées, approche sérieusement ou dépasse même la résistance de la matière. Ce problème est considérablement diminué par l'agencement, selon l'invention, d'une série de trous de soufflage radiaux 17 dans une zone du bord de plastique 15a qui est suffisamment espacée d'une zone désignée par 15ac3, laquelle est formée par la zone de la surface de joint 15ac située à côté de la section d'épaisseur normale du tube en plastique 15. L'espacement des trous 17 de cette zone est suffisant pour que la partie 15ac3 puisse être appliquée de façon étanche contre la partie correspondante 13ac3 de la lèvre métallique 13a. En même temps, les trous 17 créent des passages d'équilibrage de pression pour des gaz propulseurs venant de l'intérieur de la douille, et réduisent les forces de frottement sur les parties antagonistes 13acl, 13ac2 et 15acl, 15ac2 des surfaces de joint. Le résultat d'ensemble est que le frottement et l'aire de contact mécanique dans le joint sont fortement réduits, de sorte que les forces qui s'opposent à la dilatation par glissement au droit du joint à chevrons pendant la mise à feu sont également diminuées, ce qui permet une bien meilleure garantie du maintien non seulement d'une étanchéité effective aux gaz dans la région du joint, mais également celui de l'intégrité structurelle de la douille dans cette région, ce qui équivaut à la forte diminution du risque de défaillance de la douille dans cette région. the other. When the herringbone joint is simply produced as described above, the friction on the surfaces of the joint 13ac and 15ac, over the entire length of the joint, is so great that the stress on the plastic material, even if it is reinforced by glass fibers or other suitable fibers, seriously approaches or even exceeds the strength of the material. This problem is considerably reduced by the arrangement, according to the invention, of a series of radial blow holes 17 in an area of the plastic edge 15a which is sufficiently spaced from an area designated by 15ac3, which is formed by the zone of the joint surface 15ac situated next to the normal thickness section of the plastic tube 15. The spacing of the holes 17 in this zone is sufficient so that the part 15ac3 can be applied in a sealed manner against the corresponding part 13ac3 of the metallic lip 13a. At the same time, the holes 17 create pressure balancing passages for propellants from inside the bush, and reduce the frictional forces on the opposing parts 13acl, 13ac2 and 15acl, 15ac2 of the joint surfaces. The overall result is that the friction and the mechanical contact area in the joint are greatly reduced, so that the forces opposing the sliding expansion to the right of the rafter joint during firing are also reduced, which allows a much better guarantee of maintaining not only an effective gas tightness in the region of the joint, but also that of the structural integrity of the sleeve in this region, which is equivalent to the strong reduction of the risk socket failure in this region.
Le comportement du joint à chevrons à trous de soufflage 13ac, 15ac est illustré schématiquement et à plus grande échelle sur la fig. 4, la séparation produite entre des parties du culot et du tube par les gaz soufflés entre eux étant représentée de façon exagérée pour plus de clarté. La fig. 4 et la fig. 5 montrent également la zone 15ac3 où les deux surfaces de joint sont pressées l'une contre l'autre par la pression établie à l'intérieur de la douille au moment du tir, zone où le frottement et la résistance mécanique au glissement longitudinal entre le culot 13 et le tube 15 pendant la mise à feu sont normaux. The behavior of the chevron joint with blow holes 13ac, 15ac is illustrated schematically and on a larger scale in FIG. 4, the separation produced between parts of the base and of the tube by the gases blown between them being shown in an exaggerated manner for greater clarity. Fig. 4 and fig. 5 also show the zone 15ac3 where the two joint surfaces are pressed against each other by the pressure established inside the sleeve at the time of the firing, zone where the friction and the mechanical resistance to longitudinal sliding between the base 13 and tube 15 during ignition are normal.
Il est à noter que les trous de soufflage 17 représentés sont situés à peu près au milieu entre les parties à chevrons 15acl et 15ac2. Les fig. 4 et 5 montrent schématiquement la déformation radiale, dans la région 15ad, du tube en plastique 15 pressé de façon étanche et radialement vers l'extérieur contre le culot métallique, dans les zones 13ac3 et 15ac3 des surfaces de joint. De même, la fig. 4 montre schématiquement le déplacement relatif des surfaces de joint 13ac, 15ac sous l'effet de l'allongement, produisant un intervalle g entre la surface d'extrémité 13acs du culot et l'épaulement 15acs du tube 15, intervalle dans lequel peut se produire une petite déformation convexe du tube 15, comme représenté. It should be noted that the blow holes 17 shown are located approximately in the middle between the chevron parts 15acl and 15ac2. Figs. 4 and 5 schematically show the radial deformation, in the region 15ad, of the plastic tube 15 pressed in a leaktight manner and radially outward against the metal base, in the zones 13ac3 and 15ac3 of the joint surfaces. Likewise, fig. 4 schematically shows the relative displacement of the joint surfaces 13ac, 15ac under the effect of the elongation, producing an interval g between the end surface 13acs of the base and the shoulder 15acs of the tube 15, interval in which can occur a small convex deformation of the tube 15, as shown.
Il ressort de ce qui précède que l'invention apporte une douille, ainsi qu'une cartouche comprenant une telle douille, dont le joint non seulement possède la résistance voulue aux sollicitations pendant les manutentions et aux contraintes produites par l'accélération lors du tir, mais réduit en plus de façon automatique la résistance s'opposant, dans le joint, au mouvement relatif des deux parties de la douille au moment du tir, ce qui réduit considérablement le risque d'une défaillance du joint au départ du coup dans les cas où la cartouche a beaucoup de jeu longitudinal dans la chambre. It follows from the above that the invention provides a cartridge case, as well as a cartridge comprising such a cartridge, the joint of which not only has the desired resistance to stresses during handling and to the stresses produced by acceleration during firing, but in addition automatically reduces the resistance opposing, in the joint, the relative movement of the two parts of the sleeve at the time of the firing, which considerably reduces the risk of failure of the joint at the start of the blow in the cases where the cartridge has a lot of longitudinal play in the chamber.
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