FR2487233A1 - Procede de fabrication de douilles de cartouches et douilles de cartouches obtenues par ce procede - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE FABRICATION DE DOUILLES DE CARTOUCHES SELON LEQUEL ON REALISE UNE PRE-FORME CONCAVE EN FORME DE CAPSULE 12 COMPORTANT UNE SURFACE LATERALE ET UN FOND, LADITE PRE-FORME ETANT REALISEE A PARTIR D'UN LINGOT 34 DE DIMENSIONS PREDETERMINEES DECOUPE DANS UNE TIGE METALLIQUE 30. LE PROCEDE EST CARACTERISE EN CE QU'UNE ETAMPE 20 EST ENGAGEE DANS LA CAVITE DE LA PRE-FORME 12, CETTE ETAMPE REPOUSSE LA CAPSULE A TRAVERS DES MATRICES OU FILIERES 22, 24 ET 26, ALIGNEES COAXIALEMENT A LA SUITE L'UNE DE L'AUTRE, QUI ONT POUR BUT D'ALLONGER ET DE DIMINUER L'EPAISSEUR DE LA PAROI LATERALE 14 DE LA PRE-FORME 12. CETTE CONCEPTION EST AVANTAGEUSE EN CE QU'ELLE PERMET UNE FABRICATION PLUS RAPIDE ET UNE DIMINUTION SENSIBLE DES COUTS DE PRODUCTION.

Description

- 1 - La présente invention concerne un procédé de fabrication de douilles

de cartouches et des douilles de cartouches réalisées selon ce procédé, et plus particulièrement un procédé perfectionné de fabrication moins compliqué et moins coûteux que ceux utilisés jusqu'à présent pour la fabrication des douilles de cartouches, ainsi que des douilles de cartouches plus perfectionnées

et moins coûteuses que celles de l'art antérieur.

Les cartouches de munition ont été fabriquées dans le passé

selon des procédés variés et à partir de différents matériaux tels que le lai-

ton, l'aluminium et même l'acier. Beaucoup de procédés de l'art antérieur néces-

sitent une série d'opérations d'étirage et de formage du métal ou nécessitent le recours à des machines de fabrication compliquées. Toutefois, en dépit d'une avance continue de la technique dans ce domaine et malgré les nombreuses propositions et suggestions concernant les procédés des appareils, les procédés et les appareils de l'art antérieur ne donnent pas pleinement satisfaction

en vue d'une fabrication économique de douilles de cartouches de haute qualité.

Comme mentionné précédemment, l'opération d'étirage consistait à tourner vers le haut un rebord périphérique d'une ébauche plane et à réduire simultanément l'épaisseur des parois au moyen d'une étampe d'étirage et d'une matrice pour former une paroi latérale exempte de plis et dont l'épaisseur est sensiblement égale à l'épaisseur de l'ébauche originale. Un "re-étirage" ultérieur de la pièce de forme concave provoque davantage un retournement du

matériau d'extrémité vers l'intérieur de la paroi latérale (sans réduire sen-

siblement l'épaisseur de la paroi), engendrant une élongation de la paroi laté-

rale et réduisant sensiblement le diamètre de la douille.

Le terme "formage" est également utilisé dans son sens convention-

nel et désigne l'opération au cours de laquelle la paroi latérale de la douille est allongée par réduction de son épaisseur sans réduction appréciable de son

diamètre intérieur. Ceci est généralement accompli en perçant l'élément con-

cave sur une étampe ou un mandrin ajusté et en forçant la douille et le mandrin à travers une matrice ou une filière réductrice dont le diamètre est légèrement

inférieur au diamètre extérieur de la douille, ce qui permet de repousser l'ex-

cès de métal et d'engendrer une paroi latérale plus longue et moins épaisse.

A cet effet on notera que des considérations balistiques spé-

ciales peuvent êtrre'nsecompte lors de la fabrication de douilles de cartouches.

Par exemple, il est souhaitable que des douilles de cartouches soient légères tout en étant fabriquées à l'aide de matériau très rigide et ayant une grande résistance à la torsion pour éviter leur écrasement ou leur torsion pendant le tir. Habituellement une grande partie de cette rigidité et de cette résistance est due aux caractéristiques du matériau utilisé pour la fabrication des douilles,

et à lamanière de travailler ce matériau pendant les opérations de mise en forme.

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Ceci est particulièrement vrai lorsqu'on utilise du laiton c'est-à-dire des alliages de cuivre et de zinc. Additionnellement, pour éviter la rupture des parois latérales d'une cartouche pendant la mise à feu, la douille comporte généralement une surface intérieure de forme conique s'ouvrant vers l'extérieur depuis sa base vers l'extrémité opposée ouverte (c'est-à-dire l'épaisseur de

la paroi latérale de-la douille décroît depuis sa base fermée vers son extré-

mité supérieure ouverte). En outre, pour réaliser une coquille parfaitement concentrique permettant d'obtenir des caractéristiques de tir uniformes selon toutes les directions, il est très important de respecter la concentricité de la douille (c'est-à-dire de minimiser les variations d'épaisseur de parois autour de la circonférence de la douille) . La concentricité est aussi importante

pour éviter la fissuration ou la rupture de la douille pendant la mise à feu.

Une autre considération balistique est la possibilité de recharge, c'està-dire

la capacité d'une douille d'être utilisée pour une série de tirs.

Différents procédés de fabrication de douilles de cartouches selon l'art antérieur utilisent l'estampage de plaquettes circulaires dans des feuilles de dimensions précises et l'étirage de ces disques pour leur donner une forme de capsule. L'élément concave en forme de capsule est forcé à travers une série de matrices d'étirage et de formage destinées-à fabriquer la douille finie. L'élément préformé a généralement un diamètre intérieur et un diamètre extérieur qui sont supérieurs aux diamètres intérieur et extérieur de la douille terminée. Par conséquent, une série d'opérations d'étirage et de formage sont nécessaires pour réduire non seulement le diamètre extérieur, mais également

le diamètre intérieur et additionnellement pour réduire l'épaisseur de la pa-

roi-latérale qui est initialement égale à l'épaisseur de la feuille dans la-

quelle l'ébauche a été estampée.

Du fait que le métal se durcit lorsqu'on le travaille, il est nécessaire d'interrompre le passage de l'ébauche à travers les matrices ou les filières et d'effectuer une recuite avant de le faire passer à nouveau à travers les matrices-permettant d'aboutir à un produit fini. Ceci est particulièrement

vrai en ce qui concerne les douilles de cartouches réalisées en laiton.

Plus particulièrement, selon l'art antérieur, il était néces-

saire de soumettre l'élément en forme de capsule à de nombreuses opérations de recuite pour recristalliser les grains allongés de métal avant de finir complètement la douille de la cartouche, c'est-à-dire après que l'élément ait été partiellement travaillé et avant qu'il ne soit soumis aux opérations de finissage. A titre d'exemple, selon certains procédés, après la réalisation d'un élément en forme de capsule à partir du disque, une première recuite était nécessaire. La capsule recuite peut alors être forcée au travers d'une série de matrices au moyen d'une première étampe ayant un diamètre inférieur au diamètre

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au diamètre intérieur de l'élément concave. Au cours de cette opération la pré-

forme se rétrécit autour de la première étampe et l'épaisseur de sa paroi se ré-

duit également. Par la suite, la pré-forme doit à nouveau être soumise à une recuite de façon à relaxer les tensions créées au cours de l'usinage du métal pendant son passage à travers les matrices. L'élément en forme de capsule est ensuite soumis à une deuxième opération d'étirage et de formage, une troisième recuite et une dernière opération d'étirage et de formage. On remarquera qu'

avec ces procédés de l'art antérieur, la pré-forme est soumise à un nombre im-

portant d'opérations d'étirage (au cours desquelles les diamètres intérieur et extérieur de la pré-forme sont réduits sans réduction importante de l'épaisseur

des parois) et à un nombre important d'opérations de formage (au cours desquel-

les le diamètre extérieur est réduit pour permettre la réduction de l'épaisseur des parois). En outre, en raison des nombreuses opérations d'étirement et de

formage et de l'important usinage qui ont lieu, plusieurs recuites sont néces-

saires pour permettre la relaxation des tensions apparaissant dans le métal

au cours de chacune des séries d'opérations d'étirage et de formage.

L'homme de l'art notera également que toutes ces opérations de recuite en vue de recristalliser les grains allongés, engendrent une dépense

considérable d'énergie sous forme de chaleur (fournie sous forme d'énergie élec-

trique ou d'énergie de combustion) ainsi qu'un matériau important et une dé-

pense élevée en main-d'oeuvre pour échauffer et traiter la pré-forme avant son passage ultérieur au travers des matrices. D'autre part, dans tous ces procédés de l'art antérieur, un outillage important était requis (par exemple des étampes différentes pour chaque série de matrices et des 'matrices différentes pour

chaque opération d'étirage et de formage). Des dépenses importantes étaient ré-

alisées en utilisant des plaques d'épaisseur calibrée pour découper le disque servant à la réalisation de la pré-forme. En outre, l'utilisation de plaques d'épaisseur calibrée engendrait des pertes importantes du fait qu'il subsiste un squelette inutilisable après l'étampage des disques et pré-formes. Chacune de ces considérations contribue de manière importante à augmenter le coût de

la fabrication des douilles de cartouches conventionnelles.

On a également proposé dans le passé de fabriquer les pré-formes au moyen d'un fil métallique dans lequel on découpe des lingots et qui sont soumis à diverses opérations à froid permettant la réalisation à partir de ce lingot d'objets de forme concave(voir par exemple les brevets US No Z 028 996 et 2 371 716). Toutefois, même ces procédés décrits par ces brevets nécessitent la soumission de ces pré-formes concaves à une série d'opérations d'étirage

permettant de réduire le diamètre intérieur de l'élément et à une série d'opé-

la

rations de formage destinée à produire la forme finale désirée de cartouche.

Après chaque opération d'étirage il reste nécessaire de soumettre le produit

à une recuite avant de continuer son étirage et sa mise en forme.

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La fabrication en une phase par simple étirage d'une feuille plane de métal aboutissant à une pré-forme constituée par un élément en forme de capsule, cette opération étant suivie par un formage de finition, a également été essayée dans le passé. Cette fabrication a été utilisée pour la réalisation de cartouches cylindriques sans raccord (voir par exemple le brevet anglais No 625,011 et les brevets américains No 2 412 813 et 3 203 218). Toutefois, ces

procédés de l'art antérieur permettant la fabrication de cartouches sans rac-

cord n'ont pas été pris en considération pour la fabrication de douilles de

cartouches, notamment en raison de la haute précision des formes et des con-

figurations dont il doit être tenu compte lors de cette fabrication. Par exemple, bien que les techniques de fabrication des cartouches de l'art antérieur aient utilisé des étampes de précision ayant des diamètres, des angles de pénétration et des angles de sortie très précis, ces cartouches avaient une épaisseur de parois constante (généralement l'embouchure de la cartouche était quelque peu plus épaisse pour constituer une jonction avec le couvercle). Ceci diffère

des cartouches qui comportent généralement une paroi latérale conique qui s'é-

vase de son extrémité inférieure vers son extrémité ouverte. De même, ces pro-

cédés n'étaient pas utilisés antérieurement avec les cartouches ayant un rap-

port élevé longueur par rapport au diamètre, tel que c'est le cas pour les

douilles de cartouches.

Bien que différents procédés de l'art antérieur proposent éga-

lement la fabrication de douilles de cartouches en une seule opération d'em-

boutissage (voir par exemple les brevets américains No 2 140 775, 3 997 225

et 4 129 024), chacun de ces procédés de l'art antérieur nécessitait une ma-

chinerie compliquée et coûteuse telles que par exemple des étampes mobiles co-

axialement, des amortisseurs pour les étampes etc. Ces procédés de l'art an-

térieur n'utilisaient pas des éléments pré-formés de forme concave ou en forme de capsule qui n'ont plus qu'à être formés pour provoquer l'élongation

des parois latérales tout en réduisant leur épaisseur. D'autre part, géné-

ralement l'étampe utilisée pour former l'élément de forme concave a lui même une forme conique, ce qui permet d'obtenir une douille finie dont la surface

de la paroi latérale intérieure se développe de façon conique.

En conséquence, on notera qu'il subsiste un besoin pour la

fabrication de douilles de cartouches de munition par un moyen économique per-

mettant d'obtenir des douilles de haute précision parfaitement concentriques et ayant des parois latérales s'étendant coniquement sur toute la longueur de

la douille.

La présente invention concerne un procédé de fabrication de douilles de cartouches, ce procédé comportant les étapes consistant à réaliser un élément de forme concave comprenant une surface latérale intérieure et une surface latérale extérieure, un fond défini par des surfaces de fonr intérieure

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et extérieure, et une extrémité supérieure ouverte; à appuyer au moyen d'une étampe sur ledit élément concave, et à utiliser cette étampe pour forcer ledit élément à travers une série de filières, ladite étampe et lesdites filières ayant des dimensions prédéterminées adaptées à celles de l'élément de forme concave, de sorte que l'élément de forme concave ne soit soumis, au cours de son passage au travers des filières, qu'à une élongation destinée à augmenter la longueur de sa paroi latérale en réduisant son épaisseur, de telle manière que l'épaisseur de cette paroi latérale, en un point adjacent de l'extrémité supérieure ouverte est réduite d'au moins 65 6 au cours de son passage*à travers les filières, la phase consistant à appuyer et à forcer l'élément de forme

concave dans les filières s'effectuant sans aucune recuite de cet élément.

En accord avec une forme de réalisation de la présente inven-

tion, l'élément de forme concave ou pré-forme est réalisé à partir d'une pièce

élémentaire ayant des surfaces inférieure et supérieure planes, ceci sans au-

cune opération de recuite intermédiaire au cours dé la fabrication de cet

élément. Selon une autre forme de réalisation de la présente invention, la sur-

face extérieure du fond est réalisée à partir d'une surface inférieure sensi-

blement plane de la pièce initiale.

La présente invention sera mieux comprise en référence à la

description d'un exemple de réalisation et des dessins annexés, dans lesquels

la figure 1 représente une vue schématique d'un lingot coupé dans un fil métallique selon la présente invention, la figure 2 représente schématiquement la position du lingot dans une matrice après l'opération d'équerrage du lingot, cette opération servant de préparation à l'extrusion du lingot et sa mise en forme concave, en accord avec un aspect de la présente invention, la figure 3 illustre schématiquement le lingot dans la matrice après extrusion de l'élément de forme concave selon la présente invention, la figure 4 illustre une vue en coupe longitudinale agrandie de la pré-forme représentée avec une étampe logée à l'intérieur de la cavité de cet élément avant qu'il soit forcé à travers une série de filières, la figure 5 représente une vue schématique en élévation d'un appareil de formage et de dégrossissage utilisé dans le cadre du procédé de la présente invention, et illustrant la position de la pré-forme concave avant son introduction de force au travers des filières de formage,

la figure 6 représente une vue schématique en élévation simi-

laire à celle de la figure 5 illustrant la position de la pré-forme après son passage au travers des différentes filières, et la figure 7 représente une vue en coupe axiale agrandie d'une

douille de cartouche réalisée selon le procédé de la présente invention.

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Les dessins, dans lesquels les éléments similaires sont dési-

gnés par les mêmes numéros de référence, illustrent une forme de réalisation préférée du procédé de douilles de cartouches tel que représenté par la figure 7,

et décrit dans la description ci-dessous. Les principes de la présente inven-

tion seront décrits plus en détail en liaison avec la fabrication d'une douille de cartouche Je petit calibre telle que par exemple une cartouche de calibre 7,8 mm réalisée au moyen de laiton comprenant 70% de cuivre et de 30% de zinc moins les impuretés. Toutefois les principes développés par le procédé de la présente invention pourraient être-appliqués à d'autres fabrications de douilles réalisées à l'aide d'autre matériaux. Par exemple les principes de la présente invention

pourraient être utilisés pour la fabrication de douilles de cartouches de cali-

bres très différents par exemple compris entre 4,3 mm et 15,2 mm, et pour la fabrication d'un grand nombre de douilles notamment des douilles de projectiles d'artillerie.

En bref, selon les principes de la présente invention, le pro-

cédé comprend une première phase consistant à réaliser un élément 12 en forme

de capsule (voir les figures 1 à 4), en un matériau déterminé, tel que le lai-

ton, pour que l'on puisse obtenir une paroi latérale 14 et un fond 18. La pa-

roi latérale 14 a des surfaces intérieure et extérieure 15 et 50, et un fond

18 ayant une surface intérieure 52 et une surface extérieure plane 16. Le dia-

mètre de la surface latérale extérieure 15 de l'élément préformé est supérieur au diamètre extérieur de la douille 12 que l'on souhaite obtenir (représentée par la figure 7). Après la mise en forme de l'élément 12, celui-ci est pris en charge par l'étampe 20 et forcé à travers une série de matrices 22, 24, 26 destinées à réaliser la douille finie ayant un diamètre extérieur prédéterminé, ceci pouvant être réalisé sans aucune recuite intermédiaire entre les phases

de passage de l'élément à travers les matrices (voir les figures 4 à 7).

L'étampe 20 a une paroi latérale extérieure 94 et un fond 92. Le fond 92 a des dimensions telles que son bord péripWérique est sensiblement identique au diamètre du bord périphérique de la surface latérale intérieure 52 de l'élément

12. Dans ce cas, au moins le bord périphérique de la paroi latérale 92 de l'é-

tampe 20 est en contact avec le bord périphérique de la surface intérieure 52 du fond de l'élément 12, lorsque l'étampe et cet élément sont amenés en contact pour assurer l'alignement de l'élément concave 12, de l'étampe 20 et de la série de matrices 22, 24 et 26. La paroi latérale 94 de la matrice 20 et les matrices 22, 24 et 26 ont des dimensions telles que l'élément 12 en forme de capsule est uniquement soumis à une opération de formage, c'est-à-dire d'étirement et d'amincissement des parois latérales lors de son passage au travers des matrices

22, 24 et 26, de sorte que la longueur de sa paroi latérale 14 diminue d'épais-

seur au cours de ce passage. En d'autres termes, lorsque l'élément 12 est pré-

formé il n'est plus soumis qu'à une opération de formage, c'est-à-dire une opération consistant à allonger et à réduire l'épaisseur de sa paroi latérale,

sans modifier sensiblement son diamètre intérieur.

D'autre part, également en accord avec la présente invention, les douilles 10 comportent une paroi cylindrique extérieure 76 de dimension extérieure prédéterminée et ont une surface intérieure 72 conique de configu- ration et de dimension prédéterminées. Les surfaces intérieure et extérieure

et 15 de la paroi latérale de l'élément 12 en forme de capsule sont sensi-

blement cylindriques. L'étampe 20 destinée à s'engager dans l'élément 12 pour le forcer à travers la série de matrices 22, 24 et 26, a une paroi latérale 96 conique qui correspond à la configuration et aux dimensions prédéterminées de'la surface 72 de la paroi latérale de la douille 10. A nouveau l'élément

12 et les matrices 22, 24 et 26 ainsi que l'étampe 20 sont dimensionnés de tel-

le manière que cet élément 12 soit uniquement sujet à une opération de formage et d'étirage lors de son passage à travers les matrices 22, 24 et 26, opération destinée à accroître la longueur de la paroi latérale de l'élément 12 et à

réduire leur épaisseur. En conséquence, du fait que l'élément en forme de cap-

sule 12 est uniquement sujet à une opération de formage, aucune opération de recuite n'est nécessaire pour annuler les tensions créées par l'usinage du

métal au cours de leur passage à travers les matrices 22, 24 et 26. Simul-

tanément, la douille de cartouche 10 réalisée slon le procédé de l'invention a une qualité supérieure par rapport aux douilles de cartouches réalisées selon les techniques conventionnelles. En outre, on effectue des économies

en appliquant le processus de l'invention plutôt que les techniques antérieures.

A cet égard, on notera que ces bénéficessoguts en partie en raison de la confi-

guration de la forme particulière de l'élément préformé 12.

Plus particulièrement, en référence aux figures 1 à 3 illustrant une forme de réalisation préférentielle de l'invention, l'élément 12 en forme de capsule est formé à partir d'un lingot 30 découpé dans un fil, une tige ou une barre cylindrique. Le lingot 30 en un matériau approprié pour la fabrication de douilles de cartouches 10, est initialement transmis longitudinalement à un

dispositif de coupe 32 qui permet de découper un lingot 34. Pour cette opéra-

tion, il est possible d'utiliser une cisaille 32 conventionnelle dans laquelle un organe 36 est destiné à effectuer un mouvement de translation latérale par

rapport à l'autre élément 38 afin de séparer une section ou une longueur pré-

déterminée du lingot 30. La longueur du lingot découpé 34 est choisie de tel-

le manière qu'il contienne un volume déterminé de matériau correspondant sensi-

blement ou étant légèrement supérieurau volume de métal nécessaire pour réaliser la douille de cartouche finie 10. Le diamètre de la barre métallique 30 et par

conséquent le diamètre du lingot 34 peuvent être soit supérieurs, soit infé-

rieurs au diamètre de la douille de cartouche 10 entièrement terminée.

Lorsque le lingot 34 a été découpé dans la tigq 30, il est placé

dans un appareil d'extrusion. 40 et premièrement soumis à une opération d'équer-

rage et ensuite à une opération d'extrusion destinées à former dans le lingot

34 l'élément concave en forme de capsule 12. Selon une première forme de réa-

lisation, on a recours à un procédé d'extrusion inversé; toutefois il serait possible d'utiliser un quelconque autre procédé d'extrusion pour réaliser

l'élément 12 dont la forme a été définie précédemment.

Plus particulièrement, l'appareil d'extrusion 40 comporte une

étampe d'extrusion et d'équerrage 42 ayant une ouverture ou cavité 44 dans la-

quelle est logée une étampe centrale 46. Le lingot 34 découpé est initialement placé dans la cavité 44 en appui contre l'étampe centrale 46. Du fait que les

faces d'extrémité 34a, 34b du lingot 34, après sa découpe, ne sont pas entiè-

rement planes ou d'équerre (voir figure 1), la première phase de mise en forme de l'élément 12 consiste à équerrer le lingot 34 de façon à réaliser des faces d'extrémité planes carrées. Ceci est obtenu en repoussant le lingot 34 dans la cavité 44, à froid au moyen d'une étampe 43 destinée à déformer légèrement

le lingot 34 pour le transformer en un lingot équerré 34', prêt pour l'extru-

sion (voir la fig.2). Le diamètre du lingot 34' après l'équerrage est supérieur

au diamètre hors tout de la douille de cartouche 10 destinée à être fabriquée.

Après cela une étampe d'extrusion 48 ayant un diamètre ex-

térieur sensiblement identique au diamètre de la cavité 44, est repoussée vers

le bas pour être amenée en contact avec le lingot équerré 34' et forci en di-

rection de l'étampe 46. Pendant cette opération, le lingot 34' est extrudé par l'extrémité de l'étampe 46, le métal étant repoussé vers le bas le long des côtés de l'étampe 46 de façon à permettre l'obtention de l'élément 12 en forme de capsule. La configuration de l'élément 12 en forme de capsule après son extrusion est représentée par la figure 3 et de manière agrandie par la

figure 4. On notera que les dimensions et la configuration de la surface ex-

térieure 15, 16 de l'élément 12 en forme de capsule sont définies par l'emporte-

pièce 48 et la cavité de la matrice 44, et les dimensions et la configuration

intérieures sont définies par la tête 47 de l'étampe 46.

A cet effet, on notera que la tête 47 de l'étampe 46 a un dia-

mètre légèrement supérieur à celui de la tige 45 à laquelle elle est rattachée, de sorte que pendant le processus d'extrusion, la paroi latérale intérieure 50

de l'élément 12 soit légèrement espacée de la surface extérieure de la tige 45.

Cet arrangement facilite l'extrusion du lingot métallique 34', du fait que le métal n'est pas contraint à glisser le long de la paroi latérale extérieure

de la tige 45, mais uniquement par dessus la tête 47 de l'étampe d'extrusion 46.

De ce fait, le métal flue verticalement vers le bas, en restant à une certaine distance de la surface de la tige centrale 45 de diamètre réduit. En conséquence, on notera que c'est la tête 47 qui définit le diamètre et la configuration du diamètre intérieur de l'élément concave 12. En conséquence, l'élément concave 12 - 8 - - 9 - en forme de capsule a une paroi latérale extérieure sensiblement cylindrique 15 qui correspond au diamètre de la cavité d'extrusion 44 et une surface latérale intérieure cylindrique 50 qui correspond au diamètre de la tête 47 de l'étampe 46. D'autre part, on remarquera que l'extrémité supérieure 54 de la

tête 47 de l'étampe 46 est sensiblement conique de manière à produire une surfa-

ce du fond 52 de forme concave. Par exemple, selon une forme de réalisation pré-

férée, la face d'extrémité 54 de la tête 47 a un angle d'inclinaison d'environ

6 par rapport à l'horizontale. On notera également qu'entre cette surface d'ex-

trémité 54 et la paroi latérale 56 de la tête 47 on prévoit une petite surface

incurvée 58 réalisant une surface correspondante incurvée 60 reliant la sur-

face intérieure de la paroi latérale 50 et la surface intérieure 52 du fond de l'élément 12. On notera que la configuration particulière de la tête 47 de l'étampe d'extrusion 46, et par conséquent la configuration particulière de l'intérieur de l'élément 12, ont été choisies essentellement pour permettre une extrusion aisée de cet élément. La surface d'extrémité 54 de l'étampe 46 est conique de façon à permettre la formation d'une première dépression dans le lingot 34', et la présence d'uhe surface incurvée ou arrondie 58 entre la surface d'extrémité 54 et la surface latérale 56 de la tête 47, permet d'éviter des coupures ou la section du métal du lingot 34' au cours de l'opération d'extrusion. En ce qui concerne la configuration et les dimensions de la surface extréieure de l'élément 12, on notera que la surface du fond 16 est

sensiblement plane, et la surface extérieure de la paroi latérale 15 est sen-

siblement cylindrique. Ceci est obtenu par une portion plane 62 du fond de l'étampe d'extrusion 48 et la paroi latérale cylindrique de la cavité 44.

Ega-

lement, selon la forme de réalisation préférée, la base fermée de l'élément 12 est pourvue d'une surface annulaire 64 extérieure entre la. surface plane du fond 16 et la surface latérale cylindrique extérieure 15 de l'élément 12. De manière préférentielle cette surface annulaire 64 est chanfreinée ou conique

(de section transversale rectiligne ou plane), mais peut également être ar-

rondie sur toute sa hauteur. Cette surface annulaire biseautée 64 peut avanta-

geusement être réalisée soit au cours de l'opération d'équerrage et/ou de l'opération d'extrusion du lingot 34' en prévoyant une forme de l'étampe avec un rebord dirigé vers le bas et disposé à la périphérie de la tête d'étampage

43 et/ou de l'emporte-pièce 48 (voir par exemple la bague protubérante 66 dis-

posée à l'extrémité de l'emporte-pièce 48 de la figure 3). On remarquera que la surface annumaire 64 définit ainsi les dimensions de la surface extérieure

plane 16 du fond de l'élément 12. De ce fait le diamètre de la surface ex-

térieure 16 est défini par une ligne circulaire localisée entre la surface an-

nulaire 64 et la surface plane du fond 16, c'est-à-dire le point de jonction

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de ces deux surfaces.

En outre, on notera que bien que la paroi latérale 70 de la douille finie 10 doit être rendue conique de façon connue en soi (par exemple

la surface intérieure de la paroi latérale 72 diverge de la base vers l'extrémi-

té ouverte de la douille 10, comme le montre la figure 7), les deux surfaces inté-

rieure et extérieure 15 et 50 de la paroi latérale de l'élément 12 sont es-

sentiellement cylindriques. La paroi latérale conique 70 de la douille 10 sera

formée au cours de l'opération de formage. A cet effet, on notera que l'ex-

trusion du lingot 34 au moyen de l'emporte-pièce 48 nécessite une force beau-

coup plus grande et consitue une opération bien plus difficile que l'opération aboutissant à la conicité de la paroi latérale. En conséquence, s'il était nécessaire de réaliser un élément 12 à parois coniques, la vitesse à laquelle

s'effectue l'extrusion serait sensiblement réduite. En conséquence, par l'ex-

trusion de l'élément 12 à parois essentiellement cylindriques ou rectilignes,

dont l'épaisseur ne varie pratiquement pas sur la longueur, il devient pos-

sible d'effectuer plus rapidement l'extrusion de l'élément 12. D'autre part, si l'on devait réaliser une capsule 12 à parois coniques, non seulement.la vitesse d'extrusion ne pourrait pas être sensiblement réduite mais encore, on serait amené à utiliser un outillage plus complexe et un plus grand nombre d'étampes,d'emporte-pièces, de matrices etc. Par exemple, l'extrusion de la

capsule 12 selon la présente invention autorise des vitesses d'approximati-

vement 250 par minute par l'utilisation d'un outillage conventionnel de formage

à froid, tandis que les capsules à parois coniques ne pourraient être fabri-

quées qu'à raison de 60 à io0 coups par minut Chaque fois qu'il est nécessaire de réaliser des douilles de cartouches à fond 74 renforcé, comme c'est le cas de la présente invention, ce

fond peut être réalisé à l'aide du fond 18 de l'élément 12 servant de préforme.

A cet effet, il est remarquable que l'épaisseur renforcée d'un tel fond 18 peut être contrôlée avec précision par un simple contrôle de la distance de laquelle

l'emporte-pièce 48 s'approche de l'extrémité de la tête 47 de l'étampe 46.

Comme cela sera discuté plus en détail ci-dessous, pendant le processus de mise en forme destiné à allonger la paroi latérale 14 de l'élément 12 et à réduire son épaisseur, l'épaisseur du fond 18 de la capsule 12 augmente légèrement, c'est-à-dire que la paroi du fond 74 de la douille finie 10 sera légèrement

plus grande que l'épaisseur de la paroi du fond 18 de l'élément 12. En consé-

quence, lorsqu'on connaît l'augmentation en épaisseur due à l'opération de mise en forme ainsi que la valeur exacte de l'épaisseur souhaitée de la douille, il est pssible de déterminer avec précision l'épaisseur de la paroi du fond 18 de l'élément 12 et d'effectuer le contrôle du déplacement de l'emporte-pièce

48 en direction de l'étampe 46.

Selon une forme de réalisation préférée de la présente invention, là - la dimension de la surface du fond plat 16 est sensiblement égale ou légèrement supérieure au diamètre DF de la douille de cartouche 10 finie (c'est-à-dire le

diamètre de la surface latérale cylindrique extérieure 76 de la douille 10).

C'est-à-dire, si le diamètre extérieur DF de la douille de cartouche 10 est par exemple égal à 11, 80 mm, alors le diamètre DB de la surface plane du fond 16, c'est-à-dire le diamètre du bord inférieur intérieur de la surface annulaire 64, est de préférence égal à 11,80 mm. Toutefois, le diamètre DB de la surface plane du fond 16 peut être légèrement supérieur au diamètre DF extérieur de la douille de cartouche 10. Par légèrement supérieur on admet que le diamètre D

du fond 16 peut avoir des dimensions déposant approximativement de 10'D le dia-

mètre extérieur DF de la douille de cartouche 10.

Ceci est avantageux du fait que la surface chanfreinée ou bi-

seautée 64 sert à aligner initialement l'élément concave 12 par rapport aux matrices de formage 22, 24 et 26 ou filières destinées à allonger les parois 14, et permet d'obtenir une meilleure concentricité, c'est-à-dire de diminuer les variations d'épaisseur autour de la circonférence de la douille de cartouche après le passage de l'élément concave 12 à travers les filières 22, 24 et

26. Bien que le fond extérieur 16 ait un diamètre inférieur à celui de la douil-

le finie, il est préférable que ce diamètre soit sensiblement le même ou lé-

gèremnent supérieur à celui de la douille de cartouche finie 10, étant donné que ceci permet à la surface extérieure du fond de la douille de ne pas avoir nécessairement un bord chanfreins ou une surface devant être usinée ou remplie après la mise en forme de la douille au cours des différentes opérations de fabircation définitive de la munition. D'autre part, grâce à cette disposition,

il est possible de mieux contrôler la redistribution du métal pendant le for-

mage de façon à obtenir une concentricité perfectionnée de la douille de car-

touche 10.

Après la mise en forme de l'élément concave 12, il est recuit et lavé pour supprimer les tensions créées au cours de l'usinage du métal et pour nettoyer la surface suite à l'opération de formage, ces opérations étant

identiques à celles pratiquées dans les techniques de l'art antérieur. La re-

cuite de l'élément 12 peut par exemple comprendre une phase de chauffage de

l'élément 12 en forme de. capsule à l'intérieur d'un four ou d'un fourneau pen-

dant une période prédéterminée, et une phase de trempe de l'élément 12 par un

jet d'eau froide. Généralement des écailles se déposent à la surface de l'élé-

ment 12 au cours de la recuite. Dans le but de retirer ces écailles, la surface

de l'élément 12 est nettoyée par exemple en trempant l'élément dans une solu-

tion d'acide sulfurique. Ensuite, l'élément concave 12 recuit et nettoyé est

rincé et lavé dans une solution savonneuse, rincé à nouveau et séché. De préfé-

rence, la totalité de la solution savonneuse n'est pas retirée au cours de la

dernière opération de rinçage de sorte que le savon résiduel constitue un lubri-

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fiant pendant l'opération de formage.

* Après que l'élément 12 ait subi le traitement décrit ci-dessus, il est formé et façonné jusqu'à obtertion de la douille de cartouche définitive

10. L'appareil 80 permettant de réaliser ces opérations est représenté schéma-

tiquement par les figures 5 et 6 et comporte une série de matrices 22, 24 et 26 ou filières disposées selon un alignement coaxial et empilées les unes sur les autres et une étampe 20, destinée à être introduite à l'intérieur de l'élément

12 et prévue pour repousser cet élément à travers les filières 22, 24 et 26.

Selon une forme de réalisation préférée, le dispositif comporte trois filières 22, 24 et 26 et une étampe 20. Chacune de ces matrices 22, 24 et 26 comporte

un orifice d'entrée 82, un orifice de sortie 84 et une cavité de matriçage dé-

finie par une section cylindrique 86 ménagée entre les orifices d'entrée et

de sortie 82 et 84. L'orifice d'entrée 82 comprend de préférence une paroi co-

nique faisant un angle d'environ 100 (+.20) par rapport à la verticale, cet

angle étant propre à différentes opérations de formage pour différents matériaux.

Le diamètre intérieur du tronçon de paroi 86 définit l'ouverture des filières 22, 24 et 26, et par conséquent le diamètre extérieur de l'élément 12-après son passage dans ces filières. Les diamètres de matriçage des trois filières 22, 24 et 26 décroissent progressivement de la filière 22 à la filière 26, de sorte que le diamètre extérieur de l'élément 12 est usiné et réduit au cours de son

passage à travers les matrices 22, 24 et 26. Par conséquent, la matrice supé-

rieure 22 a le diamètre le plus grand et la filière inférieure a le diamètre le plus petit, la filière centrale ayant un diamètre intermédiaire. Le diamètre - de la matrice inférieure 26 correspond au diamètre définitif DF de la douille de cartouche 10. Les matrices 22, 24 et 16 peuvent être espacées axialement à l'intérieur de l'appareil de matriçage 80, de telle manière que la capsule 12 progresse à travers les filières de telle manière qu'une partie de la capsule reste constamment engagée à l'intérieur de la cavité de la filière précédente, ou peuvent être suffisamment espacées pour que la capsule 12 soit entièrement

dégagée de la filière précédente avant d'être introduite dans la suivante.

L'étampe unique 20 qui est destinée à s'appuyer sur l'élément 12 est dimensionnée par rapport aux dimensions internes de la capsule 12 de telle manière que la paroi 14 de l'élément 12 soit seulement étirée. De ce fait, l'étampe 20, les matrices 22, 24 et 26 et l'élément 12 ont des dimensions

telles que la paroi latérale 14 de l'élément 12 est allongée et que son dia-

mètre extérieur soit réduit sans changement important de son diamètre intérieur.

Par conséquent, on notera que pendant l'opération de formage, l'élément 12 en

forme de capsule, en passant dans la filière 22 est allongé tandis que le dia-

mètre extérieur est réduit, c'est-à-dire que l'épaisseur de la paroi latérale 14 de l'élément 12 est diminuée. Le passage de l'élément 12 à travers la filière 24 continue à allonger la paroi latérale 14 et à réduire l'épaisseur de cette

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paroi. Finalement le passage de la capsule 12 à travers la troisième filière 26 continue à allonger la paroi latérale et à réduire l'épaisseur pour aboutir à la réalisation complète de la douille de cartouche 10 de longueur déterminée

et ayant une épaisseur de parois souhaitée.

A cet égard, comme mentionné précédemment, l'épaisseur de la paroi latérale 70 de la douille de cartouche 10 finie décroît de la base vers l'extrémité supérieure 78. Ceci est dû au fait que le diamètre de l'étampe

de formage 20 décroît progressivement en direction de son extrémité ou base 90.

La paroi conique de l'étampe 20 peut en fait être constituée de plusieurs tron-

çons de conicité différente d'une manière connue en soi.

Ainsi, au cours du passage au travers des filières 22, 24 et 26, la surface extérieure 15 de la capsule 12 décroît progressivement par faible! degrés pour former une surface extérieure 76 sensiblement cylindrique dont les dimensions correspondent au diamètre extérieur DF de la douille de cartouche 10, et dont la surface de la paroi intérieure 50 a une forme adaptée à celle de l'étampe de formage 20. destinée à réaliser la surface intérieure

conique 72 distante de la surface 76 de la paroi latérale d'un écart correspon-

dant à l'épaisseur souhaitée de la paroi latérale 70 de la douille de cartouche 10. A cet égard on notera que du fait que le diamètre intérieur de l'élément

12 n'est pas modifié de façon significative pendant l'introduction de cet élé-

ment à travers les filières 22, 24 et 26, l'élément 12 est exclusivement soumis à un formage et non à un re-étirage au cours duquel davantage de matériau de 1'

extrémité de l'élément 12 serait entraîné du côté des parois sans aucune modi-

fication de l'épaisseur de' ces parois.

Pour permettre d'obtenir une douille de cartouche 10 de con-

centricité précise, dans laquelle on observe un minimum de variations d'épais-

seur tout autour de la circonférence, c'est-à-dire des différences négligeables selon les positions axiales, la surface du fond 92 de l'étampe d'étirage 20

est positionnée de telle manière qu'elle soit alignée de façon précise par rap-

port à l'élément en forme de capsule 12. Plus spécifiquement, comme le montre de préférence la figure 4, l'extrémité 90 de l'étampe 20 comporte une surface de fond 92 qui est reliée à la surface 94 de la paroi latérale par une surface annulaire 96, qui est de préférence incurvée de sorte que la surface du fond 92 et la paroi latérale 94 soient reliées de façon tarTntielle à la surface annulaire 96. La surface du fond 92 de l'étampe 20 est sensiblement plane et

a un diamètre périphérique exactement identique au diamètre du bord périphé-

rique de la surface intérieure 52 de la capsule 12, c'est-à-dire de la surface

concave 52.

En particulier, selon la réalisation préférée, la surface con-

4D cave 52 du fond est tangente à la surface annulaire incurvée 60 disposée entre la surface 52 du fond et la surface de la paroi latérale cylindrique 50. Cette

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configuration est définie par la forme de la tête 47 de l'étampe 46 de l'ap-

pareil d'extrusion 40, représenté par la figure 3. De préférence le rayon de courbure de la face annulaire 96 de l'élément d'étampage 20 est inférieur au rayon de courbure de la surface annulaire 60 de la capsule 12, de sorte que l'élément d'étampage 20 soit inséré dans la capsule 12, le bord périphérique de cet élément 20 soit en contact avec la partie périphérique de la surface 52, comme le montre de préférence la figure 4. Du fait de la différence des rayons de courbure de la surface 96 et de la surface annulaire 60, si l'élément 20 est légèrement décalé d'un côté lors de son introduction dans la capsule 12, cette étampe 20 glissera latéralement jusqu'à ce que les bords périphériques des surfaces 92 du fond de l'étampe 20 et 52 du fond de la capsule se trouvent parfaitement alignés et en appui l'un sur l'autre. Par exemple, si le rayon de courbure de la surface annulaire 60 ménagée entre la surface intérieure 52 et la surface cylindrique 50 de la capsule 12 est de l'ordre de 20,3 mm, le rayon de courbure de la surface annulaire 96 de l'élément 20 sera avantageusement de

l'ordre de 12,7 mm.

On notera que la paroi latérale 94 de l'élément d'étampage 20 s'évase lègérement à partir du fond 90. Pour assurer que le bord périphérique des surfaces 92, 52 de l'élément 20 et de la capsule 12 soient parfaitement

en contact, il est avantageux que l'évasement de la paroi latérale 94 de l'étam-

pe 20 soit tel qu'à la hauteur ou position axiale de l'extrémité supérieure ouverte 19 de l'élément concave 12, le diamètre de la paroi latérale 94 de l'étampe 20 soit légèrement inférieur au diamètre de la surface 50 de la paroi latérale de l'élément 12, de façon à ménager un léger intervalle 98. De cette manière, du fait que la paroi latérale 94 de l'étampe 20 n'est initialement pas en contact avec la surface de la paroi latérale 50 de l'élément 12, l'alignement précis de l'étampe 20 et de l'élément 12 peut être obtenu en ce que les bords périphériques des surfaces inférieures 92 et 52 de l'étampe 20 et de l'élément 12 sont en contact. Toutefois, si on le désire, les diamètres des éléments 20

et de la surface de la paroi latérale 50 de l'élément 12 peuvent être parfai-

tement identiques pour cette position axiale de l'extrémité supérieure 19 de

l'élément 12, ou alternativement, l'étampe 20 et l'élément 12 peuvent être di-

mensionnés de façon à ménager un espace relativement important au niveau de I'

extrémité supérieure 19, la surface 50 et l'étampe 20. Dans tous les cas, l'étam-

pe 20 et la capsule 12 sont constamment alignés de façon précise grâce au sec-

teur périphérique de la paroi de fond 92 et de la surface de fond intérieure

52 de la capsule 12.

Au cours de l'opération d'étirage ou de formage, du fait que la capsule 12 est forcée dans et à travers les matrices 22, une partie du matériau utilisé pour la réalisation de la capsule 12 remplira les espaces vides autour de l'extrémité 90 de l'étampe 20, de sorte que la configuration interne de la douille finie 10 sera strictement conforme à la configuration de la surface

extérieure de l'étampe 20.

Au- cours du passage à travers la première filière 22, la paroi latérale 14 de l'élément 12 sera allongé. De façon similaire, l'épaisseur de la paroi latérale 14 sera réduite de façon correspondant à la position axiale de la section de la capsule 12 par rapport à l'étampe 20 après le passage au

travers de la matrice 22 et du diamètre de l'ouverture de cette première matrice.

De façon similaire, après le passage au travers des seconde et troisième matri-

ces, la paroi latérale 14 de l'élément 12 continue à s'allonger ce qui entraîne une réduction de l'épaisseur de la paroi latérale 14 en fonction de la hauteur axiale mesurée le long de l'étampe 20 et des diamètres des ouvertures de ces matrices. Le degré de réduction de l'épaisseur de la paroi latérale 14 engendrée par le passage de l'élément 12 au travers des chacunes des matrices 22, 24, 26, est calculé en fonction de la réduction de la position axiale de

la capsule 12 qui est soumise au degré de formage maximum. En général, en rai-

son de l'aspect conique de la paroi latérale 14, après le passage au travers d'une matrice, cette position se trouve au niveau ou adjacente à l'extrémité

supérieure ouverte 19 de l'élément 12.

Plus particulièrement, l'homme de l'art appréciera que pour

calculer les diamètres précis de chaque filière 22, 24 et 26, la dernière ma-

trice 26 est choisie en premier de façon à correspondre au diamètre extérieur souhaité D de la douille de cartouche 10. Le diamètre de la seconde matrice 24 est choisi de manière à être légèrement plus large que la troisième matrice

dans laquelle la réduction d'épaisseur de la paroi sera complètement accomplie.

Le même processus est utilisé pour la détermination des dimensions de la pre-

mière matrice 22. En calculant le diamètre de la seconde filière 24, on peut prendre en considération la quantité de matière repoussée 1-ors du passage au travers de la filière 26,c'est-à-dire que le diamètre de la seconde filière 24 est calculé en fonction de la position axiale de la paroi latérale 14 qui

correspondra au bord supérieur 78 de la douille de cartouche 10 après son pas-

sage à travers la filière 26 (par exemple la position axiale après que la par-

tie de matériau repoussée au-delà de l'extrémité supérieure de-la capsule 12 ait été retranchée). On notera également que le nombre de filières susceptibles d'être utilisées dans l'appareil 80 pour former et étirer la pré-forme 12 est

dépendant à la fois du taux maximum d'étirage qui peut être obtenu par les fi-

lières 22, 24 et 26 et du taux maximum d'étirage que peut supporter la capsule sans subir une fissuration ou une fracture au cours de son passage au travers des filières. A cet égard, lorsqu'on utilise un laiton comportant 70% de cuivre

et 30%O de zinc, une réduction de l'ordre de 45% de l'épaisseur de la paroi la-

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térale à travers chacune des filières est rendue possible. Ceci permet d'ob-

tenir une réduction de l'ordre de 84 à 86% de l'épaisseur au niveau du bord supérieur 19 de l!élément 12. Toutefois si on utilise des matériaux différents

le taux de réduction pour chaque filière peut être différent.

Par exemple, selon la forme de réalisation préférée décrite dans

ce texte, lorsqu'on effectue le formage d'une capsule préformée 12 ayant un dia-

mètre extérieur d'environ 14,22 mm et un diamètre intérieur de l'ordre de ,77 mm, la première filière 22 peut avoir un diamètre de l'ordre de 13,05 mm, la seconde filière 24 un diamètre de 12,29 mm et la troisième filière 26 peut avoir un diamètre de 11,80 mm. L'étampe 20 présente une proi extérieure conique

qui au niveau de l'extrémité supérieure de la douille de cartouche 10, c'est-

àdire au niveau du bord supérieur 78,est approximativement d'une épaisseur de 11,31 mm. En conséquence, au cours de l'opération de formage, l'épaisseur de

la paroi latérale 14 de la capsule 12 a été reduite de 17,27 mm à approxima-

tivement 0,25 mm, c'est-à-dire a subi une réduction de l'ordre de85,5%.

Selon une forme de réalisation préférée de la présente invention,

l'appareil de formage et d'étirage 80 comporte également des moyens pour repous-

ser un excès de matériau accumulé au niveau de l'extrémité de la capsule 12 après le passage au travers des filières 22, 24 et 26 de telle manière que les

douilles de cartouches 10 sortent de cet appareil 80 avec la longueur désirée.

Toutefois on notera qu'un tel dispositif pour repousser la matière n'est pas

indispensable pour la mise en oeuvre de la présente invention. Bien au con-

traire on peut utiliser des équipements conventionnels tels que par exemple des instruments de coupe circulaire qui retirent l'excès de matière de la

capsule 12 après son extraction hors de l'appareil de formage.

D'après le mode de réalisation préféré, ce repoussage est ef-

fectué par un procédé de repoussage par pincement. Plus particulièrement l'étam-

pe 20 comporte à une distance prédéterminée de son extrémité 90 (correspondant à la longueur désirée de la douille finie), une section agrandie 100 dont le diamètre est-égal ou légèrement inférieur au diamètre de la troisième matrice

26. Lorsque l'étampe 20 progresse à travers les matrices 22, 24 et 26 et lors-

que l'élément 12 a sa paroi latérale allongée, lorsque la section de diamètre agrandie 100 de l'étampe 20 commence à traverser la troisième filière 26 et atteint sa cavité, le matériau de la capsule 12 est légèrement comprimé ou pincé entre la paroi latérale 86 de la section agrandie 100 de l'étampe 20, en provoquant la rupture du matériau 106 localisé au dessus de cet élargissement de l'étampe 20. En d'autres termes, l'excès de matériau est arraché au moment

o la section élargie 100 traverse la troisième filière 26.

L'étampe 20 continue à repousser la douille de cartouche 10 à travers la troisième filière 26 jusqu'à une position disposée en-dessous d'un mécanisme de démoulage 102 disposé à la base de l'appareil 80. Le mécanisme 102

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peut comporter de façon connue en soi des organes de retenue 104 sollicités radialement vers l'intérieur. Au cours du passage de la douille de cartouche 10 à travers le mécanisme 102, les organes de maintien 104 sont déplacés radialement

vers l'extérieur pour autoriser le passage de la douille de cartouche 10. Lors-

que le bord supérieur 78 de la douille de cartouche 10 traverse les éléments 104, ceux-ci se rétractent pour prendre appui contre le bord supérieur 78 de la douille de cartouche 10. A ce moment l'étampe 20 est retirée. Du fait que le douille de cartouche 10 ne peut pas être ramenée vers le haut au moyen de

l'étampe 20 (du fait que le bord supérieur 78 est retenu par la base des élé-

ments de retenue 104), la douille de cartouche 10 glisse le long d'étampe 20.

Lorsque l'étampe 20 continue sa progression vers le haut, le surplus de maté-

riau 106 arraché est retenu au moyen d'un mécanisme de maintien 108 sensible-

ment identique au mécanisme de retenue 104. Le surplus de matériau 106 peut en-

suite être retiré d'une manière conventionnelle, par exemple au moyen d'air

comprimé qui projette les bribes de matière arrachées 106 à travers une ou-

verture appropriée 109 ménagée dans l'appareil 80 lorsque l'étampe est retirée.

En fait, il existe d'autres techniques qui pourraient être utilisées pour re-

tirer les résidus 106 de l'appareil.

On notera également que l'appareil d'étirage et de formage 80 représenté par les figures 5 et 6 peut comporter des moyens appropriés (non

représentés) pour lubrifier la pré-forme 12 et des faces d'étampage pour assis-

ter l'opération d'étirage au cours du passage au travers de l'appareil 80.

Par exemple, il-serait possible d'utiliser, d'une façon connue en soi, des

moyens appropriés pour injecter un matériau lubrifiant dans les orifices d'en-

trée 82 de chaque matrice 22, 24 et 26.

Comme mentionné ci-dessus, au cours du processus d'étirage et de formage de la pré-forme 12, la paroi latérale 14 de cet élément est allongé alors que son épaisseur est réduite. Il en résulte de préférence une réduction de l'ordre de 45 o de l'épaisseur de la paroi au niveau de chaque matrice 22, 24 et 26, la longueur de l'élément 12 étant augmentée de façon substantielle. Par exemple, selon une forme de-réalisation décrite en liaison avec la fabrication

de douilles de cartouches de calibre 7,8 mm, la longueur de la douille ter-

minée est approximativement de 53,3 mm. Le rapport de la longueur au diamètre

est approximativement égal à 4,5. Selon la présente invention, le rapport lon-

gueur-diamètre est au moins égal à 4 et peut être égale 6,3 ou même supérieur pour d'autres calibres. Ce degré d'élongation de la capsule 12 par rapport au

diamètre de la douille terminée est supérieur à celui qui peut être obtenu se-

lon les techniques antérieures utilisant des capsules à parois cylindriques.

En outre on notera que cette augmentation de la longueur peut être obtenue

sans aucune opération de recuite intermédiaire.

Grâce au procédé de la présente invention on peut enregistrer

- 18 2487233

un progrès important dans la réalisation de douilles de cartouches parfaitement

concentriques. Par exemple, dans les fabrications de l'art antérieur, les va-

riations d'épaisseur des parois le long de la circonférence de la douille 10 de-

vaient être approximativement maintenues entre 0,06 et 0,09 mm pour garantir les propriétés balistiques nécessaires à la douille terminée0 Dans certains cas une variation de l'ordre de 0,11 mm était tolérée.Toutefois, en accord avec

le procédé de la présente invention, la variation d'épaisseur obtenue est in-

férieure aux tolérances de l'art antérieur. A titre d'exemple, une variation

courante de l'épaisseur des parois de la douille réaliste" procédé de l'in-

vention se situe entre 0,015 et 0,020 mm, ce qui implique une réduction de

l'ordre de 80% par rapport aux techniques de l'art antérieur.

Bien que l'on ne connaisse pas exactement les raisons qui per-

mettent d'atteindre un tel accroissement des qualités de concentricité de la douille (msurée en général à proximité de l'extrémité supérieure 78 de la douille de cartouche 10, c'est-à-dire dans la section o le métal a été le plus déformé), on estime que les résultats sont dûs à l'alignement très précis de la pré-forme 12 par rapport à l'étampe 20 et à l'alignement axial des matrices

22, 24 et 26. Cet alignement perfectionné est dû au moins en partie à l'aligne-

ment précis de l'étampe 20 et de l'élément 12 antérieurement à son introduc-

tion dans les matrices 22, 24 et 26 grâce au rebord périphérique de la surface de fond 92 de l'étampe 20 qui s'adapte parfaitement au rebord périphérique de la surface de fond intérieure 52 de l'élément 12, lorsque l'étampe 20 est insérée à l'intérieur de cet élément. Additionnellement, l'alignement perfectionné est obtenu au moins en partie grâce à la surface annulaire chanfreinée 64 disposée autour de la circonférence de l'élément 12 entre sa surface de fond plane 16

et la surface extérieure 15 de la paroi latérale cylindrique qui sert à posi-

tionner de manière précise et à aligner l'élément 12 lorsqu'il est placé dans l'appareil d'étirage 80 et repoussé par l'étampe 20. En outre, on suppose que la meilleure concentricité résulte du fait que l'élément 12 en forme de capsule n'est soumis qu'à une action de formage et non à des actions de re-étirage

comme c'est le cas selon les procédés de l'art antérieur.

Un autre avantage de la présnte invention réside dans le fait qu' aucune recuite intermédiaire n'est nécessaire au cours du passage de la capsule 12 au travers des filières 22, 24 et 26. Ceci constitue une économie

substantielle dans la fabrication des douilles de cartouches 10, en comparai-

son des coûts entraînés par les procédés de fabrication courants qui nécessitent

au moins trois opérations d'étirage entrecoupées d'opérations de recuite inter-

médiaires. Cette économie est due à l'économie d'énergie habituellement néces-

saire pour le chauffage des fours de recuite, au moyen de gaz ou d'électricité, à l'économie de coût de main d'oeuvre nécessaire habituellement pour effectuer les opérations d'étirage et de recuite, les coûts de produits chimiques pour -19 -

nettoyer et tremper les produits recuits et les coûts entraînés par le recy-

clage ou l'éjection des matériaux utilisés. Tous ces différents coûts s'ajoutent

habituellement aux coûts de base, de sorte que la présente invention qui sup-

prime ces opérations annexes et les frais qui en découlent, permetd'économiser approximativement 60%o des prix de fabrication antérieurs. D'autres économies peuvent être obtenues du fait que la capsule ou pré-forme 12 est réalisée à partir d'une tige ou tringle métallique

, alors que les douilles fabriquées selon les techniques antérieures utili-

saient des feuilles métalliques planes comme matière première. D'une part, d'im-

portantes économies sont réalisées du fait de la diminution des déchets. Plus

particulièrement, si l'on découpe les disques dans une feuille métallique pla-

ne, il subsiste un squelette qui devra être découpé et retraité pour que la ma-

tière puisse être réutilisée. Le squelette comporte approximativement 30 % de la matière originale, c'est-à-dire de la feuille métallique dans laquelle les disques ont été découpés. Grâce à la présente invention il suffit en fait de découper suffisamment de matière sous la forme d'un lingot coupé dans une tige métallique 30. a En outre, grâce la formation de la capsule 12 comportant des parois latérales cylindriques 15 et 50 à partir d'une tige métallique 30, en

accord avec la forme de réalisation préférée de la présente invention, l'élé-

ment 12 en forme de capsule peut être fabriqué à une vitesse pouvant atteindre 250 coups par minute. Les techniques antérieures ne permettaient de fabriquer que 60 à 80 capsules par minute, notamment lorsqu'on applique les techniques décrites dans le brevet américain 2 023 996. A cet égard, on notera que les

capsules réalisées selon ce procédé comportent généralement des parois coniques.

Une telle réalisation de parois coniques est bien plus difficile et nécessite des forces d'extrusion bien plus grandes que celles nécessaires dans le procédé de l'invention, ce qui explique la vitesse de fabrication relativement faible, de l'ordre de 60 à 100 capsules par minute. On notera également à cet égard que le nombre de capsules pouvant être réalisées à partir de feuilles métalliques découpées est de loin supérieur puisqu'il est de l'ordre de 800 disques par minute. Toutefois cet avantage est compensé par l'inconvénient dû à la grande

quantité de déchets obtenus. Par conséquent, en accord avec la présente in-

vention et en raison de l'accroissement de la vitesse de production des cap-

sules 12, on peut affirmer que le procédé permet une fabrication beaucoup plus économique. Ceci n'était habituellement pas le cas avec les procédés de l'art

antérieur à cause des déchets importants, de la vitesse de fabrication moin-

dre et en raison de la complexité du processus de fabrication.

Par ailleurs on notera qu'il est possible dans le cadre de la présente invention de fabriquer différentes douilles de calibres différents à partir d'une pré-forme identique en modifiant, par exemple en réduisant la

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quantité de matière retirée au cours du formage. Les dispositifs de l'art an-

térieur étaient prévus pour utiliser des disques calibrés pour la réalisation

des pré-fames, en raison du coût important de l'outillage et du matériel néces-

saire à la fabrication des douilles de calibres différents. En conséquence, une seule capsule standard était utilisée pour la réalisation de douilles de calibres différents. En fait d'après les techniques de l'art antérieur lors

de la fabrication de petits calibres, la quantité de matière retirée de la pré-

forme était supérieure à celle retirée lors de la fabrication de douilles de

gros calibres. En d'autres termes, puisqu'on utilisait couramment des pré-

formes standards, les déchets étaient plus ou moins importants selon-les ca-

libres fabriqués.

Par contre selon le procédé de la présente invention la quan-

tité de matière nécessaire à la fabrication de capsules 12 peut être contrôlée de façon très efficace par un simple contrôle de la longueur du lingot 34 qui -15 est découpé dans la tige ou le barreau 30. Par conséquent dans le cadre de la présente invention si l'on utilise la même capsule pour la réalisation de douilles de différents calbires, il suffit en fait de varier la hauteur des parois latérales de ces douilles. Ceci permet un contrôle très efficace de la quantité de matériau utilisé pour la réalisation de ce type de douille et

de réduire les déchets résultant des opérations de formage.

Un autre avantage résultant de la mise en oeuvre du procédé de

l'invention est dû au fait que l'épaisseur de la base ou du fond 74 de la douil-

le terminée 10 peut être ajustée et contrôlée de façon précise. A cet effet, on notera que l'épaisseur du fond 74 de la douille 10 dépend des paramètres métallurgiques requis pour la douille (par exemple la dureté de la base et le nombre d'utilisations de la douille). Par la présente invention, l'épaisseur du fond 74 de la douille 10 peut être déterminée de façon précise par le contrôle

de l'écart entre l'emporte-pièce 48 et la tête 47 de l'étampe 46. Plus parti-

culièrement, au cours de l'opération d'étirage, l'épaisseur du fond 18 varie

généralement dans le sens d'une faible augmentation. Par conséquent, pour ob-

tenir l'épaisseur souhaitée du fond 74 de la cartouche finie 10, il est néces-

saire de calculer l'accroissement d'épaisseur et de choisir par la suite l'épais-

seur initiale du fond 18 de la pré-forme 12. Cette épaisseur est déterminée en

fait par la distance prévue entre l'emporte-pièce 48 et l'étampe 46 de l'. ap-

pareil d'extrusion 40. A titre d'exemple, l'épaisseur souhaitée du fond 74 de la douille de cartouche 10 est approximativement égale à 4,45 mm. Au cours de

l'opération d'étirage cette épaisseur augmente d'environ 0,508 mm. Par consé-

quent, pour obtenir une épaisseur de fond 74 correspondant à la valeur sus-

mentionnée, il est nécessaire de régler l'appareil d'extrusion 40 de telle ma-

nière que la surface inférieure de l'étampe 48 s'arrête à 3,94 mm de la surface du fond 54 de la tête 47, ce qui permet d'obtenir une épaisseur du fond de la

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pré-fume 12 d'environ 3,94 mm.

D'autre part, selon les procédés de l'art antérieur la douille de

cartouche est réalisée à partir d'une ébauche découpée dans une feuille métal-

lique plane de sorte que l'épaisseur du fond et l'épaisseur de la paroi laté-

rale dépendent exclusivement de l'épaisseur initiale de la feuille. En consé-

quence, si l'on souhaite avoir une douille de cartouche dont le fond a une épais-

seur supérieure à cellé des parois il est nécessaire d'utiliser une feuille mé-

tal'lique plus épaisse, ce qui accroît encore les chutes au cours de la réalisa-

tion de la douille.

Un autre avantage de la présente invention, dû au fait que la pré-forme 12 est réalisée à partir d'un lingot découpé dans une tige métallique , est dû au fait que dans le lingot la texture métallique a une orientation

uniforme, de sorte que la pré-forme aura également une texture métallique uni-

forme contrairement à la texture non uniforme des pré-formes réalisées à par-

tir de feuilles métalliques planes. L'orientation des grains limite les pas-

sibilités d'usinage, ce qui entraîne également des déchets beaucoup plus im-

portants que dans le cadre de la présente invention.

Bien que la présente invention ait été décrite plus particuliè-

rement en référence à la description d'un exemple de réalisation préféré, on com-

prendra que différentes modifications et différentes variantes peuvent être

introduites par l'homme de l'art sans que l'on ne sorte du cadre de cette in-

22 vention.

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Claims (20)

REVENDICATIONS

1. Procédé de fabrication de douilles de cartouches, ce procédé

comportant les étapes consistant à réaliser un élément de forme concave cortmpre-

nant une surface latérale intérieure et une surface latérale extérieure, un fond défini par des surfaces de fond intérieui et extérieuri, et une extrémité supérieure ouverte; à appuyer au moyen d'une étampe sur ledit élément concave, et à utiliser cette étampe pour forcer ledit élément à travers une série de filières, caractérisé en ce que ladite étampe 20 et lesdites filières 22, 24, 26 ont des dimensions prédéterminées adaptées à celles de l'élément de forme concave 12, de sorte que l'élément de forme concave ne soit soumis, au cours

de son passage au travers des filières, qu'à une élongation destinée à aug-

menter la longueur de sa paroi latérale 18, en réduisant son épaisseur, de telle manière que l'épaisseur de cette paroi latérale, en un point adjacent de l'extrémité supérieure ouverte 19 est réduite d'au moins 65% au cours de

son passage à travers les filières, et en ce que la phase consistant à ap-

puyer et à forcer l'élément de forme concave dans les filières s'effectue

sans aucune recuite de cet élément.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de forme concave est formé à partir d'une pièce 34 ayant sensiblement des surfaces inférieure et supérieure 34a, 34b planes, sans que l'on engage

aucune opération de recuite au cours de cette mise en forme.

3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2,

caractérisé en ce que l'étampe comporte une paroi latérale extérieure 94 et

un fond 92, ledit fond de cette étampe ayant des dimensions telles que le dia-

mètre du bord périphérique dudit fond 92 soit identique au diamètre du bord périphérique de la surface de fond 52 de l'élément de forme concave, et en ce qu'au moins ledit bord périphérique du fond 92 del'étampe soit en contact avec la surface de fond intérieure 52 de l'élément de forme concave, lorsque ladite étampe est amenée en contact sur cet élément pour aligner l'étampe et l'élément de forme concave au cours de l'opération consistant à forcer cet élément à

travers les filières.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que

l'élément de forme concave présente une surface intérieure annulaire 60 re-

liant la surface intérieure 50 de la paroi latérale à la surface du fond 52, ladite étampe présentant une surface d'étampage annulaire 96 reliant ladite

paroi latérale 94 audit fond 92 de cette étampe, en ce que le diamètre de la-

dite surface intérieure de la paroi latérale de l'élément de forme concave, à l'endroit o cette surface intérieure de paroi latérale est reliée à cette surface annulaire intérieure,est supérieur au diamètre de ladite paroi latérale

de ladite étampe à l'endroit o cette paroi latérale de cette étampe est re-

liée à ladite surface d'étampage annulaire, et en ce que le diamètre de la-

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dite paroi latérale de ladite étampe croit progressivement sur sa longueur en

s'éloignant du point de liaison de ladite surface d'étampage annulaire.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la surface intérieure annulaire dudit élément de forme concave est incurvée selon un rayon de courbure prédéterminé, et en ce que la surface d'étampage annulaire

est incurvée selon un rayon de courbure inférieur à celui dudit rayon de cour-

bure prédéterminée.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 5,

caractérisé en ce que ladite paroi de fond de ladite étampe est essentiellement plane, et en ce que ladite surface du fond dudit élément de forme concave est

essentiellement concave.

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précé-

dentes, caractérisé en ce que ledit élement de forme concave est formé de telle manière que la surface de fond extérieure soit essentiellement plane et en ce que cet élément ait une surface annulaire extérieure 64 reliant ladite surface de fond extérieure plane à ladite-surface extérieure de la paroi latérale de

l'élément de forme concave.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la surface annulaire extérieure est conique par rapport à la surface plane du

fond et la surface de la paroi latérale extérieure de l'élément de forme con-

cave.

9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 et 8,

caractérisé en ce que la douille de cartouche obtenue par ce procédé comporte une paroi latérale cylindrique de diamètre extérieur prédéterminé, et en ce que lé diamètre de la surface extérieure plane du fond de l'élément de forme

concave est sensiblement le même ou légèrement supérieur à ce diamètre pré-

déterminé.

10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le diamètre de la surface extérieure plane dû fond de l'élément de forme concave,

est identique audit diamètre extérieur prédéterminé.

11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précé-

dentes, caractérisé en ce que les surfaces intérieure et extérieure de parois latérales 15, 50 de l'élément de forme concave sont sensiblement cylindriques, et en ce que ladite étampe comporte une paroi latérale conique de forme et de

dimension prédéterminées de telle manière que lorsque l'élément de forme con-

cave est introduit de force à travers une série de filières, la douille de la cartouche a une paroi latérale dont la surface intérieure a la forme et la dimension de ladite forme et de ladite dimension prédéterminées de la paroi

latérale conique de l'étampe.

12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précé-

dentes, caractérisé en ce que les étapes consistant à mettre en forme l'élément

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de forme concave comprennent une phase de découpe d'un fil métallique dans le but de produire un lingot et une phase d'extrusion de ce lingot pour lui donner

une forme concave.

13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte une phase d'équerrage antérieure à la phase d'extrusion.

14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que la surface annulaire extérieure est formée de manière à joindre la surface du fond sensiblement plat à la surface extérieure de la paroi latérale de l'élément de

forme concave pendant les phases d'équerrage et d'extrusion dudit lingot.

15. Procédé selon l'une quelcoque des revendications 13 ou 14,

caractérisé en ce que les étapes d'équerrage et d'extrusion dudit lingot com-

prennent les phases consistant à placer ledit lingot dans une matrice d'ex-

trusion comportant une tige destinée à supporter le lingot dans la matrice, à

frapper ledit lingot à froid au moyen d'un emporte-pièce pour équerrer ce lin-

got, et à forcer une étampe d'extrusion dans la matrice d'extrusion en contact avec le lingot équerré de façon à extruder le lingot en lui conférant une forme concave. 0

16. Procédé selon l'une quelconque des revendications précéden-

tes, caractérisé en ce que le nombre des éléments ou des groupes d'éléments de

matriçage est au moins égal à trois.

17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que les au moins trois éléments de matriçage ou filière sont alignés coaxialement et espacés les uns des autres, et en ce que l'axe de ladite étampe est aligné coaxialement avec l'axe desdite au moins trois filières, de telle manière que l'étampe force progressivement ledit élément de forme concave à travers les trois filières par une poussée continue, le diamètre de chacune des filières étant inférieur au diamètre de la filière précédente au travers de laquelle

l'élément a été forcé, de sorte que l'épaisseur de la paroi latérale de l'élé-

ment de forme concave décrolt progressivement au furet à mesure que cet élé-

ment est forcé à travers les filières alignées.

18. Procédé selon l'une quelconque des revendications précé-

dentes, caractérisé en ce que les dimensions desdites filières, de ladite

étampe et de l'élément de forme concave sont telles que le rapport de la lon-

gueur de la douille de la cartouche par rapport au diamètre extérieur de la

cartouche finie est au moins de quatre à un.

19. Procédé selon l'une quelconque des revendications précé-

dentes, caractérisé en ce que les dimensions desdites filières par rapport aux dimensions de l'élément de forme concave et de l'étampe, sont telles que l'épaisseur de la paroi latérale dudit élément-de forme concave en un point adjacent à l'extrémité supérieure ouverte de cet élément, est réduite d'au

moins 80 o durant son passage au travers des filières.

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20. Douille de cartouche réalisée selon le procéd6 de l'une

quelconque des revendications précédentes.