Brevet FR2626069A1 — publié le 19890721

La présente invention concerne une balle pour muni- tions de tir réduit en matériau plastique et son procédé de fabrication. Le domaine d'application de l'invention concerne plus particulièrement le tir réduit de petit calibre (5,56 par exemple), pour l'instruction ou le combat rapproché, compte- tenu de la limitation de portée requise pour la balle. Les balles connues dans ce genre d'application sont globalement de deux types. Les unes, commercialisées sous la dénomination BALPLAST, sont à base de matériau plastique du type polyamide de densité voisine de 1, surmoulé sur une ceinture métallique réalisée, par exemple, en cuivre, en laiton ou en tombac. Cette ceinture métallique a une double fonction. En premier lieu, elle favorise la prise de rayure du canon de l'arme en assurant d'une part l'étanchéité entre la balle et l'intérieur du canon et en empêchant d'autre part l'encrassement du canon par le matériau plastique puisqu'elle tend à supprimer le contact entre le matériau plastique et l'intérieur du canon. En second lieu, cette ceinture a pour rôle de les- ter la balle afin de la rendre plus stable sur sa trajectoire. Cependant, ce type de balle à ceinture métallique présente des inconvénients. D'une part, cette ceinture métallique est suscep- tible de se décoller du matériau plastique, par suite d'un dé- faut de liaison, notamment en rotation, ce qui peut entraPner une déstabilisation de la trajectoire de la balle. Une frag- mentation peut également être provoquée au moment du tir en raison de l'hétérogénéité de la balle. D'autre part, la précision du tir peut être affectée par le manque de concentricité de la ceinture et du corps de la balle. Enfin, son procédé de fabrication est de mise en oeuvre assez complexe: la ceinture doit être préalablement réalisée avec précision, et son positionnement dans le moule avant surmoulage par injection doit être également précis, -2- ces opérations nécessitant de nombreuses manipulations. Aussi, la productivité de ce procédé est-elle limi- tée et le coût de la balle relativement élevé. L'autre type de balle proposé plus récemment est décrit dans le brevet FR-A-2 528 564. I1 s'agit d'une balle d'exercice réalisée entière- ment en matériau plastique chargé de particules métalliques et contenant un lubrifiant, la teneur des particules étant telle que la densité de la balle soit comprise entre 3 et 5. Un des inconvénients de cette balle, dépourvue de ceinture, réside dans le nombre limité des paramètres, à sa- voir la forme et la densité, agissant sur ses performances balistiques par suite de son caractère monobloc. Un autre inconvénient est que son coût reste élevé en raison de l'utilisation exclusive d'un matériau plastique chargé onéreux. L'invention a pour but de proposer des balles en matériau plastique destinées au tir réduit ou au combat rap- proché qui soient de caractéristiques balistiques fiables et ajustables dans une large plage pour ces types d'emplois, et dont le procédé de réalisation assure une bonne reproductibi- lité et un faible coût de production. Les caractéristiques balistiques des balles selon l'invention présentent les avantages suivants: - précision suffisante à distance limitée choisie (par exemple 100 m), comparable à celle d'une balle de guer- re, ce qui implique une bonne stabilité sur la partie initia- le de la trajectoire. - limitation ajustable de la portée (par exemple 500 m), inférieure à celle d'une balle de guerre, ce qui im- plique une déstabilisation de la balle au-delà de la distance de tir précis. - faible effet vulnérant. Conformément à l'invention, ces caractéristiques balistiques sont obtenues aisément et à faible coût en fai- sant varier la géométrie de la balle, son centre de gravité, sa densité et ses moments d'inertie longitudinal et transver- sal et par suite le rapport de ces derniers. - 3 - Pour ce faire, l'invention a'pour objet une balle pour munitions de tir réduit comprenant un corps en matériau plastique de faible densité et une ceinture de guidage de den- sité plus élevée, caractérisée en ce que la ceinture est réa- lisée en matériau plastique chargé de particules solides et renfermant des particules d'un lubrifiant. L'invention a également pour objet un procédé de fa- brication de la balle mettant en oeuvre des presses à bi- injection et caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: 1) on moule par injection la composition plastique constituant la ceinture, puis dans un même cycle, 2) on moule par injection le corps de la balle dans l'espace demeuré libre, la ceinture étant maintenue en posi- tion fixe dans le moule. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion apparaîtront dans la description suivante d'exemples non limitatifs, en référence aux figures parmi lesquelles: - les figures 1 et 2 sont des coupes schématiques longitudinales d'exemples de balles selon l'invention. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le corps de la balle est réalisé en matériau plastique d'une densité voisine de 1. Ce matériau plastique peut être un polyamide, notam- ment connu sous le dénomination commerciale RILSAN, présentant les caractéristiques physiques et mécaniques énoncées ci- après, ou tout autre matériau de caractéristiques voisines: - densité à 23 C: 1,04 +.0,02 - température de fusion: 183 à 187 C - caractéristiques de traction à 23 C: contrainte au seuil d'écoulement:> 40 MPa contrainte à la rupture: >37 MPa allongement à la rupture:>250 % La ceinture en matériau plastique chargé de parti- cules solides présente une densité comprise entre 2 et 6 et, de préférence, voisine de 4. -4- Les particules solides sont en métal tel que le cuivre ou le plomb, en alliage tel que le bronze ou en oxyde métallique tel que l'oxyde plomb. Elles sont, de préférence constituées par des billes de bronze de diamètre compris en- tre 0,01 et 0,1 mm. Le matériau plastique chargé de la ceinture contient également un lubrifiant solide. Celui-ci est préfé- rentiellement du bisulfure de molybdène. Les paramètres influant sur les caractéristiques balistiques de la balle peuvent être ajustés suivant l'usage envisagé en faisant varier la géométrie de la ceinture (hauteur, épaisseur, positionnement par rapport au corps de la balle), ainsi que la nature et la composition des maté- riaux constitutifs du corps et de la ceinture. Notamment, la présence de particules solides dans la ceinture permet de lester le matériau plastique et d'obtenir la densité désirée pour la balle en faisant varier la teneur en particules solides. Cette densité peut varier dans une large gamme de 1,2 à 5, et de préférence de 2 à 3. L'expérience montre que ces particules solides suf- fisent à obtenir la prise de rayure du canon de l'arme et em- pêchent l'encrassement de ce dernier. Une liaison parfaite entre le matériau plastique du corps de la balle et la ceinture est assurée grâce au procédé de fabrication, notamment par une refusion en surface de la ceinture lors de l'injection du corps et/ou par des artifices permettant d'accroltre les surfaces en contact (cannelures, stries, par exemple). Par ailleurs, dans le cas d'une balle à ceinture métallique, le sertissage de la douille est effectué de façon connue au-dessus de la ceinture, tandis que l'invention auto- rise un sertissage sur la ceinture avec une plage de liberté sur son positionnement, et par conséquent sur les dimensions de la douille. La balle obtenue est par conséquent parfaitement re- productible et de caractéristiques balistiques fiables. -5- Les balles peuvent présenter différentes formes connues, telles que coniques, ogivales,,avec méplats, avec épaulement de la partie ogivale. La figure 1 représente schématiquement la coupe longitudinale d'une balle de calibre 5,56 dont le corps 1 d'une longueur de 14,5 mm présente une extrémité ogivale poin- tue et dont la ceinture 2 est positionnée à 3 mm de l'embase. Cette ceinture de section intérieure tronconique légèrement évasée vers le haut avec un angle d'ouverture de 3 degrés a pour épaisseur moyenne 1, 7 mm et pour hauteur moyenne 6 mm. Le corps est réalisé en un polyamide de dénomination commerciale RILSAN tel que défini précédemment. La ceinture est réalisée en un matériau plastique identique à celui du corps, chargé de billes de bronze de diamètre compris entre 0,01 et 0,1 mm et renfermant un lubrifiant solide constitué par du bisulfure de molybdène. Sa densité et de 4. La densité de cette balle est de 2,34. La figure 2 diffère de la figure 1 par la géométrie de la ceinture. Celleci est également de'section intérieure tronconique légèrement évasée vers le haut avec un angle d'ouverture de 3 degrés, d'une épaisseur moyenne de 1,7 mm mais sa hauteur est de 8,5 mm. La densité de cette balle est de 2,68. Les balles peuvent présenter d'autres caractéristi- ques géométriques et d'autres compositions sans sortir du ca- dre de l'invention. Selon le procédé de fabrication de l'invention, on utilise des presses à biinjecter pourvues d'un moule rotatif multi empreintes permettant de mouler, par exemple, 8 balles simultanément. Le surmoulage du corps se fait en temps masqué, par rapport à l'injection de la ceinture. En effet, il est effec- tué alors que l'injection de la ceinture n'est pas terminée. De ce fait, la durée de fabrication n'est pas la somme des durées de ces deux opérations, mais la durée de la plus lon- gue de celles-ci. En outre, la fabrication industrielle par deux opé- rations successives d'injection, sans extraire la ceinture, - 6 - première partie injectée, permet de s'affranchir de la diffi- culté du positionnement de la ceinture rencontrée pour les balles à ceinture métallique. Enfin, la quantité de matériau plastique chargé né- cessaire est nettement inférieure (par exemple d'un tiers) à celle utilisée pour la fabrication de la balle faisant l'objet du brevet FR-B-2 528 564 susvisé. Les caractéristiques mentionnées ci-dessus permet- tent d'abaisser le coût de fabrication par rapport à celui des réalisations antérieures pour une production suffisante. -7- REVENDICATIONS 1 - Balle pour munitions de tir réduit comprenant un corps en matériau plastique de. faible densité et une ceinture de guidage de densité plus élevée, caractérisée en ce que la ceinture est réalisée en matériau plastique chargé de parti- cules solides et renfermant des particules d'un lubrifiant. 2 - Balle selon la revendication 1, caractérisée en ce que la densité de la ceinture est comprise entre 2 et 6 et, de préférence, voisine de 4. 3 - Balle selon l'une des revendications 1 ou 2, ca- ractérisée en ce que le matériau plastique constituant le corps a une densité d'environ 1. 4 - Balle selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que sa densité globale est comprise entre 2 et 3. 5 - Balle selon l'une quelconque des-revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le matériau plastique consti- tuant le corps est un polyamide. 6 - Balle selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le matériau plastique de la ceinture est un polyamide. 7 - Balle selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les particules solides consti- tuant la charge du matériau plastique de la ceinture sont en métal, en alliage ou en oxyde métallique. 8 - Balle selon la revendication 7, caractérisée en ce que les particules solides sont constituées par des billes de bronze ou d'oxyde de plomb, de diamètre compris entre 0,01 et 0,1 mm. 9 - Balle selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les particules de lubrifiant contenues dans le matériau plastique de la ceinture sont cons- tituées par du bisulfure de molybdène. - Procédé de fabrication d'une balle selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, mettant en oeuvre des presses à biinjecter et caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: -8- 1) on moule par injection la composition plastique constituant la ceinture, puis dans un même cycle, 2) on moule par injection le corps de la balle dans l'espace demeuré libre, la ceinture étant maintenue en posi- tion fixe dans le moule.