Brevet FR2899321A1 — publié le 20071005

Le domaine de la présente invention est celui des douilles métalliques pour munitions, et notamment des douilles pour munitions de moyen calibre (calibre inférieur à 50 mm). Il est connu de réaliser les douilles métalliques par étirages successifs de lopins de laiton ou bien d'acier. Ce procédé classique est cependant coûteux de mise en oeuvre car il impose de nombreuses phases d'étirement qui nécessitent des machines d'étirage à froid mettant en oeuvre des procédés de fabrication dont la mise au point est délicate. Par ailleurs de nombreuses phases de traitements thermiques sont nécessaires pour assurer les caractéristiques mécaniques souhaitées pour la douille après les étapes d'étirement. Ces opérations et traitements sont encore plus complexes à mettre au point lorsque le matériau de la douille est de l'acier. C'est le but de l'invention que de proposer une douille métallique de munition et plus particulièrement d'une munition de moyen calibre, douille de réalisation plus simple que les douilles métalliques connues. Ainsi l'invention a pour objet une douille pour munition, en particulier pour munition de moyen calibre, comportant un corps métallique sensiblement cylindrique délimitant un volume interne destiné à recevoir un chargement propulsif, corps qui est fermé à sa partie arrière par un fond également métallique, douille caractérisée en ce que le fond et le corps sont constitués par deux éléments distincts rendus solidaires l'un de l'autre par un moyen de liaison, un moyen d'étanchéité étant prévu pour assurer l'étanchéité aux gaz propulsifs entre le corps et le fond lors du tir de la munition. Le fond et le corps pourront être réalisés dans des matériaux différents. Selon un mode de réalisation, le fond comporte une portée cylindrique recevant une extrémité du corps, le fond étant rendu solidaire de la portée par au moins un des moyens suivants : soudage, sertissage. L'étanchéité pourra être assurée par le moyen de liaison lui-même. Le fond pourra également comporter un prolongement qui sera appliqué contre une surface interne du corps par déformation radiale. Selon un autre mode de réalisation, le fond pourra comporter une collerette circulaire disposée en regard d'une extrémité arrière du corps, la solidarisation et l'étanchéité étant assurées par une bague d'élastomère surmoulée à la fois sur la collerette et sur l'extrémité arrière du corps. L'extrémité arrière du corps pourra comporter un rétreint et se positionner en regard de la collerette et à distance de celle ci. La bague d'élastomère pourra comporter une lèvre interne en contact avec une surface intérieure du corps. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'une douille métallique, procédé comportant les étapes suivantes . on réalise le fond par usinage à partir éventuellement d'un ébauché déformé à froid, on réalise le corps, on solidarise corps et fond. Le corps pourra être fluotourné. Selon un mode de réalisation, la solidarisation pourra être assurée par au moins un des moyens suivants : soudage, 30 sertissage. On pourra par ailleurs positionner le fond et le corps l'un par rapport à l'autre dans une matrice puis on appliquera le prolongement porté par le fond contre la surface interne du corps par déformation radiale à l'aide d'un poinçon. On soudera ensuite le corps et le fond après déformation du prolongement. Selon un autre mode de réalisation, on pourra positionner le fond et le corps l'un par rapport à l'autre dans un moule, puis on injectera une bague d'élastomère à la fois sur le corps et le fond, bague assurant la solidarisation du corps et du fond et constituant également un moyen d'étanchéité. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de différents modes de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés et dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une douille selon un premier mode de réalisation de l'invention, - les figures 2a et 2b représentent de façon partielle des variantes de réalisation de la douille selon l'invention, - les figures 3a et 3b montrent deux étapes d'un premier mode de réalisation d'un procédé selon l'invention, - la figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'une douille selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, En se reportant à la figure 1, une douille 1 selon un premier mode de réalisation de l'invention comporte un corps métallique 2 qui est sensiblement cylindrique et qui délimite un volume interne 3 destiné à recevoir un chargement propulsif (non représenté). Ce corps 2 est fermé à sa partie arrière par un fond 4 qui est également métallique. La douille 1 est une douille de munition de moyen calibre (calibre inférieur ou égal à 50mm). Elle est destinée à porter, au niveau d'une partie avant 2a du corps, un projectile (non représenté) qui est fixé au corps, par exemple par sertissage annulaire. Le fond comporte un alésage axial 5 qui est destiné à recevoir un moyen d'allumage (non représenté) par exemple un inflammateur à initiation électrique. Le fond 4 comporte également un prolongement 6 sur lequel 5 est aménagée une portée cylindrique 6a qui est destinée à recevoir une extrémité arrière 2b du corps 2. La portée cylindrique 6a est délimitée par une butée 7 contre laquelle le corps 2 vient en appui. Par ailleurs le fond 4 comporte au niveau de sa face interne un profil aminci 10 formant une lèvre d'étanchéité annulaire 8 qui, lors du tir de la munition, s'applique contre la surface interne du corps 2 pour assurer une étanchéité aux gaz. Le corps 2 est figuré ici d'une façon schématique. Il présente en fait une légère conicité de ses parois internes 15 et externes (de l'ordre de 1 à 2 %). Cette conicité permet d'assurer le positionnement du corps dans la chambre d'une arme (non représentée). Le corps pourra aussi comporter au niveau de sa partie avant 2a un rétreint facilitant le positionnement du 20 projectile avant sertissage. Le corps 2 et le fond 4 de la douille sont réalisés par exemple en acier à hautes caractéristiques mécaniques (limite élastique de l'ordre de 400 à 800 Méga Pascals). Le corps sera réalisé de préférence par fluotournage à 25 partir d'un ébauché tubulaire. L'ébauché tubulaire est obtenu par étirement ou filage. Un tel procédé permet d'optimiser l'orientation longitudinale des fibres et ainsi de conserver les caractéristiques nominales de la matière, en particulier lors de sa dilatation radiale sous l'effet de la pression des 30 gaz. Le fluotournage permet d'obtenir aisément la conicité souhaitée ainsi que les différents rétreints éventuellement nécessaires sur le corps 2. La réalisation de ces opérations sur un ébauché tubulaire est particulièrement simple. Notamment l'outillage de mise en forme de la surface intérieure peut parcourir toute la longueur du tube et être mis en place par une extrémité ou bien par l'autre. La longueur définitive souhaitée sera obtenue par usinage après soudure ou sertissage. Par ailleurs le fond 4 est une pièce massive et compacte qui est facile à réaliser par usinage à partir d'un ébauché. Ce dernier pourra être réalisé par déformation à froid, par exemple par forgeage (afin d'optimiser ses caractéristiques mécaniques) ou bien par usinage si les conditions d'emploi de la munition sont moins exigeantes. Conformément à l'invention le fond et le corps sont donc 15 constitués par deux éléments distincts qui, après fabrication, sont rendus solidaires l'un de l'autre par un moyen de liaison. On pourra par exemple rendre le fond 4 solidaire de la portée 6a par au moins un des moyens suivants : soudage ou 20 sertissage. On pourra par exemple réaliser une soudure par laser (soudure réalisée suivant une des flèches F en faisant tourner la dcuille 1 autour de son axe 8). On réalisera ainsi une ou deux couronnes de soudure. 25 Afin d'éviter que la soudure ne dépasse de la génératrice, on réalisera un léger chanfrein 19 entre la portée 6a et la butée 7. Pour diminuer le jeu radial entre la portée 6a et la partie arrière 2b, et assurer ainsi la concentricité du corps 30 2 et du fond 4, on réalisera de préférence un fond 4 dont le prolongement 6 sera légèrement conique puis on déformera plastiquement ce prolongement pour _'appliquer contre la surface interne du corps 2. Les figures 3a et 3b montrent deux étapes d'un procédé de fabrication de la douille 1 par assemblage. La figure 3a montre une première étape dans laquelle on positionne le corps 2 et le fond 4 dans une matrice 16. On remarque sur cette figure que le prolongement 6 est légèrement conique extérieurement et se trouve donc positionné à distance de la surface interne du corps 2. On fait ensuite descendre un poinçon 17 dans la matrice suivant la direction D. Le poinçon a une extrémité conique qui correspond à la conicité interne du prolongement 6. Il exerce un effort sur le prolongement 6 et réalise une déformation plastique radiale de celui ci en l'appliquant contre la surface interne du corps 2. Après déformation, on extrait l'ensemble fond 4 et corps 2 de la matrice 16 à l'aide d'un éjecteur 18. Puis on soude le corps 2 et le fond 4 au niveau du chanfrein d'extrémité 19. La figure 2a montre un mode de réalisation dans lequel on fixe le corps 2 au fond 4 par sertissage. Pour réaliser ce sertissage on usinera sur la portée 6a au moins une gorge 9 de sertissage dans laquelle on fera pénétrer le corps 2 à l'aide d'un outil G approprié (notamment par fluotournage ou par sertissage annulaire). Par ailleurs avec l'invention on prévoit un moyen d'étanchéité entre le corps 2 et le fond 4. Ce moyen sera destiné à assurer l'étanchéité aux gaz propulsifs entre le corps et le fond lors du tir de la munition. On pourra ainsi comme décrit précédemment prévoir une lèvre d'étanchéité annulaire 8 qui s'appliquera sur la 30 surface interne du corps 2. On pourra également (comme présenté à la figure 2b) prévoir un matériau élastomère tel qu'un joint annulaire 10 qui sera interposé entre la portée 6a et le corps 2. Un tel joint pourra être disposé dans une ou plusieurs gorges réalisées sur la portée 6a. Le procédé de fabrication d'une douille selon l'invention comporte des étapes de fabrication distinctes pour le corps 2 et pour le fond 4. Ces éléments ont une géométrie plus simple et il est plus facile de les fabriquer séparément que de réaliser un corps monobloc par étirement comme connu jusqu'ici. Les machines utilisées sont des machines classiques dont la mise en oeuvre n'impose pas la mise au point d'un savoir-faire complexe pour maîtriser la tenue et les caractéristiques mécaniques d'un étui étiré. Globalement l'invention comporte moins d'étapes de fabrication que les procédés connus permettant de réaliser des douilles monobloc. Les étapes supprimées sont notamment des étapes de traitement thermique et de traitement de surface. Il devient par ailleurs possible de mettre en œuvre des matériaux différents pour réaliser le corps 2 et le fond 4. Une telle disposition permet de faciliter l'extraction de 20 la douille hors de la chambre de l'arme après tir. En effet il est possible de réaliser le fond 4 en un matériau à résistance mécanique élevée et allongement faible tout en réalisant le corps 2 en un matériau à résistance plus faible et allongement important et éviter ainsi le collage de 25 la partie tubulaire du corps 2 sur la paroi de la chambre de tir, le corps suit alors en effet parfaitement le mouvement élastique de la chambre lors du tir. L'invention permet aussi de réaliser les douilles de façon économique puisque l'on peut approvisionner pour le 30 corps 2 des profilés tubulaires fabriqués en grande série. L'adaptation des profilés au calibre de la munition se limitera alors à des opérations de profilage par fluotournage. La figure 4 montre une douille 1 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Conformément à ce mode de réalisation, le fond 4 comporte une collerette d'accrochage circulaire 12 qui se trouve positionné en regard de l'extrémité arrière 2b du corps 2 et à distance de ce dernier. Par ailleurs l'extrémité arrière du corps 2 comporte un rétreint 13 de telle sorte que la collerette 12 se trouve en regard de l'extrémité du corps 2 et puisse ainsi constituer 10 une butée axiale pour ce dernier. Une bague 14 d'un matériau élastomère est interposée entre le corps 2 et le fond 4. Cette bague est obtenue par surmoulage simultané de l'élastomère sur le corps 2 et le fond 4. Le surmoulage est réalisé dans un moule approprié 15 (non représenté) qui comportera une cavité cylindrique ayant le même diamètre que le corps 2 et le fond 4 et qui comportera par ailleurs une tige interne mobile destinée à épouser le profil interne du corps 2 et du fond 4 et qui permettra notamment de réaliser une bague 14 comportant 20 intérieurement le profil d'une lèvre d'étanchéité 15 (sensiblement conique). Le jeu J séparant le fond 4 et le corps 2 permet de faciliter la bonne répartition du matériau de la bague 14. Le moule comportera bien entendu des orifices d'injection 25 régulièrement répartis angulairement. Ces orifices seront disposés au niveau du profil interne de la bague 14 ou bien au niveau du profil externe. La bague 14 remplit ainsi tout le volume disponible séparant le fond 3 du corps 2. Elle assure la solidarisation 30 mécanique du corps 2 et du fond 4. Cette solidarisation autorise un certain déplacement axial relatif du corps 2 par rapport au fond 4. Le profil cylindrique externe reste par ailleurs continu entre le corps 2 et le fond 4. La bague 14 assure ainsi un amortissement des chocs de démaillonage de la munition. La mise en butée du corps 2 sur la collerette 12 permet de transmettre cependant l'intégralité de l'effort de mise à poste de la munition. La déformation longitudinale est de l'ordre du millimètre et cette déformation permet de rendre plus progressive l'opération de démaillonage. Le matériau de l'élastomère sera choisi de façon à permettre l'extraction de la douille après tir. La solidité de la liaison entre la bague et le corps 2 est assurée grâce à l'adhérence de l'élastomère sur le profil du rétreint dont la forme donne par ailleurs une surface d'appui assurant la résistance à la traction. On pourra éventuellement prévoir également des trous 15 radiaux dans le corps 2, aménagés au niveau du rétreint, trous au travers desquels le matériau de la bague 14 pénètrera. La solidité de la liaison entre la bague et le fond 4 est assurée par ailleurs grâce à l'adhérence de l'élastomère sur 20 la collerette 12, la forme de cette dernière et les caractéristiques mécaniques de l'élastomère. Grâce à la déformation de l'élastomère, la bague 14 permet d'assurer l'étanchéité aux gaz lors du tir de la munition. Par ailleurs la présence de l'élastomère permet de 25 diminuer la surface du corps de la douille qui est en contact avec la chambre de l'arme. On diminue ainsi l'effort d'extraction de la douille après tir et on réduit le risque de collage de la douille dans la chambre. L'invention décrite peut être appliquée à la réalisation 30 de douilles de moyen calibre (calibre inférieur à 50mm). En effet c'est dans ce domaine qu'elle présente le plus d'intérêt d'un point de vue industriel. Il est bien entendu possible de mettre en œuvre l'invention pour réaliser des douilles de munitions de gros calibre (supérieur à 50mm). On pourra aussi réaliser selon l'invention des douilles en laiton ou bien des douilles en acier. REVENDICATIONS 1- Douille (1) pour munition, en particulier pour munition de moyen calibre, comportant un corps métallique (2) sensiblement cylindrique délimitant un volume interne destiné à recevoir un chargement propulsif, corps (2) qui est fermé à sa partie arrière par un fond (4) également métallique, douille caractérisée en ce que le fond (4) et le corps (2) sont constitués par deux éléments distincts rendus solidaires l'un de l'autre par un moyen de liaison (11,14), un moyen d'étanchéité (8,10,14) étant prévu pour assurer l'étanchéité aux gaz propulsifs entre le corps (2) et le fond (4) lors du tir de la munition. 2- Douille selon la revendication 1, caractérisé en ce 15 que le fond (4) et le corps (2) sont réalisés dans des matériaux différents. 3- Douille selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le fond (4) comporte une portée cylindrique (6a) recevant une extrémité du corps (2), le fond 20 étant rendu solidaire de la portée par au moins un des moyens suivants : soudage, sertissage. 4- Douille selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'étanchéité est assurée par le moyen de liaison lui-même. 25 5- Douille selon une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que le fond (4) comporte un prolongement (6) qui est appliqué contre une surface interne du corps par déformation radiale. 6- Douille selon une des revendications 1 ou 2, 30 caractérisé en ce que le fond (4) comporte une collerette circulaire (12) disposée en regard d'une extrémité arrière (2b) du corps (2), la solidarisation et l'étanchéité étant assurées par une bague d'élastomère (14) surmoulée à la foissur la collerette (12) et sur l'extrémité arrière du corps (2). 7- Douille selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'extrémité arrière du corps (2) comporte un rétreint (13) et se positionne en regard de la collerette (12) et à distance de celle ci. 8- Douille selon la revendication 7, caractérisé en ce que la bague d'élastomère (14) comporte une lèvre interne (15) en contact avec une surface intérieure du corps (2). 9- Procédé de fabrication d'une douille métallique selon une des revendications précédentes, procédé comportant les étapes suivantes . on réalise le fond (4) par usinage à partir éventuellement d'un ébauché déformé à froid, on réalise le corps (2), on solidarise corps (4) et fond (2). 10- Procédé de fabrication selon la revendication 9, caractérisé en ce que le corps (2) est fluotourné. 11- Procédé de fabrication selon une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que la solidarisation est assurée par au moins un des moyens suivants : soudage, sertissage. 12- Procédé de fabrication selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'on positionne le fond (4) et le corps (2) l'un par rapport à l'autre dans une matrice (16) puis on applique le prolongement (6) porté par le fond (4) contre la surface interne du corps (2) par déformation radiale à l'aide d'un poinçon (17). 13- Procédé de fabrication selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'on soude le corps (2) et le fond (4) 30 après déformation du prolongement (6). 14- Procédé de fabrication selon une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce qu'on positionne le fond (4) et le corps (2) l'un par rapport à l'autre dans un moule, puis on injecte une bague d'élastomère (14) à la fois sur le corps(2) et le fond (4), bague assurant la solidarisation du corps et du fond et constituant également un moyen d'étanchéité.