Brevet FR3087531A1 — publié le 20200424

DISPOSITIF D'OBTURATION POUR CARTOUCHE DE TIR La présente invention concerne un dispositif d'obturation pour cartouche de tir. Dans le domaine de la chasse et du tir sportif, un nombre important de cartouches est utilisé. La prise de conscience environnementale amène utilisateur et fabricant à recourir à des chargements de cartouche sans matières plastiques. Le problème technique posé pour utiliser un matériau de substitution biodégradable est le suivant : par définition les matériaux biodégradables ont une durée de vie plus courte que celle des matières plastiques, leurs propriétés mécaniques n'égalent pas celles des matières plastiques et ces mêmes propriétés mécaniques s'altèrent plus rapidement que celles des matières plastiques. Une cartouche est un objet pyrotechnique qui, en cas de disfonctionnement, peut engendrer de graves blessures. Il existe différents assemblages et différents agencements mais on se réfère ici à l'agencement suivant : si on décrit de bas en haut une cartouche placée verticalement, les cartouches de tir sont constituées par un culot métallique solidaire d'un tube formant l'étui de la cartouche avec l'amorce. L'étui de la cartouche contient de la poudre placée dans le culot, poudre dans laquelle est placée une amorce et sur laquelle est placée un obturateur ou un carton sur poudre, au-dessus duquel est placée une bourre, le volume au-dessus de la bourre étant complété de grenaille de différentes natures, de diamètre choisi, etc. L'étui de la cartouche est serti à son extrémité, au niveau de la grenaille, pour fermer et compresser l'ensemble des éléments qu'il contient. Le carton sur poudre ne donne pas de bonnes performances et est majoritairement remplacé par un obturateur en matière plastique. Lorsque, la cartouche est tirée l'amorce est percutée, la poudre enflammée par l'amorce brûle instantanément, cette combustion produit un volume important de gaz. Du confinement de ces gaz dans le canon de l'arme résulte l'explosion. C'est sous la poussée des gaz que les éléments, introduits dans la douille constituée du culot et de son étui, sont expulsés de l'arme par le conduit du canon. 2 La grenaille est donc expulsée par transmission de l'énergie générée par l'explosion. La transmission d'énergie due à la poussé de gaz s'effectue par l'intermédiaire de l'obturateur qui évite les déperditions de la puissance de l'explosion. L'énergie de l'explosion est transmise à la grenaille par la bourre de façon à assurer une équi-distribution de l'énergie en minimisant 5 les pertes. L'obturateur joue un rôle primordial dans la qualité du tir et dans la projection de la grenaille. En effet, l'obturateur, de par son positionnement intermédiaire entre l'explosion et la grenaille, joue le rôle d'un joint qui capture les gaz pour les canaliser et transmet l'énergie de l'explosion à la grenaille. Il est important de maîtriser les fuites de gaz afin d'apporter de la 10 reproductivité à la fabrication des cartouches. L'obturateur de l'art antérieur présente une architecture rigidifiée en partie centrale par des nervures dans le plan mais est apte à se déformer radialement par l'intermédiaire de lèvres verticales. Au moment de l'explosion la lèvre de l'obturateur est violement gonflé à une pression de 500 bars minimum et pouvant atteindre 1000 bars dans certains chargements. 15 Aujourd'hui les obturateurs en matière plastique résistent à ces contraintes importantes d'étirements même en vieillissant autant à des températures très chaudes que négatives. Mais le profil de ces obturateurs ne donne pas satisfaction quand ils sont fabriqués avec des matériaux biodégradables qui ne résistent pas à ces contraintes d'étirements et encore moins au fil du temps. 20 L'aspect environnemental est également de plus en plus présent, d'autant plus dans les sports pratiqués en plein air. Les producteurs de cartouches ont également la volonté de rendre les consommables plus vertueux et présentant des caractéristiques biodégradables intéressantes. Les matériaux biodégradables sont de plus en plus développés mais sont encore sujets à des 25 évolutions de performances liés à la composition même, biodégradable. Si cette biodégradabilité très légère est imperceptible et sans importance pour certains éléments, comme des couverts ou autres accessoires, elle peut affecter de manière significative les performances d'une pièce comme un obturateur dont les caractéristiques mécaniques sont importantes. La présente invention propose un obturateur, pouvant être réalisé en matériau biodégradable et dont la géométrie permet la compensation d'une éventuelle biodégradation de l'obturateur 3 au cours du temps, en améliorant de plus l'étanchéité lors de la génération de la poussée par l'explosion de la poudre. La présente invention est maintenant décrite suivant un mode de réalisation principal, sans que celui-ci soit limitatif, ceci en regard des dessins associés sur lesquels les différentes figures 5 représentent : Figure 1 : une vue en élévation d'une cartouche avec obturateur de l'art antérieur, Figure 2 : une vue en élévation d'une cartouche avec l'obturateur objet de la présente invention, Figure 3 : une vue de dessus de l'obturateur, objet de la présente l'invention, 10 Figure 4 : une vue en élévation de l'obturateur, objet de la présente l'invention, Figure 5 : une vue en élévation de l'obturateur déformé par la compression générée par l'explosion de la poudre de la cartouche. Les figures 1 et 2 décrivent une cartouche 10, comportant un étui 12 et un culot 14 muni d'une amorce 16. L'intérieur de la cartouche 10 comporte de la poudre 18, placée au niveau du culot 15 14 et sur laquelle est placé un obturateur 0, 20 l'obturateur 0 étant un obturateur de l'art antérieur et l'obturateur 20 étant l'obturateur objet de la présente invention. L'obturateur 0, 20 reçoit, par-dessus, une bourre 22, au-dessus de laquelle est placée la grenaille 24, plus généralement les projectiles, ceci de façon connue. L'obturateur 20 selon la présente invention est représenté sur les figures 2 à 5 et représenté 20 déformé sur la figure 5. L'obturateur 20 comporte un disque 25 central, doté d'une face inférieure et d'une face supérieure, inférieure et supérieure étant considérées la cartouche posée verticalement sur son culot. L'obturateur 20 selon la présente invention comporte au moins une ailette 26, en l'occurrence 25 huit ailettes supérieures 27 et huit ailettes inférieures 28, avec lesquelles il forme un élément monolithique. Les ailettes 26 peuvent s'apparenter aux pétales d'une marguerite. Sur l'obturateur 20, les ailettes supérieures 27 et les ailettes inférieures 28 sont respectivement au nombre de huit ailettes supérieures 27 et huit ailettes inférieures 28 et sont développées vers l'extérieur depuis le bord du disque 25. Les ailettes supérieures 27 et 30 les ailettes inférieures 28 comportent deux bords droits 30 et un bord circulaire 32 respectivement formant la périphérie de l'obturateur 20 et ainsi un bord circulaire supérieur 34 et un bord circulaire inférieur 36. 4 Comme visible sur la figure 4 et 5, la au moins une ailette 26 présente par rapport au plan du disque 25 central, un angle d'inclinaison non nul, considéré du bord périphérique du disque au bord périphérique des ailettes. Si l'on considère le disque 25 à l'horizontal, les ailettes supérieures 27 présentent un angle d'inclinaison supérieur à 0° et plus particulièrement 5 d'environ 30° par rapport au plan du disque 25 central. De manière symétrique, les ailettes inférieures 28 présentent un angle d'inclinaison inférieur à 0° et plus particulièrement d'environ -30°, également par rapport au plan du disque 25 central. Ainsi, l'obturateur comprend un disque 25 central et au moins une ailette 26 formant ensemble un élément monolithique, ladite ailette 26 formant un angle non nul par rapport au 10 plan dudit disque 25. Les ailettes supérieures 27 et les ailettes inférieures 28 peuvent être liées ou non par leurs bords droits 30 et sont dans la présente description, liées par une membrane de liaison 38. Ladite membrane de liaison 38 est assimilable à un trait, de par sa faible largeur. Ladite membrane de liaison 38 est placée entre les ailettes 26 et assure une liaison souple entre les 15 ailettes supérieures 27 entres elles et les ailettes inférieures 28 entres elles. Dans le plan du disque 25, les ailettes supérieures 27 sont placées en quinconce par rapport aux ailettes inférieures 28. Ainsi, et puisque les ailettes supérieures 27 et inférieures 28 ont la même géométrie, les membranes de liaison 38 sont non-alignés selon l'axe vertical longitudinal. Comme visible sur la figure 3, les membranes de liaison 38 des ailettes supérieures 27, sont 20 positionnés au milieu des ailettes inférieures 28 et inversement. La matière utilisée pour l'obturateur est une matière souple et est identique pour l'intégralité de l'objet. La présente invention propose une géométrie d'obturateur permettant l'utilisation d'une matière biodégradable, il est donc privilégié une réalisation en une matière biodégrada ble. 25 Le fonctionnement de l'obturateur 20, objet de la présente invention, est maintenant décrit. Lorsque la poudre 18 est mise en combustion rapide et que l'explosion se produit, au niveau du culot, l'obturateur 20 et la bourre 22 ont pour rôle de transférer l'énergie générée par l'explosion à la grenaille 24 pour permettre sa projection. Le comportement mécanique de l'obturateur est donc primordial pour la qualité du tir. 30 II est donc important que la jonction entre la périphérie du cercle formée par le bord circulaire supérieur 34 et le bord circulaire inférieur 36 soit le plus étanche possible par rapport à la paroi. En effet la surpression engendrée sur la face de l'obturateur étant du côté des ailettes 5 inférieures 28 et susceptible d'augmenter le risque de perte d'énergie au niveau de l'extrémité des ailettes inférieures 28 et des ailettes supérieures 27. Comme représenté sur la figure 4, l'obturateur 20 subit une compression sous l'effet de la poussée générée par l'explosion agissant sur la face inférieure du disque 25 et sur les ailettes inférieures 28. 5 Les ailettes supérieures 27 sont alors comprimées par le déplacement de l'obturateur 20 en venant en appui sur la bourre 22 surmontée de la grenaille 24. Les ailettes inférieures 28 sont comprimées et s'appuient quant à elle sur les ailettes supérieures 27. Du fait du positionnement en quinconce des membranes de liaison 38, l'étanchéité est renforcée et ceux même si la membrane de liaison 38 se déchire. En effet, lors de la fabrication 10 et de la manipulation post fabrication, la membrane de liaison 38 peut être partiellement ou complètement déchirée et donc inopérante, ce qui ne dégrade que peu les performances d'étanchéité. Durant la compression de l'obturateur 20, représentée sur la figure 5, les membranes de liaison 38 sont étirées et assurent l'étanchéité surfacique de l'obturateur 20. Dès lors, la poussée est quasi intégralement transmise à l'obturateur 20 qui peut alors venir 15 en appui sur la bourre 22 qui répartit cette poussée sur la grenaille 24 et transmet là encore la quasi intégralité de la poussée. Lesdites ailettes inférieures 28 et supérieures 27 sont donc rapprochées de par la compression subie par l'obturateur 20. Les bords circulaires supérieurs 34 et les bords périphériques inférieurs 36 se voient également écartés radialement du disque 25 et sont donc plaqués et 20 appuyés contre la paroi intérieure de l'étui 12. Cette expansion radiale met en compression les bords circulaires 34 et 36 sur la face intérieure de l'étui 12. L'étanchéité périphérique est donc renforcée et assurée. D'un point de vue environnemental, la matière utilisée pour la fabrication de l'obturateur 20 peut être biodégradable. En effet, au moment de l'explosion le disque 25 et les ailettes 25 supérieures 27 sont comprimés sur la bourre 22, les ailettes inférieures 28 sont comprimés sur les ailettes 27 supérieures, les bords 34 et 36 sont alors comprimés sur l'étui 12, l'ensemble, exceptées les membranes 38, se trouve comprimé mais à aucun moment étiré. Les caractéristiques mécaniques de matériaux biodégradables satisfont à ces contraintes de compressions qui s'exercent sur l'obturateur 20, 30 L'obturateur REVENDICATIONS1. Dispositif d'obturation de cartouche de tir comprenant un étui (12) et un culot (14) avec une amorce (16), de la poudre (18), une bourre (22) et de la grenaille (24), ainsi qu'un obturateur (20) disposé entre ladite poudre (18) et ladite bourre (22), caractérisé en ce qu'il comprend un disque (25) central et au moins une ailette (26) formant ensemble un élément monolithique, ladite ailette (26) formant un angle non nul par rapport au plan dudit disque (25). 2. Dispositif d'obturation de cartouche de tir selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux ailettes (26) liées par une membrane de liaison (38). 3. Dispositif d'obturation de cartouche de tir selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux ailettes supérieures (27) liées par une membrane de liaison (38) et au moins deux ailettes inférieures (28) liées par une membrane de liaison (38). 4. Dispositif d'obturation de cartouche de tir selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le disque (25) comporte huit ailettes supérieures (27) et huit ailettes inférieures (28). 5. Dispositif d'obturation de cartouche de tir selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les ailettes supérieures (27) et les ailettes inférieures (28) comportent deux bords droits (30) et un bord circulaire (32) formant la périphérie de l'obturateur (18) et ainsi un bord circulaire supérieur (34) et un bord circulaire inférieur (36). 6. Dispositif d'obturation de cartouche de tir selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que, dans le plan du disque (25), les ailettes supérieures (27) sont placées en quinconce par rapport aux ailettes inférieures (28) et en ce que les membranes de liaison (38) sont non-alignés selon l'axe vertical longitudinal. 7. Dispositif d'obturation de cartouche de tir selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que les ailettes supérieures (27) présentent un angle d'inclinaison supérieur à 0° et en ce que les ailettes inférieures (28) présentent un angle d'inclinaison inférieur à 0°, par rapport au plan du disque (25) central. 8. Dispositif d'obturation de cartouche de tir selon l'une quelconque des revendication 3 à 6, caractérisé en ce que les ailettes supérieures (27) présentent un angle d'inclinaison d'environ 30° et en ce que les ailettes inférieures (28) présentent un angle d'inclinaison d'environ -30°, par rapport au plan du disque (25) central. 7 9. Dispositif d'obturation de cartouche de tir selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est réalisé en un matériau biodégradable.