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La présente invention concerne les canons de fusils et plus particulièrement un nrocédé pour former par estam page à froid une âme de canon et une chambre à cartouche dans un organe cylindrique.
Le procédé le plus courant' pour former une âme de canon et une chambre à cartouche consiste à percer d'abord l'âme et à exécuter ensuite un contre-alésage constituant la chambre à cartouche. Il est extrêmement difficile avec ce procédé de maintenir l'axe de la cham- bre exactement concentrique avec celui de l'âme. Ce procède
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présente un autre inconvénient du fait qu'il faut néces- sairement mettre le canon au rebut, si son âme a été percée avec un diamètre légèrement trop grand.
La présente invention supprime ces inconvénients en estampant à la fois l'âme du canon et la chambre à cartouche.
Dans ce procédé conforme à l'invention, on réalise sûrement la concentricité de la chambre et de l'âme; en outre, dans le cas où l'âme a été percée avec un diamètre légèrement trop grand, pouvant dépasser de 1 mm ou même davantage la cote normale, on peut réduire son diantre par estampage jusqu'à la valeur désirée. De plus, l'expé rience a montré que ce procédé permettait de former un canon possédant une âme à rayures hélicoïdales en un term égal au quart de celui exigé par le procédé courant.
L'un des buts de'l'invention est donc de former l'âme et la chambre à cartouche d'un canon de fusil au moyen d'un estampage à froid.
Le second but de l' invention est de former un canot dans lequel l'âme et la chambre à cartouche soient corre tement alignées.
L'invention se propose aussi de former un tel cano comportant dans sa chambre à cartouche un ou plusieurs épaulements coniques.
D'autres buts de l'invention apparaîtront avec évidente au cours de la description qui va suivre. Cest description se référera au dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 est une vue longitudinale et partie lement ,coupée de la chambre et de la partie voisine de l'âme d'un canon de fusil; dans la chambre et dans cett(
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partie de l'âme se trouve un mandrin "de chambre" intro- duit avant l'estampage à froid de cette partie ou section du canon - la figure 2 représente la même section de canon anrès estampage ; - la figure 3 est une vue analogue à la figure 2, mais sur laquelle on voit le mandrin "d'âme" en position, avant l'estampage de l'âme du canon ; - la figure 4 est une vue longitudinale du mandrin de chambre, avec sa partie associée correspondant à l'entrée de l'âme ;
- la figure 5 est une vue longitudinale du mandrin d'âme ; - la figure 6 est une coupe suivant la ligne 6-6 de la figure 4, cette coupe étant regardée dans la direc- tion des flèches ; - la figure 7 est une coupe suivant la ligne 7-7 de la figure 5, cette coupe étant regardée dans la direction des flèches ; - la figure 8 est une vue longitudinale et partiel- lement coupée montrant un dispositif hydraulique servant à mettre en position le mandrin de chambre dans le canon, pendant l'opération d'estampage de la partie correspon- dante de celui-ci ; - la figure 9 est une-coupe longitudinale d'une tige de noussée actionnée hydrauliquement et servant à faire avancer le canon dans une machine à estamper.
Le procédé conforme à l'invention et utilisé pour former l'âme et la chambre à cartouche dans un canon de fusil par estampage à froid comnrend généralement une
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première opération consistant à forcer un alésage axial trop grand 10 de l'âme et une chambre à cartouche rela- tivement large 12 à travers un organe cylindrique 14. Or réduit ensuite le diamètre extérieur de l'organe 14 sur toute sa longueur, sauf dans la partie comprenant la chambre à cartouche et la portion ou section adjacente de l'âme, c'est--dire dans la partie X (figure 1). On réalise cette réduction de diamètre en enlevant de la matière sur l'organe cylindrique par meulage ou usinage.
Ensuite, on introduit un mandrin de chambre 18 dans le tonnerre du canon et on applique une pression à la péri- phérie extérieure de la section X à diamètre non réduit, dans une zone longitudinale relativement courte, cette pression ayant une valeur suffisante pour comprimer et former à froid la matière du canon sur le mandrin 18. On applique cette pression progressivement le long de la section X dû canon, en allant du tonnerre vers l'alésage 10 ; cette pression peut être obtenue en faisant avancer le canon dans une machine d'estampage.
On enlève ensuite le mandrin de chambre 18 et on réduit le diamètre extérieur de la section du canon, qui a été estampée précédemment, jusqu'à une valeur légèrement inférieure au diamètre de la section dont le diamètre extérieur a déjà été réduit, et de préférence jusqu'au diamètre final désiré. On introduit ensuite le mandrin d'âme 20 dans 1'µ-le par la gueule du canon et on l'enfonce jusque dans la partie précédemment estampée de l'âme. On forme alors à -raid, sur +oute sa longueur la première section non encore estamrée du canon.
Pendant cette opé- ration d'estampage, on maintient le mandrin d'âme fixe
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dans le sens longitudinal, à l'intérieur de la sphère d'action des marteaux ou matrices d'estampage 24, et on fait avancer le canon à travers la machine à estamper au moyen d'un mécanisme approprié, par exemple du méca- nisme hydraulique 26 représenté uniquement à titre d'exe ple (figure 9). On choisit de préférence le diamètre primitif de l'alésage d'âme de l'organe 14 et le degré de réduction de diamètre extérieur des deux sections de manière que, la première section estampée ayant été amen à son diamètre extérieur final, l'autre section possède après estampage le même diamètre extérieur.
On sait que la réduction du diamètre extérieur d'une section du canon, l'estampage de la section la plut large, la réduction du diamètre extérieur de cette derni re section et l'estampage de la section restante ont pour but de garantir qu'on estampe seulement la longueur désirée du canon pendant une opération du procédé. Autre- ment dit, la section de diamètre réduit ne peut pas être estampée par inadvertance, parce que la machine d'estam- page, réglée pour travailler la section la plus large, ne peut pas estamper la section ayant le plus petit dia- mètre.
On peut estamper le canon, si on le désire., sans réduire son diamètre extérieur par meulage ou usinage, en prévoyant des butées appropriées ou un dispositif indi- cateur (non représenté) pour limiter l'amplitude longi- tudinale d l'estampage pendant chaque opération.
Un autre procédé permettant de former le canon, sans réduction du diamètre extérieur,'par usinage, consiste à prévoir une connexion de verrouillage mutuel entre les extrémités des mandrins (par exemple la clavette 78 et
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la fente RO représentées). de manière que les cannelures en snirale de la partie 18a s'adaptent aux cannelures .
280 du mandrin d'âme 20. On introduit les deux mandrins dans le canon au début de l'opération d'estampage, puis, après avoir formé une partie d'entrée relativement courte de l'âme du canon, on actionne le mandrin d'âme de manière à pousser le mandrin de chambre 18 en dehors de la sphère d'action des marteaux ou matrices 24, pendant que ceux-ci n'appliquent aucune pression au canon. La connexion de verrouillage entre les mandrins assure un passage correct du mandrin d'âme dans l'alésage rayé formé sur la partie 18a du mandrin de chambre. De cette manière, on peut exécuter l'opération d'estampage tout entière sans arrêter la machine,
Le passage d'un mandrin à l'autre mandrin peut être accompli au moyen d'une commande quelconque appropriée.
A titre d'exemple, on a représenté un contact électrique 82 monté sur le canon et un deuxième contact 84 monté sur le marteau ou matrice 24. Ainsi, quand on a formé la chambre 12 et une section relativement courte de l'âme du canon, les contacts 82 et 84 s'appliquent l'un contre l'autre au moment où le marteau commence à se rétracter, et excitent ainsi un solénoide P6, qui peut pousser rapi- dement le mandrin d'âme dans la sphère d'action das mar- teaux ou matrices, avant que ceux-ci n'appliquent de nouveau une pression au canon.
Si le mandrin de chambre 18 est maintenu dans la chambre par le dispositif 32, que l'on décrira un peu plus loin, il faut actionner naturellement ce dispositif pour libérer le mandrin 18 quand on a terminé l'estampage
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de la chambre 12 et avant l'intervention du solénoïde 86,
Il est également possible de former l'âme et la chambre du canon rayé en utilisant un mandrin en deux ., pièces 87, tel que celui représenté sur la figure 10, qui ,st sensiblement identique, au point de vue forme, à elui représenté sur la figure 4, à l'exception d'une ' tige d'entraînement 72, reliée à l'extrémité 90 du mandrir et de la connexion coulissante 88 de verrouillage mutuel prévue sur le mandrin.
Ainsi, la chambre se trouve sur une première section du mandrin, tandis que l'âme rayée et terminée comme on le désire se trouve sur l'autre section du mandrin. Avec ce type de mandrin, l'estampage de la chambre s'effectue par une opération identique à celle décrite précédemment ; les marteaux atteignent la partie rayée du mandrin, celle-ci est maintenue en position à l'intérieur de la sphère d'action des marteaux, tandis que la partie du mandrin correspondant à la chambre est séparée du mandrin en se déplaçant avec ,,le canon.
Dans le canon particulier que l'on vient de décrire, l'âme comporte des rayures hélicoïdales et la chambre à cartouche contient deux épaulements longitudinaux et coniques 19 et 21. Dans le cas d'un tel canon rayé, la portion d'entrée 28 de l'âme 10 est formée pendant l'opé- ration d'estampage de la chambre 12. Cette particularité est adoptée de manière à former près de la chambre une partie rayée d'un alésage supérieur au diamètre de la'.. balle et à réaliser un alignement correct des rayures quand on estampe la partie restante de l'âme pendant la dernière opération du procédé. D'autre part, ceci
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permet d'introduire le mandrin d'âme 20 dans la portion d'entr4e de l'âme avant de proceder à l'estampage de celle-ci (figure 3).
Pour faciliter l'introduction du mandrin d'âme 20 dans l'entrée estampée de l'âme, on donne à la partie rayée 18a du mandrin de chambre un diamètre légèrement supérieur à celui du mandrin d'âme 20 et aux cannelures 31 de ce premier mandrin une largeur légèrement plus grande que celle des cannelures du mandrin 20 (voir les cannelures 31 et 280 sur les figures 6 et 7). En ce qui , concerne le canon particulier représenté ici, il faut faire remarquer que la partie rayée 18a du mandrin de chambre comporte une conicité longitudinale relativement légère le long des gorges 30 (formant les cannelures de l'âme rayée), de manière à réaliser une introduction progressive de la balle dans l'âme.
D'autre part, et dans le même but, quand on réduit par meulage le.diamètre de la section X du canon, on s'arrange pour ne pas modifier le diamètre sur une longueur Y relativement courte, de sorte que cette longueur devient une partie de la section 22, dont le diamètre n'a pas été réduit précédemment et qui est par conséquent plus large. Ainsi, quand on estampe la section 22 pour former l'âme rayée, toute la portion rayée 28, qui a été façonnée par la première opération d'estampage, est estampée de nouveau jusqu'au diamètre final plus petit et jusqu'à une largeur plus faible des cannelures, à l'exception d'une portion relativement courte adjacente à l'extrémité de la chambre à cartouche 12.
Dans le canon fini, cette portion relativement courte offre un passage conique à la balle, de manière que celle-
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ci subisse l'action des rayures progressivement et non brusquement.
Quand on forme un épaulèrent conique tel que l'épaulement 21 dans la chambre à cartouche 12, il est nécessaire de maintenir solidement le mandrin de chambre 18 en position à l'intérieur de l'âme pendant l' opération d'estampage. La raison en est que, pendant l'opération d'estampage de la section de canon contenant l'épaulement conique, le mandrin est soumis à une force composante longitudinale qui tend à l'éjecter. La grandeur de cette force est déterminée par la pression d'estampage appliqué au canon et par l'angle de l'épaulement conique.
A titre d'exemple, si les marteaux ou matrices 24 exercent une force de 50 tonnes sur la surface du canon, le dispositif d'avance 26 doit fournir une-force de 10 tonnes pour pousser le canon travers la machine à estamper, et si l'épaulement 21 possède une conicité d'environ 20 , il faut environ une force de 20.000 kg pour maintenir le mandrin en position. Si l'on ne maintient pas le mandrin en position, cette force longitudinale provoque un léger déplacement du mandrin par rapport au canon et l'épaule- ment formé possède alors une longueur plus grande que celle de l'épaulement du mandrin; de plus, la surface de l'épaulement de l'âme présente une série de petits gradins.
Quand on prévoit dans l' âme deux ou plusieurs épaulements espacés longitudinalement, comme par exemple les épaulements 21 et 19, il est nécessaire d'estamper le canon dans la direction du dispositif d'avance 26, c'est-à-dire dans le, direction allant de la chambre 12
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vers l'âme 10, et plus particulièrement dans la dire,, allant de la partie la plus large de l'âme vers sa par
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la plus -!:2:0i8. 1 - .. ..;i {'.' Ji -.., Quand on estampe la chambre dans la direction opposée, 1'expérience montre que l'allongement du canon, produit par l'estampage, provoque la formation d'épaulements dont l'écartement est supérieur à la distance entre les sections du mandrin qui ont formé ces épaulements.
La machine utilisée pour maintenir le mandrin de chambre 18 dans le canon, pendant l'opération d'estam- page, peut être d'un type quelconque, capable de fournir une force relativement constante, mais élastique pour empêcher le déplacement longitudinal du mandrin. La machi- ne 32 représentée à titre d'exemple est une machine hydrau- lique ; elle comprend un carter 34, dans lequel une chambre reçoit un piston 38 à mouvement alternatif ; ce piston porte une tige 40 anpliquée contre l'extrémité 42 du mandrin 18. Une valve 44 à quatre voies commande l'ad- mission et l'échappement du fluide sous pression, pour la partie arrière 36 et la partie avant 37 de la chambre, par l'intermédiaire resnectivement des conduites 47 et 48.:
Pour commencer l'opération d'estampage, on tourne la valve 44 de manière à diriger dans la partie 36 de la chambre de fluide sous pression venant de la conduite d'admission 45, et à vidanger simultanément la portion de chambre 37 par l'intermédiaire de la conduite 49 ; ainsi, une force est appliquée par le piston au mandrin 18. On ferme ensuite la valve 44 de manière à maintenir le fluide sous pres- sion derrière le piston 38 et à réaliser une purge par succien dans la chambre 37 par l'intermédiaire de l'enco
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che de valve 53.
En se déplaçant à travers les marteaux d'estampage 24, le canon 14 exerce sur le piston 38 une force direc- tement opposée tendant à comprimer le fluide dans la chambre 36. Un clapet de sûreté 46 maintient la pression dans la chambre 36 à une valeur relativement constante, en permettant au fluide de s'échapper en dehors de cette chambre quand le piston est entraîné vers l'arrière par le mouvement du canon 14. Ainsi, une force relativement constante, mais élastique, est appliquée au mandrin de chambre 18 -cour maintenir celui-ci dans une position fixe par rapport au canon. A la fin de cette opération d'estam- page, on tourne la valve 44 de manière 'ci vidanger la chambre 36 et à diriger le fluide sous pression dans la chambre 37, pour entraîner le piston 38 vers l'arrière et pour dégager l'âme le mandrin 18.
Il faut remarquer que la connexion de l'extrémité 42 du mandrin avec la. tige 40 permet au mandrin de tourner librement avec le canon de manière à pouvoir former la partie rayée de celui-ci..,
Le mécanisme d'avance servant à pousser le canon à travers les marteaux 24 peut être d'un type approprié quelconque, pourvu qu'il soit capable d'exercer une force relativement constante sur le canon et de faire avancer celui-ci à travers la machine d'estampage à une vitesse relativement constante. On peut utiliser par exemple un dispositif d'entraînement (non représenté) du type à. came ou du type à vis sans fin.
Dans un but de simplicité, on a représenté un système hydraulique comprenant un carter 50 définissant une chambre, qui est divisée elle-même en deux chambres 52, 54 par un piston 51 à mouvement alterna-
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tif ; des tiges de piston 56 et 58 s'étendent respective- ment à partir des faces opposées du piston et traversent les extrémités du carter 0. Le fluide sous pression est admis et évacué paur les deux chambres 52, 54 par l'in- termédiaire respectivement des conduites 60, 62, qui sont reliées à une valve 64 à quatre voies possédant une entrée 66 et une sortie 68.
Cette valve 64 est conçue de telle façon que, quand le fluide sous pression est dirigé à partir de l'entrée 66 dans l'une des chambres 52,54, l'autre chambre est mise en communication avec la sortie 68 ; le piston se déplace donc dans la direction de cette dernière chambre.
On fait buter l'extrémité libre de la tige de pisto: 56ontre l'extrémité du canon 14, de manière à pousser celui-ci dans la machine d'estampage, en réglant simple- ment la valve à quatre voies 64 de manière à faire commu- niquer la chambre 54 avec l'entrée. 6,6 et la chambre 52 avec la sortie 68. On peut utiliser, si on le désire, un dispositif de régulation d'un type courant quelconque pour commander le débit d'écoulement du fluide sous pres- sion travers la conduite 62, en fonction de la vitesse d'avance désirée que l'on veut donner au canon 14 A la fin de l'opération d'estampage, on inverse tout simplement la position de la valve 64 pour rétracter le piston 51.
Pour réduire l'encombrement du dessin et pour conserver les dimensions des figures, on a sectionné le dispositif d'avance 26 en plusieurs endroits de la figure, mais il est bien entendu que la course,du piston 51 doit être au moins égale à la longueur du canon 14. Il faut faire remarquer également que les dimensions du piston 51 sont
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représentées comme étant sensiblement les mêmes que celles du piston 38 et que la pression utilisée pour actionner le piston 51 est donc sensiblement plus grande que celle fournie au dispositif 32. Si l'on désire uti- liser la même pression d'alimentation pour les deux machines 26 et 32, on réduit le diamètre du piston 38, car le mécanisme d'avance doit exercer une force égale à presque cinq fois la force exercée par le dispositif de maintien 32.
Pendant l'estampage de l'âme 10, il est nécessaire de maintenir le mandrin d'âme 20 dans une position fixe (figure 9) par rapport aux marteaux d'estampage 24. Dans ce but, le piston 51, ainsi que les tiges 56 et 58, sont traversés par un alésage axial 70 destiné à recevoir une tige 72 fixée sur le mandrin d'âme 20. L'extrémité oppo- sée de la tige 72 est clavetée dans un palier de poussée 74 monté dans une plaque fixe 76. Cette connexion permet au mandrin 20 de tourner librement avec le canon et par rapport à celui-ci. Cette rotation libre du mandrin est nécessaire parce que, quand le canon se déplace suivant la longueur du mandrin, les rayures hélicoïdales de celui, ci produisent une action de vis résultant en une rotation relative entre le mandrin et le canon.
On a représenté et décrit un mode de réalisation particulier de l'invention, mais il est bien entendu qu'on peut lui apporter des modifications variées sans s'éloigner pour cela de l'esprit de l'invention.