CA2945685C

CA2945685C - Lead-free cartridge component and cartridge comprising same

Info

Publication number: CA2945685C
Application number: CA2945685A
Authority: CA
Inventors: Patrick MARICAILLE
Original assignee: SHOOT HUNTING OUTDOOR
Current assignee: SHOOT HUNTING OUTDOOR
Priority date: 2014-02-26
Filing date: 2015-02-26
Publication date: 2022-04-19
Anticipated expiration: 2035-02-26
Also published as: FR3017942A1; WO2015128585A1; CA2945685A1; EP3111156B1; US20170010079A1; FR3017942B1; EP3111156A1

Abstract

The subject of the invention is an offensive charge intended for the manufacture of a cartridge for firing with a firearm which does not contain lead. It is made of multiple projectiles (10), in which said projectiles are formed of at least two substantially spherical pellets (5) connected to one another by a metal connecting wire (6) of fixed predetermined length, said pellets being made of an alloy containing tin and antimony. Another subject of the invention is a cartridge containing such projectiles. A method for the mass-production of these lead-free projectiles is also claimed.

Description

COMPOSANT DE CARTOUCHE SANS PLOMB
ET CARTOUCHE LE COMPRENANT
La présente invention appartient au domaine des munitions utilisées dans les armes de chasse ou de tir, et plus particulièrement à celui des cartouches dont la charge offensive est constituée de projectiles multiples, de type grenaille.
Elle a pour objet une charge offensive composée de projectiles multiples formés de grains liés mécaniquement entre eux par un fil, qui ne comporte pas de plomb. Un autre objet de l'invention est une cartouche pour le tir de chasse, incorporant de tels projectiles. Un procédé de fabrication en série de ces projectiles sans plomb est également revendiqué.
Pour la chasse aux gibiers de petite taille comme la chasse aux canards, le but est de stopper et tuer rapidement l'animal en mouvement. On tire dans ce cas avec des armes à
canon lisse des projectiles non profilés et multiples de façon à accroître les chances de toucher, en limitant la portée pour protéger les biens et les personnes situées dans la direction du tir.
On sait que les cartouches de chasse et de tir sont constituées de plusieurs composants qui remplissent des fonctions différentes les unes des autres. L'enveloppe de la cartouche (douille) généralement cylindrique, renferme une charge propulsive (poudre) à
une extrémité et une charge offensive (grenaille ou plombs), séparées par une bourre. La bourre réalise deux fonctions distinctes : elle retient les gaz produits par l'explosion et elle exerce une pression sur les grenailles en les poussant de manière ordonnée hors du canon de l'arme. Une cartouche de chasse classique contient de 30 g à 35 g ou 36 g de projectiles, appelés plombs, soit 200 à 300 billes de plomb de petit diamètre, lequel est généralement compris entre 1 mm et 4 mm, en particulier entre 1,25 mm et 4 mm.
On les distingue des chevrotines beaucoup plus grosses, qui désignent des cartouches comprenant moins de 28 projectiles dont le diamètre peut aller de 5,65 mm à
8,65 mm, et qui est interdite à la chasse dans la plupart des départements français.
Il est en outre connu, notamment du document US 3 085 510, d'utiliser en tant que charge offensive pour une cartouche de tir un ensemble d'au moins deux grains en plomb reliés entre eux par une corde, de préférence un fil monofilament tels que ceux utilisés dans les activités de pêche, de sorte à améliorer les propriétés cinétiques du projectile ainsi formé. UNLEADED CARTRIDGE COMPONENT
AND CARTRIDGE INCLUDING IT
The present invention belongs to the field of ammunition used in weapons of hunting or shooting, and more particularly to that of cartridges whose offensive charge consists of multiple projectiles, of the shot type.
Its purpose is an offensive charge composed of multiple projectiles made of grains mechanically linked together by a lead-free wire. A
other object of the invention is a cartridge for hunting shooting, incorporating such projectiles. A
method of mass production of these lead-free projectiles is also claims.
For small game hunting such as duck hunting, goal is to stop and quickly kill the moving animal. In this case, we shoot with guns smoothbore of non-profiled and multiple projectiles in order to increase the chances of touch, limiting the range to protect property and people located in the direction of fire.
It is known that hunting and shooting cartridges consist of several components which perform different functions. The envelope of the cartridge (casing) generally cylindrical, encloses a propellant charge (powder) at a extremity and an offensive charge (shot or pellets), separated by a stuff. The wad performs two distinct functions: it retains the gases produced by the explosion and her exerts pressure on the shots by pushing them in an orderly fashion out of gun barrel. A classic hunting cartridge contains 30 g to 35 g or 36g of projectiles, called pellets, i.e. 200 to 300 small-diameter lead balls, Which one is generally between 1 mm and 4 mm, in particular between 1.25 mm and 4 mm.
Is the distinguished from much larger buckshot, which designate cartridges comprising less than 28 projectiles whose diameter can range from 5.65 mm to 8.65mm, and which is prohibited for hunting in most French departments.
It is also known, in particular from document US Pat. No. 3,085,510, to use as what load offensive for a shot cartridge a set of at least two grains in lead bound between them by a cord, preferably a monofilament thread such as those used in the fishing activities, so as to improve the kinetic properties of the projectile thus formed.

2 Depuis longtemps, la grenaille de plomb est utilisée comme projectile dans les cartouches de chasse et de tir, pour augmenter la probabilité de toucher une petite cible en mouvement. De manière plus large, des métaux lourds (métaux de densité élevée) ont été utilisés dans la plupart des munitions pour améliorer les caractéristiques cinétiques des projectiles. Or, tous ces métaux sont toxiques, en particulier le plomb auquel on ajoute généralement 1% à 8% d'arsenic, également toxique. Cette toxicité se manifeste à
plusieurs niveaux : lors d'accidents durant la fabrication ; par les pollutions accumulées sur les sites de fabrication qui sont responsables de saturnisme ; lors de leur utilisation, des problèmes directs pour la santé se posant du fait de l'émission de vapeurs de plomb ;
et lors de la destruction des munitions non utilisées.
C'est pourquoi de nombreux pays ont, depuis les années 1980, interdit ou réduit l'utilisation du plomb dans les cartouches de chasse, au profit de cartouches moins toxiques, dites non toxiques. Ceci s'applique en premier lieu à la chasse au gibier d'eau en zones humides et phréatiques.
On a donc cherché à remplacer les projectiles en plomb par d'autres matériaux.
En premier lieu, des grenailles en acier ont été proposées. Cependant, si l'acier présente l'avantage d'être peu onéreux, il est en revanche beaucoup plus dur que le plomb (il peut être considéré comme indéformable à l'échelle de contraintes qui nous intéresse). Cette dureté pose des problèmes de résistance du canon des armes. En effet, avec un matériau dur, la charge de grenaille forme un ensemble tassé et résistant qui provoque un billage de la surface au niveau du cône de raccordement entre la chambre du fusil accueillant la douille de la cartouche et le canon. On observe également une dégradation du canon par gonflement ou même par éclatement. L'acier est en outre léger (sa densité est comprise entre 7,3 et 8,0 contre 11,35 pour le plomb pur), ce qui lui confère une énergie cinétique nettement plus faible à charge propulsive égale.
Un métal comme le tungstène, plus lourd que l'acier, est quant à lui nettement plus dispendieux, de l'ordre de 10 fois, ce qui le disqualifie pour une production de masse.
Quant à l'emploi du bismuth, s'il n'est pas explicitement interdit, il est à
proscrire puisqu'il est encore plus toxique que le plomb.
Il a autrement été proposé par l'art antérieur, illustré notamment par le document WO
93/22089, des projectiles formés de grains constitués d'alliages de composés métalliques 2 For a long time, lead shot has been used as a projectile in cartridges hunting and shooting, to increase the probability of hitting a small target in movement. More broadly, heavy metals (high density metals) have been used in most ammunition to improve the characteristics kinetics projectiles. However, all these metals are toxic, in particular lead to which we usually adds 1% to 8% arsenic, also poisonous. This toxicity manifest to several levels: during accidents during manufacturing; by the accumulated pollution at manufacturing sites that are responsible for lead poisoning; at the time of their usage, direct health problems arising from the emission of vapors lead ;
and when destroying unused ammunition.
This is why many countries have, since the 1980s, banned or reduced the use of lead in hunting cartridges, in favor of cartridges less toxic, say non-toxic. This applies primarily to hunting waterfowl in wetlands and groundwater.
Attempts have therefore been made to replace lead projectiles with other materials.
In first, steel shots were proposed. However, if the steel present the advantage of being inexpensive, it is on the other hand much harder than the lead (it can be considered non-deformable on the scale of constraints which we interested). This hardness poses problems of resistance of the barrel of the weapons. Indeed, with a material hard, the shot charge forms a compact and resistant set which causes a log of the surface at the level of the connecting cone between the gun chamber welcoming the cartridge case and barrel. There is also a deterioration of the cannon by swelling or even bursting. Steel is also light (its density is included between 7.3 and 8.0 against 11.35 for pure lead), which gives it a kinetic energy distinctly lower at the same propellant charge.
A metal like tungsten, which is heavier than steel, is significantly more expensive, of the order of 10 times, which disqualifies him for a production massive.
As for the use of bismuth, if it is not explicitly prohibited, it is proscribe because it is even more toxic than lead.
It has otherwise been proposed by the prior art, illustrated in particular by the document WO
93/22089, projectiles formed from grains consisting of alloys of compounds metallic

3 permettant de réduire la toxicité en comparaison avec des grains de plomb, en associant un composé métallique à point de fusion haut avec un composé métallique à
point de fusion bas, tels que respectivement le tungstène et l'étain. Ces alliages sont en outre constitués de sorte à obtenir des projectiles de densité comparable à celle du plomb, afin de reproduire les propriétés cinétiques des projectiles en plomb.
On peut affirmer que jusqu'à présent, aucune solution satisfaisante n'a été
trouvée, pour réaliser des cartouches à projectiles multiples non toxiques, ayant des caractéristiques aussi intéressantes que les plombs, et présentant des performances équivalentes à celles des projectiles en plomb, du point de vue de la portée, du pouvoir perforant et de la déformation avec libération d'énergie.
Ainsi, selon un objectif de la présente invention, il est recherché une munition pour la chasse au gibier d'eau, c'est à dire une cartouche dépourvue de plomb conformément à la législation s'appliquant aux zones humides. Un autre objectif de l'invention est de définir un composant pour cartouches, à savoir un projectile dépourvu de plomb et possédant cependant des propriétés comparables à celles des projectiles classiques en plomb. La présente invention répond à ce besoin, en proposant un projectile multiple pour arme à
feu, et tout particulièrement pour les armes à canon lisse, répondant parfaitement à ce cahier des charges. En particulier, cet objectif est atteint grâce au choix d'une composition de métaux bien spécifiques pour fabriquer les grains du projectile, avec une liaison mécanique de plusieurs grains entre eux.
Encore un autre objectif de l'invention est de disposer d'un procédé de fabrication en série de tels projectiles, qui soit économiquement acceptable.
A l'origine de l'invention, il a été constaté par le présent inventeur que le point crucial pour reproduire les performances de projectiles à base de plomb est non pas, comme le suggère l'art antérieur, de chercher à s'approcher, par l'alliage mis en oeuvre, le plus possible de la densité du plomb, mais plutôt de privilégier que l'alliage présente une dureté proche de celle du plomb. La question d'une différence de densité peut être réglée par le nombre de grains reliés par un même fil, une telle détermination entrant dans les compétences de l'homme du métier. Il a ainsi été constaté par le présent inventeur que la reproduction de la dureté du plomb conditionne prioritairement l'obtention de projectiles en alliage adaptés à reproduire les performances des projectiles en plomb. 3 to reduce toxicity compared to lead pellets, by teaming up a high melting point metal compound with a high melting point metal compound point of low melting, such as tungsten and tin respectively. These alloys are besides constituted in such a way as to obtain projectiles of a density comparable to that of the lead, so to reproduce the kinetic properties of lead projectiles.
It can be said that so far no satisfactory solution has been found, for produce cartridges with non-toxic multiple projectiles, having features as interesting as the pellets, and presenting performances equivalent to those lead projectiles, in terms of range, piercing power and some deformation with release of energy.
Thus, according to one objective of the present invention, a ammunition for the waterfowl hunting, i.e. a lead-free cartridge in accordance with the legislation applying to wetlands. Another objective of the invention is to define a component for cartridges, namely a lead-free projectile and possessing however, properties comparable to those of conventional projectiles in lead. The present invention meets this need, by proposing a multiple projectile for weapon fire, and especially for smooth-bore weapons, meeting perfectly to this Specifications. In particular, this objective is achieved thanks to the choice of a composition very specific metals to make the grains of the projectile, with a connection mechanics of several grains between them.
Yet another object of the invention is to provide a method of mass production such projectiles, which is economically acceptable.
At the origin of the invention, it was observed by the present inventor that the crucial point for replicating the performance of lead-based projectiles is not, as the suggests the prior art, to try to approach, by the alloy put in work, the most possible of the density of the lead, but rather to privilege that the alloy presents a hardness close to that of lead. The question of a difference in density can be settled by the number of grains connected by the same thread, such a determination entering the skills of a person skilled in the art. It has thus been noted by the present inventor that the reproduction of the hardness of lead primarily conditions the obtaining of projectiles alloys adapted to reproduce the performance of lead projectiles.

4 Ainsi, il est maintenant proposé par le présent inventeur une charge offensive destinée à
la fabrication d'une cartouche pour le tir avec une arme à feu, composée de projectiles multiples formés par des grains formés d'au moins deux grains sensiblement sphériques reliés entre eux par un fil de liaison métallique de longueur prédéterminée fixe, les grains étant à base d'étain, lequel ne présente pas de toxicité connue pour l'environnement.
Toutefois, l'étain étant très malléable (voire pâteux), et de dureté
inférieure à celle du plomb, il ne peut pas être employé seul. Pour obtenir une dureté voisine de celle du plomb, il est possible d'utiliser un alliage d'étain avec un autre composé. On choisira le second composant de l'alliage des grains parmi ceux qui ne sont pas toxiques et qui sont miscibles à l'étain au moins dans certaines proportions, qu'on combinera à
l'étain pour obtenir un alliage assimilable à un métal mou, c'est-à-dire ayant une dureté
équivalente à
celle du plomb ou d'une composition contenant plus de 80% de plomb. Le choix s'est porté sur l'antimoine, pour obtenir des grains métalliques de petite taille, non toxiques, de dureté adéquate.
Dans un mode de réalisation de la charge offensive selon l'invention, l'alliage des grains est composé, pour au moins 99%, d'étain et d'antimoine. Toutes les proportions seront données ci-après en teneur massique.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, l'alliage des grains comprend de préférence de 90% à 98% d'étain, et/ou de 2% à 10 % d'antimoine.
De préférence, on emploie une composition incluant environ 5% d'antimoine dans environ 95% d'étain.
Les projectiles selon l'invention présentent avantageusement des caractéristiques aussi intéressantes que les projectiles classiques en plomb, en terme de dureté
d'une part, de sorte qu'un écrasement du projectile sur une cible libère une grande quantité
de l'énergie qui lui a été fournie par la charge explosive de la cartouche de tir; et en terme de masse d'autre part, cette dernière caractéristique étant assurée par le fait que, bien que la densité de l'alliage selon l'invention soit inférieure à celle du plomb, les grains sont reliés entre eux au sein du projectile. Ainsi, la densité de l'étain est de l'ordre de 7,3, celle de l'antimoine de 6,7, la densité de cet alliage répondant aux caractéristiques ci-avant est de l'ordre de 7,25 à 7,29. Un tel alliage sera lui aussi nettement moins pesant que le plomb à
volume identique. Cette faible densité apparaît donc comme insuffisante pour obtenir un WO 2015/128584 Thus, there is now proposed by the present inventor an offensive charge destined to the manufacture of a cartridge for shooting with a firearm, consisting of projectiles multiples formed by grains formed of at least two grains substantially spherical interconnected by a metal binding wire of predetermined length fixed, grains being tin-based, which has no known toxicity to the environment.
However, pewter being very malleable (even pasty), and of hardness lower than that of lead, it cannot be used alone. To obtain a hardness close to that of lead, it is possible to use an alloy of tin with another compound. We will choose the second component of the grain alloy among those which are not toxic and who are miscible with tin at least in certain proportions, which will be combined with tin for obtain an alloy similar to a soft metal, that is to say having a hardness equivalent to that of lead or of a composition containing more than 80% lead. The choice its focused on antimony, to obtain small metallic grains, non-toxic, adequate hardness.
In one embodiment of the offensive charge according to the invention, grain alloy is composed, for at least 99%, of tin and antimony. All proportions will be given below in mass content.
According to an advantageous characteristic of the invention, the alloy of the grains includes preferably 90% to 98% tin, and/or 2% to 10% antimony.
Preferably, a composition including about 5% antimony in approximately 95% tin.
The projectiles according to the invention advantageously have features too interesting than conventional lead projectiles, in terms of hardness on the one hand, of so that crushing the projectile on a target releases a large amount Energy supplied to him by the explosive charge of the shot cartridge; and in mass term on the other hand, this last characteristic being ensured by the fact that, although the density of the alloy according to the invention is lower than that of lead, the grains are connected between them within the projectile. Thus, the density of tin is of the order of 7.3, that of antimony of 6.7, the density of this alloy meeting the characteristics above is the order of 7.25 to 7.29. Such an alloy will also be much less heavy than lead to identical volume. This low density therefore appears to be insufficient for obtain a WO 2015/12858

5 PCT/FR2015/050457 pouvoir pénétrant (et donc une portée efficace) similaire à celui des grains de plomb. Pour remédier à cet inconvénient, plusieurs grains sont reliés entre eux, de manière à
constituer de petites grappes de masse plus importante.
5 Cependant la mise en pratique de cette idée devait encore surmonter un certain nombre d'obstacles : s'il est connu de relier des grains de chevrotine en les perçant, puis en les enfilant sur un fil de plomb et en ligaturant le tout par torsion du fil, cette méthode ne peut pas être mise en oeuvre pour de petits grains, tant pour des raisons techniques qu'économiques.
Les difficultés technologiques de fabrication découlant du petit diamètre des projectiles utilisés pour la chasse au gibier d'eau ont été surmontées. Un procédé a été
mis au point, qui fait partie de la présente invention, et permet la fabrication de grappes de petits grains d'un alliage non toxique à base d'étain et d'antimoine, reliés par un fil métallique, également non toxique.
Comme précédemment exposé, selon un premier aspect, l'invention a ainsi pour objet une charge offensive destinée à la fabrication d'une cartouche pour le tir avec une arme à
feu, composée de projectiles multiples, lesquels projectiles sont formés d'au moins deux grains sensiblement sphériques reliés entre eux par un fil métallique de longueur prédéterminée fixe, lesdits grains étant constitués d'un alliage comprenant de l'étain et de l'antimoine. Les grains (ou grenaille) sont à peu près sphériques, comme le sont les plombs de chasse conventionnels. Le fil de liaison est également de nature métallique. Il est assez résistant pour supporter les tensions ou les tersions durant le remplissage et le conditionnement des cartouches.
Les grains sont réunis par grappes de deux, trois ou quatre, voire davantage, à l'aide d'un fil métallique. On obtient ainsi des projectiles de deux ou plusieurs grains solidaires, dont la quantité de mouvement à vitesse donnée est un multiple de la quantité de mouvement qu'auraient les grains pris isolément. Le nombre d'impacts est réduit, mais les propriétés cinétiques sont plus performantes, de sorte que le tir est plus efficace. On a constaté que, pour un projectile à deux grains liés par exemple, on aura une distance de tir efficace doublée par rapport à une charge de grains non liés du même alliage.
Si on remplit une cartouche avec des billes faites en un alliage d'étain-antimoine tel que 5 PCT/FR2015/050457 penetrating power (and therefore an effective range) similar to that of grains lead. For remedy this drawback, several grains are connected together, way to form small clusters of greater mass.
5 However, putting this idea into practice still had to overcome a certain number of obstacles: if it is known to connect grains of buckshot by piercing, then threading on a lead wire and binding the whole thing by twisting the wire, this method cannot not be implemented for small grains, both for reasons techniques than economic.
The technological manufacturing difficulties arising from the small diameter of the projectiles used for waterfowl hunting have been overcome. A process has been developed, which is part of the present invention, and allows the manufacture of clusters small grains of a non-toxic alloy based on tin and antimony, connected by a wire metallic, also non-toxic.
As previously explained, according to a first aspect, the invention thus has for object an offensive charge intended for the manufacture of a cartridge for shooting with a gun fire, composed of multiple projectiles, which projectiles are formed of at less two substantially spherical grains interconnected by a metal wire of length predetermined fixed, said grains being made of an alloy comprising tin and antimony. The grains (or shot) are roughly spherical, like the are the conventional shotgun pellets. The binding thread is also of a nature metallic. He is strong enough to withstand tension or strain during filling and cartridge packaging.
The grains are gathered in clusters of two, three or four, or even more, with the aid of metal wire. This produces projectiles of two or more grains solidarity, including the amount of movement at a given speed is a multiple of the amount of movement that the grains taken in isolation would have. The number of impacts is reduced, but Properties kinetics perform better, so shooting is more effective. We have notice that, for a projectile with two linked grains for example, we will have a shooting distance efficient doubled compared to a load of unbonded grains of the same alloy.
If a cartridge is filled with balls made of an alloy of tin-antimony such as

6 préconisé par la présente invention, on aura une masse moins élevée qu'avec le même volume des billes de plomb. Par exemple, pour un volume de billes de plomb de grammes, on aura un volume identique de grains d'alliage pesant un total environ 24 grammes, mais dont chaque projectile est une fois et demi plus lourd que les billes de plomb. Finalement, dans cet exemple la distance efficace de tir sera multipliée par 1,5. On a ainsi compensé la faible densité de l'étain et de l'antimoine en liant les grains entre eux.
Les grains, qui contiennent de préférence au moins 99% d'étain et d'antimoine, peuvent contenir également, par exemple au maximum pour 1% (en masse) d'un composant autre que l'étain et l'antimoine. Dans la charge offensive selon l'invention, l'alliage des grains peut par exemple comprendre en outre au plus 1% d'un troisième métal, à
l'exclusion du plomb ou d'un autre métal toxique, bien entendu. Ceci ne modifie pas significativement les propriétés de l'alliage étain-antimoine. Ce mode de réalisation a pour intérêt principal de réduire les coûts de matière première sans affecter les qualités recherchées de la charge offensive.
Selon un mode de réalisation particulièrement préféré de l'invention, l'alliage des grains est composé de 94,5% d'étain, 5% d'antimoine et 0,5% de cuivre. Cet alliage ternaire offre un compromis idéal en termes de propriétés cinétiques des projectiles et de coûts.
La longueur du fil séparant (et unissant) deux grains voisins est définie à
l'avance lors de la fabrication des grappes de grains. Les grains sont en outre associés au fil de sorte que la distance les séparant reste fixe après leur fabrication, lors de leur mise en cartouche et durant le tir. Le mode d'association peut être physique (par exemple par pincement du fil dans une encoche pratiquée dans le grain) mais il sera de préférence de nature chimique (par fusion du fil et du grain), comme on le verra en détail plus loin.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le fil de liaison entre deux grains est un fil de laiton, de longueur comprise entre 0,5 mm et 10 mm. Le laiton qui est un alliage à base de zinc et de cuivre, est choisi parmi ceux qui sont dépourvus de plomb.
Le fil de liaison en laiton va contribuer à la densité du projectile. Il est assez souple pour ne pas se casser sous l'effet de l'accélération lors du tir et assez robuste pour résister lors du passage dans les machines à encartoucher de type connu. La longueur du fil entre deux grains est telle que les grains forment un projectile relativement compact, et sont assez proches pour éviter des phénomènes de retour élastique de type fronde. 6 recommended by the present invention, there will be a lower mass than with the same volume of lead balls. For example, for a volume of lead balls of grams, we will have an identical volume of alloy grains weighing a total about 24 grams, but each projectile of which is one and a half times heavier than the marbles lead. Finally, in this example the effective shot distance will be multiplied by 1.5. We thus compensated for the low density of tin and antimony by binding the grains between them.
The grains, which preferably contain at least 99% tin and antimony, can also contain, for example at most 1% (by mass) of a component other than tin and antimony. In the offensive charge according to the invention, grain alloy may for example additionally comprise at most 1% of a third metal, the exclusion of lead or some other toxic metal, of course. This does not change significantly properties of the tin-antimony alloy. This embodiment has the advantage principal of reduce raw material costs without affecting the desired qualities load offensive.
According to a particularly preferred embodiment of the invention, grain alloy is composed of 94.5% tin, 5% antimony and 0.5% copper. This alloy ternary offers an ideal compromise in terms of the kinetic properties of the projectiles and of costs.
The length of the thread separating (and uniting) two neighboring grains is defined as advance during the production of grain clusters. Grains are further associated with yarn so that the distance separating them remains fixed after their manufacture, when they are put in cartridge and during shooting. The mode of association can be physical (for example by wire pinch in a notch made in the grain) but it will preferably be of a chemical (by fusing the yarn and the grain), as will be seen in detail later.
According to another advantageous characteristic of the invention, the binding wire between two grains is a brass wire, with a length between 0.5 mm and 10 mm. the brass which is an alloy based on zinc and copper, is chosen from those which are free of lead.
The brass binding wire will contribute to the density of the projectile. He is flexible enough to not break under the effect of acceleration when shooting and sturdy enough to resist when the passage in the cartridge machines of known type. The length of the wire Between two grains is such that the grains form a projectile relatively compact, and are close enough to avoid springback phenomena of the slingshot type.

7 Selon l'invention, le projectile comprend de préférence deux grains de diamètre inférieur ou égal à 4 mm liés entre eux. Cette conformation permet de compenser la relativement faible densité de l'étain. L'assemblage par deux optimise à la fois les propriétés mécaniques, cinétiques et le nombre d'impacts obtenus à partir du tir d'une cartouche.
Les projectiles tels que définis ci-dessus conviennent particulièrement pour la chasse au gibier d'eau, mais aussi pour tout autre type de gibier, où l'on utilise des cartouches adaptées aux armes à canon lisse. C'est pourquoi, est également objet de la présente invention une cartouche pour le tir avec une arme à feu, comprenant une douille dans laquelle se trouvent une charge propulsive et une charge offensive séparées par une bourre, cartouche dans laquelle ladite charge offensive est composée de projectiles conformes à la description précédente. Ces cartouches peuvent comprendre indifféremment une bourre grasse ou une bourre à jupe.
Une cartouche selon l'invention contient de manière préférée entre 50 et 200 projectiles, formés de grains liés deux par deux. On peut avantageusement utiliser des projectiles comportant des grains dont le diamètre est compris entre 2,5 mm et 4 mm, par exemple 50 projectiles, sous la forme de 100 grains de 3,5 mm de diamètre, liés deux par deux. On rappelle qu'une cartouche classique de 30 à 35 g ou 36 g contient 200 à 300 billes de plomb toxique, et qu'une cartouche à chevrotine en comprend de son côté moins d'une trentaine, communément 9, 12 ou 15.
Un autre objet de la présente invention est un procédé de fabrication de projectiles destinés à constituer la charge offensive d'une cartouche de tir, lesdits projectiles étant formés d'au moins deux grains sensiblement sphériques reliés entre eux par un fil métallique de longueur prédéterminée fixe, lesdits grains étant en un alliage comprenant de l'étain et de l'antimoine. Le procédé comprend essentiellement les étapes consistant à :
- se munir d'une machine comprenant i) un four muni d'un réservoir apte à
contenir ledit alliage en fusion, ii) un plateau horizontal monté sur un axe de rotation central apte à
recevoir et à entraîner en rotation une matrice en polymère, et iii) des moyens pour amener ledit alliage depuis le réservoir jusqu'à un orifice supérieur central de ladite matrice, - réaliser une matrice en polymère comprenant deux moules séparables, l'un supérieur comportant un orifice central et l'autre inférieur, entre lesquels est ménagé
un réseau de 7 According to the invention, the projectile preferably comprises two grains of lower diameter or equal to 4 mm bonded together. This conformation makes it possible to compensate for the relatively low tin density. Assembly in pairs optimizes both the properties mechanics, kinetics and the number of impacts obtained from the firing of a cartridge.
Projectiles as defined above are particularly suitable for the hunt waterfowl, but also for any other type of game, where one uses cartridges suitable for smooth-bore weapons. Therefore, is also object of the present invention a cartridge for shooting with a firearm, comprising a socket in in which there is a propellant charge and a separate offensive charge by one wad, cartridge in which said offensive charge is composed of projectiles as described above. These cartridges may include indifferently a greasy stuffing or a skirt stuffing.
A cartridge according to the invention preferably contains between 50 and 200 bullets, made up of grains bound two by two. It is advantageous to use projectiles comprising grains whose diameter is between 2.5 mm and 4 mm, for example 50 projectiles, in the form of 100 grains 3.5 mm in diameter, linked two by two. We reminds that a classic cartridge of 30 to 35 g or 36 g contains 200 to 300 marbles toxic lead, and that a buckshot cartridge contains less of one thirties, commonly 9, 12 or 15.
Another object of the present invention is a process for the manufacture of projectiles intended to constitute the offensive charge of a shooting cartridge, said projectiles being formed of at least two substantially spherical grains interconnected by a thread metal of fixed predetermined length, said grains being of an alloy including tin and antimony. The process essentially comprises the steps consistent to :
- equip yourself with a machine comprising i) an oven fitted with a tank capable of contain said molten alloy, ii) a horizontal plate mounted on a rotation axis center able to receiving and rotating a polymer matrix, and iii) means for supplying said alloy from the reservoir to a central upper port of said matrix, - produce a polymer matrix comprising two separable moulds, one superior comprising a central orifice and the other lower one, between which is provided a network of

8 canaux ramifiés s'étendant selon une orientation sensiblement radiale depuis ledit orifice supérieur central et se terminant chacun par une cavité sphérique, - pratiquer dans un des moules des entailles joignant des cavités voisines, prises au moins deux par deux, - installer un fil métallique traversant lesdites cavités et s'insérant dans lesdites entailles, - assembler les moules pour former la matrice, la placer sur le plateau, et mettre l'ensemble en rotation, - couler l'alliage en fusion depuis le réservoir dans la matrice à travers l'orifice central, tout en maintenant ladite matrice en rotation de sorte que l'alliage pénètre dans le réseau de canaux jusqu'aux cavités sphériques par l'effet de la force centrifuge, - séparer les moules et récupérer des grappes de grains sensiblement sphériques reliés entre eux par un fil.
Il ne reste alors plus qu'à fractionner les grappes de grains liés, en projectiles d'au moins deux grains, à moins qu'on ait prévu dès le départ d'insérer dans les entailles des segments de fil reliant uniquement le nombre de grains désiré.
Le four peut être de type connu, tel que ceux qui ont déjà été utilisés pour fabriquer des billes de plomb isolées (par exemple du plomb de pêche), mais sans mettre en oeuvre la matrice selon l'invention. L'étape de coulage avec centrifugation dure quelques dizaines de secondes, par exemple 20 secondes.
Conformément au procédé de fabrication selon l'invention, de préférence les cavités sphériques que l'on ménage dans la matrice ont un diamètre inférieur à 4 mm.
Également de préférence, dans le procédé de fabrication selon l'invention, les cavités voisines entre lesquelles sont pratiquées des entailles, sont ménagées à une distance comprise entre 0,5 mm et 10 mm les unes des autres.
Selon une caractéristique de réalisation du procédé de fabrication objet de l'invention, le fil de liaison est en métal ou alliage métallique ayant une température de fusion supérieure à
celle de l'alliage d'étain et d'antimoine, cette dernière étant de l'ordre de 290 C (contre 450 C pour le plomb). Le laiton fond quant à lui aux alentours de 800 C. De ce fait, le fil de laiton va être noyé et figé dans l'alliage à base d'étain et d'antimoine durant le moulage, pour former un assemblage de grains à distance fixe prédéterminée. 8 branched channels extending in a substantially radial orientation from said orifice upper central and each ending in a spherical cavity, - make notches in one of the molds joining neighboring cavities, taken at minus two by two, - install a metal wire passing through said cavities and inserting into the said notches, - assemble the molds to form the matrix, place it on the board, and put the rotating assembly, - pouring the molten alloy from the reservoir into the matrix through the central hole, all maintaining said die rotating so that the alloy enters the network of channels to the spherical cavities by the effect of centrifugal force, - separate the mussels and recover clusters of grains noticeably connected spherical between them by a thread.
All that remains is to split the clusters of bound grains, projectiles of at least two grains, unless it was planned from the outset to insert into the notches of wire segments connecting only the number of grains desired.
The oven may be of a known type, such as those which have already been used for make insulated lead balls (for example fishing lead), but without putting work the matrix according to the invention. The casting step with hard centrifugation a few dozen seconds, for example 20 seconds.
In accordance with the manufacturing process according to the invention, preferably the cavities spherical which is household in the matrix have a diameter less than 4 mm.
Also preferably, in the manufacturing process according to the invention, the cavities neighbors between which notches are made, are made at a distance between 0.5 mm and 10 mm from each other.
According to an embodiment characteristic of the manufacturing method that is the subject of the invention, the thread bond is made of metal or metal alloy having a melting temperature better than that of the alloy of tin and antimony, the latter being of the order of 290 C (against 450 C for lead). Brass melts at around 800 C. From this done, wire of brass will be drowned and fixed in the alloy based on tin and antimony during the molding, to form an assembly of grains at a predetermined fixed distance.

9 La présente invention sera mieux comprise, et des détails en relevant apparaîtront, grâce à la description qui va être faite d'une de ses variantes de réalisation, en relation avec les figures annexées, dans lesquelles :
La fig.1 est une vue en coupe d'une cartouche à bourre grasse selon l'invention.
La fig. 2 est une vue en coupe d'une cartouche avec bourre à jupe selon l'invention.
La fig. 3 est une représentation schématique d'une machine pour la réalisation du procédé
de fabrication des projectiles, selon l'invention.
Sur la fig.1, on a représenté une cartouche pour le tir avec une arme à feu, comprenant la douille 1 dont le culot 21 est ici placé en bas. Dans la douille 1, se trouvent une charge propulsive 2 et une charge offensive 3, qui sont séparées par une bourre grasse 4 et un obturateur 44. La charge propulsive 2, en partie inférieure de la cartouche (partiellement masquée par le culot), est classiquement de la poudre.
Une autre cartouche conforme à l'invention, représentée sur la fig. 2, est une cartouche avec bourre 4 à jupe. La jupe forme un godet 41 dont la base est incurvée et se termine par un élément amortisseur 42.
Ces deux structures sont de type connu. Elles contiennent la charge offensive 3, c'est-à-dire des projectiles 10 multiples (par opposition à une balle qui est un projectile unique).
Chaque projectile 10 comprend au moins deux grains 5 reliés par un fil 6.
Dans un premier exemple, les grains 5 sont des billes de 3,5 mm de diamètre, constituées d'un alliage d'étain (94,5%), d'antimoine (5%) et de cuivre (0,5%). Le fil de liaison 6 qui les unit est en laiton (qualité sans plomb). Il maintient les grains 6 deux par deux, séparés par une distance fixe de 7,5 mm, qui forment les projectiles 10. Une charge offensive peut être constituée de 50 de ces projectiles 10.
Dans un second exemple, les grains 5 sont des billes de 2,5 mm de diamètre, constituées d'un alliage d'étain (95%) et d'antimoine (5%). Le fil de liaison 6 en laiton (sans plomb) les grains 6 trois par trois, séparés par une distance fixe de 6 mm. On peut réaliser une charge offensive comprenant une centaine de ces projectiles 10, soit 300 grains.
Les projectiles peuvent être fabriqués comme suit, en se référant à la fig. 3.
On utilise une machine comportant un four 100 muni d'un réservoir 110 apte à contenir l'alliage choisi.
L'appareil comporte également un plateau horizontal (non représenté) monté sur un axe de rotation central apte à recevoir et à entraîner en rotation une matrice en polymère. La matrice se présente sous la forme de deux moules séparables, l'un supérieur (non 5 représenté) et l'autre inférieur 11. Un réseau de canaux ramifiés 13 est ménagé entre les moules. Le moule supérieur est doté d'un orifice supérieur central qui est placé à l'aplomb d'une buse alimentée par des moyens conçus pour amener l'alliage en fusion depuis le réservoir 110, et pour délivrer une quantité d'alliage dans l'orifice supérieur central de la matrice.
Les canaux ramifiés 13 s'étendent selon une orientation radiale depuis le centre 12 des moules et se terminant chacun par une cavité sphérique 14, de diamètre prédéfini inférieur à 4 mm. Des entailles 15 joignant des cavités 13 voisines sont pratiquées dans un des moules. Les cavités 14 voisines entre lesquelles sont pratiquées des entailles 15 sont placées à la distance voulue les unes des autres, comprise entre 0,5 mm et 10 mm.
On procède ensuite comme suit. Le réservoir 110 du four 100 est rempli avec les composés formant l'alliage désiré et est chauffé pour atteindre la température de fusion de l'alliage (soit 290 C pour un alliage étain-antimoine 90 /0-5%). Le moule inférieur 11 est placé sur le plateau de l'appareil. On installe des fils de laiton 6 de manière à ce qu'ils traversent plusieurs cavités 14, en les insérant dans les entailles 15 pour les maintenir en place. On ferme la matrice par le moule supérieur et on met le plateau en rotation. On fait couler une quantité d'alliage par l'orifice central de la matrice. On poursuit la rotation une vingtaine de secondes. On laisse refroidir quelques minutes avant de retirer le moule supérieur, puis de récupérer des grappes de grains liés par un fil métallique.
Il reste à séparer les grappes en projectiles 10 de longueur voulue (nombre de grains 5) et à les placer dans le bac d'une machine à encartoucher. 9 The present invention will be better understood, and details thereof will appear, thanks to the description which will be made of one of its variant embodiments, in relationship with the appended figures, in which:
Fig.1 is a sectional view of a cartridge with fat wad according to the invention.
fig. 2 is a sectional view of a cartridge with skirted wad according to the invention.
fig. 3 is a schematic representation of a machine for making of the process manufacturing projectiles, according to the invention.
In fig.1 there is shown a cartridge for shooting with a gun, including the sleeve 1 whose base 21 is here placed at the bottom. In socket 1, find a load propellant 2 and an offensive charge 3, which are separated by a wad fatty 4 and one shutter 44. The propellant charge 2, in the lower part of the cartridge (partially masked by the pellet), is classically powder.
Another cartridge according to the invention, shown in FIG. 2, is a cartridge with filler 4 at skirt. The skirt forms a godet 41 whose base is curved and end by a damping element 42.
These two structures are of known type. They contain the offensive charge 3, that is say multiple 10 projectiles (as opposed to a bullet which is a single projectile).
Each projectile 10 comprises at least two grains 5 connected by a wire 6.
In a first example, grains 5 are balls 3.5 mm in diameter, incorporated an alloy of tin (94.5%), antimony (5%) and copper (0.5%). The thread of link 6 which unit is made of brass (lead-free quality). It holds 6 grains two per two, separated by a fixed distance of 7.5 mm, which form the 10 projectiles. A charge offensive can consist of 50 of these projectiles 10.
In a second example, grains 5 are balls 2.5 mm in diameter, incorporated an alloy of tin (95%) and antimony (5%). Brass 6 binding wire (unleaded) grains 6 three by three, separated by a fixed distance of 6 mm. One can make a offensive charge consisting of a hundred of these projectiles 10, or 300 grains.
Projectiles can be made as follows, referring to fig. 3.
We use a machine comprising an oven 100 provided with a tank 110 capable of containing the chosen alloy.
The apparatus also includes a horizontal plate (not shown) mounted on an axe central rotation able to receive and drive in rotation a die in polymer. The die is in the form of two separable moulds, one upper (Nope 5 shown) and the other lower 11. A network of branched channels 13 is arranged between the mussels. The upper mold has a central upper hole which is placed vertically a nozzle fed by means designed to bring the alloy into fusion since reservoir 110, and to deliver a quantity of alloy into the orifice central superior of the matrix.
The branched channels 13 extend in a radial orientation from the center 12 of molds and each ending in a spherical cavity 14, of diameter predefined less than 4mm. Notches 15 joining neighboring cavities 13 are practiced in one of the molds. The neighboring cavities 14 between which are made nicks 15 are placed at the desired distance from each other, between 0.5 mm and 10mm.
We then proceed as follows. The tank 110 of the oven 100 is filled with the compounds forming the desired alloy and is heated to reach the temperature merger of the alloy (ie 290 C for a 90/0-5% tin-antimony alloy). The mold lower 11 east placed on the device tray. We install brass wires 6 of way that they pass through several cavities 14, inserting them into the notches 15 to keep them in square. The die is closed by the upper mold and the tray is placed in spin. We do pour a quantity of alloy through the central hole of the die. We continue spin one twenty seconds. Leave to cool for a few minutes before removing the mold higher, then to recover clusters of grains bound by a metal wire.
It remains to separate the clusters into projectiles 10 of desired length (number of beans 5) and placing them in the tray of a cartridge machine.

Claims

11

1.- Offensive charge intended for the manufacture of a cartridge with multiple projectiles for shooting with a firearm, said projectiles being formed of at least two grains substantially spherical connected together by a metal connecting wire of length fixed predetermined, characterized in that said grains consist of a alloy comprising tin and antimony and are associated by fusion with said binding wire.

2.- offensive charge according to claim 1, characterized in that grain alloy is composed for at least 99%, of tin and antimony.

3.- offensive charge according to claim 1 or 2, characterized in that the alloy of grains comprise 90% to 98% tin.

4.- Offensive charge according to any one of claims 1 to 3, characterized in what the grain alloy includes from 2% to 10% antimony.

5.- Offensive charge according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the alloy of the grains further comprises at most 1% of a third metal.

6.- Offensive charge according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the alloy is composed of 94.5% tin, 5% antimony and 0.5%
copper.

7.- Offensive charge according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the binding wire is made of a metal or metal alloy having a temperature melting greater than that of the alloy constituting said grains.

8.- offensive charge according to claim 7, characterized in that the binding wire between two grains is a brass wire of length between 0.5 mm and 10 mm.

9.- Offensive charge according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the projectile comprises two linked grains with a diameter less than or equal to 4mm.

10.- Cartridge for shooting with a firearm, including a casing in which is find a propellant charge and an offensive charge separated by a stuff, characterized in that said offensive charge conforms to any from claims 1 to 9.

11.- Cartridge according to claim 10, characterized in that the charge offensive contains between 50 and 200 projectiles, formed of grains bound two by two.

12.- Process for manufacturing an offensive charge conforming to one any of claims 1 to 9, characterized in that it comprises the steps of :
- provide yourself with a matrix made of polymer, comprising two molds separable, one upper comprising a central orifice and the other lower, between which is spared a network of branched channels extending in an orientation substantially radial since said central upper orifice and each terminating in a cavity spherical, - install a metal wire crossing said cavities, - casting the alloy comprising tin and antimony in said matrix, - separate the mussels and recover clusters of grains noticeably connected spherical between them by said metal wire.

13.- Manufacturing process according to claim 12, characterized in that than the thread of metal link is installed in notches made between neighboring cavities taken at least two to two.

14.- Manufacturing process according to any one of claims 12 or 13, characterized in that the spherical cavities of the matrix have a diameter lower or equal to 4 mm.

15.- Manufacturing process according to any one of claims 12 to 14, characterized in that the cavities are provided at a distance between 0.5mm and 10 mm from each other.