CA3116243A1

CA3116243A1 - Shotgun cartridge obturator, method for preparing a cartridge equipped with said obturator and equipped cartridge

Info

Publication number: CA3116243A1
Application number: CA3116243A
Authority: CA
Inventors: Pascal SALAT
Original assignee: Fpdi Sas D'exploitation Du Fonds De Monsieur G Salat
Current assignee: Fpdi Sas D'exploitation Du Fonds De Monsieur G Salat
Priority date: 2018-10-17
Filing date: 2019-10-16
Publication date: 2020-04-23
Also published as: EP3867593A1; FR3087531A1; WO2020079088A1; EP3867593B1; US20210348897A1

Abstract

The invention relates to a shotgun cartridge comprising a case (12) of internal diameter dINT and a base (14) with a primer (16), the powder (18), a wad (22) and the shot (24), as well as an obturator (20) arranged between the powder (18) and the wad (22), characterised in that the obturator (20) is made of biodegradable material with plastic deformation properties, and comprises a central disc (25) and ribs (26) together forming a one-piece element with the disc, the assembly having an outer diameter dEXT, the ribs (26) comprising upper ribs (27) and lower ribs (28), these ribs (26) forming a non-zero angle with the plane of the disc (25), the obturator having a nominal outer diameter dEXT, the ribs being able to take at least one other position in which said ribs (26) are in the plane of the disc (25), the outer diameter being DEXT.The invention also concerns a method for producing a shotgun cartridge.

Description

OBTURATEUR POUR CARTOUCHE DE TIR, PROCEDE DE PREPARATION D'UNE CARTOUCHE
EQUIPEE DUDIT OBTURATEUR ET CARTOUCHE EQUIPEE
La présente invention concerne un obturateur pour cartouche de tir et un procédé de préparation d'une cartouche équipée dudit obturateur. L'invention couvre aussi la cartouche équipée dudit obturateur.
Dans le domaine de la chasse et du tir sportif, un nombre important de cartouches est utilisé.
Une cartouche est constituée généralement d'une amorce, d'une charge de poudre, un ou plusieurs accessoires du type bourre pour transférer la puissance générée par l'explosion de la charge aux projectiles et/ou un panier destinés à contenir lesdits projectiles pendant la phase de transfert.
Les architectures et les types d'accessoires sont extrêmement nombreux. De même, les projectiles peuvent être en plomb en tant que matériau ou en acier avec des problématiques différentes à résoudre, ceci dans tous les cas.
Tous les éléments sont contenus dans une enveloppe comprenant un culot généralement métallique et un corps généralement en carton. Ces deux matériaux étant recyclables.
Une problématique commune et essentielle pour les cartouches est de transférer la puissance générée par l'explosion de la charge aux plombs en limitant au maximum les pertes de puissance.
De plus, la prise de conscience environnementale amène utilisateurs et fabricants à recourir à
des cartouches sans matières plastiques d'origine pétrolière. Il existe des matériaux biodégradables donc il peut paraître évident de recourir à ces matériaux. Un premier 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 d'origine pétrolière, leurs propriétés mécaniques n'égalent pas celles des matières plastiques et ces mêmes propriétés mécaniques s'altèrent plus rapidement que celles des matières plastiques. SHOOTING CARTRIDGE SHUTTER, PROCESS FOR PREPARING A CARTRIDGE
EQUIPPED WITH SHUTTER AND CARTRIDGE EQUIPPED
The present invention relates to a shutter for a shooting cartridge and a process of preparation of a cartridge equipped with said shutter. The invention also covers the cartridge equipped with said shutter.
In the field of hunting and sport shooting, a large number of cartridges is used.
A cartridge generally consists of a primer, a charge of powder, one or several accessories of the wad type to transfer the power generated by the explosion of the projectile charge and / or a basket intended to contain said projectiles during the transfer phase.
The architectures and types of accessories are extremely numerous. Of even the projectiles can be lead as the material or steel with problematic different to solve, this in all cases.
All the elements are contained in an envelope including a base usually metal and a body generally of cardboard. These two materials being recyclable.
A common and essential problem for cartridges is to transfer the power generated by the explosion of the lead charge while limiting the losses of Powerful.
In addition, environmental awareness brings users and manufacturers to use cartridges without plastic materials of petroleum origin. There are materials biodegradable so it may seem obvious to use these materials. A
first technical problem posed for using a substitute material biodegradable is the next: by definition biodegradable materials have a lifespan shorter than that of plastics of petroleum origin, their properties mechanics do not equal those of plastics and these same mechanical properties are altered more faster than those of plastics.

2 Un second problème est lié au fait que souvent les matériaux biodégradables, du fait de leurs propriétés mécaniques inférieures et leur évolution, se brisent sous des efforts au lieu de rester monolithiques.
Il existe différents assemblages et différents agencements mais on se réfère ici à un agencement type d'une cartouche de tir sportif ou cartouche de chasse, on retrouve les éléments suivants, description de bas en haut pour une cartouche placée verticalement :
- un culot métallique contenant l'amorce et la poudre sur laquelle est placé un obturateur ou un carton sur poudre, - un tube formant l'étui de la cartouche, solidaire du culot, recevant une bourre placée au-dessus de la poudre et grenaille de différentes natures, de diamètre choisi, disposée au-dessus de ladite bourre, - un sertissage du tube formant l'étui de la cartouche à son extrémité, au niveau de la surface supérieure 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 générés que les éléments, projectiles et accessoires introduits dans la douille constituée du culot et de son étui, sont expulsés de l'arme par le fût du canon FC.
Le projectile, généralement de la grenaille, est donc expulsé par transmission de l'énergie générée par l'explosion. La transmission d'énergie due à la poussée des gaz s'effectue en premier lieu par l'intermédiaire de l'obturateur qui évite les déperditions de la puissance de l'explosion qui viendrait directement s'exercer sur la bourre. Mais pour des performances balistiques optimisées, l'obturateur comme l'indique son nom, doit être le plus étanche possible pour confiner lesdits gaz et pour transférer la puissance des gaz à
la bourre puis au projectile.
L'étanchéité doit être réalisée entre la paroi intérieure de l'étui et le bord périphérique de l'obturateur. L'énergie de l'explosion est ensuite transmise à la grenaille par la bourre de façon à assurer une équi-distribution de l'énergie en minimisant les pertes. 2 A second problem is linked to the fact that often biodegradable materials, because of their inferior mechanical properties and their evolution, break under efforts instead of remain monolithic.
There are different assemblies and different arrangements but we refer to here at a typical arrangement of a sport shooting cartridge or hunting cartridge, we find them following items, bottom-to-top description for a placed cartridge vertically:
- a metal base containing the primer and the powder on which is placed a shutter or cardboard on powder, - a tube forming the cartridge case, integral with the base, receiving a wad placed above the powder and shot of different types, in diameter selected, arranged above said wad, - a crimping of the tube forming the cartridge case at its end, at the level of the upper surface of the shot, to close and compress all the elements it contains.
Cardboard on powder does not perform well and is mostly replaced by a plastic shutter.
When the cartridge is fired, the primer is struck, the powder ignited by the primer burns instantly, this combustion produces a large volume of gas. Of containment of these gases in the barrel of the weapon result in the explosion. It is under the pressure of gases generated that the elements, projectiles and accessories introduced into the case formed nerve and sound holster, are expelled from the weapon through the barrel of the FC barrel.
The projectile, generally shot, is therefore expelled by transmission Energy generated by the explosion. The transmission of energy due to the thrust of gases is carried out in firstly via the shutter which prevents losses of the power of the explosion which would come directly to exert itself on the fluff. But for performance optimized ballistics, the shutter as its name suggests, must be the more waterproof possible to confine said gases and to transfer the power of the gases to the fluff then at projectile.
The seal must be made between the inner wall of the case and the edge peripheral the shutter. The energy of the explosion is then transmitted to the shot by the way to ensure an equi-distribution of energy while minimizing losses.

3 Cet 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 reproductivité à la fabrication des cartouches. Ceci est d'autant plus complexe que les performances doivent être conservées dans le temps or les matériaux évoluent, surtout les matériaux biodégradables.
Un obturateur de l'art antérieur est décrit dans le brevet US 3 022 734. Cet obturateur est réalisé en matière thermoplastique élastomère d'origine pétrolière polyéthylène, copolymère de styrène/butadiène, acétate de cellulose notamment. Le procédé de fabrication de cette obturateur consiste à découper une rondelle d'un profil à section circulaire extrudé puis à
déformer le disque entre les matrices d'un poinçon pour réaliser un profil à
section sensiblement en H.
Les ailes du H, après déformation, viennent naturellement, du fait des contraintes résiduelles, se mettre en forme de coupelle, ceci du fait du matériau élastomère.
Cet obturateur est placé au-dessus de la poudre. Le problème de cet obturateur est celui d'être en matériau élastomère donc avec une certaine souplesse permettant sa déformation si bien qu'il agit comme un joint racleur et les bords se déforment de façon aléatoire, sous la poussée de gaz si bien qu'un tel obturateur se "froisse" comme cela est dit dans le métier, c'est à dire qu'il va se déformer de façon aléatoire, or il faut non seulement une forte étanchéité de l'obturateur mais il faut aussi une poussée uniforme sur l'obturateur.
Un obturateur également de type connu se présente avec 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. Ces lèvres verticales sont reliées à la partie centrale par des épaulements. Au moment de l'explosion, la lèvre de l'obturateur est violement gonflée à
une pression de 500 bars minimum, pouvant atteindre 1000 bars dans certains chargements.
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 résistent mal à ces contraintes d'étirements et encore moins au fil du temps car ces matériaux évoluent. De plus, en devenant cassant lors du vieillissement, il 3 This shutter plays an essential role in the quality of the shot and in the projection of the shot. Indeed, the shutter, by its intermediate positioning between the explosion and the shot, plays the role of a seal which captures the gases to channel them and transmits energy from the blast to the shot. It is important to control gas leaks in order to bring reproducibility in the manufacture of cartridges. This is all the more complex than performance must be maintained over time or the materials evolve, Mostly the biodegradable materials.
A prior art shutter is described in US Pat. No. 3,022,734. This shutter is made of thermoplastic elastomer of petroleum origin polyethylene, copolymer styrene / butadiene, cellulose acetate in particular. The process of making this shutter consists of cutting a washer from a profile with a circular section extruded then to deform the disc between the dies of a punch to produce a profile with section substantially in H.
The wings of the H, after deformation, come naturally, due to the residual stresses, take the shape of a cup, this because of the elastomeric material.
This shutter is placed above the powder. The problem with this shutter is the one to be made of elastomeric material therefore with a certain flexibility allowing its deformation so that it acts as a wiper seal and the edges deform so random, under the thrust of gas so that such a shutter "crumples" as it is said in the profession, that is to say that it will deform randomly, but it is not only necessary a strong tightness of the shutter but a uniform thrust on the the shutter.
A shutter also of known type is presented with an architecture partly stiffened central by ribs in the plane but is able to deform radially through through vertical lips. These vertical lips are connected to the central part by shoulders. At the time of the explosion, the shutter lip is violently swollen at a minimum pressure of 500 bars, which can reach 1000 bars in some loads.
Today, plastic shutters resist these constraints important stretching even as you age so much in very hot temperatures as negative.
But the profile of these shutters does not give satisfaction when they are made with biodegradable materials that have poor resistance to these stretching constraints and even less at over time because these materials evolve. In addition, by becoming brittle during aging it

4 peut y avoir des ruptures au droit des épaulements provoquant des fuites et une perte de puissance balistique au moment de l'explosion.
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 évolutions de performances liées 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 mécaniques d'une pièce comme un obturateur dont les caractéristiques mécaniques sont essentielles.
La présente invention propose un obturateur, pouvant être réalisé en matériau biodégradable de type à déformation plastique et dont la géométrie permet la compensation d'une éventuelle biodégradation de l'obturateur 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 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 invention, - Figure 4: une vue en élévation de l'obturateur, objet de la présente invention, - Figure 5 : une vue en élévation de l'obturateur déformé par la compression générée par l'explosion de la poudre de la cartouche avec les variations dimensionnelles.
- Figure 6A et 68 : une vue de dessus de l'obturateur dans l'étui avec en trait discontinu l'obturateur immédiatement après explosion de la charge.
- Figure 7A à 7D : une vue d'un synoptique du procédé de réalisation et d'utilisation d'une cartouche avec l'obturateur selon la présente invention.
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 FEUILLE RECTIFIÉE (REGLE 91) ISA/EP

14 et sur laquelle est placé un obturateur 0 et 20, l'obturateur 0 étant un obturateur de l'art antérieur et l'obturateur 20 étant l'obturateur objet de la présente invention. Chacun des obturateurs 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. La bourre présente, 4 there may be ruptures at the shoulders causing leaks and a loss of ballistic power at the time of the explosion.
The environmental aspect is also increasingly present, all the more in sports practiced outdoors. Cartridge producers also have the will to make the more virtuous consumables with biodegradable characteristics interesting.
Biodegradable materials are more and more developed but are still subject to performance changes linked to the composition itself, biodegradable.
If this very slight biodegradability is imperceptible and unimportant for some people items, such as cutlery or other accessories, it can affect manner significant mechanical performance of a part such as a shutter whose the mechanical characteristics are essential.
The present invention provides a shutter, which can be made of a material biodegradable of plastic deformation type and whose geometry allows compensation of a possible biodegradation of the shutter over time, improving more sealing during the generation of the thrust by the explosion of the powder.
The present invention is now described according to an embodiment main, without that this is limiting, this with regard to the associated drawings in which the different figures represent:
- Figure 1: an elevational view of a cartridge with shutter of the art prior, - Figure 2: an elevational view of a cartridge with the object shutter of this invention, - Figure 3: a top view of the shutter, subject of this invention, - Figure 4: an elevational view of the shutter, subject of the present invention, - Figure 5: an elevational view of the shutter deformed by compression generated by the explosion of the powder of the cartridge with the variations dimensional.
- Figure 6A and 68: a top view of the shutter in the case with in dashed line the shutter immediately after explosion of the charge.
- Figure 7A to 7D: a view of a block diagram of the production process and of use of a cartridge with the shutter according to the present invention.
Figures 1 and 2 describe a cartridge 10, comprising a case 12 and a base 14 fitted with primer 16. The interior of the cartridge 10 comprises powder 18, placed in the base level RECTIFIED SHEET (RULE 91) ISA / EP

14 and on which is placed a shutter 0 and 20, the shutter 0 being a art shutter front and the shutter 20 being the shutter object of the present invention. Each of the shutters 0, 20 receives, over it, a wad 22, above which is placed there shot 24, more generally projectiles, this in a known manner. The fluff present,

5 éventuellement, une forme de godet pour mieux recevoir la grenaille.
L'obturateur 20 selon la présente invention est représenté sur les figures 2 à 5 optionally, a cup shape to better receive the shot.
The shutter 20 according to the present invention is shown in Figures 2 to

6 et représenté
déformé sur les figures 5 et 6.
L'obturateur 20 comporte un disque 25 central, d'une épaisseur E d'un diamètre D et doté
d'une face inférieure 20-1 et d'une face supérieure 20-2, inférieure et supérieure étant considérées la cartouche posée verticalement sur son culot.
L'obturateur 20 selon la présente invention comporte venu de fabrication avec le disque central au moins deux ailettes 26 supérieures et au moins deux ailettes inférieures, en l'occurrence huit ailettes supérieures 27 et huit ailettes inférieures 28, avec lesquelles ledit disque central 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. Chacune des ailettes supérieures 27 et inférieures 28 comportent deux bords rectilignes 30 radiaux et un bord périphérique extérieur circulaire 32, l'ensemble des bords périphériques formant la périphérie de l'obturateur 20 et ainsi un bord circulaire périphérique supérieur 34 et un bord circulaire périphérique inférieur 36. Dans le mode de réalisation représenté, chaque ailette a une épaisseur constante e, et cette épaisseur e est inférieure à E. L'épaisseur E
du disque est inférieure ou égale à 2 fois l'épaisseur e.
Comme visible sur les figures 4 et 5, les ailettes 26 présentent 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 00 par rapport au plan du disque 25 central.
De manière symétrique, les ailettes inférieures 28 présentent un angle d'inclinaison inférieur à 00, également par rapport au plan du disque 25 central. L'inclinaison angulaire varie en fonction du calibre de l'arme donc du diamètre de l'étui de la cartouche, de la nature du matériau, de la conception de la cartouche et donc en fonction de la ou des bourres, de la nature du matériau biodégradable. De façon générale, l'obturateur donne toute satisfaction avec tous les angles mais des essais permettent à l'homme de l'art de déterminer rapidement l'optimum, en travail de routine. L'angle se situe plus particulièrement entre 20 et 40 .
Ainsi, l'obturateur comprend un disque 25 central et des ailettes 26 formant ensemble un élément monolithique, chaque ailette 26 formant un angle non nul par rapport au plan dudit disque 25.
Les ailettes supérieures 27 et les ailettes inférieures 28 peuvent être liées ou non par leurs bords rectilignes radiaux 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 préférentiellement souple entre les ailettes supérieures 27 entres elles et les ailettes inférieures 28 entres elles, notamment pour éviter les déformations des ailettes lors des manipulations. Ces membranes de liaison 38 n'ont qu'une très faible résistance mécanique comparée aux pressions et efforts dont il sera question ci-après lors de l'utilisation. Dans le plan du disque 25, les ailettes supérieures 27 sont placées en quinconce par rapport aux ailettes inférieures 28 de façon que les bords rectilignes radiaux des ailettes inférieures soient décalés angulairement des bords rectilignes radiaux des ailettes supérieures.
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 positionnées de façon avantageuse au milieu des ailettes inférieures 28 et inversement, afin de respecter une symétrie.
La matière utilisée pour l'obturateur est une matière deformable, sans propriété élastique, identique pour l'intégralité de l'objet. La propriété "sans propriété
élastique" correspond à un matériau deformable mais qui ne reprend pas immédiatement sa forme initiale une fois déformé. C'est un matériau qui a donc des propriétés dites "plastiques" et non "élastiques".
C'est ainsi que, pour les ailettes 26, si elles venaient à être mises à plat, sous contrainte, lesdites ailettes ne reviennent pas instantanément à la position initiale lorsque la contrainte cesse et bien que pouvant présenter une mémoire de forme.
Du point de vue de la géométrie, le diamètre extérieur dExT de l'obturateur est inférieur au diamètre intérieur diNT de l'étui dans lequel il doit être introduit. Le diamètre DExT est le diamètre théorique de l'obturateur en position de travail avec les ailettes dans le plan du disque 25. 6 and represented deformed in Figures 5 and 6.
The shutter 20 comprises a central disc 25, of a thickness E with a diameter D and endowed a lower face 20-1 and an upper face 20-2, lower and superior being considered the cartridge placed vertically on its base.
The shutter 20 according to the present invention comprises manufactured with the disc central at least two upper fins 26 and at least two fins lower, in the occurrence eight upper fins 27 and eight lower fins 28, with which said central disc forms a monolithic element. The fins 26 can be related to petals of a daisy.
On the shutter 20, the upper fins 27 and the lower fins 28 are respectively in number of eight upper fins 27 and eight fins lower 28 and are developed outward from the edge of the disc 25. Each of the fins upper 27 and lower 28 have two rectilinear radial edges 30 and an edge circular outer peripheral 32, all of the peripheral edges forming the periphery of the shutter 20 and thus an upper peripheral circular edge 34 and a circular edge lower peripheral 36. In the embodiment shown, each one fin constant thickness e, and this thickness e is less than E. The thickness E
of the disc is less than or equal to twice the thickness e.
As visible in Figures 4 and 5, the fins 26 have relative in the plane of the disc 25 central, a non-zero angle of inclination, considered from the peripheral edge of the disc at edge peripheral fins. If we consider the disc 25 horizontally, the upper fins 27 have an inclination angle greater than 00 with respect to the plane of the central disc 25.
Symmetrically, the lower fins 28 have an angle lower tilt at 00, also with respect to the plane of the central disc. Tilt angular varies in depending on the caliber of the weapon, therefore the diameter of the cartridge case, the nature of material, the design of the cartridge and therefore depending on the wads, nature of the biodegradable material. In general, the shutter gives all satisfaction with all angles but tests allow a person skilled in the art to quickly determine the optimum, in routine work. The angle is more particularly between 20 and 40.
Thus, the shutter comprises a central disc 25 and fins 26 forming together one monolithic element, each fin 26 forming a non-zero angle with respect to in the plane of said disc 25.
The upper fins 27 and the lower fins 28 can be linked or not by their radial rectilinear edges 30 and are in the present description linked by a membrane of link 38. Said linkage membrane 38 is comparable to a line, by its small width.
Said connecting membrane 38 is placed between the fins 26 and ensures a connection preferably flexible between the upper fins 27 between them and the fins lower 28 between them, in particular to avoid deformation of the fins during manipulations. These binding membranes 38 have only a very low resistance mechanical compared to the pressures and efforts that will be discussed below when use. In the plane of the disc 25, the upper fins 27 are staggered by compared to lower fins 28 so that the radial rectilinear edges of the lower fins are angularly offset from the radial rectilinear edges of the upper fins.
So, and since the upper 27 and lower 28 fins have the same geometry, the binding membranes 38 are not aligned along the longitudinal vertical axis. As visible on the figure 3, the connecting membranes 38 of the upper fins 27, are positioned advantageous way in the middle of the lower fins 28 and vice versa, in order to respect a symmetry.
The material used for the shutter is a deformable material, without elastic property, identical for the entire object. The property "without property elastic "corresponds to a deformable material but which does not immediately return to its initial shape once deformed. It is a material which therefore has so-called "plastic" properties and not "elastic".
Thus, for the fins 26, if they were to be flattened, under constraint, said fins do not instantly return to the initial position when the constraint ceases and although may have a shape memory.
From the point of view of geometry, the external diameter dExT of the shutter is less than inside diameter diNT of the case in which it is to be inserted. The diameter DExT is the theoretical diameter of the shutter in working position with the fins in the plan of disc 25.

7 La présente invention propose une géométrie d'obturateur permettant l'utilisation d'une matière biodégradable avec des propriétés de plasticité.
Le procédé de réalisation d'une cartouche équipée de l'obturateur selon la présente invention consiste en la succession des étapes suivantes :
- préparer un culot avec son étui, ledit culot comportant une amorce et une charge de poudre, - introduire un obturateur selon la présente invention dans l'étui, - introduire au moins une bourre dans l'étui, - introduire le projectile, en l'occurrence de la grenaille, - sertir l'étui.
L'introduction de l'obturateur est très aisée puisque le diamètre extérieur dExT de l'obturateur est inférieur au diamètre intérieur cliNT de l'étui, voir figure 7A. Ensuite les autres éléments constitutifs de la cartouche, à savoir bourre, projectile sont introduits de façon parfaitement connue avant le sertissage voir figure 7B. On constate que le sertissage qui consiste à rouler .. les bords de l'étui sur un opercule ou en repliant le carton en étoile, ceci étant parfaitement connu également, il se produit une diminution de la hauteur de l'étui, ce qui conduit à exercer une première pression sur l'ensemble des éléments introduits dans la cartouche et donc sur l'obturateur, voir figure 7C.
Cette pression est limitée mais vient mettre en contact les ailettes 26 de l'obturateur avec la paroi intérieure de l'étui 12.
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 14, 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.
Il est donc important que la jonction entre la périphérie du cercle constituée par le bord circulaire supérieur 34 et le bord circulaire inférieur 36 soit le plus étanche possible par rapport à la paroi intérieure de l'étui. La surpression engendrée sur la face de l'obturateur étant du côté des ailettes inférieures 28 et sur la face inférieure 20-1 du disque 25, l'obturateur .. subit une compression sous l'effet de la poussée générée par l'explosion agissant sur cette face inférieure du disque 25 et sur les ailettes inférieures 28. Les ailettes inférieures 28 sont donc ramenées dans le plan du disque.

WO 2020/079087 The present invention provides a shutter geometry allowing the use of a biodegradable material with plasticity properties.
The process for producing a cartridge equipped with the shutter according to present invention consists of the succession of the following steps:
- prepare a pellet with its case, said pellet comprising a primer and a in charge of powder, - Introduce a shutter according to the present invention in the case, - introduce at least one wad in the case, - introduce the projectile, in this case the shot, - crimp the case.
The introduction of the shutter is very easy since the outer diameter shutter dExT
is smaller than the inner diameter cliNT of the case, see figure 7A. Then the other elements components of the cartridge, namely wad, projectile are introduced way perfectly known before crimping see figure 7B. It is noted that the crimping which is to roll .. the edges of the case on a cover or by folding the cardboard into a star, this being perfectly also known, there is a decrease in the height of the case, which leads to exercise a first pressure on all the elements introduced into the cartridge and therefore on shutter, see figure 7C.
This pressure is limited but comes into contact with the fins 26 of the shutter with the inner wall of the case 12.
The operation of the shutter 20, object of the present invention, is now described.
When the powder 18 is ignited rapidly and the explosion takes place product, at the level of the base 14, the shutter 20 and the wad 22 have the role of transferring the energy generated by the explosion with the shot 24, to allow its projection. The behaviour mechanics of the shutter is therefore essential for the quality of the shot.
It is therefore important that the junction between the periphery of the circle formed by the edge upper circular 34 and the lower circular edge 36 is the most waterproof possible by compared to the inner wall of the case. The overpressure generated on the face shutter being on the side of the lower fins 28 and on the lower face 20-1 of the disk 25, shutter .. undergoes compression under the effect of the thrust generated by the explosion acting on this underside of the disc 25 and on the lower fins 28. The fins lower 28 are therefore brought into the plane of the disc.

WO 2020/07908

8 PCT/EP2019/078100 Simultanément, les ailettes supérieures 27 sont ramenées dans le plan du disque par le déplacement de l'obturateur 20, en venant en appui sur la bourre 22 surmontée de la grenaille 24, éléments qui ne subissent encore aucune action liée à l'explosion dans cette phase, voir figure 7D. Les ailettes inférieures 28 sont comprimées et s'appuient quant à
elle sur les ailettes supérieures 27 immobilisées contre la bourre. Il y a alors continuité planaire des ailettes 26 et du disque 25. On note en regard des figures 6A et 6B que lors de la mise à
plat, le diamètre DEXT théorique, représenté en trait discontinu, étant supérieur au diamètre intérieur de l'étui, diNT, l'étui contraint par l'obturateur mis à plat se déforme et vient se plaquer contre le fût et le déforme radialement la déformation étant inférieure à la déformation théorique, jusqu' ce que la paroi extérieure de l'étui vienne contre la paroi intérieure du canon FC. La paroi intérieure du canon FC confine radialement la paroi extérieure de l'étui et donc l'obturateur, il se produit une pression radiale de la tranche de l'obturateur très importante.
L'étanchéité radiale est simultanément extrêmement forte et les fuites sont négligeables si bien que les paramètres balistiques sont excellentes.
Dans la partie centrale, du fait du positionnement en quinconce des bords radiaux rectilignes des ailettes avec leurs membranes de liaison 38, l'étanchéité est renforcée et ceci même si l'une ou plusieurs des membranes de liaison 38 se déchirent car l'effet chicane est totalement prépondérant. En effet, lors de la fabrication et de la manipulation post fabrication, la membrane de liaison 38 peut être partiellement ou complètement déchirée et donc inopérante, ce qui ne dégrade pas les performances d'étanchéité et donc les valeurs balistiques car les ailettes 26 sont plaquées avec une pression très importante. Dès lors, la poussée des gaz est quasi intégralement transmise à l'obturateur 20 qui peut alors venir 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 appuyés contre la paroi intérieure de l'étui 12. On note en regard des figures 6A et 6B que lors de la mise à plat, le diamètre DExT théorique, représenté en trait discontinu, étant supérieur au diamètre intérieur de l'étui, dINT, l'étui dans le fût du canon FC
confinant ledit étui radialement, il se produit une pression radiale de la tranche de l'obturateur très importante liée au différentiel de diamètre. Cette expansion radiale met en compression les bords 8 PCT / EP2019 / 078100 Simultaneously, the upper fins 27 are brought back into the plane of the disc by the displacement of the shutter 20, resting on the wad 22 surmounted shot 24, elements which do not yet undergo any action related to the explosion in this phase, see figure 7D. The lower fins 28 are compressed and rest on she on the fins upper 27 immobilized against the fluff. There is then planar continuity fins 26 and disk 25. It is noted with regard to FIGS. 6A and 6B that when updating flat, diameter Theoretical DEXT, shown in dashed line, being greater than the diameter inside the case, diNT, the case constrained by the flattened shutter deforms and comes press against the barrel and the radially deforms the deformation being less than the deformation theoretical, until that the outer wall of the case comes against the inner wall of the barrel FC. Wall interior of the FC barrel radially confines the exterior wall of the case and so the shutter, radial pressure occurs on the edge of the shutter very important.
The radial tightness is simultaneously extremely strong and leaks are negligible if although the ballistic parameters are excellent.
In the central part, due to the staggered positioning of the edges rectilinear radials fins with their connecting membranes 38, the tightness is reinforced and this even if one or more of the binding membranes 38 tear because the effect chicane is totally preponderant. Indeed, during manufacturing and post handling manufacturing, binding membrane 38 may be partially or completely torn and therefore inoperative, which does not degrade the sealing performance and therefore the values ballistic because the fins 26 are pressed with a very important. Therefore, the thrust of the throttle is almost entirely transmitted to the shutter 20 which can so come in support on the wad 22 which distributes this thrust on the shot 24 and transmits there again the almost all of the thrust.
Said lower 28 and upper 27 fins are therefore brought closer to by compression experienced by the shutter 20. The upper circular edges 34 and the edges peripheral devices lower 36 are also seen radially spaced from the disc 25 and are therefore tackled and pressed against the inner wall of the case 12. It is noted opposite the figures 6A and 6B than when of the flattening, the theoretical DExT diameter, shown in broken lines, being superior to the inside diameter of the case, dINT, the case in the barrel of the FC barrel confining said case radially, there is a radial pressure of the edge of the shutter very important related to the diameter differential. This radial expansion puts in compression edges

9 circulaires 34 et 36 sur la paroi intérieure de l'étui 12 qui, lui-même, se trouve plaqué contre la paroi intérieure du fût du canon. L'étanchéité périphérique est donc renforcée et assurée.
L'étanchéité radiale est extrêmement forte et les fuites sont négligeables si bien que les paramètres balistiques sont excellents.
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 supérieures 27 sont comprimés sur la bourre 22, les ailettes inférieures 28 sont comprimées sur les ailettes 27 supérieures, les bords 34 et 36 sont alors comprimés contre la paroi intérieure de 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 compression qui s'exercent sur l'obturateur 20.
Les matériaux biodégradables ont une tendance à évoluer dans le temps et par exemple à
perdre de la plasticité ou avoir des variations dimensionnelles. On constate que, si par exemple, le matériau devient plus cassant, une ou plusieurs ailettes se brisent, l'architecture permet de plaquer les ailettes supérieures et inférieures constituant une surface continue et de compenser cette cassure. De même, si une variation de diamètre dExT se produit, les ailettes compensent en diamètre et la réduction de la pression radiale sera infime et amplement suffisante pour assurer une étanchéité adaptée.
Ceci est un élément très important car les matériaux biodégradables sont des matériaux évolutifs du fait de la présence de charges organiques, fibres ou poudres d'origines végétales, naturelles, polymères d'origines végétales ou de production microbiologiques.
Ainsi il se produit nécessairement une dégradation au cours du temps puisque c'est la vocation première de ces matériaux et celle qui est recherchée après que ces obturateurs sont utilisés et diffusés dans la nature.
La saison de chasse notamment est limitée en durée et les munitions type cartouches sont achetées une année mais peuvent être conservées 1 ou plusieurs années supplémentaires avant d'être utilisées. Il existe en effet différents types de grenailles suivant les gibiers, différents calibres d'armes si bien que toutes les munitions achetées au cours d'une année ne sont pas épuisées, sans compter les réserves normales restantes en fin de saison. Il est donc impératif que les cartouches recourant à un obturateur selon la présente invention conserve les performances balistiques d'une année sur l'autre au moins voire durablement pendant plusieurs années. Le paramètre pour un utilisateur est la performance balistique et si l'utilisateur est prêt à payer des cartouches un prix plus élevé pour des produits avec des propriétés écologiques, ledit utilisateur ne tolèrera pas une perte de performance balistique.
L'obturateur selon la présente invention est biodégradable, autorise une expansion radiale de compensation et permet un déroulement de la transmission de poussée de façon homogène 5 et constante dans le temps.
Il est entendu que l'architecture interne peut varier en terme de bourres, de disposition de l'obturateur, par exemple entre deux bourres mais l'obturateur reste identique et le fonctionnement reste aussi identique. De même, la nature des bourres peut varier suivant les applications, les projectiles mais ceci ne fait pas partie de la présente invention. 9 circular 34 and 36 on the inner wall of the case 12 which, itself, is found tackled against the inner wall of the barrel of the barrel. Peripheral sealing is therefore reinforced and assured.
The radial seal is extremely strong and the leaks are negligible if even though ballistic parameters are excellent.
From an environmental point of view, the material used for the manufacture of shutter 20 may be biodegradable. Indeed, at the time of the explosion, disk 25 and the fins upper 27 are compressed on the flock 22, the lower fins 28 are compressed on the upper fins 27, the edges 34 and 36 are then compressed against the wall inside the case 12, the assembly, except the membranes 38, is compressed but at no stretched moment. Mechanical characteristics of materials biodegradable satisfy to these compressive stresses exerted on the shutter 20.
Biodegradable materials have a tendency to change over time and example at lose plasticity or have dimensional variations. We aknowledge that, if by example, the material becomes more brittle, one or more fins become break, architecture allows to press the upper and lower fins constituting a continuous surface and to compensate for this break. Likewise, if a variation in diameter dExT occurs product, fins compensate in diameter and the reduction in radial pressure will be minimal and ample sufficient to ensure adequate sealing.
This is a very important element because biodegradable materials are materials scalable due to the presence of organic fillers, fibers or powders of plant origin, natural, polymers of plant origin or microbiological production.
So it is necessarily produces a degradation over time since it is the vocation first of these materials and that which is sought after these shutters are used and diffused in nature.
The hunting season in particular is limited in duration and ammunition type cartridges are purchased one year but can be kept for 1 or more years additional before being used. There are indeed different types of shot according to the game, different calibers of weapons so that all ammunition purchased during of a year not are not exhausted, not to mention the normal reserves remaining at the end of season. It is therefore imperative that cartridges using a shutter according to this invention preserves ballistic performance from one year to the next at least or even durably during several years. The parameter for a user is performance ballistic and if the user is willing to pay a higher price for cartridges for products with ecological properties, said user will not tolerate loss of ballistic performance.
The shutter according to the present invention is biodegradable, allows a radial expansion of compensation and allows the thrust transmission to unfold in such a way homogeneous 5 and constant over time.
It is understood that the internal architecture may vary in terms of fillings, disposition of the shutter, for example between two wads but the shutter remains the same and the operation also remains the same. Likewise, the nature of the fillings may vary according to applications, projectiles but this is not part of this invention.

Claims

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1. Shooting cartridge comprising a case (12) with an internal diameter dINT and a base (14) with a primer (16), powder (18), a wad (22) and shot (24), as well as a shutter (20) disposed between said powder (18) and said wad (22), characterized in that said shutter (20) is made of biodegradable material with properties of plastic deformation, and comprises a central disc (25) and fins (26) together forming a element monolithic with said disc, the assembly having an outside diameter dExT, the fins (26) comprising upper (27) and lower (28) fins, these fins (26) forming an angle non-zero with respect to the plane of said disc (25), said shutter having a outside diameter nominal dExT, said fins being able to take at least one other position in which said fins (26) are in the plane of the disc (25), the outer diameter being DEXT.

2. Shooting cartridge according to claim 1, characterized in that the DEXT diameter of the shutter (20) with the fins in the plane of the disc (25) is higher to the diameter inside of the case.

3. Shooting cartridge according to claim 1 or 2, characterized in that the diameter nominal external dExT of the shutter (20) is less than the diameter inside case (12).

4. Shooting cartridge according to claim 1, characterized in that the shutter includes a connecting membrane (38) between the fins (26).

5. A firing cartridge according to any one of the preceding claims, characterized in that the shutter (20) has eight upper fins (27) and eight lower fins (28).

6. A firing cartridge according to any one of the preceding claims, characterized in that the upper fins (27) and the lower fins (28) have two edges rectilinear radials (30) and a circular edge (32) forming the periphery of the shutter (20) with an upper circular edge (34) and a lower circular edge (36).

7. A firing cartridge according to claim 6, characterized in that the edges radials rectilinear (30) of the upper fins (27) are staggered by compared to fins lower (28).

8. A firing cartridge according to any one of the preceding claims, characterized in that the upper fins (27) have an angle of inclination greater than 00 and in that the lower fins (28) have an angle of inclination less than 00, compared in the plane of the central disc (25).

9. A firing cartridge according to claim 8, characterized in that the fins upper (27) have an inclination angle of about 300 and in that the fins lower (28) have an inclination angle of approximately -300, compared in the plane of the disc (25) central.

10. A method of manufacturing a firing cartridge according to any one of preceding claims, characterized in that it comprises the steps following:
- preparing a base (14) with its case (12), said base comprising a primer (16) and a charge of powder (18), - insert a shutter (20) into the case (12), - introduce at least one wad (22) into said case (12), - introduce the projectile (24) into said case (12), - crimp the case (12).