EP0455550A1 - Dispositif d'étanchéité d'un projectile flèche - Google Patents

Dispositif d'étanchéité d'un projectile flèche Download PDF

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EP0455550A1
EP0455550A1 EP91401127A EP91401127A EP0455550A1 EP 0455550 A1 EP0455550 A1 EP 0455550A1 EP 91401127 A EP91401127 A EP 91401127A EP 91401127 A EP91401127 A EP 91401127A EP 0455550 A1 EP0455550 A1 EP 0455550A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
shoe
indenter
insert
thread
lip
Prior art date
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Application number
EP91401127A
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German (de)
English (en)
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EP0455550B1 (fr
Inventor
Marc Berville
Joel Leblond
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Giat Industries SA
Original Assignee
Giat Industries SA
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Publication date
Application filed by Giat Industries SA filed Critical Giat Industries SA
Publication of EP0455550A1 publication Critical patent/EP0455550A1/fr
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Publication of EP0455550B1 publication Critical patent/EP0455550B1/fr
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B14/00—Projectiles or missiles characterised by arrangements for guiding or sealing them inside barrels, or for lubricating or cleaning barrels
    • F42B14/06—Sub-calibre projectiles having sabots; Sabots therefor
    • F42B14/061—Sabots for long rod fin stabilised kinetic energy projectiles, i.e. multisegment sabots attached midway on the projectile
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B14/00—Projectiles or missiles characterised by arrangements for guiding or sealing them inside barrels, or for lubricating or cleaning barrels
    • F42B14/06—Sub-calibre projectiles having sabots; Sabots therefor
    • F42B14/067—Sealing aspects in sabots, e.g. sealing between individual segments of the sabots or sealing between the outer surface of the sabot and the inner surface of the barrel

Definitions

  • the technical sector of the present invention is that of arrow projectiles comprising a penetrator and a shoe, and in particular means for sealing between the shoe and the penetrator.
  • Patent EP0183892 describes a molded elastomeric shutter, constituted by a ring secured to radial arms.
  • the ring takes place in a groove common to the hoof and the indenter, the arms being trapped in grooves formed at the joint planes of the various elements of the hoof.
  • the grooves open into the groove of the belt which thus completes the tightness of the system.
  • This solution is a variant of an earlier method, known to those skilled in the art, which consisted in injecting an elastomer into these same grooves and grooves.
  • Patent EP0306615 relates to a process consisting of using a specially designed tool, to overmold a sealing film at the rear of the shoe.
  • An O-ring prevents the sealant from entering between the shoe and the projectile.
  • it is forced to perform the seal on a complete projectile, that is to say in which the indenter and the shoe are assembled (the same applies to the other processes mentioned above). After opening, there remains an elastomer residue of random geometry glued to the back of the indenter and which can disturb the external ballistics.
  • constraints related to occupational safety and health may arise from the fact that sometimes heavy metals, such as uranium, are used, and sometimes pyrotechnic elements (tracers or destabilization devices in exercise shots for example). Hence the interest in avoiding the manipulation of indenters.
  • Patent DE3332675 describes a rear seal for a boom munition which has one or more lips coming to bear on the bar.
  • the seal also includes an insert, metallic or not, on which the elastic material of the seal is vulcanized.
  • the joint is then made integral with the shoe by screwing or else by gluing.
  • the sealing device according to the invention does not imply the presence of residual elastomer on the indenter, which avoids disturbances in the path of the indenter.
  • the invention therefore relates to a device for ensuring the tightness of a projectile arrow between a shoe provided with a thread and a threaded indenter mounted in the thread, with respect to the combustion gases, characterized in that it consists of an elastomeric element applied to the rear part of the shoe and comprising a lip in elastic support on the indenter, and in that the elastomeric element is obtained by overmolding on the shoe and an insert engaged therein.
  • An elastomeric crown can partially fill the profile of the hoof tapping.
  • Radial grooves can be arranged in the thread at the level of the shoe joint planes, these grooves being filled by the elastomer element.
  • the elastomeric element can have a Shore hardness greater than or equal to 70 and an elongation before rupture less than or equal to 250%.
  • the lip of the elastomer element may have an edge with a thickness H of between 10 and 15% of the diameter of the indenter.
  • the length of the cylindrical part of the insert is substantially greater than or equal to the diameter of the indenter.
  • the frustoconical part can have an apex angle of between 6 and 10 and a length greater than or equal to the diameter of the indenter.
  • the threaded cylindrical part of the insert may have a production tolerance between the average tolerance and the minimum material of the thread of the indenter.
  • a result of the present invention lies in the fact that the seal is produced at the rear part of the shoe, by deformation of the elastomer lip and elastic support thereof on the indenter.
  • Another result lies in the use of the propellant gas pressure to increase the contact of the elastomeric element on the indenter.
  • Another result lies in the absence of tearing residues adhering to the penetrator, a source of disruption of its trajectory.
  • An arrow munition comprises, as shown in FIG. 1, a penetrator 1, in uranium for example, equipped with a shoe 2.
  • the shoe and the penetrator are connected in known manner by a thread 3.
  • the rear part of the shoe carries a elastomeric element 4 which extends from the indenter 1 to the belt 5 of the shoe.
  • the elastomer element 4 comprises a lip 6 in elastic support on the penetrator 1.
  • the elastomeric element does not adhere to the indenter and does not remain attached to the latter at the time of the shoe-indenter separation.
  • the diameter of the rear cylindrical part of the indenter (on which the lip 6 bears) is slightly less than the diameter of the thread, which allows the insertion of the indenter into the shoe by screwing by introducing the indenter through the front part of the shoe.
  • the lip 6 is not damaged by the thread and it deforms elastically so as to be applied to the rear cylindrical part of the indenter.
  • FIG. 2 shows an enlarged view of the lip 6, shown at rest, that is to say the penetrator removed.
  • This lip has a length L3 projected on the axis X′X of the ammunition greater than or equal to the outside diameter of the indenter, an edge 10 of thickness H between 10 and 15% of the diameter of the indenter and whose end wall delimits by with respect to a perpendicular to the axis X′X an angle ⁇ 3 of the order of 15 °.
  • the external surface 11 of the lip 6 defines with the axis X′X an angle ⁇ 1 less than or equal to 30 ° and the internal surface 12 an angle ⁇ 2 between 4 and 25 °.
  • the elastomer enters the thread 14 of the shoe and partially covers the teeth of the latter.
  • the thickness and the length of the elastomer ring 13 are shown diagrammatically in FIG. 2.
  • FIG. 2a shows more precisely the profile of the tapping 14, the sides 16 and tops 17 of the teeth are covered with a layer of elastomer of the order of a few tenths of a mm (0.2 to 0.6 mm).
  • the total length of the crown 13 is of the order of 2 to 10 times the length of the thread pitch (i.e. for a pitch of 4 mm: a length of 8 to 40 mm), and it is interrupted irregularly by because of the manufacturing process described below.
  • the seal 4, the lip 6 and the crown 13 are preferably obtained by vulcanization, the particular mode of manufacture proposed by the invention will be described below.
  • the elastomer it must have the following mechanical characteristics: Shore hardness ⁇ 70 and elongation before rupture ⁇ 250%.
  • the vulcanization conditions must not exceed 135 ° C for 20 minutes so as not to cause annealing of the hoof (generally carried out in 7049 A according to the US MIL standard).
  • the product sold under the brand name "ALCANSYL 538" marketed by the company SAFIC ALKAN gives good results.
  • the elastomer must adhere perfectly to the shoe and to the material of the belt, over the entire contact surface. To this end, the affected surfaces of the shoe should be coated with a bonding agent.
  • the nature of this product is to be defined according to the elastomer, and falls within the domain of the know-how of the skilled person in charge of the overmolding operation.
  • the adhesion agent sold under the brand THIXON 305 marketed by WHITTAKER CORPORATION has given satisfaction.
  • the elastomeric element is obtained in the following way:
  • Figure 3 shows a step in the manufacturing process where the indenter was replaced by an insert 7 to perform overmolding.
  • the mold in which the vulcanization takes place is not shown in detail, it comes to conform to the rear shape of the shoe 2 while providing the space necessary for making the joint.
  • a part 19 on which a bottom 20 is fixed, for example by means of screws, and which receives the shoe.
  • a part 18 is made integral with the part 19 by known means, not shown, such as screws or flanges.
  • the part 18 carries one or preferably several injection orifices 21, and one or more radial orifices 22 allowing the evacuation of the air during the injection.
  • This insert 7 is subsequently removed to allow the penetration device 1 to be put in place.
  • the profile of the lip 6 at the level of the penetrator must be such that the pressure of the propellant gases of the projectile tends to press said lip 6 onto the penetrator 1. It it is also necessary to tighten this lip 6 on the indenter 1. To this end, in order to achieve a tightening as homogeneous as possible, taking into account the external profile of the shoe 2 and that of the overmolding which results therefrom, the insert 7 have a taper at the lip 6.
  • FIG. 4 represents the insert 7 alone, consisting of a threaded cylindrical part 8 and a frustoconical part 9.
  • the part 8 has a nominal outside diameter identical to that of the indenter 1 and a length L1 greater than or equal to the outside diameter , i.e. 10 to 20 times the thread pitch.
  • Part 9 has a length L2 at least equal to the width of the lip 6 that is to be obtained, an apex angle between 6 and 10 ° and a diameter D, at the end of the lip, equal at 8 to 13% of the outside diameter of the part 8.
  • the thread of the insert has a profile identical to that of the indenter, but the tolerance for making the thread is preferably between the average tolerance and the minimum material of the thread of the indenter.
  • minimum material means the minimum diameter of the thread of the indenter (minimum tolerance).
  • the average tolerance is the arithmetic mean value between the maximum and minimum values of the diameter of the indenter thread.
  • This crown improves gas tightness.
  • the choice of the length L1 of the insert greater than or equal to the diameter of the indenter is important because it creates a distance of travel of the elastomer during molding such that it does not extend beyond the insert and does not does not come to fill all the tapping of the shoe.
  • part 9 In the case where part 9 is cylindrical, its diameter will be chosen equal to 8 to 13% of the diameter of part 8.
  • the elastomer must adhere perfectly to the shoe and the belt material, over the entire contact surface. On the other hand, it must in no way remain stuck to the insert so as not to cause degradation during demolding.
  • the surfaces concerned should be coated with suitable products, namely a bonding agent for the shoe and a release agent for the insert.
  • suitable products namely a bonding agent for the shoe and a release agent for the insert.
  • the nature of these products is to be defined as a function of the elastomer, and falls within the domain of the know-how of the person skilled in the art responsible for the overmolding operation.
  • the adhesion agent sold under the brand THIXON 305 sold by WHITTAKER CORPORATION and the release agent sold under the brand SIPIOL C have given satisfaction.
  • the insert can be positioned either from the front or from the rear of the shoe; similarly, it can be removed after vulcanization by the front of the shoe, which has the advantage of not passing the threaded part of the insert over the lip 6.
  • Figures 5 to 6 illustrate an alternative embodiment according to which the shoe has radial grooves 15 disposed at the joint planes of the different sectors of the shoe. These grooves will have a length less than or equal to a fraction of L3, and a depth of the order of a millimeter.

Landscapes

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Abstract

L'invention concerne un dispositif pour assurer l'étanchéité d'un projectile flèche entre un sabot (2) muni d'un taraudage (14) et un pénétrateur fileté (1) monté dans le taraudage, vis-à-vis des gaz de combustion. Il est caractérisé en ce qu'il est constitué par un élément élastomère (4) appliqué sur la partie arrière du sabot et comportant une lèvre (6) en appui élastique sur le pénétrateur. L'élément élastomère (4) est obtenu par surmoulage sur le sabot (2) et un insert (7) engagé dans celui-ci, et présente une dureté Shore supérieure ou égale à 70 et un allongement avant rupture inférieur ou égal à 250%. La lèvre (6) de l'élément élastomère présente un bord d'épaisseur comprise entre 10 et 15% du diamètre du pénétrateur.
Application aux projectiles d'artillerie.

Description

  • Le secteur technique de la présente invention est celui des projectiles flèches comprenant un pénétrateur et un sabot, et en particulier des moyens pour assurer l'étanchéité entre le sabot et le pénétrateur.
  • Lors du tir d'un projectile flèche, il est important que les gaz de propulsion ne puissent s'insinuer vers l'avant de ce projectile, pouvant provoquer d'éventuels dommages ou une ouverture du sabot par l'arrière, nuisibles à la tenue mécanique du projectile. Une étanchéité défectueuse entraînerait automatiquement une perte de vitesse initiale du projectile et une altération de la précision.
  • On a donc, par différents moyens, cherché à se prémunir contre ce genre d'inconvénients.
  • Le brevet EP0183892 décrit un obturateur en élastomère moulé, constitué par un anneau solidaire de bras radiaux. L'anneau prend place dans une gorge commune au sabot et au pénétrateur, les bras étant emprisonnés dans des rainures ménagées au niveau des plans de joints des différents éléments du sabot. Les rainures débouchent dans la gorge de la ceinture qui vient ainsi parfaire l'étanchéité du système. Cette solution est une variante d'un procédé antérieur, connu de l'homme de l'art, qui consistait à injecter un élastomère dans ces mêmes rainures et gorge.
  • Cette technique présente les inconvénients suivants:
    • il faut nécessairement usiner les gorges et les rainures ce qui entraîne des coûts de fabrication supplémentaires,
    • les tolérances d'usinage des gorges et des rainures doivent être serrées, et de même le moulage de l'obturateur particulièrement soigné, entre autres exempt de bavures,
    • les gaz peuvent s'immiscer dans les plans de joint en amont de l'obturateur, tendre à ouvrir le sabot par l'arrière, diminuant ainsi l'efficacité du joint, surtout dans le cas de l'obturateur moulé,
    • l'injection de l'élastomère dans les rainures peut engendrer des bulles, indécelables par la suite, entraînant une rupture d'étanchéité.
  • Il ressort de ce qui précède que l'on a intérêt à réaliser l'étanchéité directement sur la face arrière du sabot, un tel procédé permettant de supprimer les usinages des gorges et des rainures et aussi d'assurer un contrôle visuel aisé.
  • Le document Statutory Invention USH265 décrit un procédé consistant à pulvériser un élastomère silicone sur la partie arrière du sabot ainsi que sur une partie du pénétrateur adjacente au sabot. Les zones à pulvériser sont délimitées au moyen de masques. L'inconvénient de cette méthode est qu'elle oblige à pulvériser un élastomère dilué, donc très fluide, capable de s'infiltrer dans les différents éléments du sabot ou entre le pénétrateur et ledit sabot. Il en résulte qu'il peut, de manière incontrôlée, servir de lien entre ces différents constituants (d'autant plus que pour assurer l'étanchéité l'adhésion sur le pénétrateur et le sabot est recherchée) et par suite provoquer une ouverture dissymétrique du sabot, ce qui peut entraîner des perturbations de la balistique extérieure.
  • Le brevet EP0306615 concerne un procédé consistant au moyen d'un outillage spécialement conçu, à surmouler à l'arrière du sabot un film d'étanchéité. Un joint torique empêche l'agent d'étanchéité de pénétrer entre le sabot et le projectile. De cette manière, on évite les inconvénients évoqués précédemment. Néanmoins, on est contraint de réaliser l'étanchéité sur un projectile complet, c'est à dire dans lequel pénétrateur et sabot sot assemblés (il en va de même pour les autres procédés cités ci-dessus). Après ouverture, il demeure un résidu d'élastomère de géométrie aléatoire collé à l'arrière du pénétrateur et qui peut perturber la balistique extérieure.
  • Ceci constitue un inconvénient dans la mesure où il est parfois techniquement et économiquement avantageux de fabriquer les sabots dans une unité de production et les pénétrateurs dans une autre (en cas de sous traitance par exemple); dans la mesure aussi où se posent des problèmes de confidentialité, les pénétrateurs faisant actuellement l'objet de nombreuses recherches et pouvant, de ce point de vue, être qualifiés de produits sensibles.
  • D'autre part, des contraintes liées à la sécurité et à l'hygiène du travail peuvent surgir du fait que parfois on utilise des métaux lourds, comme par exemple de l'uranium, et parfois des éléments pyrotechniques (traceurs ou dispositifs de déstabilisation dans des projectiles d'exercice par exemple). D'où l'intérêt que l'on a à éviter les manipulations de pénétrateurs.
  • Tout ceci plaide donc en faveur d'un assemblage final sabot/pénétrateur survenant le plus tard possible au cours de la fabrication de la munition.
  • Le brevet DE3332675 décrit un joint d'étanchéité arrière pour une munition flèche qui présente une ou plusieurs lèvres venant en appui sur le barreau. Le joint comporte également un insert, métallique ou non, sur lequel le matériau élastique du joint est vulcanisé.
  • Le joint est ensuite rendu solidaire du sabot par vissage ou bien par collage.
  • Afin d'éviter des fuites de gaz il est nécessaire de réaliser un tel joint avec des tolérances de fabrications extrêmement précises permettant d'assurer un ajustement parfait de la face arrière du sabot avec le joint.
  • De telles tolérances ainsi que les usinages imposés par la présence des vis de fixation ont pour effet d'augmenter le coût de fabrication du projectile.
  • Enfin une fixation de ce joint par collage risque d'être peu fiable.
  • C'est le but de la présente invention que de proposer des moyens d'étanchéité permettant l'assemblage ultérieur du sabot et du pénétrateur, tout en assurant une étanchéité parfaite sans adhérence entre le joint et le pénétrateur.
  • C'est un autre but de l'invention que de proposer un procédé de réalisation du joint qui évite un assemblage mécanique du joint sur le sabot.
  • Le dispositif d'étanchéité selon l'invention n'implique pas la présence de reliquats d'élastomère sur le pénétrateur ce qui évite des perturbations de la trajectoire du pénétrateur.
  • L'invention a donc pour objet un dispositif pour assurer l'étanchéité d'un projectile flèche entre un sabot muni d'un taraudage et un pénétrateur fileté monté dans le taraudage, vis à vis des gaz de combustion, caractérisé en ce qu'il est constitué par un élément élastomère appliqué sur la partie arrière du sabot et comportant une lèvre en appui élastique sur le pénétrateur, et en ce que l'élément élastomère est obtenu par surmoulage sur le sabot et un insert engagé dans celui-ci.
  • Une couronne d'élastomère peut remplir partiellement le profil du taraudage du sabot.
  • Des rainures radiales peuvent être disposées dans le taraudage au niveau des plans de joint du sabot, ces rainures étant remplies par l'élément élastomère.
  • L'élément élastomère peut avoir une dureté Shore supérieure ou égale à 70 et un allongement avant rupture inférieur ou égal à 250%.
  • La lèvre de l'élément élastomère peut présenter un bord d'épaisseur H comprise entre 10 et 15% du diamètre du pénétrateur.
  • L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un dispositif d'étanchéité caractérisé en ce que :
    • on introduit dans le sabot au niveau de sa partie arrière un insert présentant une partie cylindrique filetée vissée dans le taraudage du sabot et une partie lisse tronconique ou cylindrique en saillie à l'arrière du sabot,
    • on réalise dans un moule un surmoulage partiellement sur l'insert en une lèvre et sur la partie arrière du sabot, à l'aide d'une matière élastomère,
    • on réalise une vulcanisation dans le moule pour obtenir l'élément élastomère,
    • on enlève l'insert et on replace ultérieurement le pénétrateur.
  • La longueur de la partie cylindrique de l'insert est sensiblement supérieure ou égale au diamètre du pénétrateur.
  • La partie tronconique peut présenter un angle au sommet compris entre 6 et 10 et une longueur supérieure ou égale au diamètre du pénétrateur.
  • La partie cylindrique filetée de l'insert peut présenter une tolérance de réalisation comprise entre la tolérance moyenne et le minimum de matière du filetage du pénétrateur.
  • Un résultat de la présente invention réside dans le fait que l'étanchéité est réalisée à la partie arrière du sabot, par déformation de la lèvre d'élastomère et appui élastique de celle-ci sur le pénétrateur.
  • Un autre résultat réside dans l'utilisation de la pression des gaz de propulsion pour augmenter le contact de l'élément élastomère sur le pénétrateur.
  • Un autre résultat réside dans l'absence de résidus de déchirement adhérents au pénétrateur, source de perturbation de sa trajectoire.
  • D'autres avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture du complément de description donné ci-après à titre d'exemple en relation avec un dessin sur lequel:
    • la figure 1 est une coupe partielle d'une munition flèche montrant l'assemblage final,
    • la figure 2 et 2a sont des coupes agrandies de la lèvre de l'élément élastomère,
    • la figure 3 est une coupe partielle du sabot disposé dans le moule et montrant la mise en place de l'insert,
    • la figure 4 est une vue de l'insert,
    • les figures 5 et 6 illustrent une variante de réalisation de l'élément élastomère associé à un sabot particulier.
  • Une munition flèche comprend, comme montré sur la figure 1, un pénétrateur 1, en uranium par exemple, équipé d'un sabot 2. Le sabot et le pénétrateur sont liés de manière connue par un filetage 3. La partie arrière du sabot porte un élément élastomère 4 qui s'étend du pénétrateur 1 à la ceinture 5 du sabot. L'élément élastomère 4 comporte une lèvre 6 en appui élastique sur le pénétrateur 1.
  • Ainsi, l'élément élastomère n'adhère pas au pénétrateur et ne reste pas attaché à ce dernier au moment de la séparation sabot-pénétrateur. Le diamètre de la partie cylindrique arrière du pénétrateur (sur laquelle vient en appui la lèvre 6) est légèrement inférieur au diamètre du filetage, ce qui permet la mise en place du pénétrateur dans le sabot par vissage en introduisant le pénétrateur par la partie avant du sabot.
  • Ainsi la lèvre 6 ne se trouve pas détériorée par le filetage et elle se déforme élastiquement de façon à s'appliquer sur la partie cylindrique arrière du pénétrateur.
  • La figure 2 représente de façon agrandie la lèvre 6, représentée au repos c'est à dire pénétrateur enlevé.
  • Cette lèvre présente une longueur L3 projetée sur l'axe X′X de la munition supérieure ou égale au diamètre extérieur du pénétrateur, un bord 10 d'épaisseur H comprise entre 10 et 15% du diamètre du pénétrateur et dont la paroi terminale délimite par rapport à une perpendiculaire à l'axe X′X un angle α3 de l'ordre de 15°. La surface externe 11 de la lèvre 6 délimite avec l'axe X′X un angle α1 inférieur ou égal à 30° et la surface interne 12 un angle α2 compris entre 4 et 25°.
  • L'élastomère pénètre dans le taraudage 14 du sabot et recouvre partiellement les dents de ce-dernier.
  • L'épaisseur et la longueur de la couronne 13 d'élastomère sont représentées schématiquement sur la figure 2.
  • La figure 2a montre de façon plus précise le profil du taraudage 14, les flancs 16 et sommets 17 des dents sont recouverts d'une couche d'élastomère de l'ordre de quelques dizièmes de mm (0.2 à 0.6 mm).
  • La longueur totale de la couronne 13 est de l'ordre de 2 à 10 fois la longueur du pas du filetage (soit pour un pas de 4 mm: une longueur de 8 à 40 mm), et elle s'interromp de façon irrégulière en raison du procédé de fabrication décrit par la suite.
  • Une telle disposition permet d'améliorer l'étanchéité. En effet la couronne d'élastomère se trouvera comprimée par le pénétrateur lors de sa mise en place dans le sabot, le jeu à ce niveau entre le pénétrateur et le sabot se trouvera complètement comblé par l'élément élastomère sans qu'il y ait néanmoins adhérence entre pénétrateur et sabot. La couronne 13 d'élastomère améliorera donc l'étanchéité sans pour autant perturber la séparation du sabot et du pénétrateur.
  • Le joint 4, la lèvre 6 et la couronne 13 sont obtenus de préférence par vulcanisation, le mode particulier de fabrication proposé par l'invention sera décrit par la suite.
  • Concernant l'élastomère, il devra avoir les caractéristiques mécaniques suivantes: dureté Shore ≧ 70 et allongement avant rupture ≦ 250%. En outre, les conditions de vulcanisation ne doivent pas excéder 135°C pendant 20 minutes afin de ne pas entraîner de recuit du sabot (généralement réalisé en 7049 A suivant la norme US MIL). On peut par exemple utiliser un polymère vulcanisable à haute température (de 120 à 135°C). Le produit vendu sous la marque "ALCANSYL 538" commercialisé par la société SAFIC ALKAN donne de bons résultats.
  • Par ailleurs l'élastomère doit adhérer parfaitement au sabot et au matériau de la ceinture, sur toute la surface de contact. A cet effet, il convient de procéder à l'enduction des surfaces concernées du sabot à l'aide d'un agent d'accrochage. La nature de ce produit est à définir en fonction de l'élastomère, et relève du domaine du savoir faire de l'homme de l'art chargé de l'opération de surmoulage.
  • A titre d'exemple, pour l'élastomère précédemment cité, l'agent d'adhésion vendu sous la marque THIXON 305 commercialisé par WHITTAKER CORPORATION a donné satisfaction.
  • L'élément élastomère est obtenu de la façon suivante:
  • La figure 3 montre une étape du procédé de fabrication où on a remplacé le pénétrateur par un insert 7 pour réaliser le surmoulage.
  • Le moule dans lequel se fait la vulcanisation n'est pas représenté en détail, il vient épouser la forme arrière du sabot 2 en ménageant l'espace nécessaire à la réalisation du joint.
  • Il comporte une pièce 19 sur laquelle est fixée un fond 20, par exemple au moyen de vis, et qui reçoit le sabot. Une pièce 18 est rendue solidaire de la pièce 19 par des moyens connus non représentés tels que des vis ou des brides.
  • La pièce 18 porte un ou de préférence plusieurs orifices d'injection 21, et un ou plusieurs orifices radiaux 22 permettant l'évacuation de l'air au cours de l'injection.
  • On retire ultérieurement cet insert 7 pour permettre la mise en place du pénétrateur 1. Le profil de la lèvre 6 au niveau du pénétrateur doit être tel que la pression des gaz de propulsion du projectile tende à plaquer ladite lèvre 6 sur le pénétrateur 1. Il faut aussi réaliser un serrage de cette lèvre 6 sur le pénétrateur 1. A cet effet, afin de réaliser un serrage aussi homogène que possible, compte tenu du profil extérieur du sabot 2 et de celui du surmoulage qui en découle, l'insert 7 doit présenter une conicité au droit de la lèvre 6.
  • La figure 4 représente l'insert 7 seul, constitué d'une partie cylindrique 8 filetée et d'une partie tronconique 9. La partie 8 a un diamètre nominal extérieur identique à celui du pénétrateur 1 et une longueur L1 supérieure ou égale au diamètre extérieur, soit 10 à 20 fois le pas du filetage. La partie 9 a une longueur L2 au moins égale à la largeur de la lèvre 6 que l'on veut obtenir, un angle au sommet compris entre 6 et 10° et un diamètre D, au droit de l'extrémité de la lèvre, égal à 8 à 13% du diamètre extérieur de la partie 8. Le filetage de l'insert présente un profil identique à celui du pénétrateur, mais la tolérance de réalisation du filetage est de préférence comprise entre la tolérance moyenne et le minimum de matière du filetage du pénétrateur.
  • On entend par minimum matière le diamètre minimal du filetage du pénétrateur (tolérance minimale). La tolérance moyenne est la valeur moyenne arithmétique entre les valeurs maximale et minimale du diamètre du filetage du pénétrateur.
  • Ainsi, à titre d'exemple, pour un pénétrateur de diamètre de filetage en sommet de dent égal à 25 mm ±0.1mm, on choisira un insert de diamètre de filetage en sommet de dent de 25 mm (+0, -0.1mm).
  • De cette manière, on ménage un jeu entre l'insert et le sabot qui permet la légère pénétration de l'élastomère entre le filetage de l'insert et le taraudage 14 du sabot. Il subsiste ainsi après retrait de l'insert une couronne 13 d'élastomère remplissant partiellement le profil du taraudage 14 et s'interrompant de façon irrégulière.
  • Cette couronne permet d'améliorer l'étanchéité aux gaz.
  • Le choix de la longueur L1 de l'insert supérieure ou égale au diamètre du pénétrateur est importante car elle créée une distance de parcours de l'élastomère lors du moulage telle qu'il ne s'étend pas au delà de l'insert et ne vient pas remplir tout le taraudage du sabot.
  • Dans le cas où la partie 9 est cylindrique, son diamètre sera choisi égal à 8 à 13% du diamètre de la partie 8.
  • Comme cela a été noté ci-dessus, l'élastomère doit adhérer parfaitement au sabot et au matériau de la ceinture, sur toute la surface de contact. En revanche, il ne doit en aucune façon rester collé à l'insert de manière à ne pas provoquer de dégradation lors du démoulage. A cet effet, il convient de procéder à l'enduction des surfaces concernées à l'aide de produits appropriés, à savoir un agent d'accrochage pour le sabot et un agent de démoulage pour l'insert. La nature de ces produits est à définir en fonction de l'élastomère, et relève du domaine du savoir faire de l'homme de l'art chargé de l'opération de surmoulage. A titre d'exemple, pour l'élastomère précédemment cité, l'agent d'adhésion vendu sous la marque THIXON 305 commercialisé par WHITTAKER CORPORATION et l'agent de démoulage vendu sous la marque SIPIOL C ont donné satisfaction.
  • L'invention apporte d'indéniables avantages qui sont:
    • pas de résidus de déchirement (de géométrie aléatoire) sur le pénétrateur à l'issue de la phase de largage du sous-projectile lors du tir, résidus qui par leur géométrie et leur entrée en combustion pourraient altérer la trajectoire d'un obus flèche tiré à grande vitesse (≧ 1650 m/s) et à grande distance (≧ 2000 m),
    • fabrication plus souple, permettant de sous-traiter la vulcanisation et d'éviter d'acquérir des moyens lourds en machines et en outillage pour un seul type de fabrication,
    • avantage au niveau de l'hygiène et de la sécurité du fait que l'on manipule au minimum les pénétrateurs qui, comme indiqué précédemment peuvent présenter des risques de toxicité ou pyrotechniques,
    • préservation de la confidentialité rattachée à certaines fabrications,
    • démontabilité du pénétrateur possible à un coût minimum en vue de son remplacement par une autre génération de pénétrateur ou de moulage sur un autre sabot.
  • Pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, on procède de la manière suivante:
    • on visse l'insert 7 dans le sabot 2 de façon à faire apparaître la partie tronconique 9,
    • on place le sabot ainsi équipé dans un moule ayant un profil interne conforme au profil externe de l'élément 4,
    • on injecte de la matière élastomère pour obtenir par vulcanisation l'élément élastomère 4,
    • on enlève l'insert 7,
    • on replace ultérieurement le pénétrateur.
  • L'insert peut être mis en place de façon indifférente par l'avant ou bien par l'arrière du sabot; de même, il peut être retiré après vulcanisation par l'avant du sabot ce qui présente l'avantage de ne pas faire passer la partie filetée de l'insert sur la lèvre 6.
  • Cependant, il peut être préféré de faire sortir l'insert par l'arrière cela afin de réduire le temps de dévissage; cela sera possible à condition que la déformation de la lèvre provoquée par le passage de la partie filetée de l'insert reste une déformation élastique, c'est à dire inférieure à 250% avec l'élastomère proposé selon l'invention.
  • Ces conditions sont remplies dans la plupart des cas et en particulier avec les dimensions des lèvres données précédemment. Le pénétrateur sera mis en place par l'avant du sabot afin d'éviter un retournement de la lèvre risquant de la déchirer.
  • Les figures 5 à 6 illustrent une variante de réalisation selon laquelle le sabot présente des rainures radiales 15 disposées au niveau des plans de joint des différents secteurs du sabot. Ces rainures auront une longueur inférieure ou égale à une fraction de L3, et une profondeur de l'ordre du millimètre.
  • Au moment du surmoulage de l'élastomère, ce dernier pénétrera dans les rainures tout comme il pénètre entre l'insert et le sabot pour former la couronne 13. L'agent d'adhésion aura été déposé au préalable dans les rainures et assurera la tenue de l'élastomère sur le matériau constitutif du sabot à ce niveau. L'avantage d'une telle configuration est d'une part d'améliorer la tenue mécanique de la lèvre 6 relativement au sabot en lui apportant des points d'accrochage supplémentaires sur le sabot au niveau du taraudage, et d'autre part d'améliorer l'étanchéité au niveau des plans de joint des segments du sabot.

Claims (9)

1- Dispositif pour assurer l'étanchéité d'un projectile flèche entre un sabot (2) muni d'un taraudage (14) et un pénétrateur fileté (1) monté dans le taraudage, vis à vis des gaz de combustion, caractérisé en ce qu' il est constitué par un élément élastomère (4) appliqué sur la partie arrière du sabot et comportant une lèvre (6) en appui élastique sur le pénétrateur, et en ce que l'élément élastomère (4) est obtenu par surmoulage sur le sabot (2) et un insert (7) engagé dans celui-ci.
2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une couronne (13) d'élastomère remplit partiellement le profil du taraudage (14) du sabot.
3 - Dispositif selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que des rainures radiales (15) sont disposées dans le taraudage au niveau des plans de joint du sabot, ces rainures étant remplies par l'élément élastomère.
4 - Dispositif selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément élastomère (4) a une dureté Shore supérieure ou égale à 70 et un allongement avant rupture inférieur ou égal à 250%.
5 - Dispositif selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la lèvre (6) de l'élément élastomère (4) présente un bord d'épaisseur H comprise entre 10 et 15% du diamètre du pénétrateur.
6 - Procédé de fabrication du dispositif d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que :
- on introduit dans le sabot (2) au niveau de sa partie arrière un insert (7) présentant une partie cylindrique filetée (8) vissée dans le taraudage (14) du sabot et une partie lisse tronconique (9) ou cylindrique en saillie à l'arrière du sabot,
- on réalise dans un moule un surmoulage partiellement sur l'insert en une lèvre (6) et sur la partie arrière du sabot, à l'aide d'une matière élastomère,
- on réalise une vulcanisation dans le moule pour obtenir l'élément élastomère (4),
- on enlève l'insert (7) et on replace ultérieurement le pénétrateur (1).
7 - Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la longueur L1 de la partie cylindrique (8) de l'insert est sensiblement supérieure ou égale au diamètre du pénétrateur (1).
8 - Procédé selon une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que la partie tronconique (9) présente un angle au sommet compris entre 6 et 10 et une longueur L2 supérieure ou égale au diamètre du pénétrateur (1).
9 - Procédé selon une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la partie cylindrique (8) filetée de l'insert présente une tolérance de réalisation comprise entre la tolérance moyenne et le minimum de matière du filetage du pénétrateur.
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