BAE Systems Hägglunds has a long history of producing high performance terrain tracked vehicles (mostly for military applications), and they are now aiming at developing a tracked forwarder with similar techniques.The forwarder will be of series hybrid type where a diesel engine via a generator will power the motors (one for each drive wheel). Thanks to individually controlled motors and the gentle rubber tracks, this forwarder is calculated to have a considerably higher average speed in the terrain and to be more gentle to the soil. The forwarder with a weight of 11 metric tons and a load capacity of 15 metric tons is specified to have an average working speed of 7-10 km/h, a top speed in terrain of 15 km/h and a top speed on roads of 40 km/h.This master’s thesis aims at developing a conceptual design of the forwarder’s drive module which includes electric motor, gear unit, brake and drive wheel.To investigate if the requirements can be fulfilled a study of the dimensioning loading scenarios has been carried out. The resulting needs regarding the torque has been considered in order to determine the required gear ratios for different motor options. A planetary gear unit is intended for the supply of the gear ratio between the electric motor and the drive wheel and with the results from the study of the different loading scenarios models of the motor and gear unit could be chosen as reference models in the concept generation part. The concepts were evaluated with a Pugh matrix in order to choose the most suitable one for further development. In the further development work the CAD models have been detailed and a verifying FEM analysis of the base in the design has been performed.The result is a conceptual design where the electric motor and the gear unit have been placed inside of the drive wheel and a disc brake system has been placed outside of the drive wheel. As gear unit a system with two steps has been chosen for adaption to the current demands regarding gear ratio and available geometrical space. The chosen motor is a permanent magnet synchronous motor with a peak torque of 324 Nm, a nominal torque of 172 Nm and a maximum efficiency of 94 %. This will result in a fulfillment of the requirements regarding the performance of the forwarder. / BAE Systems Hägglunds som har en lång erfarenhet av att tillverka högpresterande terrängfordon med banddrift (främst för militära applikationer) satsar nu på att ta fram en skotare med banddrift.Skotaren är tänkt att vara av seriehybridtyp där en dieselmotor via en generator driver de fyra elmotorerna (en för varje bandställ). Tack vare individuella drivmotorer samt den för marken skonsamma gummibandsdriften beräknas denna skotare kunna framföras i en betydligt högre medelfart i terräng samtidigt som markförstöringen minskar drastiskt. Skotaren med en vikt på 11 ton samt en lastförmåga på 15 ton är specificerad att ha en effektiv skotarhastighet på 7-10 km/h, en toppfart i terräng på 15 km/h och en toppfart på väg på 40 km/h.Detta examensarbete syftar till att ta fram ett konstruktonskoncept för den tilltänkta skotarens drivmodul som innefattar elmotor, växelenhet, broms samt drivhjul.För att utreda huruvida de uppställda prestandakraven kan uppfyllas har en studie av dimensionerande lastfall utförts där en effekt på 150 kW från band till mark har antagits. Momentbehoven vid dessa lastfall har också studerats i syfte att bestämma utväxlingsbehoven för olika motoralternativ. En planetväxelenhet är tänkt att tillgodose utväxlingsbehovet från motor till drivhjul och med resultaten från lastfallsstudien kunde realistiska referensmodeller för motor och växel användas till den efterföljande konceptgenereringen där fyra olika koncept togs fram. Efter utvärdering av koncepten bland annat med hjälp av en Pugh-matris har ett koncept valts ut för vidareutveckling. I detta arbete har mer detaljerade CAD-modeller tagits fram och för själva basen i konstruktionen har en FEM-analys utförts.Resultatet är ett konstruktionskoncept där motor och växelenhet har placerats inuti drivhjulet och ett skivbromssystem har placerats utanför drivhjulet. Som växelenhet har ett beprövat system med två steg valts ut för anpassning till de rådande kraven på utväxling och geometriskt utrymme. Den motor som valts ut baserat på form och funktion är en permanentmagnetiserad synkronmotor som levererar ett maximalt moment på 324 Nm och ett nominellt moment på 172 Nm med en verkningsgrad på maximalt 94 %. Med dessa delsystem uppfylls då de specificerade prestandakraven på skotaren.

Bosch Rexroth utvecklar och tillverkar Hägglunds hydraulmotorer. Motorerna används vid många olika industriella applikationer. Idag används motorerna även vid baxning och målet med examensarbetet var att ta fram ett kopplingskoncept för baxning samt tillverkningsunderlag för denna koppling. Syftet med examensarbetet var att skapa en kopplingslösning mellan motor och kundaxel för Hägglunds hydraulmotor CB 400 samt CB 840. I dagsläget finns den mindre motorserien CA för baxning, men kunderna har ett behov att använda motorserien CB som klarar högre vridmoment än motorserien CA. Eftersom uppdelningen gäller för motorstorlekarna CB 400 samt CB 840, krävs två olika storlekar av kopplingar samt axlar. Först togs sex kopplingskoncept fram. Med beslut av personal hos Bosch Rexroth sattes sedan de fyra mest relevanta koncepten in i en jämförelsetabell för att poängsättas efter olika kriterier. Av de fyra koncepten i jämförelsetabellen valdes koncept tre för att arbeta vidare med. Detta koncept handlade om att ta den befintliga baxningslösningen och dimensionera upp denna för vridmomenten som motorerna CB 400 samt CB 840 kan skapa. Här antogs samma material och standarder på de två nya kopplingarna som för den befintliga kopplingen till CA serien. Bosch Rexroth har idag tillgång till alla dokument och underlag som har skapats för båda kopplingarna och de kommer att arbeta vidare på dessa för att på sikt kunna tillhandahålla en färdig produkt. / Bosch Rexroth develops and manufactures Hägglund’s hydraulic motors. The motors are used in many industrial applications. Nowadays, the motors are also used for inching, and the goal of this thesis was to develop a coupling concept for their motor series CB and develop manufacturing basis for this coupling. The purpose of this thesis was to establish a coupling solution between the motor and the costumer shaft for the motors CB 400 and CB 840. At present, there is the smaller motor of the CA series for inching, but customers would like to use the motor of the CB series, which can handle higher torques than the motors of the CA series. Since the division applies for the CB 400 and the CB 840, two different sizes of couplings and shafts are required. At first, six coupling concepts were developed. With a decision making by staff at Bosch Rexroth, the four most relevant concepts were then put into a comparison table to be scored according to different criterias. Of the four concepts in the comparison table, concept three was chosen to work on further. This concept involved the existing inching solution. The task was then to dimension it for the torques that the CB 400 and CB 840 motors can create. Hence the same materials and standards were adopted on the two new couplings as for the existing coupling of the CA series. Bosch Rexroth today has access to all documents and basis that have been created for both couplings and they will continue to work on these in order to be able to provide a finished product in the long term.

This report is written as part of the thesis requirements for a bachelor of science in Automotive systems at Luleå University of Technology. BAE systems Hägglunds was in need of improved user interface and standardization of their test rigs for drivelines. There was a lack of a naming system for the sensors, formulas for efficiency and heating power as well as the absence of graphical view of the test objects with associated sensors. All of this is important for an efficient development procedure. Also a suggestion on suitable replacement of the mechanical water flow sensor was requested. This report presents the theory around the components and sensors regarding the test rigs, methods for making the decision and finished results. By developing an understanding of the test cell and test subjects, graphical recreations could be created with belonging calculations and documentation. Reading of analog signals and digital CAN-messages made it possible to collect and use the data from the sensors that was requested. By comparing the different flow sensors a of that the inductive flow sensor is most suitable for BAE System Hägglunds was made. The thesis resulted in a chosen naming system which is according to(Element)(Material)_(High/LowTemperature)_(Subject)_(In/Out). Formulas for efficiency and heating power, as well as 6 graphical views, 6 implemented views and 6 Excel documents was made and implemented in the DewesoftX software. The graphical views strongly improved the user interface of the test cell. Because some of the objects are classified they can also be used when presenting the data from testing without giving out more information than necessary. Also to make it easy to see where the sensors are placed and how to install the object in the test cell. This is very useful for BAE Systems Hägglunds that are now expanding their personal that will need basic knowledge of the test cell.

Scandinavian Terrain Vehicles AB (STV) konstruerar och bygger bandvagnar för civilt bruk. I utbudet ingår även vad STV kallar Mid Life Improvement (MLI) vilket syftar i att renovera Hägglunds BV206. En del av MLI-programmet är byte av motor och växellåda där de gamla komponenterna från sent 80-tal till tidigt 90-tal byts ut mot ny motor och växellåda. Den nya kombinationen av motor och växellåda möter militär standard och blir därför en onödigt kostsam del då många av STV:s kunder skulle vara nöjda även med ett enklare alternativ. För att minska kostnaden för MLI-programmet och därmed potentiellt utöka kundkretsen undersöktes möjligheterna till att hitta nya leverantörer av motor och växellåda. Som alternativ undersöktes möjligheterna till drift genom diesel- eller Ottomotor samt transmission av typerna automatisk växellåda, hydrostatisk och elektrisk transmission. Sökning av komponenter utgick från att undersöka vilka komponenttillverkare som används av liknande applikationer. Genom en kriterieviktsmetod blev det rekommenderade lösningsalternativet motorn Cummins ISF 2.8 120 kW och växellådan Allison 1000SP. Kombinationen levererar som mest 1384 Nm och vid 5200 rpm 185 Nm till fördelningsväxeln. Resultatet styrks av att motorn enligt tillverkaren är lämpad för fordon såsom mindre lastbilar och terrängfordon samt att växellådor av samma tillverkare används till bland annat BAE Systems Hägglunds bandvagn BvS10. / Scandinavian Terrain Vehicles AB (STV) is a company that designs and builds tracked vehicles for civilian usage. One of their services is what they call Mid Life Improvement (MLI) which serves to recondition Hägglunds BV206’s. A significant part of the MLI-program is the exchange of engine and transmission where components from the late 80’s to early 90’s are replaced with new parts. The new parts consist of a combination of engine and gearbox that meets military standards and is therefore an expensive part especially since many of STV’s customers would settle with a more elementary alternative. To reduce costs within the MLI-program and potentially expand clientele STV sought to find new suppliers for engine and gearbox. Considered alternatives for replacement were Otto- and Diesel engines in coupled with a transmission in the form of either an automatic gearbox, a hydrostatic or an electric transmission. By examining which suppliers were being used by similar applications and selection through a weighted criteria method, the engine Cummins ISF 2.8 120 kW and transmission Allison 1000SP were found to be the best suited alternative. The combination delivers to the distribution gearbox a maximum torque of 1384 Nm and 185 Nm at 5200 rpm. The result is attested by the fact that the engine is according to the manufacturer suitable for applications like trucks and utility vehicles together with that the same brand of transmission is used by BAE Systems Hägglunds in their BvS10.

This thesis has been performed at BAE Systems Hägglunds, which is located in Örnsköldsvik. Hägglunds has a wide background of engineering, where they have manufactured all from airplanes to lifting cranes. Currently they only produce track vehicles at Hägglunds, where they manufacture the CV90 and BVS10 models. This thesis concerns the BVS10 which is an all-terrain-vehicle. The main purpose with the BVS10 is to enable transportation of material and personnel thru tough terrain. It isn’t designed for hard combat because of its lack of armor in favour of mobilityThe background of this work is that the BVS10 in recent years has been used more and more in close combat. It has also driven over many IED’s in Afghanistan. Because of this a change in the design of the BVS10 had to be carried out, which led to more armor. This resulted in that the total weight increased from 10.5 tons to 15 tons. This caused unacceptable reduction in lifetime of the torsion springs and the vehicle had to be sent back for repair. BAE Systems then decided to put a lot of effort in decreasing the weight of the vehicle by using light weight material in some components.This work is about the development of a concept for the skidbeam where steel is replaced by a composite material. Due to lack of knowledge about fiber composite and their manufacturing processes, a pre-study was made. After the pre-study the concept work on the beam was initiated, but this was only the beginning. When the material in the beam was switched to composite it was required to redesign the components that’s attached to the beam in order to function correctly.Due to limitations in the geometry it was impossible to use glass fiber as the material. Glass fiber is much cheaper than carbon fiber but the strength and E-modulus is lower. Instead it was decided to use carbon fiber combined with epoxy, which is the most common use for structural applications. To minimize the weight of the beam it was decided to use adhesive bonding as much as possible.The concept work was carried out by a single person but it quickly became clear that cooperation with composite manufacturers was needed in order to come up with a good solution to the problem. A large number of Swedish companies were contacted. Nordic Aircraft was one of the most cooperative companies that also had good knowledge of prepreg materials. The prepreg manufacturing method was chosen for its high quality of the final products, and because they are relatively easy to handle.After much discussion and simulations, a final concept was developed whish Nordic Aircraft later on used to calculate a quotation. The concept was met with approval by BAE Systems. Nordic Aircraft claimed to have the knowledge and the experience to manufacture the beam. / Det här examensarbetet har utförts på BAE Systems Hägglunds beläget i Örnsköldsvik. Hägglunds har bred erfarenhet av ingenjörsarbete och de har tillverkat allt ifrån flygplan till lyftkranar. I nuläget produceras endast bandvagnsfordon hos Hägglunds, de tillverkar modellerna CV90 och BVS10. Detta arbete handlar om BVS10 som är ett allterrängsfordon. BVS10 huvudsyfte är att den ska kunna transportera materiel och personal genom svår terräng. Den är inte avsedd som attackfordon, då dess bepansring är lätt till förmån för mobilitet.Arbetets bakgrund är att den på senare år allt mer har använts i ”close combat” och därmed blivit mycket beskjuten. Den har även fått utstå IED:s (improvised explosive device) i Afghanistan. P.g.a. dessa faktorer krävdes det en förändring av fordonet och den blev allt mer bepansrad. Detta medförde att totalvikten ökade från 10.5ton till ca 15ton, vilket ledde till att fjäderbussningarna slets ut snabbare och behövdes bytas allt oftare. Därmed beslöt man att försöka sänka fordonets totala vikt med hjälp av att byta material i vissa komponenter.Det här arbetet handlar om att ta fram ett koncept till att byta ut stål mot kompositmaterial i skidbalken. Eftersom kunskapen om kompositer var begränsad gjordes en förstudie på detta, men också hur tillverkningsmetoderna för kompositer ser ut. Efter förstudien påbörjades konceptarbetet för balken men detta var endast början. Då materialet i balken byttes ut var komponenterna runt balken tvungna att designas om för att fungera.P.g.a. begränsningar i geometrin var det inte möjligt att använda glasfiber som material. Glasfiber är mycket billigare än kolfiber men har också lägre e-modul och styrka. Istället valdes kolfiber i kombination med epoxy, vilket är den mest använda kompositen för strukturella delar. För att begränsa viktökning på balken valdes limning så mycket som möjligt.Konceptlösningarna utfördes till en början individuellt, men man insåg snabbt att det krävdes samarbete med komposittillverkare för att komma fram till en bra lösning. Ett stort antal företag i Sverige kontaktades. Nordic Aircraft var ett av de mest samarbetsvilliga företagen som också hade bra kunskap om prepreg material. Prepreg som tillverkningsmetod valdes för dess höga kvalité på slutprodukterna och att de är relativt enkla att handskas med.Efter mycket diskussion och simuleringar var ett koncept framtaget för beräkningar av priset. Konceptet gillades hos BAE Systems och Nordic Aircraft ansåg sig ha kunskapen att tillverka detaljen. Nordic Aircraft gjorde en grov offert baserad på de krav som BAE Systems hade.