FR2724902A1

FR2724902A1 - Composite roller for tracked vehicle

Info

Publication number: FR2724902A1
Application number: FR9411358A
Authority: FR
Inventors: Jean Pierre Mattei
Original assignee: R Alkan et Cie
Current assignee: R Alkan et Cie
Priority date: 1994-09-23
Filing date: 1994-09-23
Publication date: 1996-03-29
Anticipated expiration: 2014-09-23
Also published as: FR2724902B1

Abstract

The composite roller comprises a hub (10) which engages, through rollers (15,16), with the stub axle (12) of a vehicle suspension arm (12'). A rim fixed in its centre to the hub is constituted by two side by side hollow composite toroidal elements (1,1') having a housing in their external periphery for the passage of the caterpillar tooth (2). The housing is formed by a V-section metallic crown wheel (3) which is fixed to the toroidal elements. A vulcanised elastomer tyre, adhered onto the periphery of each of the two toroidal rim elements, is extended laterally by a mud flap (9). The toroidal elements have on their periphery a metallic or ceramic coating. A cover (24) which closes the hub exterior allows visual access to the interior chamber (17) in the hub. A disc (27) is fixed onto the cover.

Description

La présente invention concerne les véhicules chenillés, notamment les véhicules chenillés lourds tels que les chars et autres engins militaires blindés. Elle concerne plus particulièrement les galets de roulement qui équipent de tels véhicules et qui servent à guider la circulation des chenilles. The present invention relates to tracked vehicles, in particular heavy tracked vehicles such as tanks and other armored military vehicles. It relates more particularly to the rollers which equip such vehicles and which serve to guide the circulation of the tracks.

Actuellement, les galets de roulement utilisés sont réalisés en métal de sorte que, compte tenu de leurs dimensions, ils sont d'un poids important, ce qui rend leur dépose difficile, entraient des surcharges au niveau de la suspension, et sont d'un prix de revient élevé. Currently, the rollers used are made of metal so that, given their dimensions, they are heavy, which makes their removal difficult, entered overloads at the suspension, and are of a high cost price.

La présente invention a pour objet de proposer un galet de roulement pour véhicule chenillé, en particulier pour véhicule chenillé lourd, qui ne présente pas les inconvénients mentionnés ci-dessus des galets de roulement métalliques actuellement utilisés c'est-à-dire qui, tout en présentant d'excellentes caractéristiques de tenue en compression, traction, flexion et cisaillement, soit d'un poids sensiblement réduit en facilitant en particulier sa pose et sa déposés. The object of the present invention is to provide a track roller for a tracked vehicle, in particular for a heavy tracked vehicle, which does not have the drawbacks mentioned above of the metal track rollers currently used, that is to say which, all by presenting excellent characteristics of resistance in compression, traction, bending and shearing, that is to say a substantially reduced weight by facilitating in particular its installation and its deposited.

A cet effet la présente invention propose de réaliser un tel galet de roulement en matériau composite, compte tenu du fait que ces matériaux composites présentent d'excellentes caractéristiques de tenue en compression, en traction et en flexion. To this end, the present invention proposes to produce such a rolling roller in composite material, taking into account the fact that these composite materials have excellent characteristics of resistance to compression, traction and bending.

Toutefois, comme les matériaux composites présentent une mauvaise tenue en cisaillement (ou flexion courte), il est nécessaire de concevoir le galet de façon à éviter qu'il travaille dans des conditions où la flexion courte serait prédominante. Cela a amené à concevoir, selon l'invention, un galet en matériaux composites dont la structure diffère sensiblement de celle des galets actuels en aluminium car, dans ces derniers, la couronne extérieure qui supporte le bandage est soumise à un effort tranchant qui est important et concentré au droit de son appui unique avec le flasque porte-moyeu. However, as the composite materials exhibit poor shear strength (or short bending), it is necessary to design the roller so as to prevent it working in conditions where short bending is predominant. This led to designing, according to the invention, a roller made of composite materials whose structure differs significantly from that of current aluminum rollers because, in the latter, the outer ring which supports the tire is subjected to a sharp shear which is significant. and concentrated to the right of its single support with the hub-bearing flange.

Selon l'invention, on propose de remplacer l'appui unique constitué par la dite couronne extérieure par deux appuis qui permettent ainsi de réduire par moitiés à la fois l'intensité de l'effort et la répartition des charges, tout en évitant le développement de moments secondaires au niveau des attaches. According to the invention, it is proposed to replace the single support constituted by the said outer ring with two supports which thus make it possible to reduce by halves both the intensity of the effort and the distribution of the loads, while avoiding the development secondary moments at the level of the attachments.

L'épaisseur des voiles porte-moyeu peut de ce fait être réduite et l'on peut profiter de toutes les qualités de tenue en traction, en compression et en flexion "longue" des matériaux composites. The thickness of the hub-bearing webs can therefore be reduced and one can take advantage of all the qualities of tensile, compressive and "long" flexural strength of composite materials.

Selon l'invention, le galet de roulement pour véhicule chenillé est du type comprenant un moyen destiné à coopérer par l'intermédiaire de roulements avec la fusée d'un bras de suspension du véhicule, et une jante fixée en son centre au dit moyeu, et il se caractérise en ce que la jante est constituée par deux éléments toriques creux en matériaux composites solidarisés côte à côte et ménageant entre eux, à partir de leur périphérie extérieure, un logement pour le passage de la dent d'une chenille du véhicule. According to the invention, the roller for tracked vehicle is of the type comprising a means intended to cooperate by means of bearings with the spindle of a suspension arm of the vehicle, and a rim fixed in its center to said hub, and it is characterized in that the rim is constituted by two hollow toric elements made of composite materials secured side by side and providing between them, from their outer periphery, a housing for the passage of the tooth of a track of the vehicle.

Les éléments toriques de la jante sont constitués séparément en matériaux composites drapés polymérisés en autoclave, selon le procédé de fabrication qui fait l'objet du brevet NO 88.14699 (2669573) de la société déposante, puis juxtaposés. The O-ring elements of the rim are made up separately of draped composite materials polymerized in an autoclave, according to the manufacturing process which is the subject of patent No. 88.14699 (2669573) of the applicant company, then juxtaposed.

Avantageusement, un élément de maintien en forme de couronne métallique est solidaire de la partie centrale du galet, entre les deux éléments toriques. Advantageously, a holding element in the form of a metal crown is integral with the central part of the roller, between the two O-ring elements.

Cette couronne métallique est montée et assemblée selon la technique décrite dans le brevet NO 79.20398 (2463055) de la société déposante.This metal crown is mounted and assembled according to the technique described in patent No. 79.20398 (2463055) of the applicant company.

Sur la jante est adhérisé un bandage qui sert au roulement et à la protection aux impacts des pierres, et qui est réalisé en un matériau élastomère vulcanisé. On the rim is adhered a bandage which is used for rolling and impact protection of the stones, and which is made of a vulcanized elastomeric material.

En variante, le bandage en élastomère peut être supprimé, l'absorption de l'énergie étant assurée par le seul fléchissement du matériau composite. Le bandage est alors remplacé, pour la tenue à l'impact, par un revêtement en carbure de tungstène armé. Selon la technique décrite dans le brevet NO 86.00749 (2593116) de la société déposante, le revêtement est déposé dans le moule avant drapage, le transfert s'opérant vers le matériau composite pendant la polymérisation. As a variant, the elastomeric bandage can be eliminated, the energy absorption being ensured by the sole bending of the composite material. The bandage is then replaced, for impact resistance, by a coating of reinforced tungsten carbide. According to the technique described in patent NO 86.00749 (2593116) of the applicant company, the coating is deposited in the mold before draping, the transfer taking place towards the composite material during the polymerization.

Pour bien faire comprendre le galet de roulement selon l'invention on en décrira ci-après, à titre d'exemple sans caractère limitatif, une forme d'exécution préférée et une variante en référence au dessin schématique annexé dans lequel
la figure 1 est une vue en perspective écorchée d'un galet de roulement en matériau composite selon l'invention, équipé d'un bandage en élastomère
la figure 2 est une vue en coupe verticale du galet de roulement de la revendication 1
les figures 3 et 4 sont, à plus grande échelle, des vues de détail de la figure 2 ; et
la figure 5 est une vue en coupe verticale d'une variante du galet de roulement des figures 1 à 4.To clearly understand the roller according to the invention, there will be described below, by way of example without limitation, a preferred embodiment and a variant with reference to the accompanying schematic drawing in which
Figure 1 is a cutaway perspective view of a roller of composite material according to the invention, equipped with an elastomeric tire
Figure 2 is a vertical sectional view of the roller of claim 1
Figures 3 and 4 are, on a larger scale, detailed views of Figure 2; and
FIG. 5 is a view in vertical section of a variant of the rolling roller of FIGS. 1 to 4.

En référence aux figures 1 à 4 on a représenté un galet de roulement selon l'invention qui est constitué de deux éléments toriques 1,1' en matériaux composites drapés polymérisés séparément en autoclave (selon le procédé du brevet NO 88.14699), puis juxtaposés. Ils constituent la structure de la jante du galet. Referring to Figures 1 to 4 there is shown a roller according to the invention which consists of two toric elements 1,1 'in draped composite materials polymerized separately in an autoclave (according to the method of patent NO 88.14699), then juxtaposed. They constitute the structure of the roller rim.

Entre les deux éléments toriques 1,1', à l'endroit ménagé pour le passage de la dent (schématisée en 2) de la chenille est disposée une couronne métallique continue 3 de section en V, respectant la forme de la dent 2. La couronne 3 comporte un épais revêtement d'usure 4 rechargeable, et elle est interchangeable. Between the two toric elements 1,1 ', at the place provided for the passage of the tooth (shown diagrammatically in 2) of the caterpillar is arranged a continuous metal crown 3 of V-shaped section, respecting the shape of the tooth 2. The crown 3 has a thick rechargeable wear coating 4, and it is interchangeable.

Entre les deux éléments toriques 1,1' de la jante, et dans la partie centrale du galet, est disposée, en insert, une virole métallique prisonnière 5 formant maintien intérieur. Between the two toroidal elements 1,1 ′ of the rim, and in the central part of the roller, there is disposed, as an insert, a captive metallic ferrule 5 forming an internal support.

Deux viroles d'extrémité 6,7 métalliques sont rapportées au moment de l'assemblage des éléments 1,1' pendant la polymérisation, en constituant ainsi la jante du galet. Sur cette jante est adhérisé un bandage 8 en élastomère vulcanisé, destiné à servir non seulement au roulement, mais aussi à la protection aux impacts de pierres. A cet effet le bandage 8 comprend éventuellement deux bavettes latérales 9, adhérisées ou non. Two metal end ferrules 6,7 are attached when the elements 1,1 'are assembled during the polymerization, thus constituting the rim of the roller. On this rim is adhered a bandage 8 in vulcanized elastomer, intended to be used not only for rolling, but also for protection against impact of stones. To this end, the bandage 8 optionally comprises two lateral flaps 9, adhered or not.

Le galet de roulement ainsi décrit, qui constitue un ensemble monolithique, est fixé de façon démontable sur un moyeu métallique 10 à l'aide de vis 11. The rolling roller thus described, which constitutes a monolithic assembly, is fixed in a removable manner on a metal hub 10 by means of screws 11.

Le moyeu 10, destiné à être monté sur la fusée 12 du bras de suspension 12' d'un véhicule chenillé (un char ou autre véhicule blindé par exemple), est constitué par une virole en acier qui présente intérieurement des empochements 13,14 pour des roulements 15,16 centrés sur la fusée 12. Les roulements 15,16 ainsi que la fusée 12 sont identiques à ceux utilisés avec les galets de roulement métalliques conventionnels. The hub 10, intended to be mounted on the spindle 12 of the suspension arm 12 ′ of a tracked vehicle (a tank or other armored vehicle for example), is constituted by a steel ferrule which internally has pockets 13,14 for bearings 15.16 centered on the spindle 12. The bearings 15.16 as well as the spindle 12 are identical to those used with conventional metal track rollers.

La protection, des agressions extérieures, de la chambre à roulements 17 ménagée à l'intérieur du moyeu 10 et destinée à recevoir la graisse nécessaire au graissage des roulements 15,16, est assurée
- du côté du bras de suspension 12', par des
joints 18,19 coiffés par un couvercle 20,
par un flasque 21 boulonné sur le moyeu 10
et servant de protection à la jante du
galet, par un joint 22 et par une butée 23
de réglage des roulements (tous ces
éléments, à l'exception du flasque 21,
sont identiques à ceux utilisés avec les
galets de roulement traditionnels)
- du côté extérieur, par un capot 24 fixé au
moyeu 10 par des vis 25 et rendant étanche
la boîte à roulements 17 lors du démontage
du galet. Ce capot 24 comprend une vitre
26 qui permet de surveiller le niveau de
graisse à l'intérieur de la boîte 17.Sur
le capot 24 est fixé un flasque 27 par des
vis 28, ce flasque 27 étant destiné à
protéger le galet contre les impacts de
pierres et présentant un opercule 29
démontable, en regard de la vitre 26, qui
permet de visualiser de l'extérieur la
boîte à roulements 17 sans besoin de
démonter le flasque 27.The protection, from external aggressions, of the bearing chamber 17 formed inside the hub 10 and intended to receive the grease necessary for the lubrication of the bearings 15, 16, is ensured
- on the side of the suspension arm 12 ', by
seals 18,19 capped by a cover 20,
by a flange 21 bolted to the hub 10
and serving as protection for the rim of the
roller, by a seal 22 and by a stop 23
bearing adjustment (all these
elements, with the exception of flange 21,
are identical to those used with
traditional track rollers)
- on the outside, by a cover 24 fixed to the
hub 10 by screws 25 and sealing
the bearing box 17 during disassembly
pebble. This cover 24 includes a window
26 which monitors the level of
grease inside the box 17.
the cover 24 is fixed a flange 27 by
screw 28, this flange 27 being intended to
protect the roller against the impacts of
stones and with a cover 29
removable, opposite the window 26, which
allows to visualize from the outside the
bearing box 17 without the need for
remove the flange 27.

Comme on l'a indiqué plus haut, l'obtention des éléments creux 1,1' en matériau composite du galet selon l'invention est réalisée par la mise-en-oeuvre du procédé du brevet NO 88.14699 (2669573) de la société déposante, comprenant les étapes suivantes
- réalisation d'un noyau dans un moule
composite approprié,
- fabrication d'une vessie en silicone
autour du noyau dans un moule approprié,
- pose des inserts prisonniers et drapage du
galet,
- polymérisation en autoclave. Le galet est
constitué d'une part de rubans entourés
radialement autour du tore constituant le
galet et d'autre part par des nappes de
tissus déposées circonférenciellement
pendant l'opération d'enrubannage.As indicated above, the hollow elements 1.1 ′ made of composite material of the roller according to the invention are obtained by implementing the method of patent NO 88.14699 (2669573) of the applicant company. , including the following steps
- production of a core in a mold
suitable composite,
- manufacture of a silicone bladder
around the core in a suitable mold,
- installation of captive inserts and draping of the
pebble,
- autoclave polymerization. The pebble is
consisting of a part of ribbons surrounded
radially around the torus constituting the
pebble and on the other hand by sheets of
circumferentially deposited tissue
during the wrapping operation.

Dans l'exemple représenté les matériaux composites utilisés sont des pré imprégnés verre/époxy, la polymérisation s'effectuant à 1300C. In the example shown, the composite materials used are glass / epoxy prepregs, the polymerization being carried out at 1300C.

Le galet obtenu selon la présente invention a une masse peu supérieure à 100kg, au lieu de près de 160kg pour un galet métallique de même dimension et il est alors suffisamment léger pour pouvoir être manipulé par deux personnes. Il se dépose comme une roue de voiture, l'opération de dépose s'effectuant de la façon suivante
- le galet reposant sur la chenille par sa
suspension, on dépose le flasque extérieur
27 après enlèvement des vis de fixation
28,
- on desserre ensuite les vis 10' de
fixation du galet au moyeu 10,
- on soulève la suspension, en la bandant,
jusqu a ce que le galet échappe à la dent
2 de la chenille,
- on retire les vis 10' de fixation du galet au moyeu,
- on dépose le galet.The roller obtained according to the present invention has a mass little more than 100kg, instead of nearly 160kg for a metal roller of the same dimension and it is then light enough to be able to be handled by two people. It is removed like a car wheel, the removal operation being carried out as follows
- the roller resting on the track by its
suspension, remove the outer flange
27 after removing the fixing screws
28,
- then loosen the 10 'screws
fixing the roller to the hub 10,
- the suspension is lifted, by bandaging it,
until the roller escapes the tooth
2 of the track,
- the screws 10 'for fixing the roller to the hub are removed,
- the pebble is removed.

Cette opération, très simple, n'excède pas quinze minutes à deux personnes, à condition de disposer des moyens de manipulation de la suspension. This very simple operation does not exceed fifteen minutes for two people, provided that the suspension handling means are available.

Selon la variante de réalisation représentée à la figure 5, les bandages de roulement vulcanisés 8 sont supprimés et l'absorption de l'énergie s'effectue alors par le seul fléchissement du composite. According to the variant embodiment shown in FIG. 5, the vulcanized treads 8 are eliminated and the absorption of energy is then effected by the sole bending of the composite.

A cet effet l'invention prévoit alors d'améliorer la tenue à l'impact du matériau composite en le dotant d'un revêtement approprié en des matériaux tels que des métaux et/ou des céramiques. To this end, the invention then provides for improving the impact resistance of the composite material by providing it with an appropriate coating of materials such as metals and / or ceramics.

Selon un procédé décrit dans le brevet NO 86.00749 (2593116) de la société déposante, les revêtements sont déposés dans les moules avant drapage et un transfert s'opère vers le composite pendant la polymérisation. L'adhérence du revêtement sur le composite est alors deux à trois fois supérieure à celle des matériaux déposés sur des composites polymérisés. According to a process described in patent NO 86.00749 (2593116) of the applicant company, the coatings are deposited in the molds before draping and a transfer takes place towards the composite during the polymerization. The adhesion of the coating on the composite is then two to three times greater than that of the materials deposited on polymerized composites.

On comprendra que la description ci-dessus a été donnée à simple titre d'exemple, sans caractère limitatif, et que des adjonctions ou des modifications constructives pourraient y être apportées sans sortir du cadre de l'invention. It will be understood that the above description has been given by way of example, without limitation, and that additions or constructive modifications could be made without departing from the scope of the invention.

Claims

1. Track roller for tracked vehicle comprising a hub (10) intended to cooperate by means of bearings (15, 16) with the spindle (12) of a suspension arm (12 ') of the vehicle, and a rim integral with its center of said hub (10), characterized in that said rim is constituted by two hollow O-ring elements (1,1 ') made of composite materials arranged side by side and forming between them, from their outer periphery, a housing for the passage of the caterpillar tooth (2).

2. Roller according to claim 1, characterized in that the two toric elements (1,1 ') of the rim are made of draped composite materials.

3. Roller according to claim 1 or claim 2, characterized in that said housing formed between the toric elements (1,1 ') is determined by a metal ring (3) with a V-section integral with the toric elements ( 1.1 ').

4. Roller according to any one of claims 1 to 3, characterized by a holding element (5) in the form of a metal crown which is integral with the central part of the roller between the two O-ring elements (1,1 ') .

5. Roller according to any one of the preceding claims, characterized in that a bandage (8) of vulcanized elastomeric material is adhered to the periphery of each of the two toric elements (1,1 ') of the rim.

6. Roller according to claim 5, characterized in that the tire (8) of each toric element (1,1 ') of the rim is extended laterally by a flap (9).

7. Roller according to any one of claims 1 to 4, characterized in that said toric elements (1,1 ') of the rim have on their periphery a coating of metal or ceramic.

8. Roller according to any one of the preceding claims, characterized in that the said rim of composite materials is fixed by bolting to a metal hub (10).

9. Roller according to claim 8, characterized in that the outer side of the hub (io) is closed by a cover (24) allowing visual access to the inner chamber (17) determined by said hub (10), a flange (27) of the roller coming to be fixed on said cover (24).