5. Framtagning av ett vinnande koncept

Transkript

1 5. Framtagning av ett vinnande koncept 5.1 Funktionell modellering Tidigare i projektet lokaliserades starka och svaga delsystem.vid utvecklandet av nya lösningar bestämdes att så många starka delsystem som möjligt av den tidigare lösningen skulle återanvändas och förfinas. Svaga delsystem skulle antingen plockas bort eller omformas Fokus i konceptgenereringen Konceptgenereringen hade fokus på två huvudsakliga problemområden: 1. Låsmekanismen, bestående av kolv och låsbleck, utsätts för slitage i den nuvarande lösningen, därför söktes en lösning som tar bort onödig belastning från låsmekanismen. 2. Ett kritiskt problem i konstruktionen bedömdes vara en otillräcklig förspänning av armen mellan dess fästen. Därför blev högsta prioritet vid lösningsgången att förbättra denna förspänning. Den undre leden valdes att lämnas orörd eftersom den har en simpel och effektiv lösning utan några större problem. Armen har i den nuvarande lösningen god funktionalitet, men nya koncept krävde olika varianter av omforming av armen för att ge bättre möjlighet till förspänning. Låsmekanismen ansågs vara för svag i sin helhet och togs därför bort för att ersättas av andra lösningar med högre potential.

2 5.1.2 Konceptuella dellösningar Till de två huvudsakliga problemen med de nuvarande lösningarna på låsningen och förspänningen har olika förslag på dellösningar tagits fram. Dessa beskrivs kortfattat nedan tillsammans med en förklarande bild. Dellösningar - låsning A: Flaklås, ett beprövat koncept som redan idag finns på lastbilar. Dessa är bra på att ta upp krafter i längsled. B: Kapellsträckare, en elastiskt gummirem som medför spänning och låsning. En flexibel låsningsmekanism som ej tar stor skada av vibrationer. C: Snäppfunktion (lådregel), en fjädrande hakarm som låses fast i ett hål. En enkel lösning som också ger bra indikation vid låst läge. D: Skruv, som skruvar fast de separerbara delarna. En robust lösning som är bra på att ta upp krafter i flera riktningar.

3 E: Sprint, en kolv som går ner i ett hål (som den befintliga lösningen). Dellösningar - förspänning 1: En skjutbar krok som rör sig längs armen i vertikalled, för att ge förspänning och hålla SUP:n på plats, likt ett rattlås. 2: En fast u-led för gummibussningen likt den befintliga lösningen.

4 3: En fast u-led där bussningen förs ner ovanifrån. 4: En rörlig u-led som vrids upp vid intryckning mot bussningen och på så vis skapar en förspänningen och krafterna kan överföras till armen både i vertikal- och horisontell led.

5 5.2 Morfologisk matris Dellösningarna ovan kombineras nu i en Morfologisk matris för att kunna få ut de bästa koncepten. A B C D E Varje kombination beaktades noggrant och deras funktionalitet och utförbarhet bedömdes för att reducera antalet lösningar från de 20 möjliga kombinationerna. Utav dessa togs fyra stycken möjliga helhetskoncept fram: C1 En skjutbar krok som kan dras med handkraft i vertikalled, för att låsa bussningen och på så sätt ge förspänning och hålla SUP:n på plats. Den låses i höjdled med hjälp av en snäppfunktion som sitter fast på armen, vilket tar bort behovet av låsblecket. C2 En vidareutveckling av den nuvarande lösningen på förspänningen, men låsningen sker istället med hjälp av en hakarm som är monterad i horisontell led. Den öppnas genom att dra i en hävarm som böjer upp hakarmen, så att SUP:n kan fällas ner.

6 D2 En vidareutveckling av den nuvarande lösningen på förspänningen, men låsningen sker istället genom att skruva ihop armen med låsblecket. Skruvan är fast i ett handtag för att möjliggöra upplåsning utan något verktyg. D4 En rörlig u-led som trycks in och vrids runt gummibussningen, som är fäst i ramen. På så sätt löses förspänningen och för att låsa fast u-leden används en skruv, med ett handtag, som fästs i armen och u- leden själv.

7 5.3 Konceptval med hjälp av Pugh-matris För att få fram det bästa konceptet användes en Pugh-matris med de fyra koncepten och den befintliga lösningen som referens. För att jämföra de olika koncepten viktas hur väl de uppfyller olika kriterier i jämförelse med referensen. De olika kriterina bygger på de krav och önskemål som ställts på produkten. Från första Pugh-matrisen fick koncepten C2 och D4 de högsta resultaten, därför väljs dessa som refenser i var sin ordning i de nästa Pugh-matriserna. Här bortses också den befintliga lösningen. C2 som referens:

8 D4 som referens: Från Pugh-matriserna ses att C2 är det bästa konceptet följt av D4. När dessa två koncept korsbefruktades framkom en lösning som både löser problemet med förspänning och låsningen på ett effektivt sätt.

9 5.4 Beskrivning av valt koncept Det valda konceptet har en slags snäppfunktion som låser fast SUP:n. Snäppfunktionen består av en hakarm, som spänns ner av en torsionsfjäder, eller liknande, i ett låsbleck i ramen. På hakarmen finns en hävarm med ett handtag, för att lyfta upp haken så att SUP:n kan fällas ner. Förspänningen erhålls genom att en rörlig u-led trycks in och vrids runt gummibussningen, som sitter fast i ramen. På så sätt kläms u-leden fast mot gummibussningen så att den kan överföra krafter till armen i vertikal- och horisontalled. Detta koncept tar vara på de starka delarna i den befintliga lösningen och samtidigt löser de problem som uppstod kring dess låsmekanism och förspänning. Snäppfunktionen medför en ergonomisk och lätthanterlig låsning av SUP:n och den rörliga u-leden ger den förspänning som behövs. En riskfaktor med konceptet är att det finns fler rörliga delar än i den befintliga, vilket kan medföra större krav på toleranserna. Om inte toleranserna är tillräckliga kan även robustheten drabbas.

10 6. Kravspecifikation Grupp A3 Kravspecifikation Låsningsmekanism för SUP Kriterier Målvärde K/Ö Vikt Verifieringsmetod Referens Funktion Åtkomst bakom SUP K 1 Prestanda 1.1 Longitudinell belastning 32g K Hållfasthetsberäkning Volvo 1.2 Laterell belastning 16g K Hållfasthetsberäkning Volvo 1.3 Vertikal belastning 43g K Hållfasthetsberäkning Volvo 2 Livslängd 2.1 Livslängd 5 år K Utmattningsprov 2.2 Livslängd 10 år Ö 4 Utmattningsprov 3 Underhåll 3.1 Underhåll Aldrig K 3.2 Service 1 gång/år 4 Tillverkningskostnad 4.1 Kostnad Inte dyrare än den befintliga K 4.2 Kostnad Billigare än den befintliga Ö Monteringstid Inte längre än den befintliga K 5 Användande 5.1 Verktyg Inga verktyg för öppning K Volvo 5.2 Kraft för öppnande <150 N K 5.3 Kraft för öppnande <100 N Ö 2 6 Storlek 6.1 Longitudinellt skrymmande 50 mm K Volvo 6.2 Vertikalt skrymmande Ej högre än chassi K Volvo 7 Vikt 7.1 Maxvikt <4 kg K 7.1 Maxvikt <2 kg Ö 1 8 Material 8.1 Temperaturbeständighet -40 C< T < 90 C K 8.2 Korrosionsbeständighet 0.1 mm/år K 9 Ergonomi 9.1 Ergonomi Användning möjlig med handskar K Volvo 10 Säkerhet 10.1 Feedback ca db Ö 4 Volvo 10.2 Backup Hakar med rem K 10.3 Vibration Ej kunna öppna lås K 10.4 Tillförlitlighet Aldrig haverera K