Konstruktion av lastväxlardumper enligt DIN 30722

(1)

ISRN UTH-INGUTB-EX-M-2017/06-SE

Examensarbete 15 hp Juni 2017

Konstruktion av lastväxlardumper enligt DIN 30722

Erik Blomqvist

Johan Röder

(2)

Teknisk- naturvetenskaplig fakultet UTH-enheten

Besöksadress:

Ångströmlaboratoriet Lägerhyddsvägen 1 Hus 4, Plan 0 Postadress:

Box 536 751 21 Uppsala Telefon:

018 – 471 30 03 Telefax:

018 – 471 30 00 Hemsida:

http://www.teknat.uu.se/student

Abstract

Design of a hooklift dumper according to DIN 30722

Erik Blomqvist and Johan Röder

This thesis for 15 credits/student were executed at Zetterbergs Industry AB in Östervåla by two students. Zetterbergs develops, manufactures and mount

bodywork and components for transporting trucks. Their main focus is earthmovers in the nordic countries.

Recently Zetterbergs released a new dumper for hooklifts called ZD4-LV. The company promote it as a lightweight dumper for hooklifts with a appealing design.

The dumper for hooklifts is built after the swedish standard and Zetterbergs now wants to produce a dumper for hooklifts that follows the german standard, DIN 30722.

In the beginning of the thesis a thorough examination of the two standards SS 3021 and DIN 30722. The company wanted the new dumper for hooklifts to use the same basket as ZD4 so the student examined how the ZD4-LV was designed and

manufactured. To generate concepts the five-step method were used. To figure out the best concept Pugh’s matrix were used.

The result is a complete CAD-model with associated manufacturing drawings of a complete dumper for hooklifts that follows DIN 30722. New models and drawings have been made for all the new parts and assemblies, but for the existing parts, existing drawings will be used. The thesis is considered a success hence all set goals were met.

Keywords: Design, Product development, CAD, Standard, Five-step method, Pugh’s matrix, Dumper for hooklift, Manufacturing drawings, SolidWorks.

(3)

Sammanfattning

Examensarbetet utfördes på Zetterbergs Industri AB i Östervåla. Arbetet är ett 15 högskolepoängsarbete/student dvs cirka 20 veckors arbete totalt då arbetet är utfört av två studenter. Zetterbergs konstruerar, tillverkar och monterar lastbilspåbyggnader och har deras tyngdpunkt på anläggningsfordon i Norden.

Zetterbergs släppte nyligen ett nytt lastväxlardumperflak kallat ZD4-LV. Detta flak marknadsförs som en lågviktare med snygg design. Flaket är byggt enligt svensk standard och Zetterbergs vill ta fram en variant på flaket som istället följer den tyska standarden som används i Europa.

Arbetet tog sin början i en granskning av de två olika standarderna SS 3021 och DIN 30722. Även den svenska varianten av ZD4-LV gicks igenom för att få en djupare förståelse i hur flaket var uppbyggt. Då det önskades att korgen från den befintliga lastväxlardumpern skulle används för den europeiska varianten så gjordes en

granskning även i hur den befintliga lastväxlardumpern tillverkas. Femstegsmetoden användes för att generera olika koncept som sedan utvärderas och viktades i en Pugh matris. De valda koncepten från Pugh matriserna vidareutvecklades vidare som senare mynnade ut i ett antal slutgiltiga konstruktioner.

Resultatet blev en färdig CAD-modell med tillhörande tillverkningsritningar av en komplett lastväxlardumper som följer den tyska standarden DIN 30722. Ritningar och CAD-modeller har gjorts på samtliga delar och sammanställningar förutom på befintliga delar då dessa redan finns. Arbetet anses lyckat då alla uppsatta mål har blivit uppfyllda samt att en del extra önskemål har kunnat tillgodoses.

(4)

Förord

Examensarbetet har utförts på plats i Zetterbergs Industri AB:s lokaler i Östervåla.

Handledare var konstruktionschef Kalle Röjerås och ämnesgranskare var Henrik Hermansson. Hos Zetterbergs känner vi oss väldigt uppskattade och respekterade, oavsett vem i personalstyrkan vi kontaktar får vi snabb feedback, de tog sig tid för oss.

Vi vill rikta ett stort tack till Kalle Röjerås som gett oss bra stöd och vägledning genom hela arbetet, vi vill även tacka Danny Nygård och Tony Rick som givit oss extra hjälp och svarat på alla våra frågor samt all personal, både i kontoret och i produktion. Vi vill också tacka Henrik Hermansson vid institutionen för sitt stöd under arbetet.

Östervåla, maj 2017

Erik Blomqvist och Johan Röder

(5)

Innehållsförteckning

1. Inledning ... 1

1.1 Uppdragsgivare ... 1

1.2 Bakgrund ... 1

1.3 Syfte ... 1

1.4 Mål ... 1

1.5 Avgränsningar ... 1

1.6 Metodik ... 2

1.6.1 Nulägesanalys ... 2

1.6.2 Konceptgenerering ... 2

1.6.3 Konceptval ... 3

1.6.4 Konstruktion ... 3

1.6.5 Tillverkningsunderlag ... 3

1.6.6 Övrigt ... 3

2. Nulägesanalys ... 4

2.1 Befintligt lastväxlardumperflak ... 4

2.2 Krav och önskemål ... 8

2.3 Standard ... 9

2.4 Produktionsförståelse ... 11

2.4.1 Bearbetning ... 11

2.4.2 Plasmaskärning ... 11

2.4.3 Bockning ... 11

2.4.4 Svetsning ... 11

2.4.5 Produktförståelse/marknadsföring ... 12

2.4.6 Dumperprocessen ... 12

2.5 Kontakt med företag ... 13

3. Konceptgenerering och konceptval ... 14

3.1 Stativ... 15

3.1.1 Koncept 1 ... 15

3.1.2 Koncept 2 ... 16

3.1.3 Koncept 3 ... 17

3.1.4 Koncept 4 ... 18

3.2 Underliggande ram ... 22

3.2.1 Koncept 1 ... 23

3.2.2 Koncept 2 ... 23

3.2.3 Koncept 3 ... 24

3.2.4 Koncept 4 ... 24

(6)

3.3.4 Koncept 4 ... 28

4. Konstruktion ... 31

4.1 Stativ... 31

4.1.1 Bygellåda ... 31

4.1.2 Sidoprofiler ... 31

4.1.3 Balk ... 32

4.1.4 Ihopsättning ... 33

4.2 Ram ... 34

4.2.1 Balkar ... 34

4.2.2 Förstärkningsplåt ... 35

4.2.3 C-profil ... 36

4.3 Konstruktion och placering baktill ... 37

4.3.1 Rulle ... 37

4.3.2 Rullhållare ... 38

4.3.3 Automatlämscylinder ... 38

4.3.4 Rör... 38

4.3.5 Konstruktion och placering av övriga detaljer ... 38

4.4 Materialval ... 39

4.5 Ihopsättning mot korg ... 39

4.6 Ritningar ... 41

4.7 Hållfasthet ... 41

5. Diskussion ... 43

6. Slutsats och rekommendationer ... 45

6.1 Rekommendationer ... 45

7. Referenser ... 46

7.1 Muntlig information ... 46

7.2 Figurer ... 47

(7)

Figurförteckning

Figur 2.1 Hiabs lastväxlare på en Scania lastbil. (Scania, 2017) ... 4

Figur 2.2 Lastväxlarvattentank till vänster och lastväxlarcontainer till höger. (Salabrand, 2017) (Kranbil4u, 2017) ... 5

Figur 2.3 Lastväxlarflak med lastväxlare. (Zetterbergs, 2017) ... 6

Figur 2.4 Automatläm (Zetterbergs, 2017) ... 7

Figur 2.5 Genomskärning av svets. (Esab, 2017) ... 12

Figur 2.6 Tillverkningsprocessen för ett dumperflak. ... 12

Figur 3.1 Koncept 1 7 ... 15

Figur 3.5 Inre plåtprofil slutar vid pil istället för att fortsätta längs med bygellådan 11 19 Figur 3.6 Koncept 112 ... 23

Figur 3.7 Koncept 213 ... 23

Figur 3.10 Placering av automatlämsanordningen16 ... 27

Figur 3.11 Koncept 1, lämstoppen intill i-balk17 ... 27

Figur 3.12 Koncept 2, lämstoppen på utsidan av rullupphängningen18 ... 28

Figur 3.13 Koncept 3, integrerade lämstopp i rullupphängningen19 ... 28

Figur 3.14 Koncept 4, lämstoppen är integrerade i i-balken20 ... 28

Figur 4.1 Bygellåda21 ... 31

Figur 4.2 Stativets olika delar22 ... 32

Figur 4.3 Komplett ihopsättning av stativ23 ... 33

Figur 4.4 Underliggande balk24 ... 34

Figur 4.5 Närbild av utskärningarna25 ... 35

Figur 4.6 Förstärkningsplåt för mitten26 ... 35

Figur 4.7 Förstärkningsplåt framtill27 ... 35

Figur 4.8 C-profil (Rewald, 2017)28 ... 36

Figur 4.9 Komplett rulle29 ... 37

Figur 4.10 Rullhållare30 ... 38

Figur 4.11 Underliggande ram med stativ monterat, utan korg31 ... 40

Figur 4.12 Slutgiltig konstruktion32 ... 40

Figur 4.13 Konstruktionen sett ovanifrån och framifrån33 ... 41

Figur 4.14 FEM-analys av en balk34 ... 42

(8)

Tabellförteckning

Tabell 2.1 Skillnader mellan S1 och S2 ... 10

Tabell 2.2 Skillnader mellan DIN 30722 och SS 3021 ... 10

Tabell 3.1 Pugh-matris över koncept för stativ ... 21

Tabell 3.2 Pughs-matris över koncepten för ramen4 ... 25

Tabell 3.3 Pughs-matris över delarna baktill5 ... 29

(9)

Nomenklatur

DIN = Deutschland Institute für Normung SS = Svensk standard

ZD4-LV = Zetterbergs nuvarande lastväxlardumper byggd enligt SS 3021.

(10)

1. Inledning

1.1 Uppdragsgivare

Zetterbergs industri AB grundades 1923 av Henrik Zetterberg i Östervåla. Hovslags-, smidesarbeten och reparationer av lantbruksmaskiner var det företaget ägnade sig åt i början. I dagsläget är de inriktade på högkvalitativa lastbilspåbyggnader med

tyngdpunkt på anläggningsfordon i Norden. Deras slogan är “Det lönar sig i längden”.

(Zetterbergs, 2017b).

1.2 Bakgrund

Zetterbergs tillverkar och säljer lastbilspåbyggnader. Arbetet är fokuserat mot

Zetterbergs lastväxlardumper. I olika länder arbetar man utefter olika standarder, vilket gör att lyftbygel och ram ser olika ut från land till land. Zetterbergs vill nu ta fram en lastväxlardumper som följer den tyska standarden som kan användas ihop med deras existerande lastväxlardumperflak.

1.3 Syfte

Syftet med detta examensarbete är att konstruera en lastväxlardumper enligt den tyska standarden DIN 30722. Ett krav från Zetterbergs industri AB är att det ska efterlikna och kunna använda samma korg som deras befintliga lastväxlardumper ZD4-LV.

1.4 Mål

Efter examensarbetet skall ett konstruktionsförslag presenteras på en lastväxlardumper som följer den tyska standarden. Arbetet presenteras genom 3D modeller i SolidWorks samt konstruktionsunderlag i form av tillverkningsritningar.

1.5 Avgränsningar

För att arbetet inte skulle bli alltför omfattande var en del avgränsningar tvungna att göras. En del avgränsningar fick bestämmas under arbetets gång då det i ett tidigt stadie inte gick att definiera upp alla avgränsningar på grund av all information inte fanns tillhanda. Följande avgränsningar har gjorts för arbetet:

● Arbetet är begränsat till konstruktionen av rullflaksramen enligt gällande

(11)

1.6 Metodik

Projektet är indelat i fyra huvuddelar

● Nulägesanalys

● Konceptgenerering

● Detaljkonstruktion

● Rapportskrivning 1.6.1 Nulägesanalys

Projektet inleddes med en nulägesanalys som bestod av inläsning av gällande standarder, DIN 30722-1/2, samt den svenska motsvarigheten, SS 3021. Zetterbergs befintliga lösning som är byggd enligt SS 3021 studerades noga för att kunna se hur de löst konstruktionen. För att öka förståelsen för hur tillverkningsprocessen går till gjordes flera besök i verkstaden. Även flera klara dumprar som följer SS 3021 undersöktes, där även en del mått togs som senare skulle underlätta i konstruktionen.

Kontakter upprättades även med flera andra avdelningar såsom försäljning, produktion och inköp.

1.6.2 Konceptgenerering

När krav och önskemål var fastställda behövde följande tre frågor besvaras.

● Vilka tidigare existerande koncept kan kopieras för detta arbete?

● Vilka nya koncept kan tillfredsställa kraven och önskemålen?

● Vilka metoder kan användas till konceptgenereringen?

Ett koncept är en uppskattad idé om hur formen, arbetssättet och teknologin fungerar för produkten. Det är oftast en enkel skiss i 2D eller i 3D tillsammans med kort förklarande text. Ett välplanerat koncept är viktigt och är ett steg som går relativt fort om hela produktgenereringsprocessen tas hänsyn till. Konceptgenereringen är snabb och kostar inte mycket, vilket gör att många koncept bör genereras för att senare fokusera på ett fåtal i konceptvalet. När koncept ska genereras finns det olika konceptgenererings metoder att använda och arbetet har följt femstegsmetoden (Ulrich 2015, s 119). De fem olika stegen är:

1. Klargöra problemet

Här läggs fokus på att förstå problemet/uppgiften och dela upp det i mindre delproblem.

Därefter läggs fokus på de kritiska delproblemen.

2. Söka externt

Här söks information externt, både brett och även på en mer detaljerna nivå. Det finns olika sätt att söka information externt, exempelvis patentsökningar, expertkonsultation, litteraturstudier eller via intervjuer.

3. Söka internt

Här brainstormas idéer fram, både individuellt och i grupp.

(12)

5. Reflektera

Här reflekterar man kring den lösning man åstadkommit och även om hela processen för arbetet. Dokumentation kan förekomma för att dokumentera vad som gått bra och vad som gått dåligt.

Här ovan är de fem stegen uppradade i en viss ordning men i praktiken görs stegen om och om igen genom hela processen (Ulrich 2015, s 119).

Konceptgenereringen delades in i tre fokusområden för att lätt kunna fokusera på olika delar av flaket. Stativ, ram och baktill.

1.6.3 Konceptval

Efter nulägesanalysen är genomförd togs ett antal konceptförslag fram. Dessa koncept utvärderades i en Pugh-matris (Burge Hughes Walsh, 2017). De lämpligaste koncepten granskades sedan tillsammans med handledare för att säkerhetsställa att standardens krav uppfylls, samt Zetterbergs egna.

1.6.4 Konstruktion

Detaljkonstruktion togs fram för de valda koncepten. Den slutgiltiga konstruktionen modellerades i detalj i CAD-programmet SolidWorks och programmet låg också till grund för framtagningen av tillverkningsritningarna. Även vissa koncept modellerades upp för att göra konstruktionen mer överskådlig vilket i sin tur underlättade det

slutgiltiga valet av konstruktion. Vid konstruktionsframtagning togs även

tillverkningsmetoder i beaktning för att konstruktionen på bästa sätt skulle passa in i Zetterbergs produktion. Alla delar skulle alltså kunna tillverkas med den nuvarande utrustningen. Även produktionsflödet togs i beaktning så att alla delar kan följa det redan uppsatta flödet.

1.6.5 Tillverkningsunderlag

Tillverkningsritningar ritades upp i SolidWorks, efter Zetterbergs standard, utefter 3D- modellen från SolidWorks.

1.6.6 Övrigt

Zetterbergs industri AB är ett företag som värnar om sin personal och detta arbete kommer att ta hänsyn till hur produkten produceras och sträva efter att personalens ergonomi är så god som möjligt.

Då Zetterbergs arbetar utefter LEAN har arbetet utförts på ett liknande sätt. Till

(13)

2. Nulägesanalys

Arbetet tog sin början i en djupgående nulägesanalys där Zetterbergs befintliga lastväxlardumper undersöktes. Med hjälp av konstruktörer och personal från produktionen inom företaget uppnåddes en förståelse för hur den nuvarande

lastväxlardumpern fungerar. Även en hel del besök i företagets verkstad underlättade förståelsen för både produkten och hur tillverkningen går till.

2.1 Befintligt lastväxlardumperflak

En lastväxlare är en lyftanordning som monteras på tunga fordon för att på ett smidigt sätt kunna byta ett flak. En lastväxlare med tillhörande lastbil går att se i Figur 2.1.

Flaken används ofta till att frakta skräp, jord, och sten. Flaken kallas ofta för lastväxlarflak. När ett flak skall lyftas upp på en lastbil åker lastväxlarens krok mot flaket som t.ex. står på marken. Kroken greppar då tag i bygeln som sitter på flakets ena kortsida. Växlaren lyfter sedan upp flaket mot lastbilen så att flaket nästan ställer sig på högkant. När växlaren sedan åker längs sina egna balkar följer flaket med. Flakets balkar träffar växlarens två rullar som gör att flaket får stöd under tiden det dras upp.

När flaket är helt på plats på lastbilen sker låsningen. Innanför rullarna på växlaren sitter antingen en utvändig eller en invändig låsning. Denna låsmekanism är den som främst låser fast flaket genom att pressa mot flakets balkar. Denna låsning går i en linjär rörelse mot balkarna. Precis innan flaket når sin slutposition på växlaren påbörjas ytterligare en låsning. Vid mitten på växlaren sitter ett spjut av stål som åker in i en ögla som sitter på växlarens balk. Låsningen sker när flakets ögla dras igenom växlarens spjut. När flaket är helt lastat på lastbilen sitter växlarens krok fortfarande kvar i bygeln och bildar på så sätt en tredje låsning.

Figur 2.1 Hiabs lastväxlare på en Scania lastbil (Scania, 2017).

(14)

Ett lastväxlarflak kan komma i alla möjliga former. Det finns allt från dumprar,

containrar Figur 2.2 till vattentankar Figur 2.2 som alla tillverkas för att användas med en lastväxlare. Gemensamt för alla dessa flak är dock att de alla har en ram som är konstruerad efter samma standard. I detta arbetet är det ett lastväxlardumperflak som skall anpassas så att det följer DIN 30722. Även bygelns placering är densamma vilket gör att alla lastväxlare klarar av att lyfta ett flak som är gjort enligt en viss standard.

Figur 2.2 Lastväxlarvattentank till vänster och lastväxlarcontainer till höger (Salabrand, 2017) (Kranbil4u, 2017).

(15)

Ett lastväxlardumperflak består främst av följande komponenter:

- Korg. Denna del är den mest synliga delen på ett flak och är den del som bildar själva flaket. Korgen består främst av ihopsvetsad plåt som bildar en korg av plåt.

- Ram. Under korgen sitter ramen som är den del som håller upp flaket och som gör lastväxling möjlig. Denna del består främst av olika typer av balkar som svetsas på mot korgen. Under korgen sitter två längsgående balkar som hela korgen vilar på.

- Stativ. Balkarna undertill går sedan in i ett stativ som fortsätter upp längs med en av kortsidorna av korgen. På detta stativ sitter bygeln som lastväxlaren greppar tag i när flaket skall lyftas upp på en lastbil. Stativet svetsas mot balkarna undertill samt direkt mot kortsidan av korgen.

- Rullar. Denna del är placerad längst bak på flaket. När ett flak lyfts upp på lastbilen hamnar hela flaket i ett vinklat läge. Dessa rullar står mot marken när flaket står på marken. När flaket lyfts upp börjar rullarna sedan rulla mot marken under tiden flaket dras upp på lastbilen.

- Automatläm. Längst bak på flaket sitter en “lucka”, kallad automatläm. Hela detta paket består i stort av en cylinder som är ihopkopplad med en lucka som kan öppnas och stängas. Denna kan göras hydraulisk och pneumatisk.

De olika delarna går att se i Figur 2.3 och Figur 2.4, där de olika delarna är utsatta med pilar.

Figur 2.3 Lastväxlarflak med lastväxlare (Zetterbergs, 2017).

(16)

Figur 2.4 Automatläm (Zetterbergs, 2017).

Zetterbergs befintliga lastväxlardumper går under namnet ZD4-LV.

Lastväxlardumperflaket är framtagen enligt SS 3021 och kan därför säljas på den nordiska marknaden. Den säljs in som en dumper som är lätt, smart och snygg. Den är tillverkad i extra slitstarkt stål vilket har gjort att man har kunnat hålla nere vissa dimensioner och därmed få en lägre vikt. Konstruktionen har en minskad egenvikt med upp till 400 kg gentemot sin föregångare. Den lägre vikten gör att lastbilens utsläpp minskar vilket i sin tur gör att lastbilen är snällare mot miljön med minskade utsläpp, samt att 400 kg mer kan lastas (Zetterbergs, 2017a).

ZD4-LV har en ram som är konstruerad att klara av vikter på upp till 25 ton men den klarar egentligen av högre vikter eftersom ramen svetsas helt mot korgen. På grund av att den svetsas direkt mot korgen blir hela konstruktionen kraftigare och styvare. Detta bidrar även att man i sin tur kan använda sig av tunnare plåt som väger mindre och därmed gör hela konstruktionen lättare. Konstruktionen i sig har en låg bygghöjd som gör att den står stabilt nära marken. Sin slitstarka kvalitet gör att den passar perfekt för anläggningskörning. Vidare har den en rad smarta finesser som underlättar i det dagliga arbetet såsom en stege på sidan, avtagbart hyttskydd, spridarlucka med ett förenklat låssystem och smidig och lätt automatläm.

(17)

2.2 Krav och önskemål

Från Zetterbergs sida har en rad önskemål och krav tagits fram. Dessa krav och önskemål är sådant som är fastställt för att underlätta för Zetterbergs ur flera aspekter.

- Följa DIN

- Efterlikna ZD4-LV

- Använda samma delar i så stor utsträckning som möjligt - Tillverkningsanpassad

- Använda samma korg som till ZD4-LV

Krav från Zetterbergs är att lastväxlardumpern ska följa den tyska standarden DIN 30722. Detta är det absolut viktigaste kravet som ställs på produkten då det kan vara svårt att sälja dumpern om den inte följer standarden.

Zetterbergs satte tidigt upp ett önskemål att dumpern skulle bestå av samma delar som den svenska varianten. Genom att använda sig av redan lagerlagda artiklar skulle antalet artiklar i lagret hållas nere samt att dumpern skulle ha ett utseende som liknar den nuvarande dumpern. Tanken är att samma korg som används till ZD4-LV:an skall kunna användas till den nya rullflaksramen. Den nya ramen skall enkelt kunna svetsas på den redan befintliga korgen. Mindre justeringar kan dock behöva göras för att ramen skall passa in då den i nuläget är konstruerad att följa den svenska standarden SS 3022.

Konstruktionen som tas fram måste kunna tillverkas i Zetterbergs nuvarande fabrik med befintlig utrustning. Den skall även kunna följa det produktionsflöde som finns i

Zetterbergs fabrik. Desto fler delar som kan tillverkas av Zetterbergs själva desto billigare blir det och större flexibilitet.

Vidare skall konstruktionen inte vara för komplex där omständliga moment gör produkten svår att tillverka. Den skall kunna gå igenom tillverkningsmoment utan att onödig tid skall behöva läggas på att få till svåra vinklar, konstiga svetsar och andra moment som tar extra tid.

Samma korg som används till ZD4-LV skall användas utan att större förändringar i korgen måste göras. Detta gör att produkterna kommer att vara väldigt lika varandra till utseendet. Vid en första anblick är tanken att de olika dumprarna skall vara svåra att särskilja då korgens utseende skall hållas intakt.

(18)

2.3 Standard

En standard är en allmän överenskommen lösning på ett problem. Standarder går att finna i alla möjliga områden, allt från skruvar till cykeldäck. Ett tillverkande företag måste inte följa en given standard för sina produkter men används ofta som en obligatorisk referens vid till exempel en upphandling. Ofta innehåller en standard en produkts funktionskrav samt hur dessa funktioner skall provas. Huvudsyftet är dock att underlätta kommunikation och handel (SIS, 2017).

För alla tillverkare av rullflaksramar som används till flak, dumprar m.m. används en viss standard. Vilken standard som skall användas beror främst på vilken lastkapacitet flaket skall klara av. Beroende på vilken lastkapacitet man är ute efter väljs en standard som passar in på de krav som finns. I standarden anges sedan de mått som ramen måste följa. En del mått i standarden är exakta mått som måste följas av tillverkarna. Det finns även mått där endast ett max eller min värde anges som gör att tillverkaren själv kan bestämma. Genom att standarden finns möjliggörs en universal användning av

lastbilsflak som ser till att alla svenska lastbilar med lastväxlare kan lyfta alla flak som följer SS 3021.

I Sverige och Tyskland används två skilda standarder för rullflaksramar. Båda

standarderna bygger på samma princip men skiljer sig en del åt. Den svenska standarden går under beteckningen SS 3021 och den tyska motsvarigheten DIN 30722. Det som främst skiljer dessa två standarder åt är den höjd som bygeln är placerad på. Enligt SS 3021 ska bygeln placeras på 1450 mm höjd och enligt DIN 30722 på 1570 mm höjd.

Utrymmet runt bygeln kräver även ett större fritt utrymme för lyftkroken i den tyska än det gör för den svenska. En rad andra mått skiljer sig åt som även de måste tas i

beaktning vid konstruktionen. En skillnad mellan det olika rullflaksramarna är att den tyska inte har några hål för lastning på en trailer. I den svenska finns två hål som ett par spjut kan åka in i när den ställs på en trailer. Detta saknas alltså helt på den tyska. I övrigt skiljer de sig även en del åt då den tyska kräver en större fri tunnel undertill där inget får vara i vägen. En annan vital skillnad är rullarna som dumpern rullar på när den ställs ner på marken. Rullarna skall enligt SS 3021 vara mellan 200 och 220 mm. Enligt DIN skall samma rullar ha en diameter på mellan 160 och 170 mm. Övriga skillnader går att finna i Tabell 2.2. DIN-standarden är uppdelad i två delar. Den ena kallad “S1”

och den andra “S2”, det som skiljer dessa två främst åt är öglans diameter och höjden på den undre balken.

(19)

Tabell 2.1 Skillnader mellan S1 och S2

DIN 30722-1 (26t) (S1) DIN 30722-2 (32t) (S2)

Höjd undre balk [mm] 180 220

Ögla [⌀, mm] 50 60

Vinkeljärn Ja Nej

Repkrok Ja Nej

Tabell 2.2 Skillnader mellan DIN 30722 och SS 3021

DIN 30722 SS 3021 (26t)

Rullarnas Bredd [mm] Max 300 350

Avstånd mellan rullarna [mm] 1560 1180

Rullarnas diameter [mm] 160-170 200-220

Rulle sticker ut nedåt [mm] 60 72-75

Centrum rulle till bakre kant [mm] 120 + max 90 max 150

Yttre stativbredd [mm] 1060-1065 1055-1060

Inre stativbredd [mm] 896-901 895-930

Vinkeljärn bak (mellan) [mm] 785 740-770

Vinkel på lyftbygel (från en lodräd linje) [°]

45 60

Fritt utrymme för lyftkrok [mm] min R240 min R190

Lyftbygel [⌀, mm] 50 eller 60 50

Höjd lyftbygel [mm] 1570-1575 1450-1453

Bredd vid bygel [mm] 250 380

Dessa skillnader gör att en hel del förändringar måste göras på den svenska för att istället följa den tyska. Vissa delar kan återanvändas men för att fullt ut följa den tyska

(20)

2.4 Produktionsförståelse

För att få en bättre förståelse om hur tillverkningen har flera besök i produktion gjorts och då analyserat tillvägagångssätt. Detta för att kunna konstruera koncepten så väl anpassade till nuvarande tillverkningssätt som möjligt. Vid de olika besöken i

verkstaden ökade förståelsen för de olika momenten i verkstaden som en dumper går igenom vid tillverkningen. Genom att prata med personalen i verkstaden framkom även problem som de ser i dagens tillverkning. Detta var sådant som sedan var viktiga aspekter som togs i beaktning vid framtagningen av de olika konstruktionerna.

2.4.1 Bearbetning

Zetterbergs fabrik används en rad olika tillverkningsmetoder. Nedan återfinns de mest betydande bearbetningarna beskrivna.

2.4.2 Plasmaskärning

Plasmaskärning är en form utav skärande bearbetning som med hjälp av plasma skär i arbetsstycket. Plasma uppstår genom att en ljusbåge går från skärverktyget till

arbetsstycket och värmer upp tills det hamnar i plasmatillstånd och skär ett snitt.

Plasmaskärare fungerar på elektriskt ledande material såsom aluminium, stål, rostfritt, mässing mm. Den klarar även av skära tjocka plåtar (upp till 160 mm om den är väldigt stark) samt ger ett väldigt precist snitt. I Zetterbergs fabrik kan plåt upp till 10 mm skäras med plasmaskärare utan problem (Esab, 2017b).

2.4.3 Bockning

I många olika lägen blir det bättre och mer stabilt av att bocka en plåt istället för att svetsa ihop två plåtar. Exempelvis sjunker antalet unika artiklar företaget behöver lagerhålla. Det Zetterbergs har är en bockningsmaskin som klarar av att bocka plåtar upp till 3 meter långa. De kan bocka plåt upp till 10 mm och använder oftast en

bockningsradie på 7 mm. Det är en maskin som med hjälp av en stor kraft pressar ihop verktyget över plåten/röret vilket får arbetsstycket till önskad form. Något som behövs tas i beaktan till är återfjädringen, dvs materialet fjädrar tillbaka lite. Detta är dock något som operatörerna känner till och kompenserar för när bockningsmaskinen ställs in.

2.4.4 Svetsning

Det finns flera olika svetsmetoder såsom Pinnsvets, TIG och MIG/MAG. I Zetterbergs produktion är MIG/MAG-svetsning det vanligaste och därav den enda som förklaras.

MIG/MAG-svets är en väldigt vanlig svetsmetod då den är relativt enkel att använda.

Det ser ut som ett pistolmunstycke med en knapp liknandes en avtryckare. Med rätta

(21)

bland annat svetsens form och inträngning, svetshastighet och materialöverföringen. Det är även viktigt att ställa in svetsen rätt så att gasen täcker svetsområdet ordentligt, se Figur 2.5 (Esab, 2017a).

Figur 2.5 Genomskärning av svets (Esab, 2017).

I fabriken sker svetsning både för hand och robotsvetsning och vid tillverkning måste vissa detaljer tas i hänsyn till beroende om det ska handsvetsas eller robotsvetsas. Till exempel behöver robotsvetsen ett överlapp på 7 mm för att kunna följa en fog.

2.4.5 Produktförståelse/marknadsföring

Det är viktigt att marknadsföra sin produkt och få alla potentiella kunder att höras talas om ens produkt. Men detta är inte det enda som är viktigt, utan även att ens produkter ska gå att känna igen. På detta sätt marknadsför produkten sig själv på ett sätt, den körs runt och visas upp för alla som är i närheten av den. Om den då kan kännas igen och har god kvalité kan detta ge nya kunder, produkten blir lite självsäljande.

2.4.6 Dumperprocessen

Dagens ZD4-LV går igenom en rad moment innan den tillslut blir ett färdigt flak.

Kortfattat skärs först de olika plåtarna ut av en plasmaskärare. Den plåt som måste bockas går vidare till den processen och bockas där. All plåt svetsas sedan ihop i olika skeden med fixturer som hjälpmedel. En del plåt svetsas för hand och en del med en svetsrobot. När flaket är klart målas det i önskad kulör. En del eftermontering sker sedan av övriga komponenter.

(22)

2.5 Kontakt med företag

I arbetet har flera kontakter med olika företag gjorts. Zetterbergs använder sig utav ett visst antal leverantörer så vid kontakt har detta i första hand gjorts med dessa företag, till exempel Tibnor som är ett dotterbolag till SSAB (Tibnor, 2017).

För att få en djupare förståelse över hur lastväxlare i Europa fungerar har kontakt med flera tillverkare gjorts. Bland annat har kontakt tagits med Hiab, Joab, Hyva och

Palfinger som alla är tillverkare av lastväxlare. Dessa kontakter har utvecklat förståelsen för hur lastväxlaren fungerar och har varit till stor hjälp vid frågor och funderingar. En del idéer som har uppkommit i arbetet har bollats med dessa företag för att få ett utlåtande från annat håll.

(23)

3. Konceptgenerering och konceptval

Innan och under framtagningen av de olika koncepten fördes konstanta diskussioner med flera avdelningar inom företaget samt diskussioner med leverantörer och andra tillverkare. Vid framtagningen av de olika koncepten bollades idéerna med

konstruktörer för att ta reda om vissa idéer ens var möjliga att ta fram. Under kontakter med tillverkare av lastväxlare kom det fram att Zetterbergs befintliga lösning med en U- balk med en påsvetsat vinkel inte skulle fungera fullt ut om den kopierades. Detta då denna typ av balk är gjord enligt den svenska standarden och hade blivit för bred för den tyska växlaren. Den bredd som skulle uppstå klarar inte alla europeiska lastväxlarna av att hantera, de skulle alltså få problem med att låsa flaket mot växlaren. Då dessa balkar är det som påverkar stativet och delarna baktill mest var det denna del som styrde de andra till stor del och därmed fick de andra delarna i sin tur anpassas efter balkarna.

Vid brainstormingen av lösningar för de olika komponenterna nyttjades

femstegsmetoden. Detta gjordes i de steg som det skrivs om i nulägesanalysen. Detta gjorde att koncepten togs fram på ett systematiskt sätt och många infallsvinklar togs med för att få fram så bra koncept som möjligt. En del skisser gjordes under

brainstormingen som sedan modellerades upp enkelt i SolidWorks för att lätt kunna jämföra de olika koncepten på ett smidigt sätt.

(24)

3.1 Stativ

Det togs fram fyra olika koncept där alla hade olika fördelar och nackdelar. Zetterbergs krav på att stativet skulle efterlikna deras stativ för den svenska standarden spelade en stor roll i genereringen av de olika koncepten. Brainstormingen utgick därför från just det stativet. De olika koncepten som togs fram bygger därmed mycket på den svenska ramen. En stor del i att det skulle ha en liknande utformning var att samma fixtur skulle kunna användas i produktionen.

3.1.1 Koncept 1

Det första konceptet är väldigt likt det befintliga stativet, det har dock en del skillnader som måste göras för att följa den tyska standarden. För att uppfylla standarden har bygellådan höjts upp och bygeln har flyttats utåt. Bygeln flyttas upp 120 mm. Vidare har stativets sidoprofiler gjorts djupare i toppen för att täcka för där bygeln sticker ut genom bygellådan. I detta koncept bockas en liten bit in från höger, kan ses i Figur 3.1.

Motsvarande görs på andra sidan för att få en sammanhängande profil.

Figur 3.1 Koncept 1 7

(25)

3.1.2 Koncept 2

Detta koncept är väldigt likt koncept 1 där hela uppbyggnaden egentligen är densamma.

Det som skiljer sig åt är att detta koncept har en liten metallbit som svetsas dit istället för att ha den lilla bockade biten. Som synes i Figur 3.2 ger detta en hel kant längs med hela stativet vilket både är estetiskt snyggare och ger en kontinuerlig svetsfog. Genom att en extra bit läggs till skapas en artikel till.

(26)

3.1.3 Koncept 3

I det tredje konceptet förändrades mer. Här gjordes sidoprofilerna längre för att nå upp i den önskade höjden på bygeln. För att uppnå det förändrades sidornas vinkel en aning.

Bygellådan kunde då göras mindre än den i koncept 1 och 2. Bygellådan har därmed samma höjd men görs djupare för att följa DIN. Även här svetsas en liten bit fast på båda sidor istället för att bocka in en bit, se Figur 3.3.

(27)

3.1.4 Koncept 4

Utseendemässigt är det fjärde konceptet väldigt likt koncept 3. Det finns dock en del skillnader som inte går att se direkt. Den lilla bit som svetsas på görs i detta koncept större så det går längre längs med bygellådan. Denna bit bockas på ett ställe för att följa lådan. Då ingen plåt bockas in från sidoprofilerna kan en del material tas bort. Lite material tas därför bort från stativets sida. Se Figur 3.4.

Figur 3.4 Koncept 4¹⁰

(28)

I Figur 3.5 går det att se var materialet som tas bort suttit. Det är alltså materialet närmast bygellådan som tas bort då detta material inte bidrar till något väsentligt för konstruktionen.

Figur 3.5 Inre plåtprofil slutar vid pil istället för att fortsätta längs med bygellådan¹¹

(29)

Konceptvalen gjordes främst med hjälp av en Pugh-matris där flera olika parametrar togs med i matrisen. De olika parametrarna är framtagna efter kraven men även från sådant där förändringar gjorts som påverkar något betydande. I Tabell 3.1 återfinns följande parametrar:

- Hållfasthet, här tas det hänsyn till hur pass hållbar konceptet är.

- Vikt, står för hur mycket koncepten väger.

- Pris, en uppskattning av priset.

- Återanvändning av artikel, om samma artiklar som redan finns i Zetterbergs system kan återanvändas.

- Design, hur snygg designen är.

- Produktionsanpassning, om konceptet kan konstrueras i Zetterbergs verkstad.

- Svetsmeter, hur mycket svets konceptet kräver.

- Antal enheter, står för hur många artiklar som konceptet består av.

- Samma fixtur, om samma fixtur som används i dagsläget kan användas till det nya konceptet.

- Efterliknar ZD4-LV, hur konceptet efterliknar ZD4-LV.

- Följer DIN, om konceptet följer DIN-standarden.

Som referens i de olika matriserna används de delar som ingår i den befintliga ZD4-LV.

Det finns alltid olika fördelar och nackdelar med koncept och det kan vara en svår balansgång att vikta dessa. En av huvudaspekterna är att ta hänsyn till är hur de olika koncepten påverkar andra delar. Få artiklar är att föredra då det blir lättare för

produktion att hantera. Hänsyn måste också tas till personalens hälsa och ergonomi, vilket kan bidra till fler komponenter i vissa lägen.

När alla olika koncept tagits fram och jämförelser mellan de olika koncepten var gjorda bokades ett möte med handledaren in så att även han fick säga sitt, vad som ansågs vara bra och dåligt i de olika koncepten. Zetterbergs åsikter om de olika koncepten är av största intresse då det är de som senare skall marknadsföra produkten som sin. Även andra konstruktörer inom företaget fick säga sitt om de olika koncepten.

(30)

Matrisen gav följande resultat:

Tabell 3.1 Pugh-matris över koncept för stativ

Parameter Viktning Referens (ZD4)

Koncept 1 Koncept 2 Koncept 3 Koncept 4

Hållfasthet 4 0 + - - -

Vikt 3 0 - - - -

Pris 3 0 - - 0 0

Återanvändning av artikel

4 0 - - - -

Design 1 0 0 0 - -

Produktionsanpassad 4 0 0 0 - -

Svetsmeter 3 0 - - 0 0

Antal enheter 3 0 0 0 0 0

Samma fixtur (som ZD4) 4 0 0 0 - -

Företagskrav

Efterlikna ZD4-LV 2 0 0 0 - -

Följa DIN 5 0 + + + +

Totalt + 0 2 1 1 1

Totalt - 0 4 5 7 7

Totalpoäng 0 -2 -4 -6 -6

Viktad totalpoäng + 0 9 5 5 5

Viktad totalpoäng - 0 -13 -17 -22 -22

(31)

Koncept 3 och 4 har sina fördelar men även en del nackdelar som tillslut fäller avgörandet att de inte väljs att gå vidare med. Det som främst gör att dessa koncept faller är att de har en förändrad vinkel. Skulle detta alternativ användas påverkar det många andra plåtbitar som i sådant fall skulle behöva göras om för att passa ihop med det nya stativet. Även den fixtur som används skulle behöva förändras. Detta gör att för mycket tid och pengar hade behövt läggas på dessa alternativ samt att fixturerna tar stor lagerplats vilket gör att de väljs bort.

Koncept 1 och 2 är väldigt lika då det bara är en liten bit som görs på två olika sätt i koncepten, även om poäng visar att det finns en stor skillnad. De stora fördelarna med dessa koncepten är att de är otroligt lika det som används idag. De skillnader som görs är sådant som måste göras för att leva upp till standarden. Utseendemässigt liknar det den svenska versionen.

Som synes i Tabell 3.1 så är koncept 1 det bästa konceptet. Inget av koncepten fick dock några höga poäng som stod ut ifrån de andra. Valet landande tillslut ändå på koncept 1, detta förankrades även med handledaren för att inget skulle missats eller något oväntat uppkomma. Valet berodde mycket på att koncepten är väldigt likt det befintliga bröstet vilket även var ett stort krav från projektets början.

3.2 Underliggande ram

Vid brainstormingen för ramen har flera olika koncept tagits fram som skiljer sig en del åt. De krav som främst var tvunget att tas i beaktning var Zetterbergs egna krav på att balken skulle vara 250 mm hög så att den passar in mot deras korg. Efter kontakt med olika tillverkare av lastväxlare blev det klart att en I-balk behövde användas så att låsning både invändigt och utvändigt skulle vara möjligt. Enligt DIN-standarden kunde sedan endast en I-balk av typen IPN180 (ibland kallad INP) användas då det var den enda balk som passade in mot standarden. Denna balk har börjat fasas ut i Sverige men används fortfarande som standard i Europa. Den går därför att få tag på även om den är lite svårare att hitta. Koncepten utvecklades därmed med IPN180-balken i åtanke.

(32)

3.2.1 Koncept 1

Det första konceptet som togs fram var en specialtillverkad I-balk som hade samma mått som standardbalken IPN180. Det som ändrades i balken var höjdmåttet som istället sattes till 250 mm för att följa de satta kraven. Höjden kan vara svårt att se i Figur 3.6 men formen går att se. Alltså skulle alla andra mått vara samma som de som finns i standarden för IPN180, möjligtvis behöver livet göras lite tjockare men det är något som behöver diskuteras med tillverkaren innan det fastställs.

Figur 3.6 Koncept1¹²

3.2.2 Koncept 2

Ett annat koncept som togs fram var en IPN180 balk med en påsvetsad U-profil. Detta konceptet skulle nå kravet på 250 mm genom att en U-profil skulle svetsas på ovanpå I- profilen. I detta koncept skulle samma spets (mot bröstet) som används i den svenska varianten av ZD4-LV svetsas på mot I-profilen, se Figur 3.7. Detta skulle då ge att kopplingen mellan stativet och ramen skulle bli densamma som används i dagsläget.

(33)

3.2.3 Koncept 3

Nästa koncept bygger vidare på det föregående konceptet där en I-profil används tillsammans med en U-profil. Istället för att använda samma spets som används i det föregående konceptet skulle istället balken göras längre så att stativet skulle fästa direkt mot I-balken. I detta koncept skulle en del utskärningar vara tvungna att göras på I- balken för att passa in mot korgen vilka kan ses i Figur 3.8.

Figur 3.8 Koncept3¹⁴

3.2.4 Koncept 4

Det fjärde konceptet bygger vidare på användningen av en IPN180-balk. I detta koncept finns ingen extra U-balk. För att få rätt höjd används istället flera tvärgående balkar.

Dessa balkar placeras med ett jämnt mellanrum längs hela korgen som kan ses i Figur 3.9. De olika tvärliggande balkarna svetsas mot korgen.

Figur 3.9 Koncept 4¹⁵

(34)

De olika koncepten på balkar jämfördes även här i en Pugh-matris, se Tabell 3.2, mot varandra för att få en överblick över vilka av balkarna som stod sig bäst. Viktningen i matrisen är gjord utefter hur viktigt de olika aspekterna är för Zetterbergs. De olika parametrarna är framtagna dels efter krav och önskemål men även sådant där förändringar gjorts som påverkar något.

Tabell 3.2 Pughs-matris över koncepten för ramen4

Parameter Viktning Referens (ZD4)

Hållfasthet 4 0 + - + -

Vikt 3 0 + 0 + -

Pris 3 0 - - + -

Återanvändning av artikel

3 0 - 0 - -

Design 1 0 + 0 0 -

Produktionsanpassad 4 0 - + + -

Svetsmeter 3 0 - - - -

Antal enheter 3 0 + - + -

Efterlikna ZD4-LV 2 0 0 0 0 -

Följa DIN 5 0 + + + +

Totalt + 0 5 2 6 1

Totalt - 0 4 4 2 9

Totalpoäng 0 1 -2 4 -9

Viktad totalpoäng - 0 -13 -13 -6 -26

(35)

I koncept 2 används en i-balk tillsammans med den befintliga spetsen som används i dagsläget. Detta hade varit bra ur den aspekten att artiklar hade kunnat återanvändas samt att gränssnittet mot korgens kant hade varit detsamma som det är idag. Denna faller dock på att gränssnittet mellan spetsen och i-balken hade skapat en del problem.

Detta då de inte har gemensamma ytor som kan ligga emot varandra. Spetsen är

utformad som en U-balk vilket gör det svårt när den ska kopplas samman med I-balken.

Koncept 4 med de tvärgående balkar har sina fördelar. Speciellt är det bra ur det

hänseendet att den återanvänder många befintliga artiklar. Dock så faller det i slutändan på att det inte har samma hållfasthet som de andra alternativen, detta då mindre yta kan svetsas direkt mot korgen. Samt att flaket kan bli vågigt vilket kan skapa problem.

Pughs-matrisen visar annars tydligt på att koncept 3 med en U-balk som svetsas på en I- balk är det bästa alternativet. En stor fördel med detta koncept är att I-balken går längs med hela flaket utan att någon extra del behöver svetsas på som det behövs i koncept 2.

Detta gör att hållfastheten hålls intakt. Efter diskussioner och ett noga övervägande beslutades det att koncept 3 var det koncept hade bäst potential. Detta då det var just detta alternativ som dels var bäst i jämförelsen mellan de olika koncepten men även att handledaren var positiv till det konceptet.

(36)

3.3 Placering och konstruktion av komponenter baktill

Innan konceptgenereringen för de olika delarna startade fördes en diskussion med produktion samt med konstruktörer om de olika delarna. I dessa samtal framkom det att medbringaren som är den del som gränsar mellan automatlämsluckan och cylindern som utför rörelsen inte kan placeras var som helst bak på flaket. Det fanns egentligen bara ett ställe den då kunde placeras på för att passa in med de fixturer som finns i produktion och samtidigt inte bryta mot standarden, se Figur 3.10. Därför bestämdes det redan här var den skulle placeras.

Figur 3.10 Placering av automatlämsanordningen¹⁶

Standarden avgör hur vissa delar måste placeras baktill på flaket. Det som främst har ett fast mått är placeringen av rullarna. Dessa rullar får ha en bredd på max 300 mm, en diameter på 160-170 mm och de skall sitta 1560 mm ifrån varandra. Efter diskussion med Zetterbergs bestämdes det att rullar med måtten ⌀168,3 mm och 8 mm

godstjocklek skulle användas, då det var dessa en underleverantör kunde leverera utan att en specialbeställning skickas. Med rullarna utplacerade kunde konceptgenereringen för hur rullarnas hållare skulle se ut samt för lämstoppet dra igång. På den befintliga ZD4-LV:n sitter det lämstopp som en adapter kan placeras i och stoppa lämmen i 180°

gentemot korgens botten.

3.3.1 Koncept 1

I detta koncept placeras de befintliga lämstoppen precis intill balken. Stoppet hamnar då precis bredvid automatlämscylidern, se Figur 3.11. Rullarna placeras i rullhållare som efterliknar de som används i dagsläget.

(37)

3.3.2 Koncept 2

I koncept 2 placeras lämstoppen utanför rullarna. Rullhållarna i detta konceptet är även här samma som i koncept 1. Med stoppen placerade längst kan luckan endast vila på ca 65% av stoppets yta. Då inte luckan fullt ut träffar lämstoppen får in luckan fullt stöd.

Detta koncept kan studeras i Figur 3.12.

Figur 3.12 Koncept 2, lämstoppen på utsidan av rullupphängningen¹⁸

3.3.3 Koncept 3

Ett annat alternativ är att lämstoppen tas bort helt och istället ersätts med en ny rullupphängning som har ett inbyggt lämstopp, se Figur 3.13. Detta koncept drar ner antalet olika artiklar som behöver lagras samt att operatörerna får färre komponenter att handskas med vid montering. Automatlämsluckan kan inte stanna i ett 90°-läge i detta koncept, det får dock stöd längre ner på samma sätt som den befintliga får stöd av lämstoppet utan dess adapter.

Figur 3.13 Koncept 3, integrerade lämstopp i rullupphängningen¹⁹

3.3.4 Koncept 4

Lämstoppet placeras här mitt på balken samt att samma rullhållare används som i koncept 1 och 2. Genom att lämstoppen placeras på balken får automatlämscylindern lite större utrymme vilket kan ses i Figur 3.14.

(38)

Även här gjordes en Pughs-matris, se Tabell 3.3, för de olika koncepten med samma parametrar som i de tidigare matriserna.

Tabell 3.3 Pughs-matris över delarna baktill⁵

Paramter Viktning Referens (ZD4)

Vikt 3 0 0 0 + 0

Pris 3 0 0 0 + 0

Återanvändning av artikel 4 0 0 0 - 0

Design 1 0 0 - + -

Produktionsanpassad 4 0 0 0 0 0

Svetsmeter 3 0 0 0 - 0

Antal enheter 3 0 0 0 + 0

Företagskrav

Efterlikna ZD4-LV 2 0 0 - - -

Följa DIN 5 0 + + + -

Totalt + 0 1 1 5 0

Total - 0 0 2 3 3

Totalpoäng 0 1 -1 2 -3

Viktad totalpoäng - 0 0 -3 9 -8

Viktad poäng 0 5 2 6 -8

(39)

konstruktörer och försäljningsavdelningen inom företaget vilket även bidrog till att valet föll på koncept 3.

(40)

4. Konstruktion

Efter alla koncepten var valda i respektive Pugh-matris genomfördes den slutgiltiga detaljkonstruktionen av alla ingående delar. En del förändringar gjordes för de olika delarna i konstruktionen.

4.1 Stativ

Valet för stativet föll på koncept 1 som var det som presterade bäst i förhållande till de andra. En slutgiltig konstruktion togs fram som utgick från det valda konceptet men med en del förbättringar.

4.1.1 Bygellåda

I konceptvalet för stativet valdes konceptet där bygellådan görs aningen större än den som finns i befintliga ZD4-LV. Då bygeln enligt standarden skall placeras längre ut och högre upp görs lådan högre och djupare. Detta gör att lådan större och kraftigare. I och med att den blir högre läggs ytterligare ett hål för hyttskydd in så att den skall passa in med olika höjder av hyttskydd. Lådan görs i 10 mm tjock plåt som skärs ut med plasmaskärare och bockas sedan till 90° på två ställen. Själva bygeln och hylsan kan återanvändas, från befintliga bygellådan, i denna konstruktion. Dessa fästs genom att de svetsas fast mot lådan. Själva bygeln görs från ett 50 mm tjock stång, enligt standarden DIN 30722.

(41)

på utsidan, denna del bockas på tre ställen. Längst ner på denna del sitter en fläns som går ner mot balkarna som kommer från korgen. I konceptstadiet hade denna

konstruktion en liten plåt som bockades in vid bygellådan. I denna konstruktion har den bockade biten tagits bort då den skapar en del problem vid bockningen. Istället har den bytts ut mot en större bit som bockas, samma som i koncept 4. En annan sak som har förändrats är att tidigare fanns en stor bit plåt som låg mot bygellådan, denna bit har tagits bort för att spara material och minska vikten. Det är på grund av att det blir plåt på plåt och det ökar inte hållfastheten, en förtydligande bild kan ses i Figur 3.5.

Figur 4.2 Stativets olika delar²²

4.1.3 Balk

Till stativet finns två mellanliggande balkar. I denna konstruktion kan samma balkar som används i ZD4-LV användas. Dessa balkar förstärker upp stativet och är väldigt viktiga vid tillverkningen och ser till att plåtarna hamnar på rätt avstånd i fixturen. De placeras i de fyrkantiga hål som går att finna på båda sidornas profiler. De förs in i dessa hål och svetsas sedan fast.

(42)

4.1.4 Ihopsättning

Först monteras bygeln, hylsorna och bygellådan ihop. Dessa tre delar svetsas först ihop.

De olika delarna till profilerna sätts sedan upp i en svetsfixtur tillsammans med den kompletta bygellådan. Även en del mindre förstärkningar tillkommer i detta skede. De olika plåtbitarna sätts upp i fixturen så att de bildar den konstruktion som skall sättas ihop. Allting svetsas sedan i en svetsrobot som svetsar alla förutbestämda svetsar, det kompletta stativet kan beskådas i Figur 4.3.

Figur 4.3 Komplett ihopsättning av stativ²³

(43)

4.2 Ram

I den slutgiltiga konstruktionen av ramen utvecklades det valda koncept 3 att gå vidare med.

4.2.1 Balkar

Den slutgiltiga konstruktionen för de två längsgående balkarna har inte förändrats speciellt mycket från det valda konceptet. Balkarna kommer först och främst bestå av en I-balk enligt standarden IPN. Mer specificerat kommer IPN180 att användas då bredden på denna är den enda balken av I-typ som passar in mot standarden med sina 82 mm i bredd. För att nå den rätta höjden av 250 mm kommer som sagt en U-profil placeras ovanpå I-balkens ena kortsida. Denna U-profil görs av en 6 mm tjock plåt. Enligt konceptet skall denna balk göras i ett långt stycke. En så lång balk kan Zetterbergs inte bocka själva utan den hade behövt köpas in från annat håll. För att lösa detta har balken delats upp i två mindre delar. Genom att korta av balken kan Zetterbergs själva göra balken vilken minskar kostnaden för balken. Ena änden av balken har en plan yta och den andra en lutande för att passa in mot korgens underrede. En annan förändring som görs mot konceptet är att bredden på profilen ökar med 13 mm. I diskussion med arbetsledare för svetsningen framkom det att en stor glipa mellan u-balken och i-balken eventuellt kunde skapa en del problem. Detta då glipan är rätt stor och skulle då behöva rätt mycket svets för att helt fylla igen glipan. Då mycket material behöver tillsättas behövs det värmas mer och då finns det även risk att profilen kan börja bågna. Genom att bredda U-profilen minskar denna glipa och mindre material behöver tillsättas för att fylla hela glipan med material. U-balken sträck-svetsas direkt mot I-balken och skapar på så sätt en balk med rätt höjd som kan ses i Figur 4.4.

Figur 4.4 Underliggande balk²⁴

(44)

måste även den övre flänsen längst ut på balken smalnas av för att stativet skall passa in mot balken. Den nedre hörnan kapas även den bort för att få förbereda för ett kantskydd.

Alla dessa utskärningar kan göras med en handhållen plasmaskärare som redan finns hos Zetterbergs.

Figur 4.5 Närbild av utskärningarna²⁵

4.2.2 Förstärkningsplåt

För att stärka upp de underliggande balkarna skall en förstärkningsplåt placeras i balkarna. Standarden anger hur lång plåten måste vara samt var i balken den skall placeras. Plåten som tagits fram är uppbyggd som en långsmal plåt som bockas i de båda ändarna och kan beskådas i Figur 4.6. Plåten kommer att vara sex mm tjock och skärs ut med plasmaskärare och sedan bockas. Plåten placeras sedan i I-balken efter mått som återfinns i standarden DIN 30722.

Figur 4.6 Förstärkningsplåt för mitten²⁶

Enligt standarden behövs inga flera plåtar än en förstärkning på mitten. I detta arbetet har vi dock valt att lägga till ytterligare förstärkning för balkarna. Detta görs för att få en ännu kraftigare balk. Denna förstärkning kommer att placeras längs fram mot stativet.

Formen görs så att den passar in med I-balken och flakets underrede. Formen, se Figur 4.7, skärs ut i plasmaskäraren och bockas sedan.

(45)

4.2.3 C-profil

Enligt standarden skall en C-profil finnas på insidan av de båda balkarna. I denna profil skall två spjut åka in i när flaket dras upp lastbilen. Standarden anger hur denna profil skall utformas. I detta fall kommer denna del köpas in. Delen som köps in tillverkas genom gjutning och svetsas sedan på mot balkens insida. Figur 4.8 anger hur profilen ser ut. Öppningen som går att se är den del som spjutet från lastväxlaren åker in i.

Denna ögla placeras efter standarden.

Figur 4.8 C-profil (Rewald, 2017)²⁸

Profilen går att köpa in från följande företag som alla är baserade i Tyskland:

- Rewald

- Containerbau Gerbracht - Löwe Handelsgesellschaft - L&S Technischer Handel

Alla fyra återförsäljare säljer i princip samma produkt. Vilken man väljer är mer en fråga om den som på bäst sätt kan leverera sin produkt.

(46)

4.3 Konstruktion och placering baktill

De olika delarna baktill konstruerades med de valda konceptet som utgångspunkt.

4.3.1 Rulle

Då en ny rulle måste användas enligt standarden konstruerades en ny rulle upp som dock är väldigt lik den som används till ZD4-LV. Ytterhöljet utgörs av ett färdigt rör som kapas upp i längder på 292 mm. Röret har dimensionerna ⌀ 168,3 mm och 8 mm i godstjocklek. I varje ände av röret placeras en rund gavelplåt med ett hål i mitten. I hålet svetsas en hylsa fast som fungerar som hållare för glidlagret. I glidlagret trycks en axel som liknar den som används i den befintliga ZD4:an, dock är denna axel kortare. Axeln svarvas ut. På axelns ena sida svetsas en låsningsplatta fast som sedan används för att låsa fast rullen mot rullhållaren. På andra sidan görs ett spår för en låsring så att det är möjligt att låsa axeln i axiellt led. Se Figur 4.9 för en överskådlig bild av en komplett rulle.

Figur 4.9 Komplett rulle²⁹

(47)

4.3.2 Rullhållare

Det valda konceptets konstruktion har inte gjorts om speciellt mycket mot det som togs fram i konceptstadiet. Två stycken hållare behövde konstrueras, en för den högra rullen och en för den vänstra. Detta då korgens vänstra och högra sida skiljer sig lite åt då det finns en plåt vid kanten som kräver två olika hållare. Det som skiljer den högra mot den vänstra rullhållarna är att de har en sida som är aningen lägre för att passa in mot

korgen, se Figur 4.10. Det kan vara svårt att se vilken sida som är lägre då det endast handlar om 5 mm skillnad. Hållaren är konstruerad från ett stycke plåt som bockas till 90° på två ställen. Innan bockningen sker skärs plåtens ytterkonturer samt Zetterbergs logga ut med en plasmaskärare.

Figur 4.10 Rullhållare³⁰

4.3.3 Automatlämscylinder

Cylindern placeras alltså precis utanför balkarna från att tidigare ha suttit mellan balkarna. Detta för att dels leva upp till standarden som kräver en fri tunnel under korgen och för att inte påverka automatlämmen så att samma fixtur kan användas.

4.3.4 Rör

Med automatlämscylindern utplacerad på ett nytt ställe behövdes nya rörlängder tas fram. Där cylindern var placerad tidigare angränsande den till två mindre rör. Med cylindern flyttad uppkom även ett tomrum som behövde fyllas med ett nytt rör. Det ena alternativet var att fylla det lilla tomrummet med ett litet rör eller så kunde ett nytt längre rör tas fram som kunde ersätta de mindre samt fylla det tomma utrymmet. Valet föll på ett längre rör då det blir mindre antal artiklar samt att det blir svårare att placera fel rör på fel ställe vid monteringen om längderna skiljer sig åt.

4.3.5 Konstruktion och placering av övriga detaljer

(48)

4.4 Materialval

Materialvalet har varit väldigt enkelt då Zetterbergs vill hålla hög kvalité samt veta att materialen fungerar tillsammans med varandra, att de är lämpliga att bocka, svetsa mm.

Zetterbergs har en lista där material kan väljas från. Det som varit utmanande är att veta vilka tjocklekar det ska vara på till exempelvis plåtarna. Det är inte alltid det som räknats fram som kan fungera, även fast det räknats med en säkerhetsfaktor på 2 ggr.

Det kan finnas kunder som lyckats köra sönder produkterna så att man blir tvungen att använda ett tjockare/starkare material än tänkt, enbart för att det ska hålla även för kunderna som “misshandlar” produkten. Diskussioner har förts med mer erfarna konstruktörer för att komma fram till en bra tjocklek för olika plåtar.

Då Zetterbergs säljer högkvalitativa produkter kräver de en hög standard på materialen och till de flesta plåtarna används Strenx 650 MC som är ett varmvalsat

konstruktionsstål för kallformning som tillämpar sig väl för krävande lastbärande konstruktioner (SSAB, 2017). Det är ett bra stål som både fungerar att bocka och svetsa med samt att det går att skära ut lämpliga former med hjälp av en plasmaskärare. Strenx 650 MC används för de allra flesta delar som görs i stål. I områden där det utsätts för mycket krafter, exempelvis rullupphängningen, används W700 som är ett starkare stål med hög slagtålighet som ger bra motstånd mot brott.

4.5 Ihopsättning mot korg

Stativet och ramen skall sedan fästas mot korgen. Detta görs genom att ramen först svetsas mot korgens undersida. De två balkarna som bildar ramen svetsas fast var för sig direkt mot korgkonstruktionens undersida. Med ramen på plats fästs stativet mot

korgens kortsida samt mot ramen som den även vilar emot. När de stora delarna är ditsatta sätts de mindre delarna dit som t.ex. rullhållarna och den främre

förstärkningsplåten för ramen. Även dessa detaljer fästs med svets. Detta är samma procedur som används för att tillverka ZD4-LV enligt SS 3021. Detta gör att den följer den produktionslinje som finns idag vilket i sin tur betyder att produkten relativt snabbt kan sättas i produktion. I Figur 4.11 går hela ram-konstruktionen att se där stativet och ramen sitter ihop med varandra. Vid tillverkning fästs dock de två delarna ihop med korgen var för sig. Figur 4.12 visar konstruktionen tillsammans med rullarnas och dess hållare. Konstruktionen går även att se ur andra vinklar i Figur 4.13.

(49)

Figur 4.11 Underliggande ram med stativ monterat, utan korg³¹

Figur 4.12 Slutgiltig konstruktion³²

(50)

Figur 4.13 Konstruktionen sett ovanifrån och framifrån³³

4.6 Ritningar

Ett komplett underlag av ritningar har tagits fram. Det har gjorts ritningar på alla nya ingående komponenter. Alla nya detaljer har fått detaljritningar där alla mått återfinns samt vilket material som skall användas. För de detaljer som skall bockas finns även bockningsradier samt vilken vinkel som plåten skall bockas till. I bockningsritningar sätts ett av måtten inom parantes. Måttet inom parantes är ”det minst viktiga” att det verkligen blir rätt, detta är Zetterbergs egna sätt att märka ut detta på. Det har även tagits fram tillverkningsritningar så att en komplett produkt är redo att produceras.

Dessa ritningar har utgått från Zetterbergs befintliga ritningar för den svenska varianten av ZD4-LV. Ritningen är därmed väldigt lika de ritningar som används hos Zetterbergs idag. Att ritningar är väldigt lika i sin utformning underlättar för produktion då de lätt kan förstå sig på de nya ritningarna. Tillverkningsritningarna visar hur alla delar skall svetsas ihop med svetsbeteckningar som anger vilken typ av svets som skall användas.

Ritningarna har följt Zetterbergs standard för hur de vill ha sina ritningar, Zetterbergs i sin tur följer svensk standard.