Högskolan i Skövde

Bland snabbkopplingar är det vanligt att använda kulor för att låsa ihop komponenter. Kulor är en smidig och relativt billig lösning. Problemet med kulor är att kontaktytorna blir väldigt små vilket leder till höga spänningar när snabbkopplingarna trycksätts. De höga spänningarna resulterar i permanenta deformationer på snabbkopplingarnas komponenter, framförallt på nippeln.

Deformationer på komponenterna är oönskat då det kan leda till att snabbkopplingarna slutar fungera och behöver bytas ut. Arbetets mål är att hitta alternativa lösningar för att låsa ihop snabbkopplingar och som ger lägre eller helst inga permanenta deformationer på nippeln. Syftet med detta är att öka livslängden hos snabbkopplingen. En ökad livslängd är ett sätt att hushålla med resurser vilket är viktigt i dagens samhälle där alla bör bidra till en hållbar utveckling.

För att hitta alternativa lösningar utgick arbetet från en metodik som utvecklar och förbättrar befintliga produkter. Metodiken inleder med att generera grundförståelse för problemet. Vidare användes metoder för att utveckla idéer, koncept och fysiska modeller. Arbetets utvecklade idéer togs fram i plast och tydde på en fungerande låsfunktion. För att representera en trycksättning av de utvecklade koncepten används finita elementmetoden (FEM). Simuleringarna av koncepten jämförs därefter med utgångsprodukten som använder låskulor. Resultaten av detta tyder på minskade deformationer och presenteras i rapporten.

Arbetet anses varit framgångsrikt och två lovande koncept presenteras som CEJN kan arbeta vidare med. Vidare undersökning och tester av prototyper är rekommenderat för att säkerställa funktionen hos de olika koncepten. Tillverkningsmetoder som föreslås utifrån arbetets resultat är 3d-printing, svarvning och fräsning men behöver vidare undersökning.

Among quick couplings it’s common to use metal spheres to lock the components together. These metal spheres are smooth and relatively cheap. The problem with spheres is that their contact surface is low, which will lead to high stresses when the quick couplings are pressurized and subjected to forces. These high stresses will result in permanent deformations on the quick couplings components, most of all on the nipple.

The deformations on the components are unwanted as it can lead to the coupling malfunctioning and cause a need for replacement. The goal of this thesis is to find alternative solutions for how to lock quick couplings and which will lead to less or preferably no permanent deformations on the nipple. The purpose with this is to increase the lifespan of the quick couplings. A higher lifespan is a way of economizing resources which is important in today’s society where everyone should contribute to a sustainable development.

To find alternative solutions, the thesis is issued from a methodology which develops and improves already existing products. The methodology is initiated by generating profound understanding of the problem. Further methods are then used to develop ideas, concepts and physical models. The thesis’ produced solutions are then developed in plastic and indicated in a functional locking mechanism. To represent a pressurization of the produced solutions a finite element method (FEM) is used. The simulations of the solutions are then compared to the starting product which is using locking spheres. The results of this indicate lowered deformations and are presented in the thesis.

The thesis is considered successful and has two promising concepts which CEJN can continue to develop. Further investigation and testing of prototypes is recommended to ensure the concepts’ functions. Additional investigation of manufacturing could be needed, a temporary suggestion of manufacturing includes 3D-printing, turning and milling.