Development of a New Roof Hatch Solution for Military Trucks

Abstract

This report is a result of a Master Thesis project in mechanical engineering by Andreas Byström and Josefin Salomonsson. The thesis was carried out at Scania CV AB at the department for Special Vehicles and the Division of Machine Design at the Department of Design Science at LTH from November 2009 to April 2010.

Scania has a long tradition of designing and deliver vehicles to national defence forces. Scania’s military trucks are built with small modifications from the civilian truck platforms. This gives Scania the ability to offer reliable and cost effective vehicles for military applications. The majority of the military trucks are equipped with a roof hatch. New requirements, due to larger personal body armour and more equipment among the military, demands a larger roof hatch. These demands are expected to increase in the future and to be competitive in this market Scania wants to offer a new roof hatch solution.

The aim of this work has been to design a variant of the current cab roof adapted to support a larger roof hatch. The annual volumes of these trucks are relatively low why the vision to manufacture the solution in the existing cab factory, with limited investments, has have a major impact on this project. By investigating the conditions and starting a dialog with personnel from market, production and development a good view of the specifications required was obtained. This dialog continued throughout the process to ensure that no requirements were neglected. The project has in some degree followed the product development process presented by Ulrich and Eppinger and involves development of design concepts, a concept selection and prototype sessions to verify and test the results.
The proposed design shows that it is possible to come up with a solution that fulfil all the demands and is adapted to be produced in the existing cab factory in a cost efficient way. It was also found that a flexible design, which is more or less independent of the roof hatch design, is preferable. Not only due to the lack of decisions whether or not the roof hatch should be designed by Scania but also to be able to meet specific customer requirements more convenient.

The final solution presented in this report consists of a border that is spot-welded onto the cab roof. On top of this border an external platform is mounted where the roof hatch can be installed. The hole in the cab roof is significantly larger than desired to accommodate various roof hatch designs and potentially be applicable for other applications. In parallel with our project; implementation of a larger roof hatch was carried out on a military truck delivered to Scania Deutschland. It was a great recognition and shows that we are heading in the right direction when they chose to use our border solution for their roof hatch installation.

Abstract (Swedish)

Den här rapporten redovisar det arbete som utförts av Andreas Byström och Josefin Salomonsson inom ramen för civilingenjörsprogrammets examensarbete. Arbetet har utförts på Scania, avdelningen för specialfordon från november 2009 till april 2010.

Scania har en lång bakgrund som leverantör av militära fordon till försvarsmakter världen över. Scanias militära lastbilar är uppbyggda av samma grundstruktur som de civila lastbilarna och med endast små förändringar anpassas fordonen till militära behov. Detta ger Scania möjligheten att erbjuda tillförlitliga och kostnadseffektiva fordon för olika typer av behov. Majoriteten av dessa fordon är utrustade med en taklucka. Luckan används för spaning men även som en alternativ nödutgång. På grund av att militärer idag har mer utrustning och större kroppsskydd kommer det framöver att finnas behov av en större taklucka som är anpassad för dessa nya krav. Scania har för avsikt att fortsätta vara konkurrenskraftiga på denna marknad och vill därför kunna erbjuda en större taklucka på sina militära fordon.

Syftet med arbetet har varit att utveckla en variant av hyttens tak som möjliggör installation av en större taklucka. Den årliga volymen av militära lastbilar är relativt låg och viljan att med låga investeringskostnader kunna tillverka hytten i den befintliga fabriken har därför i stor utsträckning påverkat arbetet.
Genom att utreda förutsättningarna för projektet och upprätta en dialog med personal från marknad, produktion och utveckling erhölls en bra bild av vilka krav som behövde tillgodoses. Dialogen med dessa personer fortsatte kontinuerligt under hela processen för att säkerställa att inga krav försummades. Arbetet har drivits som ett utvecklingsprojekt och valda delar av Ulrich och Eppingers metodik har använts där det varit möjligt. Processen har innefattat framtagandet av konceptlösningar, en urvalsprocess och byggandet av prototyper för att testa och verifiera resultatet.

Den föreslagna lösningen visar att det är möjligt att konstruera en lösning som uppfyller samtliga krav och samtidigt är anpassad för att kostnadseffektivt kunna monteras i den befintliga hyttfabriken. Under processen konstaterades att en flexibel lösning som är mer eller mindre oberoende av takluckans konstruktion är att föredra. Detta för att det inte är sagt om en framtida lucka ska utvecklas av Scania eller köpas in externt, men även för att det lättare ska gå att tillgodose specifika kundbehov.

Den slutliga lösningen som presenteras i denna rapport består av en sarg som är svetsad mot hyttens tak. Ovanpå sargen monteras en plattform som möjliggör installation av den större takluckan. Plattformen är tillräckligt stor för att kunna passa olika varianter av takluckor samt potentiellt kunna användas i andra tillämpningar. Parallellt med vårt projekt har en militär lastbil levererats till Tyskland för vidare påbyggnad av en större taklucka. Det var ett stort erkännande och visar att vi är på väg i rätt riktning när de valde att använda vår föreslagna sarglösning för installationen av sin lucka.

• author: Byström, Andreas and Salomonsson, Josefin
• supervisor: Per-Erik Andersson
• organization: Innovation
• course: MMK820 20092
• year: 2010
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Technology and Engineering
• keywords: Design, Trucks, Roof hatch, Scania, Product Development
• other publication id: LUTMDN/TMKT 10/5395 SE
• language: English
• id: 1624032
• date added to LUP: 2010-06-24 15:08:20
• date last changed: 2010-06-24 15:08:20