This examination project has been performed in collaboration with Husqvarna AB, one of the world’s leading manufacturers of both commercial and professional garden products such as chainsaws, trimmers and lawnmowers. Husqvarna AB always strive to develop and improve new and existing products and components to ensure an attractive product and a competitive position on today’s market   One of these components is filled balances. This is a component unique to the company and is one of the parts in their fuel-powered chainsaws. This component is placed on the crankshaft to increase compression in the crankcase, hence increasing the power of the chainsaw. The problem with the product today is the constantly changing fit on the weights and the complexity of the manufacturing process.   The examination contains the conceptual development of these filled balances with the goal to contribute with several realizable concepts that solve these problems and simultaneously increase the products durability.   This report describes the conceptual process and walks the reader threw the necessary steps that finally leads to a finished concept. The report describes the theories and softwares used in this project and how they were used to end up with two finished conceptual solutions.   The final results are presented at the end of the report with images of the final concepts, simulations and the conclusions this report lead to. / Examensarbetet har utförts i samarbete med Husqvarna AB i Huskvarna som tillverkar utomhusprodukter för kommersiellt och professionellt bruk, såsom motorsågar, trimmers och gräsklippare. Husqvarna AB är idag ett världsledande företag som ständigt arbetar med förbättringar av deras produkter och dess komponenter för att garantera attraktiva produkter och en konkurrenskraftig position på dagens marknad. En av deras komponenter till deras bensindrivna motorsågar är den fyllda balansen. Komponenten monteras på balansvikterna inne i vevhuset på motorsågen och är till för att fylla ut de tomrum som finns runt balansvikten. De fyllda balanserna är till för att öka kompressionen i motorn vilket leder till att den ger en högre effekt. Dagens lösning är dock komplicerad att tillverka samt att toleransen skiftar vilket kan leda till att varje exemplar greppar olika runt balansvikterna. Examensarbetet omfattar en konceptutveckling på dessa fyllda balanser med mål att bidra med ett eller flera realiserbara koncept som uppfyller de krav som ställs på produkten. Rapporten beskriver hur projektet har genomförts från start till två färdiga koncept. I kapitlet Teoretisk bakgrund beskrivs de olika metoder och teorier som använts för det kreativa och innovativa tänkandet som sedan nyttjas i kapitlet Genomförande där alla idégenereringar och koncept presenteras. Resultatet pressenteras i slutet av rapporten i form av tredimensionella modeller av de koncept som framtagits under projektets gång. Läsaren kan här även ta del av den simuleringsdata som gjorts och vilka slutsatser de har lett till.

Auto Deco Primer Valve är ett projekt som har resulterat i ett förenklat startsystem för tvåtaktsmotorer. Att starta en tvåtakts motor med dragsnöre är både tidskrävande och jobbigt, därför vill projektgruppen ge samhället en lösning på problemet. Genom ett befintligt koncept har syftet varit att fullborda detta system genom en ny innovativ lösning i form av en multifunktionel ventillösning.   Ventilen och dess ingående system är tänkt att ersätta två funktioner som återfinns på de flesta tvåtaktsmotorer idag: Dekompressionsventil och Chokereglage   Vår nya ventil gör att det tidigare manuella systemet automatiskt, och tar på så sätt bort de steg som måste utföras innan motorn startas.   Det nya systemet som förverkligas i ”Auto Deco Primer Valve” kommer att medföra många fördelar som beskrivs utförligare längre fram i rapporten.   Målet vid projektets slut har varit att ta fram en fungerande prototyp vilket projektgruppen har åstadkommit. Arbetet har inneburit en stor del av kreativt tänkande, för att kunna kombinera vetenskap om bland annat pneumatik med ett mekaniskt system.   För att bygga ett hållbart system som klarar marknadens tuffa krav och samtidigt inte är beroende av elektricitet så har stor del av arbetet bestått av att utveckla, beräkna, dimensionera, samt förenklat systemets olika delar och sedan modellera detta i Catia V5 R20.   Projektet har resulterat i en funktionsprototyp med fullständigt CAD-underlag som Husqvarna AB kommer att använda till att vidareutveckla systemet.   Med detta arbete vill vi ge samhället och framförallt skogsbranschen ett tillförlitligare hjälpmedel, genom en ny innovativ lösning, som gör att ett motorsystem för tvåtaktsmotorer blir mer driftsäkert, lättare att använda och snabbare att starta.

Throughout Jönköpings University has a bachelor thesis at Husqvarna AB been done, were the main focus is to develop the existing heating element. On the existing front and rear handle is where the heating element are placed and the material the handles are made of is aluminum respectively plastic. These handle are also called the reference at Husqvarna AB.   To be able to have different type of concepts was a method called concept generating, where these concepts were developed and later on eliminate nonrealistic ideas. During the project there was a lot of visits at several companies to be able to see the production and have a meeting with them. PTC-technology was the chosen heating element for this project and stands for “Positive Temperature Coefficient” and is a self-regulating heating element. PTC has a low inner resistance until it reaches the temperature that it is manufactured for to maintain a more stable heating level. Tests were made on the concepts that was given against the reference to see which concept that is most suitable for further development. Different methods and theories was used to be able to create tools for embossing the front handle, which later on got heat-treated.   The existing heating element is based on the amount of rounds per minute the flywheel rotates which result in different heating levels for the consumer. PTC technology gives a more stable heating level for such system with various rotational speed. Husqvarna AB’s purpose with this thesis is to develop a more stable heating element on the XPG chainsaws.   This thesis ended with a result of two different winning concepts which was given recommendations for how they could further be developed to be possible to replace the existing heating element.

Sverige har under de senaste åren åtagit sig att minska sin klimatpåverkan vilket har lett en ökad övergång till eldrift hos bland annat röj- och motorsågar som används i skogsbruket. Olika egenskaper har visat sig påverkas positivt av övergång till batteridrift såsom buller, avgaser, ergonomi samt minskade vibrationer. Syftet med denna studie var att studera vilken efterfrågan som fanns på de egenskaper som var förknippade med batteridrivna röj- och motorsågar inom skogsbruket, vilka förbättringsbehov som fanns på dem samt undersöka vilka erfarenheter som de olika aktörerna hade av dessa inom skogsbruket. För studera efterfrågan på olika egenskaper samt vilka förbättringsbehov som fanns på röj- och motorsågar genomfördes sju kvalitativa intervjuer av semistrukturerad typ.  Resultatet av intervjuerna visade på att batteridrivna röj- och motorsågar generellt ansågs vara enklare att använda, tystare, smidigare samt vibrerade mindre. Till batteridrivna röj- och motorsågars nackdelar hörde framförallt bristande batterikapacitet och effekt.

Med Husqvarna som fallföretag undersöker det här arbetet de egenskaper som användare önskar se hos en batteridriven motorsåg och hur de uppnås. Detta görs i skenet av Husqvarnas beslut att sätta en centrifugalkoppling på den batteridrivna motorsågen 542i XP, som vid lansering under hösten 2023 blev den första i sitt slag. Att utreda bakgrunden till detta är således också del av arbetet. Arbetssättet är kvalitativt och bygger i hög grad på intervjuer med avdelningar inom Husqvarna, med tillägg från återförsäljare och yrkesanvändare för att kartlägga önskvärt beteende och upplevd problematik hos batterimotorsågar. Som purfärsk produkt finns referensmodellen Husqvarna 542i XP inte i butik, varför undersökningar kring upplevelser av beteendet hos batteridriven motorsåg med koppling koncentreras till Husqvarna. Deltagande tester av rapportskrivarna själva och ett fälttest där en yrkesanvändare testar en prototypsåg kompletterar detta. Den insamlade empiriska datan kategoriseras och grupperas, för att sedan kombineras med teori och tekniska data som tillsammans kokas ned till en konstruktionskriterielista. Listan lägger grund för funktions/medel-träd, som i sin tur är centralt för att stötta olika kreativa metoder mot koncept av övergripande av mer detaljerat slag. Koncepten utvärderas med strukturerade, jämförande och viktande metoder, för att reduceras till tre detaljkoncept som tas vidare för fördjupande studier. Medan konceptet FrivarvD med en idé om att nyttja tröghet i syfte att förstärka startbeteendet bedöms vara svårmotiverat komplex, visar koncepten Tomgång och Propeller större potential. Förstnämnda är ett valbart läge som ger kortare responstid och ständig kylning, medan Propeller är en centrifugalkoppling av compliant mechanism-typ. Båda ger upphov till välbekant start- och stoppbeteende. Koncepten förstärks med fördel av en annan typ av motor, där dagens sensorlösa kontroll ersätts av sensorer som eliminerar det tveksamma startbeteende som många användare och Husqvarna-anställda påpekar som problematiskt. Arbetet mynnar ut i en sammanfattning av de mest utmärkande problemen och viktigaste egenskaperna för en batterimotorsåg. Vidare visar arbetet att en centrifugalkoppling endast är en av flera möjliga lösningar, men en realistisk och välfungerande sådan. Rapportförfattarnas avslutande rekommendation är att en sensorförsedd motor är en god uppgradering, men också att realisering av konceptet Tomgång uppgraderar känslan av att använda en batteridriven motorsåg. / With Husqvarna as the case company, this master’s thesis explores the desired features of a battery-powered chainsaw and how they can be achieved. This research is done in light of Husqvarna’s implementation of a centrifugal clutch in the battery-powered model 542i XP – at launch during the autumn of 2023, the first of its kind. The research is carried out through qualitative methods, with data from interviews held at multiple of Husqvarna’s departments as a central part. This data is extended through interviews with resellers and professional users, to map the terrain of the appreciated and problematic characteristics of battery-powered chainsaws. As a brand-new product, the aforementioned Husqvarna 542i XP is not available in stores at the time of writing this report. Therefore, experience-focused research is emphasized in-house at Husqvarna, with employees familiar with the product from the development phase. Complementary data is collected through practical testing by the authors of this report, and tests of prototypes, in collaboration with professionals. The collected empirical data is categorized and grouped, combine with theory and technical data, and distilled to a design criteria list. A function/means tree is created on this foundation, and used alongside the methods to generate concepts to meet the requests and demands. Concepts are created on an overarching level, with more weight put on concepts focused on details, evaluated through weighted and comparative methods. Three final concepts are chosen for further refinement. The concept FrivarvD with its idea of delayed inertia to enhance the starting behaviour is considered unjustifiably complex. However, the concepts Tomgång and Propeller show great potential. The former is proposed as an added, optional mode, excelling through rapid response to the throttle and continuous cooling. The latter is a compliant mechanism version of a centrifugal clutch. The duo also addresses the desired and well-known start and stop behaviours. A transition from a sensor-less electric motor to a more exact and sensor-controlled version is suggested as an enhancement to the two concepts. This master’s thesis results in a summary of the distinguished problems and insights of preferable properties of using a battery-powered chainsaw. Further, the tried-and-true centrifugal clutch has an important role in preventing sudden stops, but is evidently only one of many solutions to address the identified criteria. However, it is reliable and highly realistic. Finally, the authors of this report recommend Husqvarna to upgrade the motor, and realize the concept Tomgång to achieve an improved user-experience for batterypowered chainsaws

Studien är utförd i form av ett examensarbete vid JTH (Jönköpings Tekniska Högskola) i samarbete med komponentgruppen på Husqvarna AB. Syftet med arbetet var att genom en produktutvecklingsprocess hitta en annan metod för att fästa centrifugalkopplingen på motorsågen 560 XP. På Husqvarnas motorsågar drivs sågkedjan och oljepumpen med hjälp av en centrifugalkoppling som i dagsläget fästs med ett skruvförband på vevaxeln. För att dagens koppling inte skall lossa under drift rekommenderas ett åtdragningsmoment på 20–25 Nm. Till nästkommande produktgeneration har detta höjts till 30–40 Nm vilket försämrar produktens servicebarhet samt att risken för att ha sönder kopplingen under demontering ökar. Därav uppkom behovet av ett nytt sätt att fästa kopplingen på. Lösningen borde klara de ökade lasterna samt förbättra servicebarhet genom underlättad montering och demontering. Genom en förstudie bestående av genomgång av befintlig produkt och intervjuer med insatt personal på Husqvarna samlades information in om problemet. Det användes för att sammanställa en konstruktionskriterielista med de krav som borde och önskades uppfyllas. De viktigaste kraven visade sig vara att kunna överföra vridmoment, förhindra att förbandet lossar under drift, minimera ett eventuellt åtdragningsmoment samt att erbjuda montering och demontering med verktyg som medföljer motorsågen vid inköp. Vidare utfördes en konceptstudie för att hitta en potentiell lösning till problemet. Genom en brainstormingprocess producerades drygt 20 koncept och idéer som sedan sållades och utvärderades med metoderna genomförbarhetsbedömning, Go/No-Go och Pughs matris. Koncepten bedömdes utefter kraven i konstruktionskriterielistan där ett koncept valdes att vidareutvecklas. Det valda konceptet var ett splinesförband som förhindrade axiell rörelse med hjälp av ett E-clip och fjäderbricka. Styrkorna hos detta koncept låg speciellt i att åtdragningsmomentet kunde elimineras, vilket underlättade montering och demontering. E-clipet hanterades enkelt med motorsågens medföljande verktyg. Beräkningar och grov konstruktion av konceptet utfördes därefter. Det visade sig vara svårt att dimensionera splinesförbandet inom de designbegränsningar studien ställt upp för att minimera påverkan av övriga komponenter i systemet. Skjuvspänningarna i vevaxel och splineständer blev höga på grund av säkerhetsfaktorer för utmattning och användningsområde. Höga nog att överstiga vevaxelmaterialets maximalt tillåtna skjuvspänning flera gånger om. För att minska dessa spänningar behöver troligtvis designbegränsningarna överskridas vilket leder till stora omkonstruktioner. Dock rekommenderas Husqvarna att fortsätta studera konceptet mer detaljerat och ingående innan det utesluts. Vid jämförelse med befintlig lösning har slutsatsen kunnat dras att skillnaden i skjuvspänningarna mellan båda lösningarna inte borde vara så stora som teorin säger. Detta öppnade upp flertalet förslag på fortsatt arbete. Bland annat att göra datorstödda simuleringar på en detaljkonstruktion av konceptet för att kunna göra mer noggranna hållfasthetsbedömningar. En riskbedömning borde även göras för att öka medvetenheten om de risker och konsekvenser konceptet för med sig. / This study is performed as a final thesis project at School of Engineering, Jönköping University in collaboration with the Global Components Group at Husqvarna AB. The purpose of the work was to find another way to attach the centrifugal clutch to the chainsaw model 560 XP. On Husqvarna's chainsaws, the cutting chain and oil pump are driven by a centrifugal clutch that currently is fastened with a screw joint on the crank shaft. To make sure the clutch won't come loose during operation, a tightening torque of 20–25 Nm is recommended. For the next product generation, the tightening torque has been raised to 30–40 Nm which will worsen the serviceability. Furthermore, the risk of breaking the clutch during disassembly will increase. This led to the need of a new way of fastening the clutch. The solution should withstand the increased loads as well as improve the serviceability through easier assembly and disassembly. Information about the problem were collected through a pilot study, including a review of the current product and interviews with involved personnel at Husqvarna. This was used to compile a list of necessary and desirable requirements for the solution. The most important requirements proved to be the ability to transfer torque, stop the joint from getting loose during operation, minimize the tightening torque as well as offering assembly and disassembly with the including tool upon purchase. Furthermore, a conceptual study was carried out to be able to find a solution to the problem. A brainstorming process generated just over 20 concepts and ideas that later were screened and evaluated with various well proven methods, such as Go/No-Go and Pugh's matrix. The concepts were evaluated against the requirements specified in the pilot study and one single concept was chosen for further development. The chosen concept was a spline joint that prevented axial movement with the help of an E-clip and a spring washer. The strength of this solution was mainly the elimination of the tightening torque, which led to easier assembly and disassembly. The E-clip was easily handled with the tool provided in the purchase. Calculations and a rough design were then performed. It turned out that it was hard to dimension the spline joint within the design limits stated to minimize the impact on the other components in the system. The shear stresses in the crankshaft and the spline teeth ended up high because of safety factors for fatigue life and type of application. High enough to exceed the maximum allowable shear stress of the shaft material several times. To lower these stresses, the design limitations will most likely have to be exceeded which leads to extensive design changes. However, Husqvarna are recommended to continue the study on this concept in more detail before it is to be precluded. Comparison with the current solution led to the conclusion that the differences in shear stresses between the both solutions shouldn't be as big as the theory claims. This opened a series of suggestions for future work. For instance, computer aided simulations of a detailed design of the concept would more accurately evaluate the strength of the concept. Furthermore, a risk assessment should be performed to address all the risks and consequences the concept brings with it.

This report deals with a thesis in product development and design. This degree project was a final course on the program "Mechanical Engineering - Product Development and Design" at Jönköping University - School of engineering, and was conducted together with Husqvarna Group AB. The project has been carried out by Daniel Flyckt and Oscar Lernstål. The project has been to design and develop a prototype that will help the customer see the fuel level in Husqvarna's chainsaws in an easier way. Today’s solution is a viewing window on one of the sides of the tank. This viewing window partly fulfils its function, but there is definitely room for improvement. The viewing window has had productionrelated problems and it costs Husqvarna money because it becomes an extra step in the process to get a complete for the chainsaws that are ready to use. In order to get a better idea of how to solve the problem with the fuel indication interviews and a competitor analysis were made. This gave a better overview of the project and also gave insight of how competitors had solved the same problem. After that a requirement specification was written to get a solid base in the project. This requirement specification was to great help during the project and used when the concepts that we developed were to be evaluated. Last but not least it was time to make the model that past the screening of the concepts. Catia (a CAD program) was used and the prototype was printed in a SLS and SLA machine. The end result of the project was a prototype that could be tested under simpler conditions, with clearly improved properties in terms of being able to give an indication of fuel. / Denna rapport behandlar ett examensarbete i produktutveckling och design. Detta examensarbete var en avslutande kurs på programmet ”Maskinteknik – Produktutveckling och design” på Jönköpings Tekniska Högskola och genomfördes tillsammans med Husqvarna Group AB. Projektet har genomförts av Daniel Flyckt och Oscar Lernstål. Projektet har gått ut på att utveckla och ta fram en prototyp för att på ett nytt sätt se bränslenivån i Husqvarnas motorsågar. På äldre motorsågar som Husqvarna har sålt finns i dagsläget inget sätt att se mängden bränsle i tanken och dagens lösning innebär att man sätter ett siktfönster på en av tankväggarna. Detta siktfönster uppfyller delvis sin funktion, men det finns definitivt möjlighet till förbättringar. Siktfönstret har haft produktionsrelaterade problem och det kostar givetvis Husqvarna pengar eftersom det blir ett extra steg i arbetet att få en färdig tank till motorsågarna. För att få en bild av hur problematiken såg ut runt bränsleindikationen på morsågen gjordes intervjuer och en konkurrentanalys. Detta för att få en bättre överblick men även för att se hur konkurrenter hade löst samma problem. Senare skrevs en kravspecifikation för att få något att falla tillbaka på under arbetets gång. Denna kravspecifikation användes framgångsrikt när koncepten som togs fram i projektet skulle utvärderas. Sist men inte minst var det dags för att CAD:a upp den modell som gick vidare i gallringen av koncepten. Programvaran Catia användes och prototypen printades ut i en SLS-maskin respektive SLA-maskin. Slutresultatet av projektet blev en prototyp som kunde testas i enklare förhållanden. Med klart förbättrade egenskaper vad gäller att kunna ge en indikation på bränsle jämfört med enbart ett siktfönster.

Rapporten avser ett produktutvecklingsprojekt hos ett företag. Företaget har ett problem avseende kontaktering i deras handhållna batteridrivna produkter, problemet har varit aktuellt att lösa under längre tid. Problemet yttrar sig i form av diverse olika tekniska, elrelaterade, sporadiska fel till följd av tillverkningsteknikens begränsningar i form av toleranssättning. När fullgod kontaktering (fullständigt hoptryckta kontaktdon) inte uppnås resulterar det också i att batteriet inte sitter helt inspänt och konstruktionen upplevs som racklig vilket minskar kvalitetsintrycket av produkten i sin helhet. Företaget kan, med modern tillverkningsteknik, inte garantera att batteriet placeras in i deras produkter på ett sätt som leder till fullgod kontaktering. Eftersom nolltolerans för variation i distanser och geometrier från produktion inte är realistiskt behöver företaget en ny konceptinriktning som tillåter normala avvikelser utan att skapa elektriska problem. Projektet har haft snäva ramar, krav och avgränsningar som har krävt en metodisk produktutvecklingsprocess. Kravbilden innefattar total kompabilitet med samtliga batterier i produktsortimentet, kontaktering med nolldistans i gränssnittet mellan produkt och batteri samt potential för fullständig universalitet i företagets olika produkter. Lösningen får dessutom inte öka komponentantalet eller monteringstiden avsevärt. Lösningen som tagits fram klarar variationer i distanser upp till fem millimeter och tillåter en svarande linjär rörelse i samband med placering av batteri. Oavsett vilka distanser, från det produktions tolererade intervallet, som en given produkt besitter uppnås fullgod kontaktering och batteriet spänns fast vilket minskar spel i placering av batteriet och ökar kvalitetsintrycket. Projektets ramar ledde till en lösning som både är kompakt och kan platsa i hela det handhållna sortimentet och som är fullständigt universell. Företaget har visat stort intresse för lösningen som anses besitta potential och lösningen kan komma att implementeras i företagets produktsortiment. / This paper describes a product development project at a company. The company has a technical issue regarding connection between the battery and a given unit in their handheld electrical range of products. The problem consists of a range of sporadic, technical electrical issues because of the inherent limitations of the manufacturing processes due to tolerance of variations in the produced units and it has been relevant to solve for some time. When the connection between a product and its battery isn’t apposite it results in a rattling battery which makes for a less appealing product. Modern methods of manufacturing don’t allow zero tolerance for variation from production and so, the company needs a new direction that allows for normal variations without them causing various electrical issues. The project has been affected by strict requirements and demarcations that have made for a strict, methodical product development approach.The requirements consist of an absolute compatibility with the range of batteries used with the Company’s handheld electrical products, connection with a zero-tolerance distance in the interface between the product and the battery and the potential for universal implementation in the Company’s various products. The resulting system is also not allowed to increase the number of components, or the time spent assembling the units in a substantial way. The resulting system developed can accommodate variations of a magnitude of five millimetres and allows a responsive linear movement when a battery is placed in its socket. Regardless of the magnitude of tolerated variations from production, the solution allows for a zero-distance connection in the interface between the battery and the unit. The system also holds the battery in place which diminishes the battery rattling and improves the impression of the products quality. The framework of the project led to a solution that can fit in the entire handheld product range meaning the solution is fully universal. The company has shown interest for the system and considers it to have potential for future implementation.