Speciális célú tetőgerenda fejlesztés személygépkocsira

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR GÉP-ÉS TERMÉKTERVEZÉSI TANSZÉK

3515 Miskolc Egyetemváros

Speciális célú tetőgerenda fejlesztés személygépkocsira Készítette: Molnár Gábor BSc szintű, gépészmérnök szakos Géptervező szakirányos hallgató

Konzulens: Dr. Kamondi László tanszékvezető, egyetemi docens Miskolci Egyetem, Gép-és Terméktervezési Tanszék

2011. november

Speciális célú tetőgerenda fejlesztés személygépkocsira

Molnár Gábor

Tartalomjegyzék 1.

Bevezetés......................................................................................................................................... 2

2.

Feladatkitűzés.................................................................................................................................. 2

3.

Jégeső okozta károk feltárása ......................................................................................................... 4

4.

Tetőcsomagtartók kialakítása, rögzítése ......................................................................................... 6

5.

Szabadalomkutatás ....................................................................................................................... 10 5.1.

Szétnyitható és összecsukható sátorgarázs .......................................................................... 10

5.2.

Eljárás gyalogos gázolások következményinek jelentős csökkentésére ............................... 11

5.3.

Gázfejlesztő berendezés légzsákok felfújására és légzsákberendezés.................................. 12

5.4.

Felfújható, majd feltekeredő ballonszerű szerkezet ............................................................. 13

5.5.

Autó felett szétteríthető napellenző ..................................................................................... 14

5.6.

Limuzinra szerelhető felfújható napellenző .......................................................................... 15

5.7.

Harmonika alakú visszahúzható járműfedél.......................................................................... 16

5.8.

Járműre szerelt hordozható napernyő .................................................................................. 17

5.9.

Automatán felfújható autóvédő............................................................................................ 18

5.10.

Autó alá szerelhető autóponyva........................................................................................ 19

5.11.

Jégeső ellen védő gépjármű takaróponyva ....................................................................... 20

6.

Megoldáskeresés, megoldás alternatívák feltárása ...................................................................... 20 6.1.

Anyagfajták, amelyek a kívánt elvárásokat kielégítik ........................................................ 20

6.2.

Felfújási lehetőségek ......................................................................................................... 22

6.3.

Szerelés .............................................................................................................................. 26

6.4.

Rögzítési lehetőség a gerendán ......................................................................................... 27

6.5.

Levegő vezetése ................................................................................................................ 28

7.

Megoldásváltozatok ...................................................................................................................... 29

8.

Kiértékelés utáni kialakítás ............................................................................................................ 31

9.

Felfújás .......................................................................................................................................... 34

10.

A levegő útja .............................................................................................................................. 35

11.

Működési leírás ......................................................................................................................... 36

12.

Összefoglalás ............................................................................................................................. 38

13.

Felhasznált irodalom ................................................................................................................. 39

1


Molnár Gábor

1. Bevezetés A dolgozat célja személygépkocsira szerelhető tetőgerenda fejlesztése. A téma indokoltságát a nyári időszak szélsőséges időjárási viszonyai jelentik, nevezetesen a jégeső. A dolgozat foglalkozik a probléma általános feladat kitűzésének kidolgozásával, a feladat megoldásához vezető megoldási módszerekkel, a fellelhető megoldások értékelésével és egy konkrét megoldásra törekvő javaslattal. A tetőgerenda a beépített kinyíló szerkezet segítségével jégesőtől vagy tűző naptól meg tudja védeni a járművet. A szerkezetnek olyan kialakításúnak kell lenni, hogy a jármű energiaforrását alkalmazza automatikus működésének biztosításához. A nyitáshoz emberi beavatkozás nem vehető igénybe és azt a jármű belsejéből kell tudni vezérelni. A záráshoz emberi beavatkozás igénybe vehető. A kitűzött feladat részletes irodalomkutatáson keresztül jut el olyan megvalósítható megoldáshoz, amely a rögzített funkciókat, s a védelmet biztosítani tudja. Ehhez különböző létező megoldásokat kell áttekinteni szabadalomkutatás, irodalomkutatás formájában. Különböző anyagokat, anyagkombinációkat kell megismerni, illetve feltárni, ezek alkalmazási lehetőségeit megvizsgálni. Továbbá vizsgálni kell egyszerű és biztonságos légszállítási módokat, a működtető szerkezet paramétereit, költségtényezőit. Az elvárt funkciók megoldási eredőjeként, megoldás kombinációkat kell előállítani, s ezeket értékelni, majd az optimális megoldást kiválasztani.

2. Feladatkitűzés A dolgozat célja személygépkocsira szerelhető speciális célú tetőgerenda fejlesztése, amely jégeső esetén védi az autó karosszériáját a nemkívánatos károk ellen. A szerkezetnek az alábbi funkcióknak kell eleget tennie: -

utastéri indítás,

-

külön fedje le az autó tetejét, hátulját és a két oldalát, a szélvédőt és a motorháztetőt pedig egyben,

-

alternatív módon eredeti állapotba visszaállítható legyen,

2


Molnár Gábor

-

kicsi méret, hogy a menetközben légellenállás a lehető legkisebb legyen,

-

más autó tetőszerkezetére is felszerelhető legyen,

-

gyorsan nyitódjon ki,

-

erős anyagból készüljön, a nagyobb méretű jégdaraboknak is ellenálljon,

-

legyen súlya, illetve megfelelő rögzítése, hogy ha szél van, ne fújja fel,

-

egyszerű le- illetve felszerelés,

-

távműködtetésű indítás,

-

az eredeti állapotba való visszaállítás történjen vákuummal, kézi segítséggel, vagy pedig „csere” módján,

-

a matrac alakja legyen perforálva pl. harmonika alakú a könnyebb összecsukás érdekében, de ugyanakkor legyen vékony, de ellenálló,

-

a tetőgerenda funkcióit ne akadályozza,

-

a működtető mechanizmus autó akkumulátorról (12V) működtethető legyen.

Fontos követelmény a szerkezettel szemben, hogy kicsi legyen a légellenállása. Ugyanis a nem megfelelő aerodinamikai kialakítás következménye lehet az autó megnövekedett üzemanyag fogyasztása, illetve a zajforrás eredője. Minden gépjármű típust szélcsatornában tesztelnek az aerodinamikai viselkedés optimalizálása érdekében. Az autó tetején lévő tárgyak vagy antennák nagymértékben megváltoztatják az autó aerodinamikai jellemzőit, ezzel a növelve a légellenállást. Ennek mértéke függ a tetőn elhelyezett tárgyak alakjától. A cél és funkciók megfogalmazásával állítottam össze a szerkezethez tartozó igényjegyzéket, amelyek a következők: Költség: ne legyen túl drága, hogy a hétköznapi ember számára is elérhető legyen, Darabszám: évente 1000 db, Határidő: 2011. 11. 25. Piac: olyan emberek, akik szeretnék megóvni autójukat az esetleges természeti károktól (mint pl. jégeső), Képesség: utastéri illetve távolról való indítás, egyszerű le illetve felszerelés, a működtető mechanizmus 12 V-os akkumulátorról működjön, más autó tetőszerkezetére is felszerelhető legyen, eredeti állapotába emberi beavatkozással visszaállítható legyen, fedje le az autó lehető legtöbb minden elemét, 3


Molnár Gábor

Környezeti hőfok: -30°C-tól +50 °C – ig, Megbízhatóság: A termék könnyen kezelhető legyen, Élettartam: 100 üzemóra, Rendszerhez való tartozás: az autó akkumulátoráról működjön (12V), Környezet: környezeti hatások nincsenek hatással a szerkezetre, Ergonómia: a termék az autó belsejéből indítható legyen, az indítógomb elérhető helyen legyen, Termékfelépítés: a termék leszerelhető a tetőgerendáról, így nagy sebességnél (pl. autópályán) nem jelent az üzemanyagban többletfogyasztást, illetve télen, amikor nincs rá szükség, Anyagok: -

tetőgerenda: acél vagy alumínium műanyaggal bevonva,

-

matractartó tok műanyag,

Gyártás: a termék műanyag elemekből áll, Karbantartás: a patentok csatlakozásánál a gumitömítők ellenőrzése, hogy a levegő ne távozzon a rendszerből, a ventilátor megfelelő hűtése érdekében a szellőzőnyílások takarítása.

3. Jégeső okozta károk feltárása A jégeső a légköri csapadék szilárd neme, mely jégszemekben ér a földre. Az egyes szemek többé-kevésbé kemény, koncentrikus jégrétegekből állnak, átlátszatlanok és eltompult szögű kristályokhoz hasonlítanak. Nagyságuk különböző. Van borsó-, mogyoró-, sőt galambtojás nagyságú is, de a jégszemek méretének elviekben nincs felső korlátja. Azt döntően a zivatarfelhőben felfelé áramló levegő sebességének nagysága és a levegő víztartalma határozza meg.

4


Molnár Gábor

1. ábra. Jégverés okozta kár [http://www.szon.hu/hirek/Szabolcs-Szatmar-Bereg/cikk/fektelen-vihar-es-jegeso-szabolcs-szatmarberegben/cn/news-20090607-04011671]

2. ábra. Teniszlabdányi nagyságú jégdarabok [http://www.hirado.hu/Hirek/2010/07/03/18/Banreve_csaknem_minden_hazat_megrongalta_a_teniszlabdanyi_d arabokbol.aspx]

5


Molnár Gábor

4. Tetőcsomagtartók kialakítása, rögzítése A fejlesztendő szerkezet egyik fontos eleme a tetőcsomagtartó, így a tervezés megkezdése előtt meg kellett vizsgálnom, hogy ezek milyen kialakításúak, illetve, hogy milyen rögzítési módosulatai vannak. Elsősorban megvizsgáltam, hogy hogyan lehet a tetőcsomagtartót az autóhoz rögzíteni. Ezek változatai a következők: -

csomagtartó normáltetős autókra,

3. ábra. Normáltetős autókra

- csomagtartó tetőkorlátos autókra,

4. ábra. Tetőkorlátos autókra

6


- csomagtartó T sínes autókra,

5. ábra. T sínes autókra - csomagtartó fixpontos autókra,

6. ábra. Fixpontos autókra - csomagtartó esőcsatornás autókra.

7. ábra. Esőcsatornás autókra

7

Molnár Gábor


Molnár Gábor

Második lépésben feltártam, hogy milyen tetőrúd kialakítások léteznek. Ezek változatai a következők: -

acél tetőtartó rúd, fekete műanyag borítással (max terhelhetőség: 100 kg, skálabeosztással a könnyű szerelés érdekében),

8. ábra. Acél rúd (http://ebike.hu/termekek/szallitastarolas/tetocsomagtarto/keresztrud/11322+thule+760+keresztr%C3%BAd+108cm/)

- ovális, alumínium tetőcsomagtartó rúd,

9. ábra. Ovális rúd (http://ebike.hu/termekek/szallitas-tarolas/tetocsomagtarto/keresztrud/17112+thule+863+alu/)

8


Molnár Gábor

- professzionális tetőcsomagtartó rúd,

10. ábra. Professzionális rúd (http://www.shopmania.hu/auto-felszereles/p-392-thule-csomagtarto-rud-professional-aluminium-profil3518340)

-

szárnyprofilos tetőcsomagtartó: Négy év megfeszített kutatás és fejlesztés után a Prorack egy forradalmian új, zajmentes termékkel jött a nagyközönség elé, a szárnyprofillal rendelkező tetőcsomagtartóval. Ennek a tetőcsomagtartónak a jellegzetessége, hogy a kialakítással csökkentették az üzemanyag fogyasztást, és a menetzajt. A formai kialakításon kívül a T-alakú rögzítő horony belső szigetelése is részt vesz a szélzaj csökkentésében. A különböző kiegészítők felszerelésénél nincs szükség a takaró gumicsíkot eltávolítani, elegendő, ha ujjunkkal összenyomjuk azt. ezáltal a horony mindig fedve marad, megelőzve ezzel a szigetelőgumi elvesztését, és ami még fontosabb, a kellemetlen szélzaj kialakulását.

11. ábra. Szárnyprofilos tetőcsomagtartó

9


Molnár Gábor

Harmadik lépésben a csomagtartó adapterek módosulatit, kialakításait vizsgáltam. A csomagtartó adapter az a szerkezet, amellyel rögzítjük a tetőgerendát a személygépkocsihoz.

12. ábra. Csomagtartó adapter (http://www.google.hu/imgres?q=tetőcsomagtartó+adapter&hl=hu&biw=1280&bih=605&tbm=isch&tbnid=ulziSUWlJN45M:&imgrefurl=http://www.thulearuhaz.hu/product/sresult/thule-tetocsomagtartocsomagtarto/20/marka/lexus/tipus/rx-5-ajtos-suv-t-profillal-9803.html&docid=C6Ky0DXDty86nM&imgurl=http://www.thulearuhaz.hu/images/upload/thumbnail/products/ad apter_kitek/thule_kit_1429-2783.jpg&w=250&h=21)

Ez készülhet záras, illetve zár nélküli kivitelben, de manapság legelterjedtebb a záras kivitel.

5. Szabadalomkutatás A feladatomhoz kapcsolód vagy hasonló bejelentett szabadalmak kutatása, keresése.

5.1.

Szétnyitható és összecsukható sátorgarázs

Bejelentő és feltaláló: György Géza, Gyergyószentmiklós (RO), 70% Burján-Gál Emil, Budapest (HU), 30% Képviselő: Király György, Budapest (HU) Lajstromszám: 213432 Ügyszám: P9401078

10


Molnár Gábor

13. ábra. Sátorgarázs Működése, felépítése: Gépjármű karosszériájára erősített, dobozban elhelyezett vagy önállóan álló, szétnyitható és összecsukható sátorgarázs. A dobozban (5), amely előnyösen tapadókorongokkal (7) van a karosszériához erősítve, levegőtartó, rekeszesen kialakított duplafalú védőhuzat (1), előnyösen a gépjármű elektronikájáról működtetett, sűrítő-szívó pumpával ellátott sűrítő-szívó blokk (2) van elrendezve. A sűrítő-szívó blokkban (2) és a védőhuzatban (1) lvegő be- és kivezető nyílás(ok) (9) van(nak) kialakítva, amelyek egymáshoz vannak csatlakoztatva, előnyösen tömlővel (10).

5.2.

Eljárás gyalogos gázolások következményinek jelentős csökkentésére

Bejelentő és feltaláló: Szabados György, Budapest (HU) Lajstromszám: 226632 Ügyszám: P0402086 Működése: A rendszer elemei a jármű (5) elején elhelyezett ütközésérzékelők, amelyek az ütközés során jelet adnak egy vezérlőnek, amely ezek után feloldva a fékezés parancsot, majd a jármű motorháztetejének első és oldalsó szélén lévő légzsákoknak (2) üzembe helyező jelet ad. Ezt követően a vezérlő újabb jelet ad, enyhe mértékű lassításra ad parancsot a jármű számára.

11


5.3.

Molnár Gábor

Gázfejlesztő berendezés légzsákok felfújására és légzsákberendezés

Bejelentő: Daicel Chemical Industries, Ltd., Osaka (JP) Feltaláló: Iwai, Yasonuri, Osaka (JP) Katsuda, Nobuyuki, Hyogo (JP) Ohji, Nobuyuki, Hyogo (JP) Nakashima, Yoshihiro, Hyogo (JP) Képviselő: Farkas Tamás, DANUBIA Szabadalmi és Védjegy Iroda Kft., Budapest (HU)

14. ábra. Gázfejlesztő berendezés légyzsákok felfújására Működése, felépítése: A találmány tárgya egyrészt gázfejlesztő berendezés légzsákok felfújására, amelynek házában (3) ütközésre aktiválódó gyutacs (12a, 12b), továbbá a gyutacs hatására meggyulladó és égéstermékgázt fejlesztő gázfejlesztő szer (9a, 9b) van elrendezve, és a házon (3) gáznyílás (26) van kialakítva, továbbá a gázfejlesztő szer (9a, 9b) két, a ház (3) sugárirányában egymás mellett koncentrikusan elrendezett égéstérben (5a, 5b) van elhelyezve úgy, hogy az égésterek (5a, 5b) átmenő furattal (10) vannak összekötve.

12


5.4.

Molnár Gábor

Felfújható, majd feltekeredő ballonszerű szerkezet

Bejelentő és feltaláló: Czintos Csongor , Kecskemét (HU) Ügyszám: P9904058

15. ábra. Felfújható, feltekeredő ballonszerű szerkezet Működése, felépítése: Tetszőleges méretű vagy alakú, egy- vagy többdimenziós, legalább térfogatának és felületének egy részében tömlőszerűen felfújható, előnyösen műanyag fóliából (2) készült, megfelelő helyen elhelyezett legalább egy spirálrugóval (1) ellátott reklám- vagy térhatároló felület, vagy más felfújható műanyag tárgy, strandcikk, ejtőernyő, mely a levegő befújásának hatására vagy más erőhatásra merevvé válik, egyenes felületet képez vagy felveszi végleges alakját, majd a levegő nyomásának megszűntetésére a beépített spirálrugó az egész felületet feltekeri, így a teljes felület vagy test a sokkal kisebb helyigényű és jól kezelhető formájú nyugalmi állapotot veszi fel.

13


5.5.

Molnár Gábor

Autó felett szétteríthető napellenző

Feltaláló: Michael Steven Koch Ország: Ausztrália

16. ábra. Napellenző Működése, felépítése: A napellenző szétnyitva védi az autó tetejét és az oldalát a káros napsugaraktól. Az alap extrudált alumínium épül fel, melynek van egy elülső és egy hátsó része. Az autó hátsó tetőcsomagtartójához kapcsolódik a szétteríthető napellenző felfogató része.

14


5.6.

Molnár Gábor

Limuzinra szerelhető felfújható napellenző

Bejelentő: Xiaoheng Wang Feltaláló: Xiaoheng Wang, Jianzhong zhang, Lei Zhang Ügyszám: CN 101708681 A 20100519

17. ábra. Limuzinra szerelhető napellenző Működése, felépítése: Ez a találmány limuzinra szerelhető, melynek működtetése egyszerű, kényelmes és gyors. A napellenző az autó elején van rögzítve, a hátsó részén a hosszanti ág rendelkezik egy levegő csővel, és ez a levegő cső csatlakozik egy levegő szelephez. A felületvédő réteg az autó elején található boxban van elhelyezve tekercs formájában, és az autó hátsó részén pedig nyitott állapotban rögzítve van. Felfújása kipufogógázzal történik.

15


5.7.

Molnár Gábor

Harmonika alakú visszahúzható járműfedél

Feltaláló: Wasfi Alshdaifat; Eida Almuhairbi Ügyszám: VN101883691 A 201001110

18. ábra. Visszahúzható járműfedél Működése, felépítése: A harmonika alakú járműfedél a csomagtartóban van elhelyezve, majd használat alatt a hátsó csomagtartóra van felhelyezve. Ezt követően a matractartó tokból húzzuk ki a szövet redőket.

16


5.8.

Molnár Gábor

Járműre szerelt hordozható napernyő

Feltaláló, bejelentő: Beiwen Ma

19. ábra. Hordozható járműtető

Működése, felépítése: Tetőre szerelve, rolószerűen alkalmazható, a roló 2 végét az autó elején és végén lehet rögzíteni.

17


5.9.

Molnár Gábor

Automatán felfújható autóvédő

Feltaláló, bejelentő: Sheng Huang Ügyszám: CN201587309U U 20100922

20. ábra. Felfújást segítő automatika Felépítése, működése: A használati minta nyilvánosságra hoz, egy automatikusan felfújódó védőponyvát, amelyet álló autónál lehet alkalmazni. Tetőcsomagtartóra van szerelve, melyet egy automata fúl fej, és beteríti a tetőt és oldalsó üvegeket és a szélvédőt.

18


Molnár Gábor

5.10. Autó alá szerelhető autóponyva Ügyszám: WO2010041238A2

21. ábra. Autóponyva Felépítése, működése: Az autó alá szerelt segéd berendezéssel lehet az autóra ráhúzni a ponyvát, amely az autó hátsó csomagtartójába van beszerelve. Ezzel a berendezéssel nem foglaljuk a helyet se a tetőcsomagtartón, se az autó csomagtartójában.

19


Molnár Gábor

5.11. Jégeső ellen védő gépjármű takaróponyva Bejelentő és feltaláló: Barta Ferencné (Tárnok (HU) ) Ügyszám: P0900496 Felépítése, működése: A találmány lényege, hogy megóvja a gépjárművet a jégeső okozta nagyobb károktól. Ez úgy érhető el, hogy a takaróponyva védőfóliája és zárófóliája között az alapfólia segítségével levegővel feltöltött réteget (8) képeznek, vagy a fedőfólia (5) és zárófólia között préselt habosított szivacs réteget alkalmaznak. Lyukszegélyek kialakításával, illetve a takaró ponyvaszegélyéből hegesztéssel kialakított úgynevezett alagúton átfűzött rögzítő kötél használatával rögzíthetik a gépjárműhöz.

22. ábra. Takaróponyva jégverés ellen

6. Megoldáskeresés, megoldás alternatívák feltárása Ebben a fejezetben megoldást keresek a megvalósítandó szerkezet anyagára, felfújási lehetőségre, szerelésére, rögzítésre illetve a levegő vezetésének módjainak tekintetében.

6.1.

Anyagfajták, amelyek a kívánt elvárásokat kielégítik

A megfogalmazott funkciók és követelmények alapján a következő anyagtípusok jöhetnek szóba: -

rétegelt PVC ragasztva és varrva (felfújható tetőcsomagtartóhoz),

-

légzsákanyag: jellemzője, hogy magas szövetsűrűségű, nagy szilárdság lánc- és vetülékirányba,

magas

továbbszakadási

szakítószilárdság,

meghatározott

mérettartósság, szövéskor alacsony lánc- és vetülékszakadási szám, előírtnál nem 20


Molnár Gábor

nagyobb légáteresztő képesség (10 dm3, 100cm2/min 500 Pa-nál), csekély mértékű öregedés, termék élettartama minimum 15 évre garantált. - nylon (ragasztva, hegesztve) Nylont, aminek a technikai neve polyamide, jól elnyeli az energiát, rugalmas és jól ellenáll terhelés alatt a szakadásnak. Ezek a kitűnő tulajdonságai miatt gyorsan nőtt a felhasználási területe az autógumitól az ejtőernyőig. - ejtőernyőanyag (műselyem, légáteresztő képesség 0-300 liter/négyzetméter közötti.) - UV stabil 3 rétegű légpárnás fólia

23. ábra. Kereskedelemben kapható UV stabil 3 rétegű légpárnás fólia jégverés ellen [http://bullterrponyva.hu/media/upload/PICT3413.jpg]

-

műanyag vagy gumi

-

Hőlégballonok alapanyaga: Poliuretánnal bevont poliamid szövet.

-

Ernyő- és siklóernyők, alapanyag: Nagyszilárdságú poliészter vagy poliamid szövet. Légáteresztő képessége csekély. Jól ellenáll az UV sugárzásnak, könnyű, és viszonylag erős.

-

speciális nylon: Ezek a speciális nylonok erős, egymáshoz hegesztett „labdákból” állnak, amelyeket fel lehet fújni kompresszor segítségével, majd egy patent kinyitásával a levegő egyszerűen kiüríthető. Ilyeneket használnak, például a kamionok

21


Molnár Gábor

rakományának rögzítésére. Felfújatlan állapotban az áru közé teszik, majd mikor elhelyezték megfelelően, kompresszor segítségével felfújják, a rakományokat egymáshoz feszítve, a biztonságos szállítás céljául. A matrac kialakításának lehetőségei: -

a védőtakaró két rétegből áll, azzal jellemezve, hogy széleiken egymáshoz rögzített alsó és felső rétegből, a rétegek között egyenletes elosztásban függőleges helyzetben belső perforált merevítő bordák vannak a rétegekhez fix módon rögzítve,

-

a matracban levegő „gerendák” vannak kereszt alakban, közte pedig az anyag van egy rétegben.

A matrac rögzítése az autó karosszériájához a szél ellen történhet: -

tapadókoronggal,

-

mágnessel.

6.2.

Felfújási lehetőségek

A tervezett szerkezet felfújásának elvárásai vannak, amelyek a következők: -

12 V- ról működjön,

-

rövid időn belül felfújja a matracot,

-

kisméretű legyen,

-

a levegő kiürítéséhez emberi beavatkozás igénybe vehető.

Ezeket az igényeket kielégítő eszközök: 6.2.1. Membránkopresszor -

12 V-os 0,1 kW-os membrán kompresszor

-

70 l/perc, 3 m3/óra kapacitással

-

méret: 240x225x165 mm

-

3,9 kg

-

olajmentes kivitel

-

akár 3,1 bar végnyomás

-

alkalmi szakaszos levegő felhasználásra

-

nyomáskapcsoló, kimenő nyomás szabályozó, gyorscsatlakozó 22


Molnár Gábor

24. ábra. Membránkompresszor [http://kbelakft.hu/termekek?c=15]

6.2.2. Magasnyomású alumínium palack -

anyag: alumínium

-

gáznem: levegő

-

csatlakozás: M18x1,5

-

átmérő: 70mm, hossz: 230mm

-

súly: 0,72 kg

-

felhasználási terület: búvár

25. ábra. AL magasnyomású palack [https://webshop.gascylinders.eu/index.php?page=shop.browse&category_id=13&option=com_virtuemart&Ite mid=1&vmcchk=1&Itemid=1]

6.2.3. Sűrített levegős oxigénpalack -

6 kg-os sűrített levegős palack, amelynek leggyakoribb felhasználási területe a PCP rendszerű légpuskák

-

a tartályok nyomása: 300 bar

23


Molnár Gábor

26. ábra. Oxigénpalack [http://nimrodderringer.hu/levego-palack-6kg/]

6.2.4. CO2 patron: a CO2 patronok könnyű alumíniumból készülnek, melyeknek a biztonsági és minőségellenőrzése igen magas, a magas követelményeknek is meg kell, hogy feleljen.

27. ábra. CO2 patron [http://www.tuskevb.hu/index.php?pg=!qproduct_info&products_id=1191&shop_custid=42d91729ab8fe0a158 a06a24820537ef]

6.2.5. Ventilátor:

28. ábra. Ventilátor autóba [http://www.unixauto.hu/Unix_CikkekLista_Form.aspx?cTipAzon=P1840&cMegnNr=6987]

24


Molnár Gábor

6.2.6. Autókompresszor: (és ezek változatai): 12V 80W, szivargyújtóról működtethető, rendkívül erõs, akár 17 Bar nyomásra is képes (250PSI)

29. ábra. Autókompresszor [http://bolthely.hu/obddiag/id/09710_KOMPRESSZOR_12V_AUTOS_2058-TUN]

6.2.7. Légzsákkompresszor: Ez tulajdonképpen egy gázgenerátor, ami ütközés hatására 30-40 ezredmásodperc alatt feltölti a zsákot. A gáz hőmérséklete kb. 600 °C, mivel kémiai reakciók révén fújja fel a légzsákot. A gáz 150 ezredmásodperc után távozik a zsákból, és összemegy. A gázgenerátor a légzsák mögött van elhelyezve.

30. ábra. Ford Focus légzsák szett [http://focusalkatreszek.hu/?tag=legzsak] 25


Molnár Gábor

6.2.8. 12V-ról működtethető lapos ventilátor (12V150W)

31. ábra. Lapos ventilátor autóba Autóba szerelhető ventillátor, amely az autó szélvédőjének páramentesítésére szolgál. 6.2.9 Kipufogógázzal

6.3.

Szerelés

Fontos tényező a szerkezettel szemben, hogy egyszerűen alkalmazható legyen. Szerelést tekintve kétféle lehet: -

fixen szerelt: nem lehet darabjaira szétszedni,

32. ábra. Fixen szerelt matractok

26


-

Molnár Gábor

szétszedhető: elemeire lehet szedni.

33. ábra. Szétszerelhető matractartó tok

6.4.

Rögzítési lehetőség a gerendán

A tetőgerenda kialakításától függően alkalmazhatunk kétféle rögzítési lehetőséget. Az egyik a tetőgerendán kialakított T-horony segítségével történik.

34. ábra. T-hornyos rögzítés Egyetlen hátránya van, hogy csak azokon az autókon alkalmazható, amelyeknek a tetőgerendáján van T-horony.

27


Molnár Gábor

Azokon az autókon, amelyeken nincs horony, szorító bilincs segítségével szereljük a tetőgerendára a kinyíló szerkezetet.

35. ábra. Szorítóbilincses rögzítés Előnye, hogy ez a típus bármely tetőgerendára felszerelhető.

6.5.

Levegő vezetése

A levegő vezetése a szerkezetnél nagyon fontos, hiszen a levegő az nem „szökhet” el a csatlakozási pontoknál. Megfelelő tömítéseket kell alkalmazni. A levegő vezetése történhet: -

a patentok üreges belsejében,

36. ábra. Patent metszete

-

csövek segítségével, (minden egyes patenthoz külön cső, adott esetben akár több is)

-

a ventilátor közvetlenül fújja a levegőt a matracba (kevesebb hibalehetőség, nem szelel ki a levegő sehol).

28


Molnár Gábor

7. Megoldásváltozatok Az előzőekben említett megoldási lehetőségek segítségével megoldásváltozatokat állítottam elő. A megoldásváltozatok a következők: 1. Megoldásvázlat: -

fixen szerelt,

-

felfújás: légzsákkompresszorral,

-

a matrac anyag nylon (ragasztva, hegesztve),

-


-

minden matrachoz külön gázgenerátor,

-

matrac alakja egyszerű, téglalap alakú,

-

belső indítás,

-

levegő áramlása a patentokban,

-

rögzítési lehetőség T-horony segítségével,

2. Megoldásvázlat: -

szétszerelhető,

-

matrac anyaga nylon, szövet borítással,

-

rögzítése a tetőcsomagtartón lévő hornyon keresztül,

-

felfújás: lapos ventillátorral,

-

levegőáramlás: közvetlenül a matracba,

-

matrac alakja „harmonika” szerű,

-

leeresztés a ventilátor forgásának irányának megváltoztatásával, így a matracból a levegő kiürül,

-


-

belső indítás,

3. Megoldásvázlat: -

felfújás membránkompresszorral, amely a csomagtartóban van elhelyezve,

-

a levegő csövek segítségével jut el a matrachoz,

-

anyaga: rétegelt PVC (ragasztva és varrva), 29


Molnár Gábor

a matracban el van helyezve egy spirálrugó, amely levegő befújásának hatására

-

merevvé válik, egyenes felületet képez, majd a levegő távozása után a spirálrugó az egész felületet feltekeri, -

szétszerelhető,

-

belső és távműködtetésű indítás,

-

levegő áramlása a csomagtartóból kijövő csőben,

-

rögzítése szorítóbilinccsel.

2

0,2

Kezelhetőség

8

0,1

Termékfelépítés

6

0,1

Szerelés

9

0,4

Biztonságérzet

10

0,08

Egyediség

1

0,05

Külső megjelenés

0,08 0,05

Bonyolultság

0,4

0,07

Külső megjelenés

Biztonságérzet

0,1

Érték

Szerelés

0,1

Kritériumok

Termékfelépítés

0,2

Súly

Kezelhetőség

Súly: 0,07

A megoldásváltozatok súlyozásos módszerrel értékeltem ki.

Bonyolultság

Egyediség

Kritériumok:

5

0

2

4

6

8

10

12

1. megoldásváltozat

SV1


SV2


SV3

É

2

0,14

3

0,21

3

0,21

R

3

0,6

3

0,6

3

0,6

T

2

0,2

3

0,3

2

0,2

É

4

0,4

4

0,4

4

0,4

K

5

2

5

2

5

2

E

1

0,08

3

0,24

2

0,16

K

4

0,2

4

0,2

5

0,25

∑

3,62

3,95

30

3,82


Molnár Gábor

A megoldásváltozatok értékeinek meghatározása: A megoldásváltozatok 1-5-ig pontoztuk, az alapján, hogy a fent említett kritériumoknak mennyire felel meg. A súlyozott kritérium értéket az alábbiak szerint számítjuk ki: SKEi,j = KEi,j · gi

ahol, SKE – súlyozott kritérium érték KE – kritérium érték g – súlyozási tényező

SKEj =

·

=

Ezek értékek kiszámítása után, oszloponként összeadjuk, majd a megkapott összegeket sorrend alapján összehasonlítva kapjuk meg a számunkra legoptimálisabb megoldásváltozatot. Ebben az esetben a kiértékelés után megállapíthatjuk, hogy a 2. megoldásváltozat bizonyul számunkra a legmegfelelőbbnek, így a továbbiakban csak ezzel az egy megoldásváltozattal foglalkozunk.

8. Kiértékelés utáni kialakítás A megoldásváltozatok kiértékeléséből adódó legmegfelelőbb koncepció alapján megalkottam a szerkezetet, szem előtt tartva az aerodinamikus kialakítás fontosságát. Törekedtem arra, hogy minél kevesebb legyen a szerkezet légellenállása.

31


A szerkezet nyitott és csukott állapotban: Nyitott állapotban: -

axonometriai nézetben,

37. ábra. Autó axonometrikus nézetből -

hátulról,

38. ábra. Autó hátulnézetből 32

Molnár Gábor


- felülről,

39. ábra. Autó felülről - oldalról.

40. ábra. Autó oldalról 33

Molnár Gábor


Molnár Gábor

A szerkezet csukott állapotban:

41. ábra. Autóponyva csukott állapotban

9. Felfújás A matrac felfújása 4 db lapos ventillátorral történik, melyek szintén a tetőgerenda hornya segítségével lettek rögzítve a tetőn.

42. ábra. Ventilátor elhelyezése 34


Molnár Gábor

43. ábra. Ventilátor felfogatása A matrac felemelkedését széllel szemben mágnes lapokkal oldottam meg, de másik ugyanilyen jó alternatíva lehet akár tapadókorongok alkalmazása is, bár ebben az esetben felfújás után ki kell szállni az autóból és a tapadókorongokat a karosszériára rá kell nyomkodni.

10. A levegő útja A levegő tulajdonképpen a ponyva tokban áramlik szét a ventillátoroktól. A ponyva tok az úgy van kialakítva, hogy a levegő nem áramolhat szabadon körbe-körbe, hanem 2 helyen le van zárva azért, hogy a 2 nagyobb matracba (a szélvédőt és a motorháztőt illetve a hátsó csomagtartó takaró), gyorsabban felfújódjon, mint a másik kettő kisebb.

35


Molnár Gábor

44. ábra. Levegő útja

11. Működési leírás Ez a tetőgerenda egy bizonyos autófajtára lett tervezve (Renault Megane). Más autónál más tetőgerenda profil. Ezeknél az autóknál a patentok (amivel felfogatjuk a tetőgerendára) módosulatait lehet használni. Szerelés:

A szerkezet alkatrészekből áll, tehát szétszedhető. A szerkezet elemei: -

4 matractartó tok,

-

4 ventilátor,

-

5 matrac (ezek a matractartó tokba vannak szerelve),

-

4 rögzítő patent.

Ezeket a tetőrúdon kialakított horonyba csúsztatják bele. Sorrendje rúdanként: -

1 rögzítő patent,

-

2 ventilátor,

-

1 rögzítő patent.

36


Molnár Gábor

Ha ez megvan, akkor a matractartó tokokat csatlakoztatjuk a rögzítő patenthez és a ventillátorhoz.

45. ábra. Robbantott ábra a szerelésről Kinyitás:

Az autóra ráépített jégeső ellen védő takaróponyva gombnyomásra működésbe hozott ventillátorok segítségével nyílik ki. Ebből a ventillátorból 4 darab van, minden matrachoz 1 darab. A takaróponyva szél elleni védelem, mágnes csíkokkal történik. Ez a matrac alján található 12 mm vastagságú mágnes. A ventillátorok működtetése spirálozott, flexibilis vezetékekkel történik. Ilyen vezetékeket használnak az autó tetejére szerelhető villogóknál. Ezek tulajdonsága, hogy be is csukhatjuk az ajtóval, nem lesz semmi baja. Így csatlakoztathatjuk a szivargyújtóhoz.

46. ábra. Tetővillogó [http://www.basic-online.hu/Pages/Shop.aspx?type=Product&catalog=12&node=352]

37


Molnár Gábor

Összezárás:

Összezáráskor a szerkezetet eredeti állapotba történő visszaigazítását értjük. Ennek egyik feltétele, hogy a felületi védelmet ellátó matracban ne legyen levegő. Az összezárás is ventilátor segítségével történik. Gombnyomásra a ventilátor visszafelé kezd el forogni, így kiszívja a matracból a levegőt. Az összehajtást a harmonika alakú perforálás segíti, majd ezt visszapattintva a tokjába hozzuk kiindulási helyzetbe.

12. Összefoglalás A bevezetésben megfogalmazott célok illetve funkciók gondos odafigyelésével oldottam meg a feladatot. A szerkezet kialakításában nagy figyelmet fordítottam a légellenállásra, illetve ennek leküzdésére. Próbáltam a feladat szempontjából a legoptimálisabb anyagokat, anyagkombinációkat felhasználni, valamint a legmegfelelőbb szerelési és felfújási alternatívákat kiválasztani. Törekedtem arra, hogy szerelése egyszerű legyen, de ugyanakkor megfelelő védelmet biztosítson a személygépkocsinak. A végső megoldás kialakítására jellemző, hogy a szerkezetet elemeire szét lehet szedni, a matrac anyag nylon szövet borítással, a szerkezet rögzítése a tetőgerendán lévő T-hornyon keresztül valósul meg, felfújása ventillátorral történik, a felületi védelmet ellátó matrac alakja harmonika szerű a könnyebb összezárás végett. A levegő kiszívása a matracból a ventilátor segítségével valósul meg. Összességében sikerült egy olyan szerkezet létrehozni, amely megvédi az autót a kisebb nagyobb jégdaraboktól, bármely autón alkalmazható és a le- illetve felszerelés egyszerű.

38


13. Felhasznált irodalom Péter, J.: Géptervezés alapjai, Miskolci Egyetemi Kiadó, Miskolc, 2008 Kamondi, L.: Gépészeti tervezés módszerei (előadás jegyzet), Miskolc, 2010 Internet: -

http://www.thule.com/en/HU

-

http://hu.wikipedia.org/wiki/Kezd%C5%91lap

-

http://www.sztnh.gov.hu/

-

továbbá a szövegben hivatkozott internetes oldalak

39

Molnár Gábor

Speciális célú tetőgerenda fejlesztés személygépkocsira

Recommend Documents