MŰANYAG RUHASZÁRÍTÓ FEJLESZTÉSE

Átírás

1 MISKOLCI EGYETEM Gépészmérnöki Kar Gépészmérnöki Szak Termékmérnöki Szakirány Elektronika és Kiegészítő szakirány automatizálás MŰANYAG RUHASZÁRÍTÓ FEJLESZTÉSE Diplomaterv feladat Készítette: Dömötör Csaba G-509 Miskolc, Bajcsy-Zs / 2 Tervezésvezető: Dr. Péter József egyetemi docens Miskolci Egyetem Konzulens: Újhelyi Gábor okl. gépészmérnök Miskolci Műanyagfeldolgozó Rt.

2 MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR Gépészmérnöki Szak Szám: GET-453/2000 Termékmérnöki Szakirány Gépelemek Tanszék Elektronika és automatizálás Kiegészítő szakirány 3515 Miskolc-Egyetemváros DIPLOMATERV FELADAT DÖMÖTÖR CSABA ISTVÁN G-509 tanulóköri gépészmérnök jelölt részére A tervezés tárgyköre: Terméktervezés A diplomaterv címe: Lakásban használható műanyag ruhaszárító fejlesztése A feladat részletezése: Foglalja össze az összecsukható ruhaszárítóval szemben támasztott követelményeket Vizsgálja meg a lehetséges változatokat és válassza ki a részletes kidolgozásra kerülő modellt Határozza meg az összecsukható ruhaszárító terhelését, a terhelés eloszlását. Végezze el az elemek szilárdsági számításait Foglalkozzon a bepattanó kötésekkel és végezze el a kiválasztott kötés méretezését Vizsgálja meg, hogy milyen lehetőség kínálkozik a ruhaszárító falhoz rögzítésére Ismertesse a kiválasztott rögzítés - kötés számítási menetét Tervezze meg részletesen a kiválasztott modellt Tervezésvezető(k): Konzulens(ek): Dr. Péter József egyetemi docens Újhelyi Gábor okl. gépészmérnök A diplomaterv kiadásának időpontja: december 14. A diplomaterv beadásának határideje: május 02. Miskolc, XII. 14. Dr. Döbröczöni Ádám tanszékvezető

3 Dömötör Csaba 2001 MŰANYAG RUHASZÁRÍTÓ FEJLESZTÉSE TARTALOMJEGYZÉK 1. BEVEZETÉS FELADATKIÍRÁS TERVEZÉS ELŐKÉSZÍTÉSE FEJLESZTÉS LÉPÉSEI ÁLTALÁNOS HATÁRIDŐ DIAGRAM A MŰANYAGFELDOLGOZÁS ÁTTEKINTÉSE A MŰANYAGIPAR TÖRTÉNETE A MŰANYAGIPAR FEJLŐDÉSE A MŰANYAGOKRÓL ÁLTALÁBAN A FRÖCCSÖNTÉS, A FRÖCCSÖNTŐ SZERSZÁM ÉS GÉP A FRÖCCSÖNTÉSI CIKLUS FOLYAMATAI FELADAGOLÁS BEFRÖCCSENTÉS FRÖCCSÖNTŐ SZERSZÁM SZERSZÁMMOZGATÓ EGYSÉG A FRÖCCSÖNTŐ-GÉP FELÉPÍTÉSE BEPATTANÓ KÖTÉSEK MŰANYAGBÓL KIALAKÍTÁS ÉS FŐBB PARAMÉTEREK SZÁMÍTÓKÉPLETEK GYŰRŰS BEPATTANÓ KÖTÉS MÉRETEZÉSE BEPATTANÓ KAPOCS MÉRETEZÉSE TORZIÓS RÚD SZÁMÍTÁSA PIACKUTATÁS EGYÉB FELHASZNÁLHATÓ ELVEK ÉS MEGOLDÁSOK KIÉRTÉKELÉS ELSŐ SZŰKÍTÉS MÁSODIK SZŰKÍTÉS ELEMZÉS KIÉRTÉKELÉSE A VIZSGÁLAT EREDMÉNYE MÉRET MEGHATÁROZÁSA ILLESZKEDŐ ALKATRÉSZEK ZSUGORODÁSI PROBLÉMÁI...46

4 Dömötör Csaba 2001 MŰANYAG RUHASZÁRÍTÓ FEJLESZTÉSE 9. ALKATRÉSZEK FEJLESZTÉSE TARTÓK (ÖSSZECSÚSZÓ ELEMEK) PÁLCÁK FELSZERELÉST BIZTOSÍTÓ ELEMEK FEDÉL AZ ÖSSZESZERELT RUHASZÁRÍTÓ KÜLSŐ MEGJELENÉSE FALRA SZERELÉS ELEMZÉSE A DŰBELES RÖGZÍTÉSTECHNIKA ALAPJAI A MEGFELELŐ DŰBEL KIVÁLASZTÁSA ANYAGVÁLASZTÁS AZ ANYAGVÁLASZTÁS SZEMPONTJAI ABS (AKRILNITRIL-BUTADIÉN-SZTIROL) SZERELÉSI ÉS HASZNÁLATI UTASÍTÁS ÖSSZEFOGLALÁS KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS IRODALOMJEGYZÉK Mellékletek: 1.sz. melléklet A GIMI cég termékei 6 oldal 2.sz. melléklet Szabadkézi rajzok 8 oldal

5 Dömötör Csaba BEVEZETÉS A Miskolci Egyetemen a Gépelemek Tanszék termékmérnöki szakirányának sajátsága, hogy a feladatok az élet legváltozatosabb területeiről kerülnek ki. Az alábbiakban kidolgozott feladat a 2000 nyarán végzett termelési gyakorlaton indult. A dolgozat egy összetolható ruhaszárító fejlesztését mutatja be. A termék újdonságértéke abban rejlik, hogy a feladatkiírás elvárásainak megfelelően minden alkatrésze műanyag fröccsöntés technológiájára lett tervezve. Felmerülhet a kérdés: Miért van szükség a műanyagok használatára? Főleg egy olyan terméknél, ami jól beváltan többnyire könnyűfémből készül. A kérdésre több válasz is van. Napjainkban, amikor a Föld ásványanyag készletei egyre inkább kimerülőben vannak, olyan anyagokat kell keresni, amelyek biztonsággal helyettesíthetik például az egyre drágábbá váló könnyűfémeket. A műanyag kínálja erre talán a legtöbb alternatívát, hiszen számos különböző módosulata van, s ezek adalékolásával szinte bármely igényt kielégítő anyag előállítható a kívánt mennyiségben. A műanyagok használatának másik nagy előnye, hogy feldolgozását kimeríthetetlen szín és formavilág jellemzi. Emellett nagy darabszámú termékek gyártására ez talán a legalkalmasabb anyag. Az is általánosan ismert tény, hogy a műanyagok a környezeti hatásoknak igen jól ellenállnak. Nem kell például a fémeknél ismert korrózió jelenségével számolni, így nincsen szükség külön védőbevonatokra. Persze pont ennek az ellenálló képességnek következménye, hogy a műanyagok általában maguktól egyáltalán nem, vagy csak nehezen bomlanak le. Így a természetre káros hatással lehetnek. Viszont a recycling tudatos tervezésével könnyen újra feldolgozhatóvá tehetők. Mindezen állítások indokolják a műanyagok egyre szélesebb körben való használatát. A dolgozat bemutatja a műanyag terméktervezés fő irányelveit, illetve egy termék teljes fejlesztési folyamatát a követelményjegyzék összeállításától az alkatrészek fejlesztésén keresztül egészen fogyasztóval való első találkozás megtervezéséig. Munkámban részletesen tárgyalom a műanyag bepattanó kötéseket és azok méretezését, kitérek a fröccsöntés technológiájának sajátságaira, illetve bemutatom a dűbeles rögzítéstechnika alapelveit is. KULCSSZAVAK: Terméktervezés; Fröccsöntés; Bepattanó kötések; Dűbeles rögzítéstechnika

6 Dömötör Csaba FELADATKIÍRÁS A feladat főbb részei: - A ruhaszárító követelménylistájának, illetve a célcsoportnak meghatározása - A termék legyen fröccsöntéssel megvalósítható (adott technológiai háttér) - A fogyasztói ár a már piacon lévőkkel versenyképes Éves sorozat nagyság: ezer db Határidő: - Idődiagram meghatározása A technikai helyzet: - A piacon fémből, fából létező termékek kiváltása műanyag termékkel - Versenyképesség elemzés Piac: - Magyarország - Európa Elvárások: - Kislakásban használható legyen - Karbantarthatóság: könnyen tisztítható, vegyszereknek ellenáll - Ütésállóság, szilárdság (a terhelés függvényében) - Piackutatás alapján tetszetős, elfogadható esztétikai megjelenés - Ne legyenek éles sarkok - Biztonságosan, stabilan, de egyszerűen rögzíthető - Rögzítési mód variációk (falra, radiátorra, fűtőtestre való rögzíthetőség vizsgálata) - Ruha rögzítésének vizsgálata

7 Dömötör Csaba Műszaki és feladat-paraméterek: - Terméksúly optimalizálása (a terhelés függvényében) - Teherbírása: ~2,5 5 kg nedves ruha - Környezeti hőfok (használaton kívüli esetben): C - Erős napsugárzás elviselése - Méret optimálás a nedves ruha tömegének függvényében - Használaton kívül méret minimalizálás (pl.: összecsukható) Használati élettartam: - Átlagos használat mellett minimum 3 év Ergonómia: - Feleljen meg az ergonómia követelményeinek Anyagok: - Szilánkosan nem törő, környezeti hőre jelentősen nem változó fröccsönthető műanyag Gyártás: - Lehetőleg minden alkatrésze műanyag, fröccsöntéssel gyártható legyen - Könnyen összeszerelhető, de nehezen bontható kötésekkel

8 Dömötör Csaba TERVEZÉS ELŐKÉSZÍTÉSE 3.1. Fejlesztés lépései Létező megoldások elemzése, néhány lehetséges megoldás-variáció kiválasztása Műanyagból való gyárthatóság feltételeinek elemzése Részletesen kidolgozandó változat kijelölése A pálcaprofil optimalizálása Megvalósítandó szárítási hossz rögzítése a b méret optimálása (1. ábra) b a 1. ábra. A szárítók fő méretei Használaton kívüli elhelyezhetőség optimalizálása Lehetséges értéknövelő funkciók meghatározása Szerelhetőség vizsgálata Tetszetősség, forma, design összhangba hozása 3.2. Általános határidő diagram terméktervezés Start szerszámterv. előkészítés szerszám gyártás próbagyártás teszt 1 hónap 2 hét-1 hónap 1 hét 8-20 hét 1-2 nap 1 hét sorozatgyártás ellenőrzés elosztás t 2. ábra. Egy lehetséges határidő diagram

9 Dömötör Csaba A MŰANYAGFELDOLGOZÁS ÁTTEKINTÉSE [3] 4.1. A műanyagipar története Már a civilizáció kezdetén az emberiség olyan anyagokat állított a haladás szolgálatába, amelyek mai ismereteink szerint természetes eredetű makromolekulás anyagok, és így műanyagok őseinek tekinthetők. A sumérok aszfaltozott utakat és fürdőmedencéket készítettek. A Biblia említi, hogy Mózes anyja csecsemőjének gyékénykosarát gyantával és szurokkal tette vízhatlanná. Az egyiptomiak és a görögök használták a balzsamot és ékszereket készítettek a borostyánból. Leonardo da Vinci saját feljegyzéseiből ismerjük a híres Utolsó vacsora című képénél használt természetes gyanta alapú lakk receptjét. A maya gyermeksírok feltárásánál gumilabdákat találtak. Európába Kolumbusz Kristóf hozza hírét egy olyan fa nedvének (kaucsuk-latex), amellyel az indiánok a trópusi esőzések idején vízhatlanná tették ruhájukat. Az első ipari feldolgozásra alkalmas, természetes eredetű, kénnel módosított anyag a gumi és az ebonit. Ezeket a múlt század első felében az amerikai Charles Goodyear szabadalmazta (1838. Ebonit: 20%-nál több kénnel vulkanizált kaucsuk) [1] ben ugyan már előállították az első szintetikus óriásmolekulájú vegyületet a mai polisztirolt, sztirol-oxid néven műanyagként való alkalmazhatóságának felismeréséhez majdnem egy évszázadra volt szükség (1933.). Az első szintetikus műanyagféleségek bakelitek sikeres alkalmazása után, az új műanyagok előállítására irányuló kutatómunka nagy lendülettel indult meg az 1920-as években és ennek eredményeképpen egyrészt teljesen új műanyagok születtek, másrészt a már ismerteket tökéletesítették és egészen új területeken alkalmazták sikerrel [2].

10 Dömötör Csaba A műanyagipar fejlődését a teljesség igénye nélkül az 1. táblázat mutatja be A műanyagipar fejlődése [2] 1. táblázat A fejlődés áttekintése A megjelenés Műanyag A feldolgozás fajtája, módja éve Vulkanizált kaucsuk Gumi Ebonit Lemez, rúd Celluloid Lemez, rúd, cső Alkidgyanta Oldat Cellulóz-acetát Lemez, rúd, cső Polibutadién Műkaucsuk Poli(vinil-acetát) Lakk, festék Aminoplasztok Sajtolóanyagok Polisztirol Fröccsanyag Poli(vinil-klorid) és kopolimerjei Lemez, fólia, cső Poliamid Szálanyag Nagy nyomású polietilén Rúd, cső, lemez Poliamid Fröccsanyag ABS kopolimerek Fröccsanyagok Ütésálló polisztirolok Fröccsanyagok Kis- és középnyomású polietilén Cső, lemez, fröccsanyag Polipropilén Fröccsanyag Hőálló szénszálak poliakrilnitrilből Szálanyag

11 Dömötör Csaba A műanyagokról általában Műanyagok nélkül nincs modern ipar, szinte minden területen alkalmazzák. Rendkívül sokféle termék állítható elő segítségükkel. A műanyagok legnagyobb felhasználási területe a klasszikus szerkezeti anyagok, mint például a fémek helyettesítése. Számos olyan műszaki kérdés vált és válik megoldhatóvá, amelyek a hagyományos anyagokkal nem valósíthatók meg. A műanyagok alkalmazásának számos előnye van. A teljesség igénye nélkül, ezek a következők: Kis sűrűség (1 g/cm 3 körüli érték); Típustól függően vegyszer-ellenállóság; Jó elektromos szigetelőképesség, de ugyanakkor vezetőképessé tehető; Sokoldalú megmunkálhatóság (forgácsolás, festés, lakkozás, bizonyos típusoknál galvanizálás); Viszonylag könnyen megvalósítható tömeggyártás; Gazdag szín-, és formavilág állítható elő velük; Egy-egy típuson belül (PE, PP, PC stb.) az igényekhez igazodó sokoldalú választék (rugalmasság, színtartósság, hő-, és ütésállóság stb.) Könnyen megvalósítható újrahasznosítás (darálás, regranulálás). Nem szabad megfeledkezni azonban arról sem, hogy a műanyagok általában maguktól egyáltalán nem, vagy csak nehezen bomlanak le. Így a természetre, környezetre káros hatással lehetnek. Ezért vezették be többek között hazánkban is a műanyagtermékekre a termékdíjat. Bár az utóbbi időben már sikerült megvalósítani magától lebomló műanyagot, de ennek előállítási költsége viszonylag magas, és nagyüzemi megvalósítása még nem megoldott.

12 Dömötör Csaba Hőre lágyuló műanyagok A műanyagok szerves polimerek, amelyeket kis molekulasúlyú monomerekből állítanak elő mesterséges úton. A polimerek, azaz a műanyagok molekulái a makromolekulák, amelyek a már említett ismétlődő egységekből, a monomerekből épülnek föl. Amennyiben a makromolekulák, azaz a polimerláncok egyféle monomerből épülnek föl homopolimerről beszélünk. A kopolimerek kettő vagy többféle monomerből állnak. A hőre lágyuló műanyagok tulajdonságait nagymértékben befolyásolja az, hogy a makromolekulák vagy polimerláncok hogyan épülnek fel. A műanyagok belső szerkezete azonban nem csak a molekulák felépítésétől, hanem azok elrendezésétől is függ. Feldolgozáskor a műanyagokat alkotó makromolekulák bizonyos irányú, nem egyensúlyi rendezettsége következik be, amely az anyag megszilárdulásakor befagy. Ezt a jelenséget orientációnak nevezzük. Az orientáció jellemzője, hogy az anyag mechanikai, optikai, villamos tulajdonságai eltérőek a rendeződés irányában és arra merőlegesen. Fröccsöntéskor bizonyos fokú orientáció mindig befagy az anyagba, amely szélsőséges esetben a termék deformációját is okozhatja. A hőre lágyuló műanyagok között vannak erősen kristályos anyagok (pl.: PP homopolimerek), részben kristályos anyagok (pl.: HDPE, LDPE, PA), és amorf anyagok (pl.: PVC, PS). A műanyagokban végbemenő kristályosodás fajtérfogat változással jár, ezért ezeknek az anyagoknak nagy a zsugorodása (1-3 %). A zsugorodás az orientáció irányában és arra merőlegesen eltérő mértékű, ezért erősen kristályos anyagok fröccsöntésekor, kedvezőtlen fröccsöntési paraméterek következtében a gyártott termékben erős feszültségek fagyhatnak be, amelyek a termék vetemedéséhez vagy repedéséhez vezethetnek. A műanyagok kristályos részeinek olvadáspontja (T 0 ), az amorf részeknek viszont olvadási tartománya van. Azt a hőmérsékletet, amelyen az anyag amorf részei teljesen rideggé és törékennyé válnak, üvegesedési hőmérsékletnek (T g ) nevezzük (2. táblázat). 2. táblázat Néhány műanyag üvegesedési hőmérséklete Műanyag típusa T g HDPE -80 C PP homopolimer -5, -10 C PP kopolimer -20, -40 C víztiszta PS, PVC 80 C Fröccsöntéskor amorf, ill. kristályos szerkezetű műanyagokkal van dolgunk.

13 Dömötör Csaba A fröccsöntés, a fröccsöntő szerszám és gép A műanyagok feldolgozásának egyik legjelentősebb ágazata a fröccsöntéses technológia. A hőre lágyuló műanyagok fröccsöntésekor a kiindulási forma : granulátum, vagy porkeverék. Új termék esetén a gyártás csak nagy sorozat esetén gazdaságos, ugyanis a gyártószerszám előállítása költséges. Egy-egy szerszám beüzemelése (gyártóképessé tétele, próbagyártás), vagy egy új technológia beállítása szintén idő- és költségigényes. A fröccsöntő-gép két nagyobb szerkezeti egységre bontható. Az egyik, a gyártószerszám mozgatását biztosító mechanikus rész. A másik, az alapanyagot beállított mennyiségben ( adagsúly ) megömlesztő, majd a szerszámba juttató egység (fröccsegység). A fröccsöntés ciklikus, szakaszos feldolgozási folyamat. Szakaszos abban a tekintetben, hogy a ciklus kezdetén (vagy végén) bármikor megszakítható a gyártási folyamat. Mindkét szerkezeti egységet hidromechanika (szivattyú, hidraulikus henger, hidraulikus motor, szelepek stb.) működteti, számítógépes vezérlés segítségével. A ciklus végén történő továbblépés alapján megkülönböztetünk automata, illetve félautomata üzemmódot. A munkaciklust a 3. ábra foglalja össze A fröccsöntési ciklus folyamatai Mechanikus (szerszámot mozgató) rész Fröccsegység 1 Az adagsúly biztosított 2 A szerszám zárása 3 Befröccsentés 4 Hűlési idő A termék megszilárdulása. 4 Feladagolás 5 A szerszám nyitása 6 Kidobás A termék eltávolítása ( kilökődése ) a szerszámból A beállított anyagmennyiség megömlesztése (7) (Félautomata üzemmódban: START gomb) (1) Az adagsúly biztosított (2) A szerszám zárása 3. ábra. A fröccsöntési ciklus folyamatai

14 Dömötör Csaba Feladagolás A műanyag granulátum (por) az anyagtartályból egy vízzel hűtött garaton keresztül jut a fröccsegységbe (fröccshenger), melynek legfontosabb része a csigadugattyú. A külső fűtés (palást fűtés) által biztosított hő, illetve a csiga forgása folytán az anyagban keletkező súrlódási hő hatására, a szilárd halmazállapotú alapanyag ömledék ( folyékony, plasztikus) lesz, amit a csiga maga elé termel. A beállított adagsúly elérésekor a dugattyú forgása és hátra irányú mozgása megszűnik. 3. Palást fűtések 2. Alapanyag tartály 5.Ömledék 1. Csigadugattyú A csigadugattyú mozgása 4. Szerszám 4. ábra. A feladagolás folyamata 4.7. Befröccsentés A csigadugattyú elején található visszaáramlást-gátló gyűrű kúpos felületen lezár (abban a pillanatban, mikor a dugattyú előre irányban elmozdul), és megkezdődik az ömledék befröccsentése a szerszám üregébe. A befröccsentés addig tart, míg az anyag teljesen ki nem tölti az üreget. A fentiekben, a két folyamat lényegét fogalmaztam meg, és nem törekedtem a pontos technikai, illetve technológiai kivitelezés leírására.

15 Dömötör Csaba Palást fűtések 2. Alapanyag tartály 4. Szerszám 5.Ömledék 1.Csigadugattyú A csigadugattyú mozgása 5. ábra. A befröccsentés folyamata 4.8. Fröccsöntő szerszám Az ömledék állapotú műanyag a termék alakját a szerszámban nyeri el. A szerszámban a termék formájának megfelelő (zsugorodás mértékével megnövelt) üreget alakítanak ki. A befröccsentést és a teljes szilárdulást (hűlési idő) követően a szerszám általában kétfelé nyílik. (Bonyolultabb termék esetében a szerszám három, vagy akár több részre is nyílhat, különböző kényszereket alkalmazva: ékpályás betétek, hidraulikusan működtetett magok stb.) A fröccsszerszám egyik felét (a beömlő-fúvókát tartalmazó részt) a mechanikus működtető egység álló asztalához csavarok, vagy egyéb gyorsrögzítést biztosító szerkezet segítségével rögzítik. A másik felet a mozgóasztalra szerelik fel, hasonló módon. Fontos, hogy a két fél pontosan fedje egymást. Ezt többnyire illesztő, vagy vezető csapokkal biztosítják Szerszámmozgató egység Az egység két, egymással párhuzamos (álló, és mozgó) asztalból, valamint mozgató mechanizmusból, és ezeket pozícionáló, szabályozó elemekből áll. A mozgatást hidraulikus hengerrel működtetett csuklós mechanizmus, vagy közvetlenül hidraulikus munkahenger végzi. Az asztalok párhuzamosságát négy vezető oszlop biztosítja. Az utóbbi években az osztrák ENGEL gépgyárban már kifejlesztettek úgynevezett oszlop nélküli típust, de tapasztalataik szerint ez záró erő tekintetében csak az alsóbb kategóriájú gépeknél gazdaságos (maximum: 350 tonna).

16 Dömötör Csaba A fröccsöntő-gép felépítése 1. Záró egység keret 10. Hidraulikus csillagmotor 2. Záró egység munkahenger 11. Alapanyag tartály 3. Csuklós működtető mechanizmus 4. Hidraulikus kidobó 12. Hidraulika rész (olajtartály, szivattyúmotor, szivattyú) 5. Védőajtó 13. Elektromos szekrény 6. Kézi vezérlőpult 14. Hálózati csatlakozó 7. Fröccsöntő egység mozgató munkahenger 15. Főkapcsoló 8. Fröccs-munkahenger 16. Vezérlő szekrény (számítógép) 9. Fröccsöntő egység (henger) 6. ábra. A fröccsöntő-gép részei

17 Dömötör Csaba BEPATTANÓ KÖTÉSEK MŰANYAGBÓL Műanyag termékeknél, így a ruhaszárító esetében is nagy szerepet játszanak a műanyag bepattanó kötések. Ezeknek alapvetően három típusát különböztethetjük meg egymástól, melyekre példákat a 7. ábrán láthatunk. Egy-egy terméknél persze más és más kialakítású kötőelemekkel találkozhatunk, s az is jellemző, hogy egyetlen új problémára sem lehet tökéletesen kész megoldást találni. A következő fejezetben mégis némi áttekintést nyerünk néhány már létező megoldásról, illetve a lehetséges méretezési eljárásokról. 1. Bepattanó kar (bepattanó kapocs) 3. Torziós bepattanó kötés 2. Gyűrűs bepattanó kötés 7. ábra. Bepattanó kötések alaptípusai [7]

18 Dömötör Csaba Kialakítás és főbb paraméterek [7] Alámetszés (f) Alámetszésnek azt a távolságot nevezzük, amit a kötőelemnek deformálódnia kell a bepattanás pillanatában. Az alámetszést (f) úgy kell megválasztani, hogy az a megengedhető nyúlást (ε) ne lépje túl. Ellenkező esetben a darab maradó alakváltozást szenvedhet, ami rontja a kötés erősségét. 8. ábra. Az alámetszés különböző típusú bepattanó kötéseknél [7] Alkalmazás szerint megkülönböztethetünk egyszer használatos esetleg oldhatatlan rögzítéseket (pl.: alkatrészek összefogása) illetve gyakran használt bepattanó kötéseket (pl.: táskák csatja). A megengedhető nyúlás annak függvényében is változik, hogy az előzőek közül a kötőelem milyen funkciót lát el. A 3. táblázatban szereplő tájékoztató értékek gyors bepattanó kötések egyszeri használatára vonatkoznak; gyakori használat esetén ennek 60 %-a az érvényes.

19 Dömötör Csaba táblázat Megengedhető nyúlások gyors bepattanó kötésekhez [7] Részlegesen kristályosított telítetlen hőre lágyulók PE 8% PP 6% PA DURETHAN 6% PA SZÁRAZ DURETHAN 4% POM 6% PBT POCAN 5% Amorf telítetlen hőre lágyulók PC MAKROLON 4% PC+ABS Bayblend 3% ABS NOVODUR 2,5% CAB 2,5% PVC 2% PS 1.8% Üvegszálas hőre lágyulók: 30% GF-PA DURETHAN 2% 30% GF-PA száraz DURETHAN 1,5% 30% GF-PC 1MAKROLON l,8% 30% GF-PBTP POCAN 1,5% 30% GF-ABS NOVODUR 1,2% 45% GF-PPS TEDUR 1% Kitérítő erő (Q) és illesztési erő (továbbiakban szorító erő) F: Alapvetően két erő működik a bepattanáskor. Illesztési erőnek azt nevezzük, ami az összepattintáshoz vagy szimmetrikus bepattanó kötéseknél a szétszereléshez szükséges. A kitérítő erő, mint ellenerő keletkezik és az illesztésnél mért ferdeségi szögből (α ) adódik. 9. ábra. Bepattanó kötéseknél működő erők [7] Alapvetően fennáll minden bepattanó kötési módnál a következő összefüggés a szorító erő (F) és a kitérítő erő (Q) között:

20 Dömötör Csaba μ + tgα F = Q 1 μ tgα (1) Ahol α : μ : az illesztésnél mért ferdeségi szög és a súrlódási tényező A μ + tgα kifejezés a 9. ábrából határozható meg az alábbi levezetés szerint: 1 μ tgα Először is fel kell bontani az erőket az illesztési síkra merőleges, illetve azzal párhuzamos komponenseikre, majd meg kell határozni a sík irányú összetevők előjelhelyes összegét. A síkra merőleges komponensből adódik a súrlódási erő, ami a csúszás irányával ellentétes irányú. 10. ábra. Az F erő felbontása írható fel: Az illesztési sík irányába eső komponensek előjelhelyes összege a következőképpen F cosα μ F sin α (2)

21 Dömötör Csaba ábra. Az Q erő felbontása A Q erő érintkezési síkbeli irányba eső komponenseinek összege pedig: Q sin α + μ Q cosα (3) Az erőegyensúly elvét felhasználva, a (2) és (3) kifejezéseket egymással egyenlővé téve az alábbi egyenletre jutunk: F cosα μ F sin α = Q sin α + μ Q cosα (4) Ha ezen egyenletnek mindkét oldalát elosztjuk jutunk, amiből F-et kifejezve megkapjuk a bizonyítani kívánt (1) képletet. cosα -val akkor egy egyszerűbb alakra F μ F tg α = Q tgα + μ Q (5) F ( 1 μ tgα) = Q ( tgα + μ) (6) tgα + μ F = Q (1) 1 μ tgα Ez az összefüggés tehát általánosan alkalmazható minden műanyag kötőelem méretezéséhez. Ha az anyagjellemzők illetve a bepattanó kötés paraméterei adottak és a kitérítő erő is meghatározott, akkor a szereléshez szükséges erő a fenti (1) képlettel könnyen kiszámítható.

22 Dömötör Csaba Ha adott a szereléshez szükséges erő maximuma, kiszámítható az anyag jellemzője (súrlódási tényező), vagy az illesztési szög. Ekkor sokat segít a 12. ábrán látható méretezéskor használatos segéddiagram, mellyel meggyorsítható a súrlódási tényező (s ezzel a megfelelő anyag) illetve a ferdeségi szög meghatározása μ + tgα 1 μ tgα μ =1 μ = 0,8 μ = 0,6 μ = 0,4 μ = 0,2 4 μ = Ferdeségi szög ábra. A μ + tgα kifejezés értékének változása a μ és az α függvényében [7] 1 μ tgα

23 Dömötör Csaba Számítóképletek 4. táblázat Különböző bepattanó kötésekre vonatkozó összefüggések [7] Típus f alámetszés Q kitérítőerő Bepattanó kapocs 2 ε l E S ε f = X Q = W h (7) l (12) 2 ε l f = X e Megjegyzés: X : geometriai tényező % ε : abszolút érték! 100 Megjegyzés: E S : tágulásfüggő modulus ε : abszolút érték! Gyűrűs bepattanó kötés véghez közeli bepattanóhorony: f = ε d (8) Q = f d E X Q = 2 ε d E S S X (13) (14) Q = 3 f d E S X (15) Q = 2 3 ε d E S X (16) végtől távoli bepattanóhorony: δ > 1, 8 Torziós bepattanó kötés d s Megjegyzés: ε : abszolút érték! f sin β = l 1 1 = f l 2 2 (9) Megjegyzés: Az X = X N ha a külső cső rugalmas és a tengely merev ill. X = X W ha az üreges tengely rugalmas és a furat merev ε : abszolút érték! Q1 l W 1 = 3 p G γ a (17) 3 Q l = a 2 2 K β = γ l a γ 1, 35 zul ε zul (10) (11) G = 2 E S ( 1+ν ) (18) Megjegyzés: K: geometriai tényező γ : nyírás Megjegyzés: a ν nyíró-kontrakciószám értéke műanyagokra kb. 0,35 ε : abszolút érték! % 100

24 Dömötör Csaba Gyűrűs bepattanó kötés méretezése A ruhaszárító két legfontosabb elemének a tartónak és a pálcának az összekötéséhez több lehetőséget vizsgáltam meg. Megoldásként a gyűrűs bepattanó kötést választottam, hiszen ez biztosít kellő tartóerőt. Ezen két alkatrészen lévő horony-borda pár kialakítása a ábrákon látható. (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) 13. ábra. A pálcát befogadó agy méretei 14. ábra. A pálca mint tengely méretei

25 Dömötör Csaba Adatok: A tartó és a pálca is ABS-ből (Akrilnitril-butadién-sztirolból) készül. Legnagyobb átmérő: Falvastagság: D = 12,4 mm s = 1,5 a tengelynél és 1,7 mm az agynál Alámetszés: f = 2 0, 8 mm = 1,6 mm Ferdeségi szög: α = 45 ami a lekerekítések miatt 30 -nak vehető: α = 30 Keresett: ε: valódi nyúlás Q: kitérítő erő F: szorító erő A bepattanó horonynak az agy elejétől mért távolságára az alábbi feltétel áll fenn: δ > 1, 8 d s (19) Ezt figyelembe véve a δ értéke az alábbiak szerint 10 mm-nek lett választva: δ > 1,8 D s = 1,8 12,4 mm 1,7 mm = 8,26 mm δ = 10 mm Mivel nem teljesen zárt tengelyrészről van szó, ezért meg kell határozni a bepattanó horonyból a működő kerületet, illetve ebből egy redukált átmérőt, hiszen a rendelkezésre álló méretezési eljárás zárt csőprofilú alkatrészekre vonatkozik. A redukció során az U-profilú pálca kerületét alapvető elemekre (körív, szakasz) bontva meghatározható a működő kerület. Ebből az értékből már egyszerűen származtatható a redukált átmérő. A későbbiekben nem szabad figyelmen kívül hagyni, hogy ez az átmérő nem fedi a valódi geometriát, hiszen az eredeti keresztmetszet egyik oldalán nyitott, tehát jóval nagyobb rugalmasságra lehet számítani mind a szerelésnél, mind pedig a rögzítés stabilitásának meghatározásánál. A megkapott illesztési erőt tehát osztani kellene egy olyan konstanssal, amivel figyelembe vehető a megnövekedett rugalmasság. Mivel a szakirodalomban erre nem találtam adatot, így csak a műszaki szemlélet és a tapasztalat segít a kapott értékek helyességének megítélésében.

26 Dömötör Csaba ábra. Működő kerület a pálcán lévő bepattanó kötésnél A működő kerület az alábbi összegként írható fel: K = 7 K i i= 1 (20) A szimmetria miatt fennállnak a következő egyenlőségek: K 1 = K 7 K 2 = K 6 K 3 = K 5 Így a képlet a következő alakra egyszerűsödik: K = 2 K K + K K (21) Az egyenesek mérete adott, így csak a körívek hosszát kell meghatározni: α 60 K = r π = 3 mm π = π 3, 14 mm = α 90 3 K = r π = 3 mm π = π 4, 71 mm = K 2 = 6, 4 K 4 = 3 mm mm

27 Dömötör Csaba Az értékeket behelyettesítve a (21) képletbe megkapjuk a működő kerület nagyságát: K = 3,14 mm + 6,4 mm + 4,71 mm + 3 mm = 31, 51 mm A redukált kerületet és a valóságos működő kerületet egyenlővé téve ( K = K red ), megkapjuk a redukált átmérőt. d K red 31,51 mm = d red = = = 10,03 mm 10 mm π 3,14 mm (22) Az ε nyúlás kiszámítása a (8) képlet alapján, annak átrendezésével történik: f f 1,6 mm = ε d ε = = = 0,16 mm = 16 % d 10 mm Mivel a két szorító tag körülbelül egyforma erős, így a rugóútjuk is megegyezik. Az ABS-re megengedhető nyúlás a 3. táblázatban található: ε = 2,5 %. Látható, hogy az adódott érték többszörösen túllépi a megengedettet. Megoldás lehet az f csökkentése, de a használat során szükség van a nagy alámetszésre. A melegen szerelés is alternatívát jelenthet, ez viszont nehezen kivitelezhető, hiszen nem biztos, hogy mindig azonos időben gyártják a pálcát és a tartókat. Valódi megoldást a konstrukció jelent. Ebből fakadóan ugyanis elfogadhatónak tekintem ezt az értéket, hiszen a 2,5% megengedhető nyúlás zárt szelvény esetén adódik. A pálca viszont egy oldalán nyitott, ami jóval nagyobb rugalmasságot ad a darabnak. A másik fontos tényező, hogy ez a bepattanó kötés csak egyszeri működésű, azaz a munkadarabnak csak egyszer kell elviselnie az összenyomódást, majd rögtön visszanyeri eredeti alakját. A használat során már nincsen rugalmas alakváltozásra kényszerítve. Mindezeket figyelembe véve a megengedhető nyúlásnak a felső határát vettem alapul a további számítások során. Tehát: ε = 2,5 % ABS

28 Dömötör Csaba A Q nyíróerő a (13) képlet alapján számítható: Q = f d E X (13) S Az E S metszőmodulusz értékét ABS-re a 16. ábra a) részéből lehet meghatározni. Ebben a diagramban a Bayer cég Novodur fantázianéven futó ABS-ének három általános típusa szerepel. Ezekből a közepes tulajdonságokkal rendelkezővel számoltam. 16. ábra. E S modulus technikai műanyagokhoz [7] Figyelembe véve, hogy ε = 2,5 % adódik, hogy az E S meghatározott értéke tehát: N mm. Itt mindkét szorító tag kb. egyforma erős, tehát közömbös, hogy a további számítás melyik részre lesz megoldva. Jelen esetben a belső részt a pálcát választottam. A számításhoz szükséges X geometriai tényező a 17. ábráról leolvasható.

29 Dömötör Csaba X W X N 0,04 Rugalmas tengely, Merev agy 0,03 0,02 X W X N Merev tengely, Rugalmas agy 0,01 0 1,00 1,04 1,08 1,12 1,16 1,20 d/d i (Tengely) d a /d (Agy) X W X N 0,48 0,4 Rugalmas tengely, Merev agy 0,32 0,24 X W X N 0,16 Merev tengely, Rugalmas agy 0,08 0 1,0 1,4 1,8 2,2 2,6 3,0 d/d i (Tengely) d a /d (Agy) 17. ábra. Az X geometriai tényező gyűrűs bepattanó kötéseknél [7]

30 Dömötör Csaba Mivel a pálca egyik oldalán nyitott, ezért ezt tekintem rugalmasabbnak, tehát az X geometriai tényező helyén az X W -t kell figyelembe venni. d d i = d 10 mm = = 1,42 X d 2 s 10 mm 2 1,5 mm W = 0,12 (23) 2 Q = f d ES X = 1,6 mm 10 mm 1800 N mm 0,12 = 3456 N Az F szorítóerő meghatározása az (1) képletből: μ + tgα F = Q (1) 1 μ tgα ABS-re a μ súrlódási tényező az 5. táblázatban megtalálható: μ = 0,58 5. táblázat Súrlódási tényező értékei különböző műanyagokra [7] Anyag μ súrlódási azonos anyag tényező szorzója PTFE 0,12-0,22 1 PE-HD 0,2-0,25 (x2) PP 0,25-0,3 (x1,5) POM 0,2-0,35 (x1,5) Megjegyzés: PA 0,3-0,4 (x1,5) Ezek csak tájékoztató jellegű adatok. PB'T 0,35-0,4 A valóságban a siklósebességtől, a PS 0,4-0,5 (x1,2) préselési nyomástól és a felületi SAN 0,45-0,55 minőségtől is függenek. PC 0,45-0,55 (x1,2) Különböző műanyag esetén a német PMMA 0.5-0,6 (x1,2) VDI 2541 irányelv szerint az első ABS 0,5-0,65 (x1,2) vagy ennél kisebb értékek az igazak. Két azonos anyagnál a súrlódási PE-LD 0,55-0,6 (x1,2) tényező legtöbbször nagyobb. PVC 0,55-0,6 (x1,0)

31 Dömötör Csaba Mivel mindkét alkatrész ABS-ből készül, így a választott súrlódási tényezőt még a megadott 1,2-vel meg kell szorozni: μ ABS = 0,58 1,2 = 0,69 0,7 (24) μ + tgα 0,7 + tg30 F = Q = 3456 N = 7408,72 N 7, 4 kn 1 μ tgα 1 0,7 tg30 Az illesztő és a nyitóerő (F) itt 7408 N-nal maximális nagyságú. Meggondolandó, hogy ez az erő csak zárt keresztmetszetű, gépi és axiálisan pontos körkörös illesztésnél lép fel. Kézi illesztésnél először a körülfutó borda nagyobbik részét helyezzük be ferdén a horonyba. Csak a megmaradó részt kell nagyobb nyomással, vagy ütéssel helyére pattintani. A fellépő szorítóerők ekkor nagyon kicsik, csak a kidudorodó gyűrű egy része deformálódik. Semmiképpen sem szabad megfeledkezni a pálcán lévő nyitásról sem, ami még tovább csökkenti a szereléskor szükséges erő mértékét. Így a szükséges erő a kiszámoltnak csak a töredéke lesz.

32 Dömötör Csaba Bepattanó kapocs méretezése Csakúgy, mint általánosan a bepattanó kötésekből, a bepattanó kapcsokból is sokféle megoldás létezik. A 6. táblázat rendszerezve szemlélteti ezeket a kialakítási lehetőségeket. Keresztmetszet alak 6. táblázat Számítóképletek a bepattanó karhoz [7] A B C D Kivitel 1. Keresztmetszet végig állandó f Téglalap Trapéz Körívszelet ε l = 0,67 h 2 1) a + b ε l f = 2a + b h 2 f = C 2) ε l ρ 2 2 Tetszőleges keresztmetszet 2 1 ε l f = 3) 3 e Megengedhető kitérés 2. Minden méret y irányban felére csökkentve 3. Minden méret z irányban negyedére csökkentve f f ε l = 1,09 h ε l = 0,86 h 2 2 f f 1) a + b ε l = 1,64 2a + b h 1) a + b ε l = 1,28 2a + b h 2 2 f f = 1,64 C = 1,28 C 2) 2) ε l ρ 2 ε l ρ f f ε l = 0,55 3) e ε l = 0,43 3) e 2 2 Kitérítő erő 1. 2 bh ES ε 2. Q = 3. 6 l 2 2 1) h a + 4ab + b Q = 12 2a + b ES ε l 2 4) ES ε Q = W l Q = W 4) ES ε l Megjegyzések: 1. Trapéz keresztmetszetnél a lejtést úgy számítják, hogy a kritikus igénybevétel (húzófeszültség) a vékony b felületen található, de az a szélesebb oldalon lép fel, mert a és b felcserélődik. 2. Körívszelet keresztmetszet esetén a kritikus igénybevétel a domború felsőoldalon lép fel. C 1 és C 2 a 18. ábrából határozható meg. 3. Tetszőleges keresztmetszetre igaz, hogy a súlypont szélső szálja (semleges szál) ott található, ahol a húzófeszültség fellép. 4. A visszaállító-nyomaték (19. ábra C alakra) jelölése, ahol a húzófeszültség ébred. Egyéb alaptestre gépészeti alapkönyvekben található.

33 Dömötör Csaba Geometriai tényezők: C 1 : homorú oldal húzó-igénybevétel alatt C 2 : domború oldal húzó-igénybevétel alatt. 18. ábra. a) és b) Diagram a C 1 és C 2 grafikus kiértékeléséhez a C keresztmetszeti formához

34 Dömötör Csaba W 1 : homorú oldal húzó igénybevétel alatt W 2 : domború oldal húzó igénybevétel alatt 19. ábra. a) és b) Nomogram a visszaállító nyomaték grafikus kiértékeléséhez a C keresztmetszeti formához

35 Dömötör Csaba A bepattanó kapocs számítását téglalap-keresztmetszettel és egyenletes h vastagsággal végeztem. Tehát a 6. táblázatban bemutatott lehetőségek közül az első kivitelt vettem alapul. Ennél a kivitelnél ha lehetséges törekedni kell a legnagyobb alakváltozási képességre a legkevesebb anyag felhasználásával. 20. ábra. Bepattanó kapocs főbb paraméterei Adatok: anyaga: ABS (nyersanyag) kialakítás: 1. kivitel Szélesség: b =10 mm Alámetszés: f = 2,2 mm ferdeségi szög: α = 30 Keresett: l: Hossz Q: Kitérítő erő F: szorítóerő A megengedhető nyúlás ABS-re a 3. táblázatban látható: ε ΑΒS = 2,5 % A származtatott nyúlás: ε 1 ε 2 = ΑΒS 2,5 % = = 1,25 % 2

36 Dömötör Csaba A kar l hosszának meghatározása: Az 1. kialakítású, téglalap keresztmetszetű csapókar hajlító-egyenlete a 6. táblázatból kiolvasható: f ε l = 0,67 { h X 2 (25) A fenti összefüggést l-re rendezve, majd a nyert kifejezésbe behelyettesítve, megkapjuk a bepattanó kar szükséges hosszát: f h 1 mm 1 mm l = = = 10,93 mm 11 mm X ε 0, % (26) A Q kitérítő erő számítása: Az 1. kialakítású, A keresztmetszetalakhoz tartozó kitérítő erő egyenlet a 6. táblázatból kiolvasható: 2 b h ES ε Q = l W (27) A (27) képlethez szükséges 16. ábra a) részéből lehet meghatározni. E S metszőmodulusz ABS-re vonatkozó értékét a ε = 1,25 % E S = 2200 N mm 2 A (27) kifejezésbe behelyettesítve megkapjuk a kitérítő erő nagyságát: ( 1 mm) mm 2200 N mm 1,25 % Q = = 0, 83 N 6 11 mm (28)

37 Dömötör Csaba Az F szorítóerő meghatározása: A szorítóerő az (1) képlet alapján: μ + tgα F = Q (1) 1 μ tgα A μ súrlódási tényezőt az 5. táblázat tartalmazza. ABS-ABS-en történő elcsúszása esetén a (24) képlet szerint figyelembe kell venni az 1,2-es szorzót. μ = 0,58 1,2 = 0,69 0,7 (24) ABS Így tehát a megfelelő értékeket visszahelyettesítve az (1) képletbe, meghatároztam a szereléskor szükséges illesztési erőt. μ + tgα 0,7 + tg30 F = Q = 0,83 N = 1,79 N 1, 8 N 1 μ tgα 1 0,7 tg30 Látható, hogy ez az érték elfogadható, hiszen nem kell túlságosan nagy erő az összepattintáshoz. Ne feledjük, hogy ez a kötés is csak szereléskor működik. A szárítóban a feladata mindössze annyi, hogy kihúzáskor biztosítsa a megakadást, illetve a pozícionálást. Ez azért is fontos, mert ha gyakran lenne hajtogatva, akkor az anyag előbb-utóbb kifáradna. Az adott körülmények között viszont ezzel a problémával nem kellett számolnom. Így kijelenthető, hogy ez az akadó szem a felhasználás során szükséges véghelyzet meghatározó funkcióját, a termék teljes tervezett használati időtartama alatt biztonsággal ellátja.

38 Dömötör Csaba Torziós rúd számítása A műanyag kötéseknek a torziós rudak képezik a harmadik nagy csoportját. Ebbe a csoportba sorolják mindazon kötéstípusokat, amelyen nem illenek bele az előző két kategóriába. Mivel az adott termék esetében torziós bepattanó kötés nem lett felhasználva, így ennek méretezési segédlete csak említés szintjén kerül bemutatásra a 21. ábrán: Torziós keresztmetszet: K 57, ,8 W p 1,57 0,05 0,208 3 a A 4. keresztmetszethez b a 1 1, K 84,8 67,0 61,9 58,4 57,8 57,5 57,3 57,3 W p 0,209 0,354 0,494 0,808 1,130 1,790 2,460 3,120 3 a 21. ábra. Konstansok a torziós rúd számításához

39 Dömötör Csaba PIACKUTATÁS A piac felmérése a helyben kapható ruhaszárítókra terjedt ki. A piackutatás eredményét a 7. táblázat mutatja. Az egyéb fellelt elveket a 8. táblázatban foglaltam össze. A Miskolcon beszerezhető szárítók és tulajdonságaik táblázat A piackutatás során fellelt termékek márkanév Quick összecsukható működési elv, csúszkás állíthatóság jellemzők pálcák közti távolság 6 cm anyag fém + műanyag bevonat méret a b (cm) szárítási hossz (m) 3 (5+1 pálca) kád felszerelhetőség balkon radiátor értékesítő hely TESCO fogyasztói ÁR (Ft) 1200 márkanév Super Brio működési elv, jellemzők harmonika anyag fém + műanyag bevonat méret a b (cm) ~80 40 szárítási hossz (m) ~5 felszerelhetőség csavarral falra értékesítő hely TESCO fogyasztói ÁR (Ft) 2000 márkanév Telepack 70 Telepack 100 működési elv, teleszkópos jellemzők összetolva törülközőtartó anyag műanyag méret a b (cm) szárítási hossz (m) 5 7 felszerelhetőség csavarral falra értékesítő hely TESCO fogyasztói ÁR (Ft)

40 Dömötör Csaba márkanév zokniszárító működési elv, jellemzők felhajtható szárak anyag műanyag méret a b (cm) (10db ~20 cm-es pálca) szárítási hossz (m) (20db csipesz) felszerelhetőség korlátra akasztható értékesítő hely 100Ft-os bolt (Széchenyi u.) fogyasztói ÁR (Ft) ~300 márkanév szárító radiátorra működési elv, összecsukható jellemzők anyag fém + műanyag bevonat méret a b (cm) (5+1 pálca) szárítási hossz (m) 3 kád felszerelhetőség radiátor értékesítő hely 100Ft-os bolt (Széchenyi u.) fogyasztói ÁR (Ft) ~400 márkanév Zakor Gerle Zakor Balcon működési elv, jellemzők összecsukható anyag fém + műanyag bevonat méret a b (cm) ~65 40 ~85 50 szárítási hossz (m) 6 10 kád felszerelhetőség balkon radiátor értékesítő hely városháztéri háztartási bolt fogyasztói ÁR (Ft) márkanév LITE 70 LITE 80 működési elv, jellemzők harmonika anyag fém + műanyag bevonat méret a b (cm) szárítási hossz (m) 5 5,5 felszerelhetőség csavarral falra értékesítő hely városháztéri háztartási bolt fogyasztói ÁR (Ft)

41 Dömötör Csaba márkanév 3 részes összehajtható szárító működési elv, jellemzők összecsukható anyag acél + polietilén méret a b (cm) szárítási hossz (m) ~10 felszerelhetőség balkon értékesítő hely műanyagbolt a Bató Ház oldalában fogyasztói ÁR (Ft) ~1000 márkanév Rayen (1) működési elv, teleszkópos jellemzők összetolva törülközőtartó anyag műanyag + fém méret a b (cm) (7 db pálca) szárítási hossz (m) 5 felszerelhetőség csavarral falra értékesítő hely Centrum Áruház fogyasztói ÁR (Ft) 7590 márkanév Rayen (2) működési elv, jellemzők összecsukható anyag fém + műanyag bevonat méret a b (cm) (4 db pálca) szárítási hossz (m) ~2 kád felszerelhetőség balkon radiátor értékesítő hely Centrum Áruház fogyasztói ÁR (Ft) 1390 márkanév Telegant működési elv, bezárható oldalú jellemzők sínes pálcamozgatás anyag műanyag + fém méret a b (cm) (7 db pálca) szárítási hossz (m) ~7 felszerelhetőség csavarral falra értékesítő hely Centrum Áruház fogyasztói ÁR (Ft) 11900

42 Dömötör Csaba márkanév működési elv, jellemzők összecsukható anyag acél + műanyag bevonat méret a b (cm) szárítási hossz (m) ~2 ~3 ~5 ~7 kád felszerelhetőség balkon radiátor értékesítő hely Bajcsy-Zs utcai háztartási bolt fogyasztói ÁR (Ft) márkanév Amandia működési elv, jellemzők összecsukható anyag fém + műanyag bevonat méret a b (cm) (5 db pálca) szárítási hossz (m) 4,5 kád felszerelhetőség balkon radiátor értékesítő hely Corvin utcai háztartási bolt fogyasztói ÁR (Ft) 640 márkanév Pillangó kádszárító működési elv, kettéhajtható jellemzők 3 féle felállíthatóság anyag fém + műanyag bevonat méret a b (cm) szárítási hossz (m) 10 kád felszerelhetőség falhoz támasztva földre felállítva értékesítő hely Corvin utcai háztartási bolt fogyasztói ÁR (Ft) 1800

43 Dömötör Csaba Egyéb felhasználható elvek és megoldások lehajtható műanyag asztal elve 8. táblázat Nem kereskedelemben talált elvek erkélyre szánt szárnyas szárító félkör alakú (egyenként lehajtogatható pálcákkal) félkör alakú (egyenként lehajtogatható pálcákkal) önműködő pálcamozgatás akadó fülekkel megoldás a pálcák betolására acél kihajtózsanér balkonláda tartó

44 Dömötör Csaba Kiértékelés Az előző oldalak ábráin bemutatott lehetőségek közül a feladatkiírás alapvető feltételeit figyelembe véve kiválasztottam néhány olyan terméket, amelyeknek a további vizsgálatával érdemes foglalkozni. A végső alapelv kiválasztását két lépésben végeztem. Első körben a már létező gyártmányokra vonatkozó tulajdonságokat vettem figyelembe (műanyagba való áttehetőség, felszerelhetőség, felszerelhetőség továbbfejleszthetősége). A második szűkítéskor viszont a későbbiekben kialakításra kerülő saját terméknek a technológiai paramétereit és a feladatkiírás teljesítését igyekeztem vizsgálni. (használaton kívüli elhelyezhetőség, műanyag konstrukció gyárthatósága, összeszerelés egyszerűsége) Az első szűkítéskor értékelt szempontok: műanyagba való áttehetőség Ez a legalapvetőbb feltétel, hiszen a fő cél a teljesen műanyagból gyártható termék. A piacon jelenleg beszerezhető szárítók közül igen csekély azoknak a száma, amelyek ennek a feltételnek eleget tesznek. A legelterjedtebb megoldás az acél pálcákból összehegesztett szerkezet. Ezek anyagának műanyagba való áttételét a konstrukciójukból fakadóan csak nagyon nehezen, vagy egyáltalán nem lehetne megoldani. Ezért is volt fontos, hogy egy ilyen nézőpontból is megvizsgáljam az összegyűjtött megoldásokat és kiszűrjem az adott technológiával megvalósíthatatlan elveket. Ebből a szempontból vizsgálva tehát a jelenlegi konstrukciókat, az alábbi eseteket különböztettem meg egymástól: - egyáltalán nem - csak nehezen áttehető - előreláthatóan - viszonylag könnyen - már jelenleg is műanyag a termék

45 Dömötör Csaba felszerelhetőség A felszerelhetőség kapcsán vizsgálat tárgyát képezte, hogy az egyes esetekben jelenlegi konstrukció mennyire praktikus: Milyenek a variálhatósági lehetőségei? Ajánl-e a termék több felhasználási alternatívát? Mennyire univerzális? Ezek alapján, figyelembe véve persze azt is, hogy első közelítésben egy mobilizálható szerkezet fejlesztését céloztam meg, az alábbi kategóriák szerint értékeltem a termékeket: - falra csavarral felszerelhető - mobil, használat után levehető - több helyre rögzíthető - bárhova rögzíthető - bárhova rögzíthető és csavarral falra is felszerelhető felszerelhetőség továbbfejleszthetősége Itt azt vettem figyelembe, hogy a jelenlegi konstrukció mennyire fejleszthető tovább. Megoldható-e egy univerzális termék előállítása, vagy esetleg már most is megfelel-e ennek a követelménynek. - egyáltalán nem - csak nehezen - előreláthatóan - viszonylag könnyen - már univerzális fejleszthető E három szempont alapján az egyes terméket besoroltam a különböző kategóriák valamelyikébe. Ezután a fenti sorrendeknek megfelelően mindegyiket 1-től 5-ig pontoztam. A kapott értékeknek meghatároztam a súlyozott összegét. Ezeket összehasonlítva kiválasztható volt az a néhány termék, amelyeket érdemes további elemzésnek alávetni.

46 Dömötör Csaba táblázat Az összehasonlítás eredménye 3. működési elv összecsukható harmonika teleszkópos összehajtható összecsukható összecsukható harmonika összehajtható teleszkópos összecsukható bezárható oldalú összecsukható összecsukható kettéhajtható lehajtható kettéhajtható lehajtható 4. anyag fém+műanyag fém+műanyag fém+műanyag műanyag fém+műanyag fém+műanyag fém+műanyag acél+polietilén műanyag+fém fém+műanyag műanyag+fém acél+műanyag fém+műanyag fém+műanyag műanyag fém+műanyag fém+műanyag 6.3. Első szűkítés márkanév Quick Super Brio Telepack zokniszárító sz.radiátorra Zakor Balcon LITE 80 3 részes sz. Rayen (1) Rayen (2) Telegant 100 Amandia Pillangó kádsz. lehajth.asztal szárnyas sz. félkör alakú 5. max. méret a b (cm) db 20cm ~ ~ ~ db 35cm 6. max. szárítási hossz (m) 3 ~5 7 20dbcsipesz ,5 ~10 5 ~2 ~7 ~7 4,5 10 ~4 ~6 ~3,5 7. max. mérethez tartózó fogy. ár ~300 ~400 ~ ~ nem 2 nehezen 3 áttehető 4 könnyen 5 műanyag műanyagba való áttehetőség (m) falra csavarral 2 mobil 3 több helyre 4 bárhova 5 csavar+bárhova felszerelhetőség (f) nem 2 nehezen 3 fejleszthető 4 könnyen 5 univerzális felszerelhetőség továbbfejleszthetősége (ft) m + 2 f + ft pontszám sorszám

47 Dömötör Csaba Második szűkítés A megmaradt termékekből kiválasztottam azt az egyet, amivel a továbbiakban részletesen foglakozom. Az itt megvizsgált tulajdonságok a következők: használaton kívüli elhelyezhetőség műanyag konstrukció gyárthatósága összeszerelés egyszerűsége 10. táblázat A kiválasztott elvek összehasonlítása sorszám az első szűkítés során kiválasztott termékek ill. elvek márkanevei és szemléltető ábrái használaton kívüli elhelyezhetőség (e) 0 5 műanyag konstrukció gyárthatósága (gy) 0 5 összeszerelés egyszerűsége (sz) 0 5 pontszám 2 e+3 gy+1 sz 1. Quick Telepack zokniszárító Pillangó kádszárító lehajtható asztal

48 Dömötör Csaba Elemzés kiértékelése A kapott pontszámokat a szempontok fontosságának megfelelően súlyozva összegeztem és az így kapott értékeket hasonlítottam össze egymással. Természetesen ez az értékelés eléggé szubjektív, hiszen a pontozás függ a pillanatnyi benyomásoktól is. Van olyan termék, amiről ránézésre látszik az ötletes megoldás, de akad olyan is, amely csak hosszabb elemzés után fedi fel az esetleges kiváló tulajdonságát. Hátránynak bizonyult, hogy a különböző konstrukciókat legtöbbször egyszeri szemrevételezés után kellett dokumentálni, így legtöbb esetben inkább csak a működési elv került lemásolásra, mintsem a valódi termék. Mindazonáltal figyelembe véve azt, hogy egyszerre több szempont lett összevetve, a vizsgálat eredményét reálisnak fogadtam el A vizsgálat eredménye Végül amint az a táblázatokból is végigkövethető a 3. számú termék került kiválasztásra, mint kiinduló működési elv, alap konstrukció. Jellemzője, hogy a pálcák ennél is fémből alumíniumból készültek, viszont az ezeket tartó összecsúszó elemek már műanyagból. A teleszkópos elvből következően egy igen praktikus megoldásról van szó. Ezért is kerülhetett a két szűkítésen keresztül végső kiválasztásra. Ez egyébként egy GIMI nevű olasz cég terméke, aminek az Internetes oldaláról sok más terméke mellett több ruhaszárító fotója is letölthető. Az 1. melléklet oldalain ezeket gyűjtöttem össze, mellékelve a termékekről a gyártó rövid ajánlását is.

49 Dömötör Csaba MÉRET MEGHATÁROZÁSA A teregetési szokásokat felmérve, az a méretre (22. ábra) adódott egy olyan minimális érték, amely méret alá a terheléseket is figyelembe véve lehetőleg nem szabad menni. Ez a méret abból adódik, hogy az ingeket szokás a hátuknál félbe hajtva hosszában szárítani. Ennek viszont egy felhasználóbarát szárítón el kell férnie. Figyelembe véve egy átlagos férfiing hátának a hosszát, adódott a 800 mm-es minimális pálcahossz. 22. ábra. A szárító főbb méreteinek jelölése Ebből már következtetni lehet a várható maximális terhelésre. Ennek kapcsán logikusnak tűnik, hogy egy nagy nedvszívó képességű anyagot vegyek alapul. Egy ilyen gyakran szárított dolog a frottír törülköző, amiből természetesen 800 mm széleset kerestem. Az adott szélességűből is a kereskedelemben beszerezhető leghosszabbat választottam. A pontos mérete: 770 mm 1450 mm. Ennek mértem meg a tömegét különböző nedvességi szintek mellett. Így először teljesen szárazon, majd vízzel maximálisan feltöltve. Ez azt jelentette, hogy szinte már a mérleg tartotta a víz egy részét, hiszen az anyagból már a gravitáció miatt kifolyt. Ezután még kézzel kicsavart és kicentrifugázott állapotban történt mérés. Ellenőrzésként megvizsgáltam egy vastag férfipulóver vízfelvételét is az előbb említett állapotoknak megfelelően. A mérések eredményét a 11. táblázat tartalmazza.

50 Dömötör Csaba táblázat Mért tömegek különböző víztartalom mellett nedvesség foka törülköző tömege pulóver tömege teljesen szárazon 330 g 650g maximális vízmennyiséggel 1650 g 3580g kézzel kicsavarva 900 g 2700g kicentrifugázva 570 g 850g Figyelembe véve a fogyasztói szokásokat a törülközőnél a kézzel kicsavart állapotot vettem alapul, hiszen ennél könnyen előfordulhat, hogy ilyen nedvességtartalommal kerül föl a szárítóra. Bár meg kell jegyeznem, hogy kicentrifugázva felel meg leginkább a törülközés utáni állapotnak. A kötött pulóvert mosás után valószínűleg ki is centrifugázzák. Így ezt az állapotot vettem figyelembe. A vizsgálat alapján tehát megállapítható, hogy egy 800 mm-es pálcán maximálisan 0,9 kg tömegű szárítandó ruhával kell számolni. Mindemellett azért elmondható, hogy ezen termék célja egy kiegészítő lehetőség nyújtása a kislakásban szárítási kapacitás-gondokkal küzdő háziasszonyok részére. Ahhoz, hogy a fogyasztónak ne származhasson kára a termék használatából, a maximális terhelhetőséget a használati utasításban fel kell tüntetni. 8. ILLESZKEDŐ ALKATRÉSZEK ZSUGORODÁSI PROBLÉMÁI A fröccsöntésre jellemző, hogy a termék kész mérete kisebb, mint a szerszámméret. A zsugorodás esetenként problémákat is okozhat, ha a különböző irányokban eltérő zsugorértékeket tapasztalunk. Ez főleg akkor jelentkezik, ha az alkatrész méreteiben (szélesség, hosszúság) nagyságrendi eltérés van. Mivel a szárító több alkatrészből épül fel, felmerülhet a kérdés, hogy mennyire lehet számítani az összecsúszó elemek egymáshoz viszonyított méretének állandóságában, illetve megmarad-e a tervezett rés. Az ABS (Akrilnitril-butadién-sztirol) zsugorodása ~0,2 0,4%. Ha a magassági és szélességi méretek zsugorodásának arányában nincsen lényeges eltérés, akkor az alaktorzulás elhanyagolható. Ez alapján a 23. ábra jelöléseit használva: ha a1 ; a2; b1; b2 c1; c2; d1; d 2, akkor a résméretben (Δ) sincsen számottevő változás. (A zsugor értékével természetesen ez is csökkenni fog, de attól, hogy a rés eltűnik vagy megnő, nem kell tartani.)