OTEKON’14 7. Otomotiv Teknolojileri Kongresi 26 – 27 Mayıs 2014, BURSA KOLTUK KİLİT MEKANİZMASININ TÜM KOLTUK TİPLERİNE VE AÇMA SİSTEMLERİNE UYARLANMASI Erol Solmaz*, Uğur Akbulut**, Mehmet Erman Yıldız** * Uludağ Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Otomotiv Müh. Böl., Bursa ** Rollmech Automotive A.Ş., Bursa ÖZET Koltuk kilitleri,binek araçların arka koltuklarının sırtık kısmında bulunan, ihtiyaç durumunda açılarak daha geniş bir bagaj hacmi yaratılmasına olanak sağlayan mekanizmalardır. Temel amacı seyahat esnasında koltuğu kilitli pozisyonda tutmak olan koltuk kilitleri, otomotiv sektöründe bir emniyet parçası olarak kabul edilir ve ECE testlerinin gerekliliklerini sağlamalıdır. Koltuk kilitleri için geçer kriter, aracın olası bir kaza anında maruz kaldığı kuvvet karşısında açılmaması ve koltuğu kapalı konumda tutmasıdır. Koltuk dizaynına bağlı olarak yatay ve dikey olarak iki farklı tipte dizayn edilir. Kotuk kilitleri kilitleme ve açma mekanizması olmak üzere iki alt mekanizmadan oluşur. Açma mekanizması kabin içinden veya aracın bagaj kısmından koltuğun açılmasına olanak sağlar. Çalışmamızın amacı koltuk çerçevesine hem yatay hem dikey olarak montajlanabilen ve hem kabin içinden hem bagaj kısmından kontrol edilebilen bir koltuk kilidi tasarımı yapmaktır. Anahtar kelimeler: Koltuk kilitleri, ADAPTING A LATCH MECHANISM TO WHOLE SEAT FRAMES AND RELEASING SYSTEMS ABSTRACT Back seat latches are located in backrest of the rear seats of passenger cars and when it is necassary it can open and provides wider luggage area. The main function of a seat latch keeping seat at locked position during the travel and crash so seat latches are accepted for as a security part and they have to provide the ECE requirements. The latch must resist forces which comes onto to the lacth during the crash and it must keep seat closed. According to the seat design, the seat latchs are desingned in two different types and a seat latch mechanism consist of two base system, locking and releasing system. The releasing system can be located trunk on seat or trunk side and it opens seat lacth when it is used. The purpose of this study is desing a seat latch which compatible with both of vertical and horizontal assembling and both of two diffarent type of realeasing systems. Keywords: Seat Latch,Seat lock 1. koltuğun sırt kısmı dönmesine olanak sağlayan bir eksen etrafında hareket ederek katlanır. GİRİŞ Arka koltuk kilitleri genellikle binek araçlarda kullanılan temel amacı seyahat esnasında koltuğun kapalı pozisyonda kalmasını sağlayan ve bu özelliğiyle araçlarda güvenlik parçası sayılan sistemlerdir. Bu sistemler ihtiyaç halinde bir açma kolu yardımıyla açılarak koltuğun katlanmasına ve bagaj hacminin artmasına olanak sağlar. Koltuğun taban kısmı araca sabit bir şekilde montajlanır ve şekil 1 de görüldüğü gibi Şekil 1: Kilit mekanizmasının fonksiyonu 1 2.2. DİKEY KOLTUK KİLİTLERİ Araç gövdesine sabitlenen striker koltuk kapalı haldeyken kilit mekanizmanısın kancaları arasına girerek koltuğun araca kilitli vaziyette kalmasını sağlar. Şekil 2’de strikerı, araç içindeki konumunu ve koltuk kilitli halindeyken kilit pozisyonunu görülmektedir. Araç üreticileri genel olarak dikey koltuk kilitlerini tercih ederler bu tip koltuk kilitlerinde açma mekanizması ayrı ayrı yada kilide entegre halde üretilebilirler. Bu koltuk kilitlerinde stiker araç gödesine yatay olarak montjlanır. Şekil 4 ve şekil 5 te ayrı ayrı ve entegre halde üretilmiş koltuk kilidi sistemlerinine örnekler verilmiştir. Şekil 2: Striker ve araç içindeki konumu 2. KOLTUK KİLİT SİSTEMLERİ Şekil 4: Açma sistemi entegre edilmiş koltuk kilidi. Koltuk kilit sistemleri temel olarak kilit mekanizması ve açma mekanizması olmak üzere iki alt mekanizmadan oluşur. Bu alt sistemler, araç koltuğuna koltuk dizaynına bağlı olarak ayrı ayrı yada entegre halde montaj yapılabilirler. Şekil 3 de ayrı ayrı montajlanmış bir koltuk kilidi örneği görebiliriz. Şekil 3: Ayrı ayrı montajlanan alt sistemler. Koltuk kilitleri kilitlenme yönüne göre yatay ve dikey koltuk kilitleri olarak iki farklı tipte dizayn edilir. Bu iki tip koltuk kildinde fonksiyonel olarak hiç bir fark yoktur. İki tip kotuk kilidini birbirinden ayıran yegane koltuğa montajlandığı pozisyondur. Şekil 5: Açma menkanizması ayrı montajlanan bir koltuk kilidi örneği 2.1. YATAY KOLTUK KİLİTLERİ Yatay koltuk kilitlerinde kilit sistemi koltuk çerçevesine yatay olarak montajlanır. Bu tip koltuk kilitlerinde gövdeye montajlanan striker dik pozisyondadır. Şekil 4’de yatay koltuk kilidine ait bir örnek görülmektedir. 3. AÇMA MEKANİZMALARI Açma mekanizmaları aracın segmentine ve konfor paketine göre koltuk üzerine yada aracın bagaj kısmına konumlandırılabilir. Şekil 6’da koltuk üzerine yerleştirilmiş bir açma sistemi örneği, şekil 7 de ise aracın bagaj kısmından kumanda edilen bir kolruk kilidi örneği görülmektedir. Şekil 4: Yatay koltuk kilidi. 2 4. ORTAK KOLTUK KİLİDİ Görüldüğü üzere piyasadaki koltuk kilitleri koltuk dizaynına bağlı olarak, yatay yada dikey, kumanda sistemine olarak da bagajdan veya kabin içinden kumandalı sistemler olarak dizayn edilmektedir. Bu projedeki amacımız yeni bir dizaynla faklı varyasyonların herbirine uyum sağlayan, yatay veya dikey konumlanabilen, bagajdan veya kabin içinden yada her ikisinden aynı anda kumanda edilebilen bir koltuk kilidi tasarımı yapmaktır. Şekil 8’de çok amaçlı kididin izometrik Şekil 9 da ise patlatılmış görüntüsünü görülmektedir. Şekil 8: İzometrik görünüş. Şekil 6: Kabin içinden kumanda edilen koltuk kilitleri Kapak Yay Aralayıcı Şekil 7: Bagajdan kumanda edilen koltuk kildi örneği Mandal Overmold kanca Braket Durdurucu Şekil 9: Patlatılmış görüntü 3 4.1. KİLİT MEKANIZMASININ ÇALIŞMA PRENSİBİ Kilit açık pozisyondayken koltuğun yatık olan sırt kısmın şekil 10’da görüldüğü gibi kaldırılır. Koltuğun sırt kısmı dik konuma geldiğinde kilit ve striker birbirlerine kenetlenir ve uygulanan kuvvet ile birlikte gövdeye sabitlenmiş olan striker kilit mekanizmasının dolayısıyla koltuğun gövdede sabitlenmesini sağlar. Şekil 12: Kilit mekanizmasnın açık hali 4.2. KİLİT MEKANIZMASININ KOMPONENTLERİ 4.2.1. KAPAK Şekil 10:Mekanizmanın çalışma prensibi Kilit kapalı konumdayken açmak için, açma koluna bir kuvvet uygulanır. Açma mekanizması aracılığıyla mandala iletilen bu kuvvet mandalı hareket ettirir. Mandalın hareketi sonucunda kilitli durumdayken temas halinde olduğu yay nedeniyle gergin bir şekilde duran overmold kanca boşa çıkar ve striker kilitten ayrılır ve koltuğun sırt kısmının gövdeyle bir bağlantısı kalmamış olur. Bu sayede artık koltuk katlanabilir. Şekil 11’de kilit mekanizmasının kilitli Şekil 12’de de açık hali görülebilir. Şekli 13:Kapak Bu komponent kilit mekanizmasının üst kısmnı oluşturur. Üzerinde açma mekanizması ve yaylar için bağlantı noktataları bulunan bu komponentin malzemesi test gerekliliklerini karşılayacak şekilde S355MC seçilmiştir. Şekil 14 ve Şekil 15’te açma mekanizmasının ve yayların kapağa nasıl montajlandığını görebiliriz. Şekil 11: Kilit mekanizmasının kilitli hali Şekil 14:Açma mekanizmasının kapağa montajı 4 4.2.3. ARALAYICI Şekil 15: Kapak üzerindeki yay sabitleyici tırnaklar 4.2.2. YAY Şekil 18:Aralayıcı Aralayacılar mandal ve kanca için çalışma ekseni oluşturan komponenlerdir. Ayrıca bu komponentlere yapılan perçinleme işlemiyle braket ve kapağı birleştirerek kilit mekanizmasının bir arada kalmasını sağlar. bu komponentlerin ölçü ve toleransları sesi ve mekanizmada meydana gelebilecek boşlukları önlemek amacıyla çok hassastır. Bu nedenle talaşlı imalat ile üretilmektedir ve malzemesi bu prosese uygun olmalıdır. Çok amaçlı koltuk kildinde aralayıcı malzemesi olarak 11SMnPb37 kullanılmaktadır. Şekil 19’da aralayıcının braket ve kapak arasında montajlı halini görebiliriz. Şekil 16: Yay Yaylar kilit sisteminde kilide açma veya kapama yönünde bir kuvvet uygulandığında kanca ve mandalın hareketini kontrol ederek kilidin açılmasını ve kapanmasını sağlayan elemenlardır. Her iki yayın bir ucu kapak üzerinde oluşturulmuş tırnaklara sabitlenir. Yayların birinin diğer ucu mandala, diğerinin diğer ucu ise kancanya sabitlenir. Şekil 17’de yayların kapağa montajını görebiliriz. Şekil 19: Aralayıcı 4.2.4. KANCA Kanca kilit kiltli pozisyonda iken strikerı tutan ve koltuğun kilitli posizsyonda kalmasını sağlayan kilit mekanizması elemanıdır. Aralayıcıda olduğu gibi bu komponent te de oluşabilecek herhangi bir sesi önlemek için delik çapı ölçüsü oldukça hassastır. Ayrıca yapılan çarpışma testlerinde en yüksek kuvvetlere maruz kalan komponentlerden birisidir. Malzemesi ilgili gereklilikleri sağlayacak şekilde 42CrMo4 olarak seçilmiş ve ısıl işlem uygulanmıştır. Ayrıca kilidin çalışması esnasında oluşabilecek sesleri önlemek için kancanın büyük bir kısmı PA6 plastik malzemesiyle kaplanmıştır. Şekil 20’de kanca ve üzerindeki plastik kaplama görülebilir. Şekil 17: Yay ve kapağın montajı. 5 4.2.7. DURDURUCU Şekil 20: Kanca Şekil 23: Durdurucu 4.2.5. MANDAL Durudurucu kilitlenme esnasında strikerın kilit mekanzmasına çarparak sese neden olmasını önmelek amacıyla dizayn edilmiş bir komponenttir. Malzemesi EPDM oalrak seçilmiştir. Kancayla benzer özellikte hassas ölçülere sahip bir komponenttir. Malzemesi kancayla aynıdır.Kanca ile kenetlenerek kilit mekanizmasının fonksiyonunu yerine getirmesini sağlayan parçadır. 5. AÇMA MEKANİZMASI DIZAYNI 5.1. YATAY MONTAJLANMIŞ KOLTUK KİLİT SİSTEMİ İÇİN KABİN İÇİNDEN KUMANDALI AÇMA SİSTEMİ DİZAYNI Yatay montajlanmış ortak koltuk kilidi için dizayn edilen sistem Şekil 24’de görüldüğü gibi kilidin kapağına montajlanmıştır. Kilit açma sistemine ok yönünde kuvvet uygulandığında mekanizma kuvveti mandala iletir. İletilen bu kuvvet ile bağlı olduğu yay kuvveti nedeni ile kapalı konumda bulunan mandal açılır ve kancayı serbest bırakır. Serbest kalan kanca baglı oldugu yayın kuvveti ile montajlandığı aralayıcının ekseninde dönerek strikeri serbest bırakarak kilidin açılmasına müsade eder. Şekil 21: Mandal 4.2.6. BRAKET Açma kuvveti Şekil 22: Braket Braket kilit mekanizmasını bir arada tutan diğer bir eleamandır. Malzemesi DD11 olup üzerinde, kilit açık posizyonda iken kancayı durduran bir durdurucu yüzey ve kilidin bagaj kısımdan kontrol edilebilmesine olanak sağlayan açma mekanizmasının bağlanabileceği bir yüzey tasarlanmıştır. Şekil 24. Yatay montajlanmış koltuk kilidi ve açma mekanizması 6 5.2. DİKEY MONTAJLANMIŞ KOLTUK KİLİT SİSTEMİ İÇİN KABİN İÇİNDEN KUMANDALI AÇMA SİSTEMİ DİZAYNI Mekanizma olarak yatay montajlanmış koltuk kilidi açma sisteminden bir farkı yoktur. Şekil 25’te dikey montajlanmış kilit sitemi için tasarlanan açma sistemini görülmektedir. Şekil 27: Bagajdan kumanda edilebilen koltuk kilidi 6. ÜRÜN DOĞRULAMA Tasarlanan ürününün gerekliliklerde tanımlanmış olan kuvvet değerlerinin etkisi altındayken kilitli pozisyonunu koruyabilmesi gerekmektedir. Şekil 28’de koltuk kilidi çarpışma testlerinde tanımlı kuvvetleri görülmektedir. [4] Şekil 25:Dikey montajlanmış koltuk kilidi ve açma sistemi. 5.3. BAGAJ KISMINDAN KUMANDALI KOLTUK KİLİDİ AÇMA SİSTEMİ DİZAYNI. Fx=15500N, Fy=6000N, Fz=14500N Bu sistem kilit sisteminin bagaj kısmından açılmasına olanak sağlayan bir sistemdir. Aracın bagaj kısmında erşimi kolay bir yere konumlandırılıan kumanda sistemi kilit sistemine bir kablo mekanizması ile bağlanmıştır. Şekil 26.’da görülen mekanizma aracılığı ile kilit sisteminde mandal hareket ettirilerek kilidin açılması sağlanır. Şekil 28: Shock testte oluşan kuvvetler Şekil 26:Bagajdan kilidin açılmasına olanak sağlayan açma sistemi Şekil 29: X yönünde yapılan FEA dayanım analizi 7 Şekil 29’da kilit mekanizmasının X ekseninde yapılan çekme testi analinizi görülmektedir. Kilit mekanizmasında, Grafik 1’da gördüğümüz üzere 20kN na kadar kopma gözlemlenmiş dolayısıyla kilit gerekliliği karşılamıştır. Şekil 31:Z yönünde Yapılan FEA kuvvet analizi Z yönü, kilit mekanizmasını Z yönünde kuvvet uygulanmış ve 40000N a kadar herhangi bir önemli deformasyon görülmemiştir. Dolayısıyla Z yönünde de kilit mekanizması gerekliliği sağlamıştır. 7. SONUÇLAR Yapılan bu tasarım ile bir koltuk kildinin montaj ve açma mekanizması çeşitliliklerinin hepsine uyum sağlayabilen bir koltuk kilidi elde etmiş olduk. Tüm bu tasarım gelitirme sürecinde seride devam eden koltuk kilitlerinden, mevcut testlerden ve analiz sonuçlarından yararlanılarak ihtiyaçlara yönelik rekabet gücü yüksek bir koltuk kilidi tasarımı yapılmıştır. Grafik 1: X yönündeki kuvvet analizi Aynı şekilde şekilde aşağıdaki görüntülerde Y ve Z ekseni için yapılmış olan analiz sonuçlarını görebiliriz. KAYNAKLAR [1] CatiaV5R18 Software. [2] HyperMesh User’s Guide,2013 C:\Altairwin64\hw10.1\help\hm\hmbat.htm [3] Radioss User’s Guide,2013 C:\Altairwin64\hw10.1\help\hwsolvers\hwsolvers.htm [4] ECE 17 Uniform provisions concerning with the approval of vehicles with regard to seats, their anchorages and any head restraints Şekil 30:Y yönünde yapılan FEA kuvvet analizi Y Yönü, kilit 6000N kuvvetle çekilmiş ve bu kuvvete dayanım göstermiştir. 8
© Copyright 2024 Paperzz
