EXAMENSARBETE
Examensarbete Utvecklingavloadlimiterförbilbarnstol Upphovsmän: MattiasNilsson MariosGiouvanakis Påuppdragav: HolmbergsChildsafetyHoldingAB Utvecklingsingenjörsprogrammet180HP Examensarbete22,5HP Examinator:LeifNordin Handledare:GunnarWeber HalmstadUniversity2013 Sekretess Dennarapportärundersekretessochfårinteundernågra omständighetervisas,utnyttjas,reproducerasellertillgängliggöras förtredjepart,varkenisinhelhetellerinformationifråndenna,utan skriftligtillståndfrånmattiasnilssonochmariosgiouvanakis
Utvecklingavloadlimiterförbilbarnstol Utvecklingsingenjörsprogrammet HalmstadHögskola Sammanfattning ExamensarbetetsomharutförtspåuppdragavHolmbergs,harresulteratien lösningpåenloadlimitersommöjliggörförhöjdtrafiksäkerhetförbarnsom färdasibilbarnstolar.enloadlimitersteknikochfunktionhärstammarfrån fordonsindustrinochnärmarebestämtfrånbilarsbilbälten.därdenharfåtten betydanderollförbilsätenassäkerhet.barnsomärförsmåförattfärdasibilens bilsätenharintekunnattadelutavdennateknik,dådemåstefärdasiseparata bilbarnstolar,ivarsutvecklingpådettaområdeharhalkatefter. Vårtproduktförslagpåloadlimiterharpåettinnovativtsättskapattillämpbarhet påbilbarnstolarsseparatabältessystem.denäriettkompaktutförandeoch medföringaextrainstallationsmomentförslutanvändaren. ProduktförslagetförserHolmbergsinternationellakundkrets,somutgörsav bilbarnstolstillverkarna,medenanpassningsbarlösningsomenskiltkantäcka varbilbarnstolstillverkaresbehov. Meddettaarbetevillvifrämjanollvisionengenomattgöradetsäkrareförbarn attfärdasitrafiken.samtidigtvillviskapaenökadtrygghetskänslaföralla berörda. Abstract TheexaminationworkcarriedoutonbehalfofHolmbergs,hasresultedina solutionofaloadlimiterthatoffersanincreasedroadsafetyforchildren travelingincarchildseats.thetechnologyandfunctionofaloadlimiterderives fromtheautomotiveindustry,andmorespecificallyfromcarseatbelts.whereit hasansignificantinfluenceonthesecurityforthecarseatspassengers.children whoaretoosmalltotravelincarseats,havenotbeenabletogetthemostoutof thistechnology.thereasonforthisisthattheyhavetotravelinseparatechild seats,inwhosedevelopmentinthisareahaslaggedbehind. Ourloadlimiterisaninnovativesolutionthatcreatesapplicabilitytothechild seatsseparatebeltsystem,withacompactsolutionthatdonotaffectthe traditionalfasteningprocedurefortheenduser. OurloadlimiterprovidesHolmbergsinternationalcustomers,whichconsistsof carseatmanufacturers,withacustomizablesolutionthatindividuallycan provideeachcarseatmanufacturersneeds. Thisworkaimstopromotethevisionofzerobymakingitsaferforchildrento travelontheroad.atthesametimewewanttocreateagreatersenseofsecurity forallconcerned.
Utvecklingavloadlimiterförbilbarnstol Utvecklingsingenjörsprogrammet HalmstadHögskola Förord Dennarapportharskrivitsunderhöstterminen2012ochvårterminen2013på HalmstadHögskolasomexamensarbeteiproduktutvecklingoch innovationsledningförutvecklingsingenjörsprogrammet.värdefullapersoner fördettaexamensarbeteharvaritgunnarweber,vårhandledare,ochleif Nordinvårexaminator.GunnarWeberharvaritenkällatillidéerochgettoss godarådpådefunderingarochhandlingarviharkonsulterathonommed.han hartillförtgodinputgenomsinutbildningochlångaerfarenhetinomområdet mekanikochhållfasthetslära,vilketsamtidigtharvaritettväldigtcentraltämnei justdettaexamensarbete. VivillriktaettstorttacktillingenjörschefErikPersson,somharvaritvår främstakontaktpersonpåholmbergsunderprojektetsgång.äventacktillvd AndersSandellförtillägnatdeltagandeivåraavstämningsmöten.Viharfått ypperligtstödförgenomförandetavdragtestprototypersamtslutlig prototyptillverkning. SomkuriosakannämnasattbådeAndersSandellochErikPerssonharlästsedan tidigareutvecklingsingenjörsutbildningenpåhalmstadhögskola. Trevligläsning MattiasNilsson MariosGiouvanakis Halmstaddatum2013^05^27
Utvecklingavloadlimiterförbilbarnstol Utvecklingsingenjörsprogrammet HalmstadHögskola Innehållsförteckning 1. Inledning...1 1.1Bakgrund...1 1.2Allmäntomenloadlimiter...1 1.3Problemformulering...2 1.4Behov...3 1.5Syfte&Mål...4 1.6Avgränsningar...4 2. Projektbeskrivning...4 2.1Intressenter...4 2.2Krav/Önskemål...4 2.3Projektorganisation...5 2.4Budget...5 2.5Tidsplanochansvar...5 2.6Risker...5 2.7Sekretess...5 3. Metod...5 3.1Faktainsamlingochstudiebesök...5 3.2Kravprofil...6 3.4Idégenereringsverktyg...6 3.4.1 BAD BrainAidedDesign...6 3.4.2 PAD PencilAidedDesign...6 3.4.3 MAD ModelAidedDesign...6 3.4.4 CAD ComputerAidedDesign...6 3.5Benchmarking...6 3.6Kommunikationochplaneringsverktyg...7 3.7Prototypbygge...7 3.8Tester...7 4. Teoretiskreferensramförloadlimiter&bilbarnstolar...8 4.1Biomekaniskaskillnaderpåbarnochvuxna...8 4.2Effekternaavloadlimiterochpretension...8 4.3Kraftmotståndpåloadlimiterförbilbarnstol...9 5. HolmbergsAB...9 5.1Korthistorik...9 5.2Bransch...9 6. Principkonstruktion...10 6.1Idégenerering...10 6.2Placeringaribilbarnstolensinfästningar...10 6.3Placeringaribältessystemet...12 6.3.1 LoadlimitEfunktioniåtdragningsbältet...13 6.3.2 LoadlimitEfunktioniåtdragningsmekanism...13 6.4Valavmetodförfunktion...14 6.5Valdlösning...14 7. Primärkonstruktion...15 7.1Kraftdimensioneringavloadlimitern...15 7.2Testprototyp...15 7.3Materialtillplåtremsa...16 7.4Parametrarsompåverkarkraftmotståndet...16 7.5Dragtester...16
Utvecklingavloadlimiterförbilbarnstol Utvecklingsingenjörsprogrammet HalmstadHögskola 7.5.1 Övergripandedragtester...16 7.5.2 Specificeradedragtester...17 7.5.3 Varieratkraftmotstånd...18 7.5.4 Brottgränstestpådragenplåtremsa...18 7.6Patentgranskning...19 8. Resultat...19 8.1Dragtestsresultat...19 8.2Produktförslag...20 8.2.1 Konstruktion...20 8.2.2 Montering...21 8.2.3 Kraftmotstånd...21 9. MarknadochPris...22 9.1Marknaden...22 9.2Tillverkningskostnad...22 9.3Prisochvinstprognos...22 10. Diskussionochslutord...23 10.1Diskussionkringprocessen...23 10.2Diskussionkringresultatet...24 Referenser...26 Bilagor...27
Utvecklingavloadlimiterförbilbarnstol Utvecklingsingenjörsprogrammet HalmstadHögskola 1. Inledning DettaexamensarbeteharvaltsattgenomförtspåuppdragavHolmbergs. Följandekapitelbehandlarbakgrund,syfte,målsamtavgränsningar.Här beskrivsävenuppdragsgivareochprojektetsinnebörd. 1.1Bakgrund HolmbergstogkontaktmedHalmstadhögskolaochpresenteradeett produktutvecklingsförslagsomlämpligtexamensarbeteför utvecklingsingenjörsutbildningenårskurs3.projektettogfartefterettinledande mötemellanprojektgruppenochholmbergs. Holmbergsutvecklar,tillverkarochsäljerbilbarnstolskomponentertill billbarnstolstillverkareinternationellt.komponenternabestårfrämstutav detaljersomberörbilbarnstolarnasbältessystem,däralltfrånenskilda komponentertillkomplettasystemerbjuds. Holmbergsärintresseradeavattutökasittproduktutbudmedens.k.loadlimiter somfungerarförbilbarnstolar.enkortbeskrivningavvadenloadlimitergörär attdenbromsarinkroppenöverenlängresträckavidenkollisioniställetföratt detblirtvärstopp.dettagöratttrycketmellankroppochbälteminskarochpåså sättminskarriskenförskadorsomkanuppståvidenkollision.projektgruppen fickenbredutgångspunktpålösningvaddetgällerhurdenskallbromsain, placeringsamtdimensioneringavinbromsningssträckaochvidvilkenkraftden skallaktiveras. 1.2Allmäntomenloadlimiter Denengelskabenämningenloadlimiterbetyderungefärpåsvenska lastbegränsare.svensktalandeinombranschenanvändersigdockutavden engelskabenämningenochdärförkommerdettaarbeteocksågöralikaså. Loadlimitersharutvecklatsmerochmerpåsenareårinombilindustrinochman kanidagpåallanytillverkadebilaråterfinnaenloadlimiteriförar^och passagerarsätenssäkerhetsbälten.häranvändsdedessutomikombinationmed enförspänningsfunktion,s.k.pretensionsomocksåärenengelskbenämning. Bådadessafunktionerärkombineradeochintegreradeibilbältets rullmekanism. Samspeletmellanpretensionochloadlimit^funktionernafungerarföljande. Videnbilkollisionsåskickarkollisionssensorernasomärutplaceraderuntom påbilenensignaltillallabältenaspretension^funktionsomärbeståendeaven pyrotekniskkrutladdning.påmillisekunderefterattkollisionenpåbörjats antändskrutladdningarnaochbilbältetförspänns.dettagörattkroppen bromsasinavbilbältettidigare.hastighetsskillnadenmellanbälteochkropp hinnerdåinteblilikastor,vilketresulterariattmanminskardettrycksom uppståridetskededåkroppenfångasuppavbältet.därefternärtrycketbörjar stigamellankroppochbältesåaktiverasloadlimit^funktionen,somdåsuccesivt 1
Utvecklingavloadlimiterförbilbarnstol Utvecklingsingenjörsprogrammet HalmstadHögskola släpperefterbilbältemedhögtmotstånd.dettaspriderytterligareuttrycketmot kroppenöverenlängretid.funktionernaillustrerasifigur1. Figur1PretensionochloadlimitEfunktionibilbälten Optimaltskullevaraifallmanhadekunnathasålångtinbromsningsavståndsom möjligtförkroppen.tyvärrsåärmanbegränsadavframförvarandeobjektså sominstrumentpanelenellerbilsäte.skullekroppenslåidessaobjektärrisken mycketstörreattkroppenutsättsförallvarligareskador. Loadlimitochpretensionsomanvändsibilarsbältenfyllerbarasinfunktioni kollisionersomskermotsätetsfrontalriktning.enbilsloadlimiterärplaceradi bältetsrullmekanismochbeståraventorsionsaxelsomdeformerasvid kollisionen.påsåsättförblirbältetidenlängddendrasutochskaparingen återfjädring,vilketärnödvändigteftersomannarsskullesammakraftfjädra tillbakskroppenmotsätet.följdenavdettaskullekunnaorsakaskadorpånacke ochbakhuvud. 1.3Problemformulering Utvecklingenochanvändandetutavloadlimitochpretension^funktionernahar gjortdetsäkrareförpersonersomfärdasibilenssäkerhetsbälten(walz,2003). Dettainkluderardockintebarn,eftersomdeärförsmåförbilensbältessystem ochmåstesittaiseparatababyskyddellerbilbarnstolar. Vaddetgällerpretension^funktionpåenbilbarnstol,finnsdetidagingen utveckladlösningtillgänglig.omenutvecklingavpretension^funktionför bilbarnstolarskallvaramöjligt,såkommerdetattkrävasstandardiserade kommunikationsanslutningartillbilarskollisionssensorer.detäralltsåinte möjligtatthaseparatakollisionssensoreribilbarnstolen,dålekmanskallsköta denkontinuerligain^ochurkopplingenavbilbarnstolen.standardiseringenav kommunikationsanslutningarnaärnödvändigtförattallabiltillverkareskallta delavdet. Ommanskallutvecklanågonformavloadlimit^funktiontillbilbarnstolar,måste detskemedstorförsiktighet,dådenintegåridagslägetattkombineramed pretension^funktionen.dettaförattmanintevillundernågraomständigheter släppaefterförmycketpåbältet,dåhuvudetriskerarattslåiframförvarande objektibilen.omsåvorefalletskulleenloadlimitergöramerskadaännytta. Idekrocktestsomvarbilbarnstolsmodellmåstegenomföraförattbligodkänd förattsläppaspåmarknaden,harmanenavståndsbegränsningpåhurlångt huvudetfårfärdasframvidettkrocktestförattbligodkänd(ecereglemente 44/04,2008). 2
Utvecklingavloadlimiterförbilbarnstol Utvecklingsingenjörsprogrammet HalmstadHögskola 3 Iblandskerdetattbilbarnstolarblirunderkändapåavståndsbegränsningenoch dettatrotsattingenloadlimit^funktionharanvänds,vti 1. Svårighetenliggeriattanpassaloadlimiternsåattlagommedbältesläppsefter ochgärnamedenvissmarginal.dåolikabilbarnstolsmärkenochmodellerhar olikamåttochkonstruktion,varierarkvarvarandeavståndtill avståndsbegränsningenkraftigt. Dåenloadlimit^funktionärenåtgärdblandväldigtmångamankantatillföratt ökatrafiksäkerhetenpåenbilbarnstolochikombinationmedatt marknadenidaginteerbjudernågonenkelochanpassningsbarloadlimiter,har detmedförtattdeflestabilbarnstolstillverkarnaharlämnatloadlimit^funktionen åtsidanförattfokuserapåandraochmervanligaåtgärder.fördebilbarnstolar pådagensmarknadsomharnågonformavloadlimiter,hardetmedförten enskildutvecklingskostnadförbilbarnstolstillverkaren.dettagersigiuttryckdå detoftastärblanddedyrarebilbarnstolarnasomerbjuderenloadlimit^funktion. 1.4Behov Tillgänglighetenpåstudierochresultatpåkrocktestermedloadlimiteri bilbarnstolarärväldigtbegränsat.debilbarnstolstillverkaresomvaltatt utvecklaenloadlimit^funktiontillsinabilbarnstolar,offentliggörogärnasina resultatpådeutvecklingsinvesteringarsomgjorts.däremotfinnsdetettflertal studiertillgängligtpåloadlimit^funktionibilarsbilbälten,mendåkombineras denoftamedpretension.dåanalysersägeratteffekternasägsvaraadditivadvs. attdärfinnsingensignifikantinteraktionmellaneffekterna,kanvisevilken effektrespektivefunktionmotsvarar(walz,2003). Trotsmångafaktorersomspelarinpåkrocktestsresultaten,såärgemensamt genomgåendeförenloadlimiterenklarskadereduceringiallavärdena.påsåväl huvud,nackeochbröstkorgfårmanenreducering,dåmanjämförbilbältemed enbartpretensionochmedbilbältemedpretensionochloadlimiter.genomatt läggatillloadlimit^funktionenkanenskadereduceringivissafalluppgåtill närmare30%påbådenackeochbröstkorg(bohman,2007). Dessastudierharfrämstutnyttjassomstödförviktenavattutvecklaen loadlimiterförbilbarnstolar.detskalldocktillägasattengruppstudenterpå INISIAUniversitetiMadridhargenomförtkrocktestpåenvanligbilbarnstol,där kombinationenavpretensionochloadlimit^funktionharjämförtsmotstandard utförande.deutnyttjadesammamekanismsomfinnsibilarsbilbälten,menmed vissamodifieringar.dåbaraettfåtalkrocktestergenomfördesgårdetinteatt påvisaenbartloadlimiterneffekt,däremotgavdetväldigttillfredställande resultatisinhelhet,sebilagaa StudiefrånINISIAUniversitetet. Detfinnsettbehovavloadlimiterförbådebakåtvändaochframåtvända bilbarnstolar,eftersomsammafenomenuppstårdåbilmedbakåtvänd bilbarnstolblirpåkördbakifrån.enligtholmbergsskalldedocktillägasattden störstadelenavvärldsmarknadensäljerfrämstframåtvändabilbarnstolar.det 1 Svenskastatensväg^ochtransportforskningsinstitut 2 CATIAärettprogramförCAD/CAM/CAE
Utvecklingavloadlimiterförbilbarnstol Utvecklingsingenjörsprogrammet HalmstadHögskola ärnästintillenbartiskandinaviummansäljerochfrämjaranvändandetav bakåtvändabilbarnstolarsålängebarnetfårplatstillattgöraså. 1.5Syfte&Mål Projektetssyfteärattgöradetsäkrareförbarnattfärdasibil. Måletmeddettaprojektärattfåframenvälfungerandeochkonkurrenskraftig loadlimit^funktiontillbilbarnstolaråtholmbergs. Övrigamålmedprojektetärattfinnaenlämpligplaceringavloadlimiternien generellbilbarnstolskonstruktionochenlämpliglösningförhurloadlimitern skallfungera,såattdensamspelarmednuvarandefastspänningavbarn. Underlagochmätdatapåhurkraftmotståndetkananpassasiloadlimitern.De mätdatasomskalltasframskalldessutomutgåfrånlämpligtkraftmotståndför 9^25kg,vilketärdenviktbarnetharienbilbarnstol. Vidavslutatprojektskallenprototyppåproduktförslagavloadlimitern framställts. 1.6Avgränsningar Dådettaprojektharsåpasspressadetidsramarkommertyvärrinteenfärdig produkt,somärredoattsläppaspåmarknadenkunnalevereras.dettaföratt produktenbehövergenomgåverkligakrocktesterförattdesseffekterskall kunnafastslås.dettagörsmedfördelgenomattholmbergsinlederett ytterligaresamarbetemedenbilbarnstolstillverkare. 2. Projektbeskrivning Nedanföljerenbeskrivningavprojektetsintressenter,budget,avtalsomhar undertecknatssamtannanrelevantinformationomprojektetochdessramar. 2.1Intressenter Personerochgruppersompånågotsättpåverkar/påverkas,ellerpånågotsätt harförväntningarpåprojektetkallasintressenter.intressentanalysen upprättadesenligtenvanligförekommandemodell,nämligenuppdelningikärn^, primär^ochsekundärintressenter.detfinnsettantalintressentertilldetta projekt,mendefrämstaärholmbergsochdesskunder,menäven bilbarnstolsägareochstatligainstitutsomharintresseavförhöjdtrafiksäkerhet, sebilagab Intressentanalys. 2.2Krav/Önskemål Holmberghartidigareanalyserathurmankanlösaloadlimit^funktionenför bilbarnstolar.förattintestyraprojektetienspecifikriktninggavholmbergs väldigtbredaramarförprojektet.ettönskemålpålösningenvarattdenskulle varasålitensommöjligtmedbibehållenfunktion. Underprojektetsgångharprojektmedlemmarnasjälvasuccessivtutarbetaten kravprofil,såattlösningensvararmotproblemformuleringensåbrasommöjligt. Denharsedanfungeratsomunderlagunderhelaprojektetsgång.Fördekrav somsattsuppförprojektet,sebilagacekravprofil. 4
Utvecklingavloadlimiterförbilbarnstol Utvecklingsingenjörsprogrammet HalmstadHögskola 2.3Projektorganisation Projektgruppenbestårutavtvåmedlemmar,MattiasNilssonochMarios Giouvanakis.BeställareochprojektägareärHolmbergs.Handledaretill projektgruppenärgunnarweber. 2.4Budget ProjektetharfinansieratsheltavHolmbergs.Faktureringenav tillverkningskostnadernatilldeolikaprototypernasomanvändsunder projektetsgångochslutprototypharskettdirekttillholmbergs.övrigautläggav projektgruppen,enligtöverenskommelse,uppgicktill3405kr.fördetaljerad budget,sebilagadebudget. 2.5Tidsplanochansvar EngrovtidsplaneringmedhjälpavGantt^schemaharutnyttjatsochuppdaterats vidhalvtid,sebilagae Tidsplanering.Förutomdengrovatidsplaneringenhar frekventaavstämningarmedholmbergsgenomförts.avstämningharävenskett genome^mailkorrespondens. Ansvaretförprojektetlågheltochhålletpåprojektgruppenochdärmedfanns ävenfrihetenattfattaegnabeslutisyfteattfullföljadeuppsattamålen. Ansvaretfördelasjämtigruppenutanspecifikaansvarsområdenochdär respektiveharhaftmöjlighetattdeltaivarjedelmomentunderprojektetsgång. 2.6Risker Riskenmedenloadlimiteräratthuvudochkropptillåtsrörasigalltförlångtoch slårdåiframförvarandesäteellerobjekt.detfinnsriskförpatentintrångför valdlösning. 2.7Sekretess Ettavtalförexamensarbetetharskrivitsmellanprojektmedlemmarnaoch Holmbergs,sebilagaF Avtalexamensarbete. 3. Metod Förattfåeneffektivprojektprocessharettflertalmetoderinom produktutvecklingtillämpats. 3.1Faktainsamlingochstudiebesök Förattkunnaarbetaframgångsriktiettprojektsominnefattarettheltnyttämne förprojektmedlemmarna,ärdetlämpligtattförstinledaenomfattande informationssökning.dådettaprojektgällertrafiksäkerhetkrävdesförståelse förallabegreppochtermerinomområdet,samtenförståelsefören krockimpuls.ettstudiebesökpåvtiilidköpinghargenomförts,därettmöte medplatscheftommypetterssonhargettgodinblickihurkrocktesterav bilbarnstolargenomförs.vifickävenhärverifieratattdetfinnsettbehovochatt detkommerblinödvändigtmednågonformavloadlimitertillbilbarnstolari framtiden. 5
Utvecklingavloadlimiterförbilbarnstol Utvecklingsingenjörsprogrammet HalmstadHögskola 3.2Kravprofil Innanidégenereringenstartades,formuleradesenstruktureradkravprofilsom lyfterframallaväsentligaegenskapersomlösningenskallinnefatta.denna kravprofilformuleradesisamarbetemedholmbergssamtmedhandledaren. Kravprofilenharvaritviktigunderhelaprojektetsgång,dådenskaparentydlig bildavvadsomeftersträvas. 3.4Idégenereringsverktyg Förattuppnåenlyckadidégenereringharprojektgruppenutnyttjatmetoder beskrivnaav(ottosson,1999). 3.4.1 BAD BrainAidedDesign Ideninledandefaseniettprojektärdetviktigtattsamlainsåmångaidéersom möjligtförattundvikaettenkelspårigttankesätt.envanligmetodhärär brainstorming.förattfåmångaspriddaidéerkandetvaralämpligtattbjudaså mångautomståendepersonersommöjligtochgenomföragruppvis.viktigtatt tänkapåärattallaiguppenskakännasigdelaktigaochattingaidéerärfel.vi utnyttjadeklassentillbrainstormingdärvibjödpåfikasommotivationtill deltagande.videladeinklassenigrupperochkördebrainstormingiomgångar. VilånadeenbilbarnstolavHolmbergssomutnyttjadessomcentralpunktför självabrainstormingen. 3.4.2 PAD PencilAidedDesign Dennametodharvaritmestcentralföridégenereringmellan gruppmedlemmarna.whiteboardiprojektrummetocha4^papperharutnyttjats somskissunderlag.kreativdialogharanvändsflitigt,vilketgårutpåattförst skissardenenapersonenochförklararenidéochsedandärdenandraisintur skissarvidareförattförsökaförbättrasammaidé.allaskissernahar dokumenteratsdigitalt,sebilagag Exempelpåskisser. 3.4.3 MAD ModelAidedDesign Bådeefterochunderidégenereringsfasenharprojektgruppenbyggtmodeller medhjälpavmaterialiskolansverkstad.vilketharunderlättat kommunikationenochskapatförståelsemellanprojektmedlemmarnas respektivesidéer,menävenhargettupphovtillnyaidéer.vidutformningav plåtkonstruktionertillprototypbyggeharvanligtpapperviktsförattlättare kunnaskapaförståelseochoptimering. 3.4.4 CAD ComputerAidedDesign Föridégenereringtillmerdetaljeradutformningavrespektivelösningsförslag har3d^programmetcatia 2 använts.dettahargettbättreöverskådlighetav möjligheterochbegränsningaritillverkningsprocessen,ävenpassbarhetmellan komponenterharkunnatåskådliggöras.iblandharävenenklare3d^modeller ritatsuppförattlättarekunnabeskrivaidéermellanprojektmedlemmarna. 3.5Benchmarking Genombenchmarkingkanmansehurensegnalösningarstårsigtillijämförelse medkonkurrenternas.härupptäckomliknandeprodukterochlösningarredan 2 CATIAärettprogramförCAD/CAM/CAE 6
Utvecklingavloadlimiterförbilbarnstol Utvecklingsingenjörsprogrammet HalmstadHögskola finns,menkanävengeupphovtillnyellerförbättradeidéer.efterdeninledande idégenereringengjordesenomfattandesökningavvadsomfinnspådagens marknad. 3.6Kommunikationochplaneringsverktyg Kommunikationenmellanprojektdeltagarnaochdessintressenterharvariten viktigochavgörandeförutsättningförettlyckatprojekt.projektmedlemmarna hargenominternetbaseradedropbox 3 delatalldokumentationunderprojektets gång.kommunikationenharskettviaenslutenfacebookgrupp,därmenenkelt haftmöjlighetattpostalänkarochbilder.kommunikationenmedholmbergshar skettmedepostkorrespondensochfrekventaavstämningsmöten,menäven kortabesökpåderaskontordånågonoklarhetuppstått.detharvaritväldigt enkeltattkontaktaholmbergsdådeharsittkontorbaraettparkilometerfrån skolan. Somplaneringsverktygharveckorapporteringochentidsplaniformavett Gantt^schemautnyttjats.Gantt^schematharutformatsbådepåövergripandeoch detaljeradnivå.vilketharskapatenbildavprojektetsdelmomentsamthurdet fortskridaarbetetfördelatsfördeinblandade.tidsplaneringenharuppdaterats underprojektetsgångdåkomplikationerellerförseningaruppstått,sebilagaee Tidsplanering. 3.7Prototypbygge Idettaprojekthardetvaritnödvändigtattutformatvåstyckenprototyper.Där denenaharvaritprototypförslutligtproduktförslagochdenandraharvariten testprototyp.testprototypenärframtagenförattundersökafunktionoch kraftvariation. 3.8Tester Förattsehurkraftmotståndetvarierarpåvaldlösninghar dragprovninggenomförtsmedhjälpavskolans dragprovmaskin,sebild1.dennamaskinkandramedenkraft över100000nochregistrerakraftmotståndetmedhög decimalsnoggrannhet.allkraftmotståndsdataritasupppåen kurvadärkraftenkanavläsasöverdragavståndet. Dragtesternaharvaritenväldigtcentraldelidetta projektarbete,däröver50dragprovergenomförts, sebilagam Inblickiarbetet Bild1Dragprovmaskin 3 Dropboxerbjuderlagringstjänsteravdatorfileröverinternet 7
Utvecklingavloadlimiterförbilbarnstol Utvecklingsingenjörsprogrammet HalmstadHögskola 4. Teoretiskreferensramförloadlimiter&bilbarnstolar Följandeavsnittberörvadsomfinnsskrivetteoretisktomdehuvudsakliga inslageniprojektet. 4.1Biomekaniskaskillnaderpåbarnochvuxna Ettbarnärmycketmerutsattvidenkollisionänenvuxentillföljdutav biomekaniskaskillnader.defrämstaskillnadernaärofärdigutvecklad benstrukturochhuvudetsviktiförhållandetillkroppen.barnetshuvudväxer markantunderdeförstaårenefterfödsel,dettatillföljdavhjärnanstillväxt.70 %avviktenavenvuxenshjärnauppnåsredanefter18månadersålder,80%vid treårsålder,90%vidfemtillåttaårsålderoch95%vid10årsålder.dåinte bilbarnstolarerbjuderliknandesäkerhetsfunktionersomsätenaibilen,är behovetdestostörreförbarnen(huelke,1998). AmerikanskaNHTSA 4 hartagitframkriterierpåolikagränsvärdennärvitala kroppsdelarskadasvidenkollision.kriteriernaberörhuvud,nacke,bröstkorg samtkroppensnedredelar.kriteriernaanvändsblandannatförattutforma krocktestdockorsåattmankanavläsadeskadorsomuppstårvidettkrocktest. Krocktestdockornautgörenfamilj,vilketbeståravenvuxenman,envuxen kvinna,ett6^årigtbarn,ett3^årigtbarnochett1^årigtbarn.genomattstudera hurdeolikakriteriernaskiljersigmellanåldrarnakanmanfåettnågorlunda måttpåhurdebiomekaniskaskillnadernaskiljersig.tittarmanexempelvispå kriterietförnacken,neckinjurycriterion(nij),därmanbl.a.annatmäterden dragochtryckkraftensomuppstårinacken,ärgränsvärdetfören6^åring ungefärhälftenavvadenvuxenklararav.samtidigtärhuvudetsviktnästintill densammavilketpåvisarhurmycketmerettbarnärutsattvidenkollision (Eppinger1999). 4.2Effekternaavloadlimiterochpretension IkrocktestergenomförtavNewCarAssessmentProgram(NCAP)harman påvisatvilkenskadereducerandeeffektpretensionochloadlimiter^funktionerna har.dåeffekternasägsvaraadditivadvs.attdärfinnsingensignifikant interaktionmellaneffekterna,kanvidärförsevilkeneffektrespektivefunktion motsvarar.kombinationenavfunktionernaberäknasminskadvs.förbättra: Kraftpåverkanpåhuvud,HeadInjuryCriterion(HIC)medgenomsnitt232 poängperpassagerare.154genompretensionoch78genomloadlimiter. Bröstkorgsaccelerationenmed6,6g^krafterperpassagerare.2,9g^krafter genompretensionoch3,7g^kraftergenomloadlimiter. Deformationenavbröstkorgenmed10,6mmperpassagerare.5,6mm genompretensionoch5,0genomloadlimiter. 4 NationalHighwayTrafficSafetyAdminitraionärdenfederala trafikssäkerhetsmyndigheteniusa. 8
Utvecklingavloadlimiterförbilbarnstol Utvecklingsingenjörsprogrammet HalmstadHögskola Viserattpretensionharsärskiltinflytandepåkraftpåverkanpåhuvud,samt deformationenpåbröstkorgen,medanloadlimiternminskarretardationenoch deformationenpåbröstkorgen(walz,2003). IkrocktestergenomfördaavAutolivResearchisamarbetemedChalmerskan manävenseenpåvisadskadereducerandeeffektavpretensionochloadlimiter^ funktionerna.krocktesternautfördesmedtreolikaupprullningsdonpåbilbältet: standardutförande,upprullningsdonmedpretension,upprullningsdonmed pretentionochloadlimiter. Kraftpåverkanpåhuvud,HeadInjuryCriterion(HIC)reduceradesmed totalt50%pådockan.45%genompretentionoch5%avloadlimitern. Bröstkorgsaccelerationreduceradesmedtotalt35%pådockan.17% genompretensionoch18%avloadlimitern. Kraftpåverkanpånacke,NeckInjuryCriterion(NIJ)reduceradesmed totalt35%pådockan.5%genompretensionoch30%avloadlimitern. Idennastudiekanviseattloadlimiterndessutomharsärskiltinflytandepå reduceringavkraftpåverkanpånacke(bohman,2007). 4.3Kraftmotståndpåloadlimiterförbilbarnstol Dåutvecklingavloadlimiterstillbilbarnstolarinteärvanligtförkommande,har detmedförtattdetintehellerfinnsframtagetuppgifterpåvilketkraftmotstånd somskallverkaförettbarnsvikt.krocktestdockanhiii6yskamotsvaraen6^ åringochvägerungefär23kg.ikrocktestergenomfördaförattutvärdera loadlimiternibilarsbilbältenpådockan,framgårdetattdetärnödvändigtattgå nertillettkraftmotståndpå3000niloadlimitern,innandockansvararpositivt påloadlimiternseffekt(bohman,2007). Förvårdeltittarvipåenviktpåbarnetmellan9^25kg,vilketskullemedföraatt detär3000nochneråtsomäravintresseattutvärderaidettaprojekt. 5. HolmbergsAB FöljandeavsnittbeskriverHolmbergslitemeringående. 5.1Korthistorik HolmbergsfullständigaföretagsnamnärHolmbergsChildsafetyHoldingAB.I över30årharholmbergsförsettkunderinternationelltmedkomponenteroch komplettabältessystemtillbilbarnstolar.holmbergsgrundades1938ochsedan dessvuxittilleninternationellorganisation. 5.2Bransch Holmbergärettföretagsomutvecklar,marknadsförochtillverkar säkerhetsprodukterförbilbarnstolar.företagetsaffärsidéäratttillhandahålla produktersomhållerfastbarnetibarnstolenochbilbarnstolenibilen.somen 9
Utvecklingavloadlimiterförbilbarnstol Utvecklingsingenjörsprogrammet HalmstadHögskola deliföretagetserbjudandetillsinakundertillhandahållsäven utvecklingstjänster. Holmbergsharidagutvecklingssamarbetenmednågraavvärldensstörsta tillverkareavbilbarnstolar.företagetärglobaltmedkunderieuropa,usa, SydamerikaochAsien.TillverkningsenheterfinnsiLitauenochiHongKongoch omsättertotaltca200msek.huvudkontoretliggerihalmstadmedutvecklingi SverigeochHongKong. 6. Principkonstruktion Idettaavsnittkommerförstadelenutavprojektetsgenomförandeberöras. Genomförandetutgörsfrämstutavutvecklingsprocessenförvilkenplacering loadlimiternskallhaibilbarnstolensamthurdenskallfungeraförattuppfylla sinfunktiondvs.medvilkenteknikskallviuppnådessdämpandeeffekt. 6.1Idégenerering Idettaprojekthardetfunnitsmångaalternativpåhurviskullekunnalösavårt uppdragfrånholmbergs.detharresulteratiattviharvaritibehovavatt tillämpaidégenereringiomgångarunderflertaltillfällenunderprojektetsgång. Respektiveidéharhaftsinaför^ochnackdelar.Kravprofilenharfylltenviktig funktionunderidégenereringen. Idenbrainstormingensomgenomfördesmedklassen,uppkomdetintenågra direktnyaidéerutöverdesomredanhadediskuteratsiprojektgruppen.det betyderdockinteattdetvarbortkastadtidutandetvarmycketgivandeiden meningattvifickchansenatttauppmångaidéerpånyttochdiskuteradessa medpersonersomintehunnitblialltförinsattaiämnet.brainstormingen summerassommycketgivandeochlyckatförsökattsamlainoberoendetankar ochidéer.försammanställningavidéerna,sebilagah Brainstormingmed klassen. 6.2Placeringaribilbarnstolensinfästningar Enbilbarnstolärsomtidigarenämntenexternenhetiförhållandetillbilen, därförbehövernödvändigtvisinteloadlimiternsittaibilbarnstolensseparata bältessystem,utanloadlimiternskulleävenkunnasittaistolensinfästningar.för attinteenkelspårigtfastnaitankenförplaceringibältessystemet,harävenen utvärderingavbilbarnstolensinfästningargenomförts. Devanligasteinfästningsmetodernaförframåtvändabilbarnstolarär bältesinfästning,isofix^förankringkombineratmedantingenstödbenellerövre hållrem.förbakåtvändaärdethållremfrångolvetkombineratmedantingen ISOFIX^förankringellerbältesinfästningpåmotsvarandesida,sefigur2. 10
Utvecklingavloadlimiterförbilbarnstol Utvecklingsingenjörsprogrammet HalmstadHögskola Figur2Potentiellaplaceringaribilbarnstolensinfästningar Bilbarnstolarmedbältesinfästningtillhörblanddevanligastebilbarnstolar. Möjligheternaförattplaceraenloadlimiteridefästpunkterbilbältetlöper genomansesnästintillorimligt,dådetskullebliväldigtsvårtattfåen jämnfördelning.bältesinfästningärdessutomdeninfästningsmetodsomsitter lösastochmåsteanvändaenloadlimitermedstörstförsiktighetdvs.utnyttjaett kortinbromsningsavståndpåloadlimitern.isofix^förankringären standardkomponentsomholmbergsbl.a.tillverkarochsäljer.isofix^ förankringarnaknäppsfastibilsätetsförankringspunktersomsitterinneisätet mellansittdynaochryggstöd.dettaärenförankringsommöjliggörnästintillen fastinspändbilbarnstolnärdenkombinerasmedantingenstödbenellerenövre hållrem,vilketskapargodamöjlighetertillettlängreinbromsningsavståndpåen loadlimiter.bilbarnstolarmedisofix^förankringharblivitalltmervanligare, docktillhördenoftablanddedyrarestolarna.bakåtvändabilbarnstolarerbjuder ocksåolikainfästningsvarianterliktframåtvända.deninfästningsomalla bakåtvändabilbarnstolarhargemensamtärenhållremsomspännsfastigolvet. Detärenbartdennahållremsomäraktuellattutvärdera,dådetbaraärdensom hållerbilbarnstolenpåplatsvidenkollisionbakifrån. Infästningsmetodernamedhållremkanskapaenväldigtfastinspändbilbarnstol. Viupptäcktedockattomviplacerarloadlimiternihållremmarnakanmaninte längrespännaåtdem,dåspännkraftenskullepåverkaloadlimitern.dettavar ocksånågotvifickbekräftatdåvisågeninstallationsinstruktionpåen bilbarnstolsomharvaltattsättaloadlimiternihållremmen.maninstrueradedär attanvändarenenbartfickdraåthållemmenförsiktigt.dettaskaparettglapp somkanbidratillattbilbarnstolenöverskrideravståndsbegränsningen. EftersomviintevillbidratillonödigtglappåterstodbaraISOFIX^förankringarna kombineratmedstödbensomlämpligplaceringblandbilbarnstolens infästningar.dådetialltstörreutsträckninguppmanastillattbilbarnstolarskall övergåtillbakåtvändplacering,såvillviintebidratillattpånågotsättförhala 11
Utvecklingavloadlimiterförbilbarnstol Utvecklingsingenjörsprogrammet HalmstadHögskola dennaprocess,genomattenbartgöraframåtvändabilbarnstolarsäkrare. ISOFIX^förankringenmedstödbenkanbaraanvändaspåframåtvända bilbarnstolar.meddennaslutsatsstoddetklartförossattplaceringeni bilbarnstolenbältessystemvarlämpligast,dåvivillinkluderabakåtvända bilbarnstolarockså. 6.3Placeringaribältessystemet Ikravprofilenframgårattlösningeninteskallpåverkanuvarandefastspänning avbarnibilbarnstolochattåtdragningsbältetskalllöpasåostörtsommöjlig. Därförstodvaletmellanattutvecklaenloadlimiterisjälvaåtdragningsbältet ellerienåtdragningsmekanismsombältetlöpergenom. Fördelenmedattplaceraistålstångenärattmanslippertahänsyntillden friktionsomuppstårmellanåtdragningsbältetochstolenskulleloadlimitern sittaiåtdragningsbältetmåstehelaloadlimiternkunnarörasfrittinneistolen utanattfastnaellerstöradenkontinuerligaåtdragningenavbältet.om loadlimiternskallplacerasiåtdragningsbältetmåstedenskemellanplacering1 (röd)ochplacering2(blå),sefigur4.därdenmedfördelplacerasinnan åtdragningsbältetdelarpåsig,förattfåenjämnfördelningöverbåda axelbältena. Figur4Potentiellaplaceringaribilbarnstolensåtdragningsbälte Omviväljerenmekanismdäråtdragningsbältetiställetlöpergenom,ärdet lämpligtattväljaplaceringenvidantingenjusterdonet,placering1(röd),eller vidstålstången,placering2(blå),sefigur4.dessaärlämpligaföratthärfinns redaningjutnainfästningaribilbarnstolensplastskalnärdentillverkas,därmed bidrarviintetillextrakonstruktionssvårigheterförbilbarnstolstillverkarnai densvängsomskermellanplacering1(röd)ochplacering2(blå)iunderdelen avstolen.nackdelenärhärdockattåtdragningsbältetdelarpåsigtilltvåbälten ochmanfårsvårighetattfåenjämnfördelning.dettaharmotiveratvårtvalav attplaceraijusterdonet.härfårvidirektenjämnfördelningtillbådabältena somlöperutöverbarnetsaxlar,dessutomärjusterdonetenkomponentsom Holmbergsredansäljer.Stålstångeninförskaffarbilbarnstolstillverkarnafrån annathåll. 12
Utvecklingavloadlimiterförbilbarnstol Utvecklingsingenjörsprogrammet HalmstadHögskola Knäppanordningendäråtdragningsbältetknäppsfastvidplacering3(lila),har ävenutvärderats.dennaplaceringhardockvisatsigvaramindreintressant, eftersomdenhuvudsakligainbromsningenbörmedfördelskeöveraxlarna,då huvudochnackeäristörstbehovavkraftreducering. Valetmellanattplaceraloadlimiternisjälvaåtdragningsbältetellerien mekanismsomåtdragningsbältetlöpergenom,varintelikasjälvklart. Dettafickavgörasberoendepåvilkenfunktionsprincipviskullebeslutaossför attloadlimiternskulleha.skulledenbliförtungochklumpigskullevidirekt kunnabortsefrånplaceringenisjälvaåtdragningsbältet. 6.3.1 Loadlimit[funktioniåtdragningsbältet Sekretess 6.3.2 Loadlimit[funktioniåtdragningsmekanism Sekretess 13
Utvecklingavloadlimiterförbilbarnstol Utvecklingsingenjörsprogrammet HalmstadHögskola 6.4Valavmetodförfunktion Närvibestämtossförplaceringavloadlimiternåterstodnuattkommaframtill enlämpliglösningpåhurloadlimiternskullefungeradvs.medvilkenteknik skallvianvändaförattuppnådessdämpandeeffekt. Nedanföljerdeolikateknikernavifrämstharutvärderat: Deformation o Ståldeformation Torsionsaxel Plåtbockning o Plastdeformation o Sömmarsombristeribälte Meravanceradlösning o Fjädermedlåsningsmekanism o Pneumatisklösning Ensakviupptäcktegenomenklaretesteriverkstaden,varattendeformation varlättareattstyrairättriktninggenomdragiställetförtryck. 6.5Valdlösning Denlösningvibeslutadeossförattanvändavarplåtbockningochmedplacering iglidlagermekanismen.motiveringförvårtvalvarfrämsttillföljdavden anpassningsbarhetenpåkraftmotståndetsomplåtbockningsteknikenerbjöd. Plåtbockningsteknikenskullebliförtungochklumpigattplacerai åtdragningsbältet,därförvaldesplaceringiglidlagermekanismen.enannansak viupptäcktemedplaceringeniåtdragningsbältetvarattloadlimiternskulle kunnabefinnapåolikaplatseribilbarnstolenberoendepåhurstortbarnetär. Dåfriktionsmotståndetvarierarberoendepåomloadlimiternbefinnersigpå undersidanellerpåbaksidan,skulledettapåverkaloadlimiternskraftmotstånd okontrollerat. 14
Utvecklingavloadlimiterförbilbarnstol Utvecklingsingenjörsprogrammet HalmstadHögskola 7. Primärkonstruktion Idettaavsnittkommerandradelenutavprojektetsgenomförandeberöras. Genomförandetavserdetaljkonstruktiongenombl.a.utvärderingavdragtester påolikaplåtdimensionerochövrigamätningar. 7.1Kraftdimensioneringavloadlimitern Medhjälpavdynamometerochvikterkundevifastslådenungefärligafriktionen somuppstårmellanjusterdonetochbältenasomlöperutvidbarnetsaxlar. Friktionsmotståndetmellanunderredeochåtdragningsbältetärungefär25%, friktionsmotståndetmellanaxelbältenaochstålstångeniryggstödetuppgick tillsammanstillungefär35%.dentotalaförlustenifriktionskraftfrån justerdonettillbarnetsaxlaruppgårtillungefär60%friktionskraft.detär viktigtatthameddettaiberäkningennärmanskallavgöravilken kraftdimensioneringmanskallväljapåsjälvaloadlimitern. Somtidigarenämntsåskallvårloadlimiteranvändasavbarniviktgruppen9^25 kg,vilketmedföraattdetärkraftmotståndet3000nochneråtsomärintressant attutvärderaförloadlimitern.gemensamtbeslutadesmellanprojektgruppen ochholmbergsattkraftmotståndviskulleutvärderaskullevaramellan1000^ 3000N. 7.2Testprototyp Föratttaredapåvilkenmotståndskraftengivendimensionavplåtger,vardet nödvändigtatttaframentestprototyp. Sekretess 15
Utvecklingavloadlimiterförbilbarnstol Utvecklingsingenjörsprogrammet HalmstadHögskola 7.3Materialtillplåtremsa IavstämningsmötemedHolmbergs,diskuteradesdetkringvilkamaterialsom varlämpligtattanvändatillplåtremsan.materialetmåstevara korrosionsbeständigtmendetfannsingakravpåattdetskullevarasyrafast.vi beslutadeattanvändaettvanligtrostfrittstål,närmarebestämtettaustenitiskt släckglödgatstålmeden^nummer1.4301(ullman,2003). 7.4Parametrarsompåverkarkraftmotståndet Beroendepåvilkaavståndmanväljerattplaceradeolikadelarnaimekanismen, varierarkraftmotståndet.förattavgränsaosstillettrimligtantaldragtesterav tidsskäl,såbeslutadeviossförattanvändaossavenochsammadiameterpå bockaxelsamtsammaavståndtillmothållpåallagenomfördadragtester. Sekretess 7.5Dragtester Förattfåenöverblickpåhurkraftmotståndettersig,inleddesdragtesternamed ettsprittantalolikadimensionerpåplåtremsor.dragtesternagenomfördesi direktanslutningmellanplåtremsaochdragmaskinens.k.rentdrag.vikunde därefterinriktaosspåenspecifiktjocklekförmernoggrannadragtester. 7.5.1 Övergripandedragtester Föratttaredapåhurkraftmotståndetvarierarblandolikadimensioner, inleddesettbrettantaldragtester. Sekretess 16
Utvecklingavloadlimiterförbilbarnstol Utvecklingsingenjörsprogrammet HalmstadHögskola IavstämningsmötemedHolmbergspresenteradesresultatetfrånde övergripandedragtesternaochdärefterbeslutadevivilkadimensionersomvar intressantaattfortsättaattutvärdera.detvarviktigtviddettaskedaattta hänsyntilldetmotståndpå60%ifriktionskraftsomuppstårmellan åtdragningsbältetochbilbarnstolen,samtattdetbehövs90%mer kraftmotståndiloadlimiterntillföljdavglidlagermekanismen. "#, = 1000," "#, = 3000," "# 1190 "# 3560 Dettabetyderattomviskallfåutvårtsöktakraftmotstånd1000N^3000Npå barnetsåletarviefterettkraftmotståndiloadlimiternmellan1190n^3560n. Holmbergharönskemålomattvårlösningskallvarasålitensommöjligt,vilket uppmanartillattväljaentjockareplåt.dentjockleksomstämdebästöverens medvårtsökakraftmotståndärrödmarkeraditabell1. 7.5.2 Specificeradedragtester Merspecificeradedragtesterinleddespådenplåttjockleksomstämdebäst överensmervårtsöktakraftmotstånd. Försammanställningenavdespecificeradedragtesterna,setabell2och diagram2.förursprungsmaterialet,sebilagaj Specificeradedragtester. Sekretess 17
Utvecklingavloadlimiterförbilbarnstol Utvecklingsingenjörsprogrammet HalmstadHögskola 7.5.3 Varieratkraftmotstånd Vivilleundersökahurviskullekunnavarierakraftmotståndetienochsamma plåtremsa. Sekretess 7.5.4 Brottgränstestpådragenplåtremsa Förattförsäkraossomattenplåtremsaintegåravmellanglidlagretoch bockaxelngjordeviettbrottgränstestpåenplåtremsasomhadegenomlöptett dragtest.engenomlöptplåtremsavaldesdådenharblivitliteförsvagadtillföljd avdensprickbildningsomuppstårdådenbockaskringbockaxeln. Sekretess 18
Utvecklingavloadlimiterförbilbarnstol Utvecklingsingenjörsprogrammet HalmstadHögskola 7.6Patentgranskning Tyvärrgårdetnoginteattpatenteravårlösningisinhelhet,dåviunderarbetets gångkomöverettpatentsomvarväldigtliksjälvabockprincipen.upptäckten gjordesunderutvärdering^ochdragtestsfasenavvårtestprototyp.enmer noggrannsökninginleddesavrädslaförpatentintrång.patentetär ursprungligentysktochvarregistreratenligtespacenet 5 ibl.a.japan,spanien, TysklandochiUSA.Densökningsomgenomfördesavprojektmedlemmarna antyddepåattpatentetvarinaktivttillföljdavuteblivenbetalningisamtliga länder. Föratteliminerariskenförpatentintrång,sammanställdesenbeskrivningavvår lösningförgranskningavvalea 6.Dåvårlösninginfattadeytterligarenågra funktioner,skulleävengranskningenseöverifallvikundepatenteradessadelar, sebilagak Patentgranskning. Valeabekräftadeattivissaländervarpatentetinaktivttillföljdavutebliven betalning,mendetfannskvarivissaländersåsomtyskland,japanochnågratill. Patentetkommervisserligenattgåut2015ochblitillgängligtföralla,ävenide kvarståendeländerna.vidarefickviredapåattdetblirsvårtattpatenteraom manintelyckasdesignaomprodukten. 8. Resultat FörHolmbergshardetvarittvåresultatsomharvaritviktiga,dragtestsresultat ochunderlagpåhurkraftvariationenkanvarierassamtettproduktförslag. Följandeavsnittpresenterarbådaresultat. 8.1Dragtestsresultat För$att$underlätta$vidare$dimensionering$sammanställdes$faktorer$som$var$kopplade$ till$respektive$tjocklek.$sammanställningen$utgick$från$de$övergripande$dragtesterna. Sekretess$ Respektiveplåttjockleksfaktormultiplicerasmedönskadbreddbföratttareda påkraftmotståndet. = FaktorernagällerenbartförrostfrittstålmedEN^nummer1.4301,samtunder sammaavståndsförutsättningsomharanväntsiprojektet. 5 EspacenetärEuropeiskpatentdatabas 6 Valeaärettsvensktkonsultföretagsomerbjudertjänsterinomimmaterialrätt 19
Utvecklingavloadlimiterförbilbarnstol Utvecklingsingenjörsprogrammet HalmstadHögskola 8.2Produktförslag Enprototyptogsframpåproduktförslaget,sebild3.Plastdelarnaskrevsuti3d^ skrivareavenverkstadsomanlitadesavholmbergs.glidlagrenochövriga metalldelarbearbetadesiskolansmetallverkstad,sebilagan Ritningsunderlag produktförslag. Bild3Prototyppåproduktförslaget 8.2.1 Konstruktion Konstruktionsbeskrivningpåproduktförslaget. Sekretess$ 20
Utvecklingavloadlimiterförbilbarnstol Utvecklingsingenjörsprogrammet HalmstadHögskola 8.2.2 Montering Monteringavproduktförslaget. Sekretess$ 8.2.3 Kraftmotstånd Plåtremsornasolikautformningar. Sekretess$ 21
Utvecklingavloadlimiterförbilbarnstol Utvecklingsingenjörsprogrammet HalmstadHögskola 22 9. MarknadochPris FöljandeavsnittkommerattbeskrivahurproduktförslagetgynnarHolmbergs ekonomiskt. 9.1Marknaden Deloadlimitersomfinnstillbilbarnstolarpåmarknadenidag,harutvecklatsav bilbarnstolstillverkarnasjälvatillsinaegnabilbarnstolar.detfinnsalltsåingen konkurrerandeproduktblandunderleverantörernatillbilbarnstolstillverkarna. Holmbergsblirdåförstsomunderleverantörattkunnaerbjudaalla bilbarnstolstillverkarnaenanpassningsbarloadlimiter. Dentotalamarknadentillbilbarnstolstillverkarnainternationelltärmycketstor. Förattavgränsasigtilldemestintressantasegmentendiskuteradesvårlösnings potentialmedmarknadsansvarigoskarskiöldpåholmbergs.enligthonomär detlämpligtattförstinriktasigpåeuropasomutgångpunkt,förattsedangåut merglobalt.enannanlämpligutgångspunktansågsvaraattförstinriktasigpå framåtvändabilbarnstolar,trotsattvårlösningpåloadlimiterävenäranpassad tillbakåtvändabilbarnstolar.dettaförattmarknadenutanförskandinavien fortfarandedominerasavframåtvändabilbarnstolar,samtatthärärbehovet somstörst.enbartdettasegmentuppskattastillenmaximalpotentialpåen miljonsåldaenheterperårde5förstaåren,sebilagal Valdmarknadssegment. 9.2Tillverkningskostnad Vidkonstruktionavproduktenvarmåletattanvändasigavplastisåstor utsträckningsommöjligt,föratthållanerepriset.vivardocktvungnaatt användametalltilldeglidlagersomåtdragningsbältetlöperöver,eftersom plastenhadenöttsnerutavåtdragningsbältet,dådenkontinuerligtdrasfram ochtillbakavidfastspänninglossningavbarnetibilbarnstolen. Detharvaritsvårtförprojektgruppenattgöraenuppskattningavpriset, eftersomenvidareoptimeringbörgenomförasförattgöraproduktförslaget enklareatttillverka.materialkostnadenochinvesteringskostnadernapå gjutverktygenkommerattutgöraenförsumbardelutavkostnadennärvolymen ökar.detsomkommerkostaärmonteringochkontrollavprodukterna. Enuppskattningavtillverkningskostnadenhargjorts.Dennaberäkningbaseras delspåendiskussionmedholmbergsochdelsgenomproduktionskalkyler,på detaljermedliknandekomplexitetfrånnuvarandeunderleverantörertill Holmbergs.Prisetkommeratthamnanågonstansrunt50krstyck. 9.3Prisochvinstprognos Dåmarknadenidagintedirekterbjudernågonliknandelösningräknarvimeden vinstmarginalpå20%,vilketskullegeettslutpristillkundpå60kr. Omvårtproduktförslaguppnårgodakrocktestresultatisamspelmeden komplettbilbarnstol,samtgerentillfredställandemonteringi produktionsprocessenförbilbarnstolstillverkarna,uppskattatsföljande försäljningsprognos:20000enheterunderdetförstaåret,50000standraåret, 100000sttredjeåret,200000stfjärdeåretoch300000stfemteåret.Totalt skullevinstenuppgåtillungefär6miljonerkrfördefemförstaåren.
Utvecklingavloadlimiterförbilbarnstol Utvecklingsingenjörsprogrammet HalmstadHögskola 23 10. Diskussionochslutord Projektetharvaritväldigtläroriktochskapatengodinblickitrafiksäkerhetoch dessdynamikförprojektmedlemmarna.viharhaftgodanvändningavde kunskapernaviharfåttläraosspåutvecklingsingenjörsprogrammet.exempel påkunskapersomharvaritavviktidettaprojektärmekanik,hållfasthetslära, CATIA,menävenerfarenhetersomerhållitsgenomtidigareprojektsom genomförtspåprogrammet.därmanharlärtsigattfårutinpåatttänka innovativtsamtattarbetaiprojektform. 10.1Diskussionkringprocessen Denfaktainsamlingochinstuderingavtrafiksäkerhetsbranschensmaterial visadesigvaramycketmerinveckladochomfattandeänvadviförsttrodde. Detstodklartförossitidigtskedeattdetskulleblisvårtattfåtidtillförattbåde taframenloadlimiternsprincip^ochprimärkonstruktion,samtatttaframalla nödvändigaförberedelserförgenomförandeavettverkligtkrocktest. DåHolmbergssomprojektbeställaregavossväldigtfriaramarförvadprojektet skulleinnefatta,gavdetdenfördelenattvikundeseöverettbrettantalolika konceptisåvälfunktionsomplacering.kravprofilensomutarbetadesharvarit tillstortstödunderhelaprojektetsgång,menävennödvändigidestunder projektmedlemmarnastirratsigblindapåenstakalösningar. Dedynamiskaproduktutvecklingsmetoderna(Ottosson,1999)somharutnyttjats underprojektetsgång,ansesavprojektgruppenhaeffektiviserat idégenereringsfasenbådekreativtochtidsmässigt.metodernaharävenfungerat effektivtiprojektrummenpåskolan,därprojektrummenharfungeratsomett forumförutbyteavidéerblandstudenterna. Valetattframställaentestprototypförattinledadragtestervägdesmotatt enbartvirtuelltberäknaochsimulerahurkraftmotståndetkundevarieras.vitog därförkontaktmedkonsultbolagetfemitpåscienceparkihalmstad,vilkabl.a. erbjuderstatiskochdynamiskhållfasthetsanalys.kostnadenförtjänstenvar dockdyrareförossänattframställaentestprototyp,dessutomställdedethöga kravpåossattfastslåochnoggrantspecificeraallaparametrarsomskulleutgöra förutsättningarnasamtvadvivillefåututavtjänsten.valetattutföraverkliga testerhardärförskapatmöjlighetförossattsuccessivtkunnaanpassavåra testerallteftersomnyaidéeruppståttundergenomförandet,menävenvilka sakersomärviktigtatttänkapåförattfåettsåjämntkraftmotståndsom möjligt.dethardessutomfungeratsomenlärprocessattfåarbetameddeti verkligheten. Dådragmaskinenintekangenererasammahastighetsomvidentrafikolycka, varvitillenbörjanosäkraomdefriktionskraftersompåverkarkraftmotståndet ivårloadlimiter,skullebetesigannorlundavidolikahastigheter.genomatt studeraenergilagarnai(nyberg,2003)insågviattfriktionskraftenäroberoende avvilkenhastighetvihardragitmed,förutsattattdelarnaharkommitiglidning. Dettahargjortattdragmaskinenfungeratbrasommetodförattfåfram underlagpåkraftmotståndet.
Utvecklingavloadlimiterförbilbarnstol Utvecklingsingenjörsprogrammet HalmstadHögskola 24 Dåfriktionskraftenalltidärlitehögreiviladvs.precisinnandelarnai loadlimiternharkommitiglidning,hardettamedförtattkraftmotståndetblivit litehögreprecisibörjanavettdragtest.kraftmotståndetharvarieratmellan ungefär2^10procentmeriviloläge,förattsedanblistabilunderglidfasen.vi hardockintesettdettasomnågotproblem,dåvikanminimeradennaskillnad eftersomvienkeltkananpassavårlösning. Densystematikavmetoderochgenomförandesomharutnyttjatsiprojektethar fungeratbra.omviskullegjortomprojektetskullevimöjligtvisvaltattutarbeta dekonceptmedpotentialtillfungerandetestprototyper,iställetförattutvärdera depåritningsnivå.viskulledåkunnautvärderahurrespektivetestprototyp funktionsmässigtstårsigiförhållandetillvarandraidragprovmaskinen.med merutarbetadekoncepthadeviävenkunnatfåentydligareöverblickavalla våralösningar.detharvaritsvårtatteffektivtkunnakategoriserarespektive lösning,eftersomloadlimiternsplaceringenochfunktionvisatsigständigtvara beroendeavvarandra. Denteorisomberörsiteoriavsnittetharfrämstfungeratsomstödförviktenav attutvecklaenloadlimiterförbilbarnstolar.teorinharpåetttydligtsättpåvisat enklarförbättringmedsåvälbådepretensionochloadlimiter,menävenenbart medloadlimiter.denteorisombehandlarvilketkraftmotståndsomäraktuellt förenbilbarnstol,harhjälptossattavgränsavårtdragtestarbetetillderelevanta kraftmotståndensomharvaritavintresseidettaprojekt. 10.2Diskussionkringresultatet Dåviinteharkunnatpåvisavårlösningsmonterbarhetpåbefintliga bilbarnstolarsamtsamspeletmellanvårlösningochenkomplettbilbarnstoliett krocktest,kanviintemedsäkerhetpåståattviharlyckatsmedmåletatttafram enkonkurrenskraftiglösningförframtidaförsäljning.däremothardengod potential,delsförattviharlyckatshittaenlämpligplaceringsamtlämplig loadlimit^funktion.placeringenärlämpligidenbemärkelsenattdenär applicerbarpånästintillallamarknadensbilbarnstolar,dååtdragningsbältetoch justerdonetfinnspådeflestabilbarnstolar.loadlimit^funktionenärlämpligdå denerbjuderettjämntochkontrollerbartkraftmotståndikombinationmedsin enkelhettillkonstruktion.måletatttaframunderlagochmätdatapåhur kraftmotståndetkanvarierasanseshalyckats,ävenomunderlagetgällerenbart dåmananvändersigavsammamåttförutsättningarpåbockaxelsamtsamma avståndmellanbockaxelochmothållsomvihargjortidettaprojekt.även prototypenpåproduktförslagetgavettlyckatresultatochuppfylldedeuppsatta målenväl.projektmedlemmarnaharfåttgodresponspådetproduktförslagsom harpresenteratsförholmbergs.idenmånprojektmedlemmarnaharkunnat bedömatillgängligtutrymmeidebilbarnstolarsomharpresenteratsav Holmbergs,harproduktförslagetsstorlekblivittillräckligtkompakt.Detfinns dockytterligaremöjligheterförstorleksoptimeringinuvarandeplastutförande, omenbilbarnstolstillverkaresåskulleönska.villmanhaenmerkompakt lösningkanmandessutomväljaatttillverkadenistål,mendåriskerasenhögre tillverkningskostnad.
Utvecklingavloadlimiterförbilbarnstol Utvecklingsingenjörsprogrammet HalmstadHögskola 25 VihoppasattvårtproduktförslagmedmätdatakommerattförseHolmbergs mednödvändigtunderlagförattinledaettvidaresamarbetemed bilbarnstolstillverkarna.ettsamarbetesommöjliggörkrocktestermedvårt produktförslagisamspelmedenkomplettbilbarnstol,därdeverkligaeffekterna kanpåvisas. Avslutningsvishoppasviiprojektgruppenattvihartillförtnågotsomi framtidenkangöradetsäkrareförbarnattfärdasitrafiken.
Utvecklingavloadlimiterförbilbarnstol Utvecklingsingenjörsprogrammet HalmstadHögskola Referenser 11.1Litteratur StigOttosson,DynamiskProduktutveckling,1999,Tervix,ISBN91^630^ 8174^1 ErikUllman,MaterialläraKarlebo^serienutgåva14,2003,Liber,ISBN97^ 891^4705^1786 ChristerNyberg,Mekanikgrundkurs,2003,Liber,ISBN91^47^05167^1 11.2Internet NHTSAEvaluationNoteNumberDOTHS809563.(2003).MarieC.Walz. http://www.nhtsa.gov/cars/rules/regrev/evaluate/809563.html,2013^ 04^15. ECEReglemente44/04^Uniformprovisionsconcerningtheapprovalof restrainingdevicesforchildoccupantsofpower^drivenvehicles( Child restraintsystem ).(2008) http://www.unece.org/fileadmin/dam/trans/main/wp29/wp29regs/r0 44r2e.pdf,2013^04^15. Rearseatfrontalimpactprotectionforchildrenseatedonbooster cushions Anattitude,handlingandsafetyapproach.(2007).Katarina Bohman1.OlaOsvalder2.Anna^Lisa3.MariaEriksson4. http://www.autoliv.com/productsandinnovations/pages/research/repor tsandpapers.aspx,2013^04^15. ProtectionfortheSmallestOccupantStatusQuoandPotentials ConcerningtheDevelopmentofChildRestraintSystems.(2007). SebastianWeber1,HeikoJohannsen2,VolkerSchindler3.http://www^ nrd.nhtsa.dot.gov/pdf/esv/esv20/07^0464^o.pdf,2013^04^15. AnOverviewofAnatomicalConsiderationsofInfantsandChildreninthe AdultWorldofAutomobileSafetyDesign.(1998).DonaldF.Huelke. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/pmc3400202,2013^04^15. DevelopmentofImprovedInjuryCriteriafortheAssessmentofAdvanced AutomotiveRestraintSystems II.(1999). RolfEppinger1.EmilySun2.FarisBandak3.MarkHaffner4.Nopporn Khaewpong5.ShashiKuppa6.ThuvanNguyen7.ErikTakhounts8.Rabih Tannous9.AnnaZhang10.RogerSaul11. http://ntl.bts.gov/lib/11000/11600/11669/rev_criteria.pdf,2013^04^15. 26