Projektarbeit End Bulliqi, Daniel Hellwig, Michael Bischof
Weiterführung der Inbetriebnahme Glasboilermaschine Wintersemester 2024/25
Aufgabenanalyse
Die aktuell vorliegende Borosilikat-Glasboilermaschine weist aktuell einige Mängel, besonders im Bereich der Dichtheitsprüfung auf, welche im Rahmen des Projektmoduls im Wintersemester 2024/25 von der Projektgruppe Prototypenbau beseitigt werden müssen. Am Ende der Projektperiode soll ein Funktionstest durchgeführt werden. Der Funktionstest umfasst den Aufheizversuch bis 1500 mbar Boilerdruck. Es muss dabei die Dichtheit bestätigt werden. Dafür sind folgende Arbeitspakete Schritt für Schritt zu erfüllen:
Teilemanagement
Es existiert eine vollständige Stückliste der Glasboilermaschine [133]. Durch die Umgestaltung des Boilerbodens und –deckel, sowie der Lanzen müssen die jeweiligen Komponenteneinträge geändert, bzw. ergänzt werden.
Glasboiler
Boilerboden
Die konstruktive Umgestaltung der fehlerhaften Dichtringnut im Boilerboden soll bewältigt werden. Die Maße für die Nut werden durch einen vorhandenen Dichtring bestimmt. Anschließend wird in Zusammenarbeit mit der Projektgruppe 3-D Druck der Boden gefertigt. Der alte Boilerboden und Zylinder müssen demontiert werden. Anschließend kann dann der neue, jetzt passende, Boilerboden mit dem Zylinder an der Maschine montiert werden.
Boilerdeckel
Durch die Druckbeaufschlagung und der Hebelwirkung des Verspannmechanismus hebt der Boilerdeckel unter Druck ab und wird undicht. Das soll durch ein Versteifungsblech und Umdrehen der Tellerfeder behoben werden, wobei die Positionierung der Zentrierstifte überarbeitet werden muss. Das Versteifungsblech sowie das Umdrehen der Tellerfeder bzw. die Montage der Verspannung wird durch die Projektgruppe Prototypenbau verwirklicht.
Lanzen
Um die Dampf- und Teewasserlanze zu installieren, werden Lanzenadapter benötigt. Hierfür soll ein Abgleich zwischen Realteil und Konstruktionszeichnung für Klarheit sorgen. Falls es sich um einen Konstruktionsfehler handelt, wird die Detailentwicklung zum Entwurf neuer Lanzenadapter zu Hilfe gezogen. Der Konstruktionsfortschritt wird im Wiki dokumentiert. Anschließend werden die Adapter bestellt oder über die hochschulinterne Fertigung angefragt. Am Ende müssen die Lanzen mithilfe der neuen Teile montiert werden.
Elektronik, Netzteil, NOT-AUS
Ein akuter Fehler hinsichtlich des Signals, des im Borosilikat-Glasboiler Espressomaschinen befindlichen Flowmeter muss in erster Linie ausgemacht und behoben werden. Aus [154] wurde übermittelt, dass das Flowmeter kein Signal liefert. Durch eventuelle Parallelitäten zu einem vorher aufgetretenem Fehler bei der Labormaschine, wird mithilfe der Abschlussarbeit von Noureddine Ait Ouhamou [114] ein erster Ansatz verfolgt. Das Netzteil soll in die Maschine eingebaut werden.
Dichtheitsprüfung
Nach der Montage des neuen Boilers (überarbeiteter Boilerboden und Deckel) wird dieser auf seine Dichtheit überprüft. Dafür werden sowohl eine kalte als auch eine heiße Dichtheitsprüfung durchgeführt. Der zeitliche Aufwand wird auf eine Woche geschätzt.
Funktionstest
Aufgrund der Erneuerung der Boiler-Einheit, müssen folgende Funktionstests erneut durchgeführt werden: - Magnetventil Dichtheitstest - Test Teewasserbezug - Test Dampfbezug Gegen Ende des Projekts wird der Aufheizversuch des Borosilikat-Glasboiler- Espressomaschine durchgeführt, dabei soll der Boiler ein, wie in der Zielvereinbarung festgehalten, Druckwert von 1500 mbar standhalten.
Erstellung einer gesamthaften Montageanleitung
Durch die konstruktive Änderung des Boilerdeckels- und bodens, sowie der Anpassung der Lanzenadapter muss die bestehende Montageanleitung [117, 154] mit den neuen Informationen überarbeitet werden.
Zielvereinbarung
Am Ende des Projekts soll der Boiler aufgeheizt werden und dabei einem Druck von 1500 mbar standhalten. Anschließend soll über die Betriebssoftware der Dampfhahn geöffnet werden. Alle Betriebsparameter der Maschine sollen an der Betriebssoftware angezeigt werden und ein händischer Betrieb der Maschine über die Betriebssoftware soll möglich sein.
Demontage und Teiledokumentation der Labormaschine Wintersemester 2024/25
Aufgabenanalyse
Design- und Entwicklungstand der aktuell vorliegenden labortechnischen Espressomaschine sind trotz des funktionstüchtigen Zustandes obsolet, aus diesem Grund wird im Rahmen der Projektarbeit im Wintersemester 2024/25 eine Demontage der gesamten Espressomaschine vollzogen. Nach Erfüllung der unten beschriebenen einzelnen Arbeitspakete, Dokumentation des Teilemanagments und aufgegebener Einzelteilbestellung wird die Espressomaschine im kommenden Semester von einer neuen Projektgruppe aufgebaut. Die Zielvereinbarung soll mithilfe der Abarbeitung folgender Arbeitspakete angestrebt werden:
Teilemanagment
Die Labormaschine wird in sinnvolle Baugruppen gegliedert und in einer Teiledatenbank dokumentiert. Es wird gefordert, dass identische Teile, die sowohl bei der Glasboilermaschine als auch bei der Labormaschine verwendet werden, die gleiche Teilenummer besitzen. Zu Beginn wird in einem Tabellenrechnungsprogramm ein erster Entwurf einer strukturierten Teiledatenbank angefertigt. Folgend kann die schrittweise Demontage der Labormaschine stattfinden, wobei sich an der Montageanleitung [58] orientiert werden kann. Ein Übersichtliches Lager wird angelegt, in dem die brauchbaren Bauteile nach ihren Baugruppenzugehörigkeiten sortiert sind. Die Eindeutige Beschriftung mit der zugehörigen Teilenummer eines jeden Teils ist maßgebend, um Verwirrung zu vermeiden. Die Struktur des Teilelagers wir dokumentiert, um einen einfachen Übergabeprozess zu gestallten. Der Bestellprozess für die Bereitstellung der benötigten Teile für den Neuaufbau der Labormaschine soll konstant voranschreiten. Der Bestellstatus eines jeden Teils wird in der Datenbank verfolgt.
Faltrahmen
Der Faltrahmen des neuesten Konstruktionsstands wird auf Fertigbarkeit analysiert. Die CAD- Daten wurden von der Projektgruppe [92] angefertigt. Mithilfe der STP-Dateien soll sich an einen Lieferanten von Biegeblechteilen gewendet und die Fertigbarkeit überprüft werden. Ein zuverlässiger Lieferant hierfür ist Blexon (Lieferanten-Nr. 6). Ist der Rahmen herstellbar, wird ein Angebot eingeholt und zeitnah eine Bestellung aufgegeben. Falls die Fertigung eine Überarbeitung der Konstruktionsdateien benötigt, wird die Projektgruppe Detailentwicklung zu Hilfe gezogen.
3,6 Liter Stahlboiler
Da der Stahlboiler voll funktionstüchtig ist, soll dieser nicht zerlegt werden. Die im Boiler verbauten Teile werden durch die Montageanleitung [58] und die bestehenden Konstruktionsinformationen erfasst und in der Teiledatenbank dokumentiert. Der Boiler wird quer in den Rahmen eingebaut. Hierfür sind zwei Adapter für die Boilerdeckelhalterung sowie ein Boilerbock aus Kunststoff zu fertigen. Mithilfe der CAD- Daten aus [92] und der Projektgruppe 3D-Druck werden diese Teile gefertigt. Hierbei sind alle Information zu sammeln und entsprechende Einträge in der Datenbank anzulegen.
Lanzen
Um die Dampf- und Teewasserlanze zu installieren, werden Lanzenadapter benötigt. Die bestehenden Komponenten weisen konstruktive Mängel zwischen dem Gewinde der Lanze und dem Gegengewinde des Adapters auf. Hierfür soll ein Abgleich zwischen Realteil und Konstruktionszeichnung für Klarheit sorgen. Da die Lanzen identisch zu den Lanzen der Glasboilermaschine sind (Lieferanten-Nr 23), kann überprüft werden, ob der Adapter der Glasboilermaschine übernommen werden könnte. Falls es sich um einen Konstruktionsfehler handelt, wird die Detailentwicklung zum Entwurf neuer Lanzenadapter zu Hilfe gezogen. Anschließend werden die Adapter bestellt oder über die hochschulinterne Fertigung angefragt.
Brühgruppe
Die aktuelle Brühgruppe wird im Rahmen der Demontage ersetzt. Konstruktiv sollen die Brühgruppen der Labor- und der Borosilikat-Espressomaschine identisch sein. Aus diesem Grund wird die Bestellung einer weiteren Brühgruppe veranlasst. Eventuelle konstruktive Änderungen der Stärke des Siebträgers müssen beachtet werden.
Hydraulik – Wasseranschluss, Verrohrung, Magnetventil, etc.
Das Dosierventil (Teile-Nr. 101) soll von der alten Maschine übernommen werden. Der Winkeltemperatursensor (Teile-Nr. 116) soll durch eine Kombination eines ELSA-T- Steckanschlusses (Ähnlich Teile-Nr. 106) und einem Plug-In-Temperaturfühler realisiert werden. Zunächst muss anhand Musterteile die Brauchbarkeit überprüft werden. Die Fluid-O- Tech Getriebepumpe (Teile-Nr. 97) wird durch die AVS-Römer Außenzahnradpumpe (Teile- Nr. 198) ersetzt. Anstatt des Der Leitfähigkeitssensor Typ ICS (Teile Nr. 99) wird der Typ XCS (Teile Nr. 199) verwendet. Es werden alle Magnetventile durch 24 V Kunststoffventile ersetzt. Alle benötigten Hydraulikkomponenten sollen aus den Konstruktionsdaten und der Montageanleitung [58] erfasst und in einer Sammelbestellung bereitgestellt werden.
Montageanleitung
Es ist eine Montageanleitung für die Labormaschine vorgesehen. Es kann sich am Aufbau und Stil der bereits existierenden Montageanleitung [117] orientiert werden. Gegebenenfalls können einzelne Passagen, wie zum Beispiel der Montageprozess des Stahlboilers, übernommen werden, falls diese identisch sein sollten. Da der Erstellungsprozess einer praktischen und nützlichen Montageanleitung nur sinnvoll ist, wenn alle benötigten Teile vor Ort sind, soll diese ToDo eine niedrige Priorität erhalten. Trotzdem kann mit der Vorbereitung und der Definition einer Struktur begonnen werden.
Zielvereinbarung
Bereitstellung aller Teile (sofern zeitlich möglich) für den Prototypenbau der Labormaschine sowie vollständige Teiledatenbank inkl. Kostenerfassung.