Projektarbeit Martin Bader, Tobias Schumann, Nicolas Linner
Detailentwicklungen für Siebträger-Espressomaschinen
Aufgabenanalyse
Boilerboden: Nut für Dichtring (Pos. 64 in Mängelliste)
Verantwortlich: Tobias Schumann
Im aktuellen Design des Boilerbodens zeigt sich eine ungünstig konstruierte Nut für den bereits vorhandenen O-Ring. Diese Konstruktion führt zu Undichtigkeiten und die Funktionalität des Systems beeinträchtigen. Daher ist es notwendig, eine umfassende Recherche zum Einbauraum durchzuführen, um sicherzustellen, dass der O-Ring optimal sitzt und seine Dichtungsfunktion zuverlässig erfüllt.
Auf Basis dieser Erkenntnisse muss das bestehende CAD-Modell überarbeitet werden. Die Anpassungen sollten darauf abzielen, die Nut so zu gestalten, dass sie besser auf den O-Ring abgestimmt ist und somit eine verbesserte Dichtheit gewährleistet wird. Nach der Überarbeitung des Modells ist es wichtig, die aktualisierte CAD-Datei an die Gruppe "3D Druck" zu übergeben. Dies stellt sicher, dass die neuen Spezifikationen in den 3D-Druckprozess einfließen können.
Darüber hinaus sollte die Gruppe "Prototypenbau" informiert werden, dass das überarbeitete CAD-Modell nun im Druckprozess ist. Diese Kommunikation ist entscheidend, um die Bringschuld an die Gruppe "3D Druck" abzugeben und einen reibungslosen Ablauf im Projektverlauf zu gewährleisten. Durch diese koordinierten Schritte wird sichergestellt, dass alle Beteiligten auf dem gleichen Stand sind und das Endprodukt sowohl funktional als auch qualitativ hochwertig umgesetzt werden kann.
Boilerdeckel: Drehen der Tellerfeder und Versteifungsblech (Pos. 65 Mängelliste)
Verantwortlich: Martin Bader
Der bestehende 3D-gedruckte Deckel, in welchem der Dichtring untergebracht wird, erfährt ein zu hohes Biegemoment. Die Tellerfeder, mit welcher der Deckel verspannt wird, soll um 180° gedreht werden. Da die Feder momentan mit dem kleineren Durchmesser auf den Deckel drückt entsteht durch den größeren Hebel auch ein größeres Biegemoment auf den Boilerdeckel. Durch die neue Ausrichtung der Feder soll dieser Hebel verkleinert werden. Ebenfalls soll die gesamte Deckelkonstruktion mittels einer weiteren Stahlplatte versteift werden. Diese Stahlplatte soll so ausgelegt sein, dass sie den Normen für Druckbehälter entspricht. Dies soll über eine Berechnung nachgewiesen werden.
Brühgruppenabdeckung (Pos 57 bis 63 Mängelliste)
Verantwortlich: Martin Bader
Bei der Brühgruppenabdeckung soll eine Neukonstruktion entstehen. Sie soll dabei aus möglichst wenigen Teilen bestehen und eine einfache Montierbarkeit gewährleisten. Designtechnisch soll sie sich gut in das vorhandene Design einfügen. Das neue, größere Display soll sich gut in die Brühgruppenabdeckung integrieren lassen. Die neue Abdeckung soll dabei nicht über die Messingsiebträgeraufnahme hinausragen. Diese soll in Zukunft sichtbar bleiben und durch eine andere Projektgruppe eine mögliche Oberflächenbehandlung erhalten.
Alternatives Display (Pos 66 in Mängelliste)
Verantwortlich: Tobias Schumann
Im Rahmen der Entwicklung eines neuen Displays für die Brühgruppe ist es entscheidend, ein alternatives Display mit kapazitiver Funktionalität auszuwählen. Dieses Display sollte nicht nur größer sein als die bisherigen Modelle, sondern auch optisch ansprechend gestaltet werden, um den ästhetischen Ansprüchen gerecht zu werden. Eine gute Sichtbarkeit des Displays ist ebenfalls von großer Bedeutung, damit Benutzer alle Informationen klar und deutlich ablesen können.
Zusätzlich muss ein WLAN-fähiger Microcontroller (NodeMCU-ESP32) in das System integriert werden, um eine moderne und flexible Nutzung zu ermöglichen. Die Vernetzung des Displays mit anderen Geräten eröffnet neue Möglichkeiten der Interaktion und Steuerung. Um die technischen Anforderungen und das Design optimal umzusetzen, ist es notwendig, ein CAD-Modell zu erstellen. Dieses Modell wird als Grundlage für die weitere Entwicklung dienen und hilft dabei, die Integration des Displays in die Brühgruppe präzise zu planen.
Ein weiterer wichtiger Schritt besteht darin, die Umsetzbarkeit der Konzepte mit der Gruppe "3D Druck" abzusprechen. Diese Zusammenarbeit ist essenziell, um sicherzustellen, dass alle Komponenten nahtlos zusammenarbeiten und die gewünschten Funktionen erfüllen. Durch den Austausch mit den Experten im 3D-Druck können potenzielle Herausforderungen frühzeitig identifiziert und Lösungen erarbeitet werden. So wird gewährleistet, dass das finale Produkt sowohl funktional als auch visuell überzeugt.
Neukonstruktion des Vertikalhebels (Mängelliste 57-59)
Verantwortlich: Nicolas Linner
Für die Kaffeemaschine existiert bereits ein Vertikalhebel, der für die Druckregelung zuständig ist. Dieser Vertikalhebel wurde von der vorherigen Projektgruppe konstruktiv nicht ideal ausgelegt und soll von uns neu durchdacht werden.
Oberste Priorität haben:
Zum einen soll der Vertikalhebel so angeordnet werden, dass sowohl Rechts- sowie auch Linkshänder den Hebel ergonomisch betätigen können. Hierzu sind neue Konstruktionen anzudenken und evtl. Tests hinsichtlich der Ergonomie durchzuführen.
Die allgemeine Anordnung des Vertikalhebels soll ergonomisch verbessert werden. Bis Dato ist der Vertikalhebel direkt über der Brühgruppe angeordnet und ziemlich unhandlich zu betätigen. Hier sollte eine neue Anordnung des Vertikalhebels hinsichtlich seiner Lage angedacht werden. Die konstruktive Auslegung des Vertikalhebels sollte ebenfalls überdacht werden. Bis Dato ist die Größe des Vertikalhebels so ausgelegt, dass die zur Verstellung benutzte Hand nicht flächig am Hebel aufliegt. Der Vertikalhebel sollte also größer und handlicher konstruiert werden, sodass eine handlichere Bedienung ermöglicht wird.
Der Vertikalhebel schnappt bis Dato mithilfe einer Feder zur Ausgangsposition zurück. Es wäre evtl. sinnvoll, hier die Integration eines Dämpfers anzudenken. Es muss auf die konstruktive Integrität des Dämpfers geachtet werden. Aufgabenschwerpunkt wird sein, einen passenden Dämpfer hinsichtlich Größe und Gestaltung zu finden.
Die Verbindung zwischen Vertikalhebel und Druckaufbau wird mithilfe eines Potentiometers realisiert. Das Potentiometer regelt hinsichtlich der Auslenkung des Hebels den Druck. Auch hier bringt ein Dämpfer den Vorteil, dass der Druckaufbau simuliert werden kann. Zudem ist die konstruktive Auslegung der Endschalterrasten zu überdenken.
Blende für Wassertank (Optional)
Verantwortlich: Martin Bader
Als kleinere Aufgabe soll für die Wassertanks im unteren Bereich eine Sichtblende konstruiert werden, welche die Klebefugen des Tanks mit der Tankbodenplatte verdecken soll.
Zielvereinbarung
Als zu erreichende Ziele werden vereinbart:
- Optimierung des Boilerbodens, so dass die Dichtheit im gesamten Betriebsbereich gegeben ist.
- Konstruktive Änderungen an der Komponente Boilerdeckel, so dass die Tellerfeder gedreht werden kann und sich näher am Außenrand abstützt. Zur Versteifung des 3D-Druck Bauteils Boilerdeckel wird ein Versteifungsblech eingeführt.
- Es wird eine individualisierbare Brühgruppenabdeckung entwickelt.
- In die Brühgruppenabdeckung wird ein Display integriert, welches von der Größe optisch passend ist. Mit integriert wird ein Mikrocontroller für die Kommunikation zwischen Steuerung und Display.
- Im weiteren wird ein Vertikalhebel in die Brühgruppe integriert, welcher ergonomisch so ausgelegt ist, dass dieser ohne erforderliche Umbauten von Links- wie Rechtshändern gut betätigt werden kann.
- Für die Wassertanks werden optional Blenden entwickelt, welche die Klebefugen am Tankboden verdecken.
Projektabschluss
Alle Arbeitspakete der Zielvereinbarung wurden bearbeitet und so weit auf einen Stand gebracht, dass eine nachfolgende Projektgruppe dort gut einsteigen und weiterarbeiten kann. In unten stehender Tabelle sind die Abschlusspräsentation und Übergabedokumente zu den Arbeitspaketen, welche noch nicht abgeschlossen. Die Dokumente sollen zur Vereinfachung des Einstiegs in die Thematik der Projektarbeit dienen. Alle weiteren Informationen sind in den einzelnen Wiki-Beiträgen zu finden.
| Was | Datum | Verfasser | Dokument |
|---|---|---|---|
| Abschlusspräsentation Detailentwicklungen WS24/25 | 14.02.25 | Tobias Schumann, Nicolas Linner, Martin Bader | Datei:20250213 Martin Bader Abschlusspräsentation DetailentwicklungenWS2425.pdf |
| Übergabedokument für Arbeitspakete:
- Brühgruppenabdeckung - Versteifungsplatte Boilerdeckel |
14.02.25 | Martin Bader | Datei:20250212 Martin Bader Übergabedokument Bruehgruppenabdeckung Versteifungsplatte.pdf |
Montageanleitung Vertikalhebel
| Was | Datum | Verfasser | Dokument |
| Montageanleitung Komponente Vertikalhebel | 14.02.2025 | Nicolas Linner | Medium:Montageanleitung_Vertikalhebel.pdf |