Projektrücksprache 02.11.2022

Besprechungsprotokoll 2

Projekt/ Anlass: Zweite Projektrücksprache
Termin: Mi., den 02.11.22 um 18:00 Uhr
Ort: Online via Zoom
Teilnehmer:innen: Armin Rohnen, Felix Kistler, Martin Aspacher, Michael Albrecht, Stefanie Diener
Protokollführer:in Michael Albrecht

Annahme des Protokolls der letzten Rücksprache

Das Protokoll von der ersten Rücksprache am 21.10.2022 wurde ohne Widerspruch angenommen.

Konzepte Labortechnische Espressomaschine

Neuanordnung der Bauteile und Baugruppen

Zur Konzeptfindung wurde der aktuelle CAD-Stand der labortechnischen Espressomaschine untersucht und dessen Hydraulikplan nachvollzogen. Um diesen an den aktuellen Hydraulikplan anzupassen, werden die AVS Römer Magnetventile sowie die fehlenden Sensoren ausgetauscht oder hinzugefügt. Die CAD-Daten der Ventile erhält Michael Albrecht von Felix Kistler. Nachdem diese Bauteile grob in der Maschine platziert wurden, wird die Boilerposition sowie deren Lagerung genauer analysiert und wenn nötig angepasst. Es existieren bereits Halterungen für die Magnetventile in der Glasboilerkonstruktion. Es handelt sich dabei um ein Blech, das unter der Mutter der Verschraubung der Magnetspule fixiert wird. Diese Konstruktion wird als gut befunden und soll auch bei der labortechnischen Espressomaschine angewendet werden. Die Neuanordnung der Bauteile ist ein iterativer Prozess, bei dem der Boiler stets mitbeachtet werden muss, da dieser gewisse Leitungsführungen vorgibt.

Bei der 1,8l Maschine werden die Positionen der Ceme-Magnetventile als gut befunden. Bei der 1,8l Maschine wurde hinsichtlich der Leitungsverlegung viel mit Winkelverschraubungen sowie L-Verschraubungen gearbeitet. Bei dem aktuellen CAD-Stand der labortechnischen Maschine wird als Beispiel der nicht guten Anordnung der Bauteile der Bereich des Dosierventils, des Mischers, und des Temperatursensors erwähnt. Die aktuellen Positionen der Magnetventile werden aber nicht als schlecht empfunden.

Bei der Positionierung der Bauteile muss darauf geachtet werden, dass die Mindestschlauchlänge von 10 mm zwischen zwei Bauteilen berücksichtigt wird und es soll mit möglichst wenig Römer-Winkelstücken gearbeitet werden.

Es wird angestrebt das Konzept des Elektronikbleches beizubehalten, da dieses einen sehr guten Spritzwasserschutz aufweist. Das Blech soll mit dem Rahmen aber nicht verschraubt, sondern vernietet werden. Das Blech soll nicht herausnehmbar gestaltet werden. Bevorzugt wäre eine Version, bei der das Elektronikblech und das Bodenblech aus einem großen gebogenen Blech besteht. Das Blech soll bis ganz oben durchgezogen werden und es sollen Vernietungspunkte bestimmt werden. Dünne gebogene Blecharme sollen vermieden werden, da diese zu Schwingungen neigen. Die aktuelle Platinen Halterung liegt genau über dem Netzteil und ist von der Glasboilermaschine übernommen worden. Von den Elektronikbauteilen gehen viele Kabel weg. Deren Führung muss bei der Konstruktion miteingeplant werden. Zuerst wird die Verkabelung flexibel angeschlossen und später durch starre Kabel ersetzt.

Rahmen Labormaschine in Falttechnik

Die Aufgabe der Rahmengestaltung wird erst nach der Neuanordung des Innenlebens genauer aufgefasst, da der Rahmen um das Innenleben herum konstruiert wird. Es soll der einfache Zugang zu den Elektronik- sowie den Hydraulikbauteilen ermöglicht werden.

Konstruktion Brühgruppenhalterung

Die Konstruktion der Brühgruppenhalterung geht mit der des Rahmens einher. Der Rahmen bzw. die Brühgruppenhalterung der 1,8l Maschine ist nicht sehr Biegesteif. Die Brühgruppenhalterung in dem aktuellen CAD-Stand ist so nicht umsetzbar. Es gibt einen Lösungsansatz in der Glasboilermaschine mit einem Halteblech und einem Verstärkungsblech. Die Brühgruppe wird zwischen diesen beiden Blechen positioniert. Die Verschraubung erfolgt über Senkkopfmuttern oben sowie unten. Dazwischen befinden sich M4 Gewindebolzen. Die Schnittstellendefinition dazu wurde von Felix Kistler verfasst. Dieses Konzept ist in der Glasboilermaschine umgesetzt und soll so auch auf die Labortechnische Maschine übertragen werden.

Glasboiler

Die Spannhaken des Glasboilers wurden mit einer FEM-Analyse auf mechanische Festigkeit überprüft. Als maximale Vorspannkraft wurden 2500 N angenommen. Aufgrund von Missverständnissen wurde mit dem Material ABS anstatt PA 12 gerechnet, welches aus der vorangegangenen Bachelorarbeit zu entnehmen ist. Hierbei soll nach einem Betriebsfestigkeitswert gesucht werden und nicht die Streckgrenze als Vergleichsgröße verwendet werden.

Die Spannhaken sollen 3D gedruckt werden, da aktuell keine Alternative vorliegt. Im ersten Jahr wird mit einer geschätzten Produktionsmenge von 25-50 Stück gerechnet.

Um ein möglichst realistisches Ergebnis zu erhalten, wurde die FEM-Analyse sehr aufwendig durchgeführt. Hierzu wurden die Spannhaken, die Gewindeeinsätze, die Schrauben, die Verspannplatte und der Glasboiler berücksichtigt. Die Analyse hat ergeben, dass an der unteren Ecke des Spannhakens die Maximalspannung auftritt. Diese Spannungsspitze könnte mit einer Verrundung der Konstruktion entschärft werden. Herr Rohnen würde denn Spannhaken zu einer U-Form umkonstruieren und die Verbindung mit der Glasbohrung auf eine andere Art lösen. Es darf aber kein Metall auf das Glas stoßen. Falls der Kunststoff nicht verwendet werden kann, muss an dieser Stelle getrickst werden, sodass eine Beschädigung des Glases vermieden wird. Das Materialblatt von Borosilikatglas sollte in der Quellenliste sein.

In der ersten Rücksprache wurde besprochen, dass Kontakt zum Inbetriebnahme Team aufgenommen werden soll, sodass geklärt werden kann, wer die Aufgabe der Festigkeitsanalyse der Spannhaken übernimmt. Dieser Forderung ist das Konstruktionsteam direkt nach der Ersten Rücksprache entgegengekommen und hat dem Inbetriebnahme Team eine E-Mail zukommen lassen. Auf diese E-Mail kam nie eine Antwort. Stattdessen erreichte das Konstruktionsteam über Umwege die Nachricht, dass zwei Teilnehmer des Inbetriebnahme Teams aufgehört haben.

Herr Rohnen meint, dass seine Bedenken bezüglich der Festigkeit aus thermischer und nicht aus mechanischer Belastung besteht, zumal der Boiler mit den Spannhaken bereits erfolgreich verspannt wurde. Die thermische Festigkeitsanalyse möchte Herr Rohnen über einen analytischen Festigkeitsnachweis als Vorauslegungsrechnung sehen. Dies wurde von dem Konstruktionsteam bei der ersten Rücksprache anders interpretiert. Infolgedessen kam es zu dem Missverständnis und es wurde sehr viel Zeit in die aufwendige FEM-Analyse investiert. Da die Zeit knapp ist soll die FEM-Analyse nicht weitergeführt werden. Anschließend sollen wichtigere Konstruktions-Themen bearbeitet werden.

Herr Rohnen ist nicht zufrieden über die derzeitige Art der Projektdurchführung und meint, dass das Konstruktionsteam zu wenig kommuniziert. Es sollte jede Woche eine A4 Seite Wiki Dokumentation entstehen. Es ist nicht gewünscht, dass zwei Personen an einer Sache arbeiten. Die Rücksprache soll auf den Wiki Einträgen basieren und nicht viel Zeit in andere Dokumentationen gesteckt werden.

Fragen

Die ToDo-Listen wurden den entsprechenden Bearbeiter-Namen befüllt. Bis zur nächsten Rücksprache werden bei der Glasboiler Maschine nicht alle Themen aufgegriffen werden können. Stattdessen soll entschieden und im Wiki eingetragen werden, welche Themen bis dahin bearbeitet werden.

Für den Unterbau gibt es keine Konzepte. Bei dessen Auslegung soll mit Michael Albrecht kommuniziert werden, da es in diesem Punkt keine großen Konzeptunterschiede zwischen den zwei Maschinen gibt.

Die Wiedervorlage Termine der labortechnischen Arbeiten werden aktualisiert. Es wird zuerst die Neuanordnung der Bauteile und Baugruppen bearbeitet bevor die Aufgabe der Rahmenkonstruktion/Brühgruppenhalterung weiterbearbeitet wird.