Style-1-Zylinder:Unterbau
Der Unterbau umfasst alle Hydraulik- und Steuerungskomponenten, Rohrleitungen und den Anbindungsrahmen.
Die Platzierung der Komponenten wird auf der Seite [ Platzierung ] erläutert.
Auf die Formgebung des Anbindungsrahmens wird auf der Seite [ Anbindungsrahmen ] eingegangen.
Stefanie Diener, 15.02.2023 – Abschlussbemerkung
Die Komponentenplatzierung wurde überarbeitet, sodass keine Kollisionen von Teilen oder Leitungen entstehen. Das Versteifungsblech und der Anbindungsrahmen wurden an die Änderungen angepasst. Außerdem wurden sie so umgestaltet, dass eine Fertigung durch Blechbiegen möglich ist. Dies wurde über den Hersteller Blexon überprüft.
Armin Rohnen, 20.09.2022
Absolutes Limit für die Tiefe der Maschine sind 520 mm.
Damit bleiben bei einer 600 mm tiefen Arbeitsplatte jeweils 40 mm für die runde Kante und die Wischleiste.
Erik Reitsam, 19.09.2022 (Abschlussbemerkung)
Das zweite Konzept zur Platzierung der Komponenten kann nicht weiter verwendet werden, da anstatt der bisher verwendeten Magnetventile mit Messingkörper, Magnetventile aus Kunststoff des Herstellers AVS-Römer verwendet werden sollen. Diese haben anstelle von G1/8 Innengewinden Steckanschlüsse für Schläuche mit einem Durchmesser von 6 mm. Zusätzlich zu dieser Änderung wurde der Hydraulikplan angepasst. Die neu entstandenen Anforderungen an den Unterbau ist im Folgenden beschrieben.
Das Magnetventil Y08 fällt weg, dafür wird das 2/2-Wege Magnetventil Y07 durch ein 3/2-Wege Magnetventil ersetzt. Es ist zu prüfen, ob Mischer, Temperatursensor, Magnetventil Y07, Y09 und Y10 sowie eine Festdrossel im Brühturm untergebracht werden können. Es gibt dazu bereits ein Konzept, zeigt, dass die Unterbringung der genannten Komponenten im Brühturm machbar ist. Daher werden diese nicht im Unterbau positioniert. Das Magnetventil Y14 mitsamt der daran angeschlossenen Leitungen fällt weg. Ein Bypass muss um die Getriebepumpe gelegt werden, der ein Dosierventil enthält. Es sollen möglichst wenige Steckverbinder verwendet werden. Für die PPSU-Magnetventile sind laut Hersteller noch keine Befestigungsmöglichkeiten vorhanden. Daher muss eine Befestigungsmöglichkeit für die Magnetventile entworfen werden.
Unter Berücksichtigung der neu hinzugekommenen Anforderungen wurde eine neue Platzierung ausgearbeitet, die auf der Seite Platzierung beschrieben ist. Die Komponenten wurden entsprechend des Hydraulikplans Stand 16.06.2022 gewählt und verbunden.
Der konstruierte Anbindungsrahmen kann kann die Durchbiegung der Bodenplatte nicht ausreichend abfangen. Daher sind Versteifungen vorzusehen. Anhand der ausgearbeiteten Platzierung müssen Befestigungslaschen am Versteifungsblech angebracht werden, an denen die Magnetventile angeschraubt werden können. Das Versteifungsblech wird auf der Seite Anbindungsrahmen beschrieben.
Das Befestigungsblech ist ein rechtwinklig gebogenes Blechteil mit der Materialstärke 1 mm aus Edelstahl - 1.4301. An einer Seite des Bauteils wird das Magnetventil befestigt. Das geschieht, indem die Mutter, die die Magnetspule mit dem Magnetventil fixiert, gelockert wird. Hierbei ist zu beachten, dass Magnetventil und Magnetspule als zwei unabhängige Bauteile geliefert werden. Die Montage der beiden Bauteile erfolgt daher idealerweise zusammen mit der Montage des Befestigungswinkels. In den entstehenden Spalt zwischen Mutter und Magnetspule wird das Befestigungsblech eingeführt. Das Befestigungsblech hat an dieser Stelle eine U-förmige Aussparung, in dem der Gewindeteil des Magnetventils sitzt. Entlang des U-förmigen Ausschnitts kann das Magnetventil verschoben werden. Fixiert wird das Magnetventil am Befestigungsblech durch das Anziehen der Mutter. In der rechtwinklig abgehenden Seite des Befestigungsblechs befinden sich zwei Langlöcher. Über diese kann das Befestigungsblech am Anbindungsrahmen oder Versteifungsblech verschraubt werden. An den Stellen, an denen am Versteifungsblech oder Anbindungsrahmen die Magnetventile befestigt werden sollen, ist ebenso je ein Langloch vorhanden. Dieses ist um 90° gegenüber dem des Befestigungsblechs gedreht. Dadurch kann das Magnetventil entlang der Langlöcher zur Montage verschoben werden um Spannungen in der Rohrleitung zu vermeiden und um die Montage zu erleichtern.
Die Platzierung sowie die Konstruktion des Anbindungsrahmens und Versteifungsblechs sind fertiggestellt. Damit ist die Konstruktion des Unterbaus abgeschlossen.
| Nr. | Bezeichnung | Lieferant | Teilenummer | Menge |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Anbindungsrahmen | 1 | ||
| 2 | Versteifungsblech | 1 | ||
| 3 | Basisplatine | 1 | ||
| 4 | SSR-Platine | 1 | ||
| 5 | Messwertplatine | 1 | ||
| 6 | Netzteil | Mouser | 709-LRS-150-24 | 1 |
| 7 | Getriebepumpe mit Motor | Fluid-o-tech | FG304XDOPN10000 und 90-76-04/82040011 | 1 |
| 8 | Drucksensor | AVS-Römer | IPS-V36-958P3-6FF-016-54 | 1 |
| 9 | Leitwertsensor | AVS-Römer | ICS-2-958P3-6FF-200-020-U05-51 | 1 |
| 10 | Durchflusssensor | BeiDigmesaspiel | 9NB-0100/01A | 1 |
| 11 | Dosierventil | AVS-Römer | EFC-20-958P310-6FF | 2 |
| 12 | Anti-Vakuum (Rückschlagventil) | AVS-Römer | VNR-954-P340-6FF | 2 |
| 13 | Überdrucksicherung | LFErsatzteile | 1515002 | 1 |
| 14 | Überdruckventil | AVS-Römer | VNR-958-P360-6FF | 1 |
| 15 | Multifunktionsventil | AVS-Römer | MFV-984-P340-6PF-035 | 1 |
| 16 | Magnetventil 2/2 Wege Typ EAV Baureihe 800 | AVS-Römer | EAV-813P3-A20-6FFK-00 | 1 |
| 17 | Magnetventil 3/2 Wege Typ EAV Baureihe 800 | AVS-Römer | EAV-813P3-C20-6FFK-00 | 1 |
| 18 | Befestigungsblech für Magnetventile | Konstruktion | 8 |
| Nr. | Bezeichnung | Anschluss | Bezeichnung | Bestellnr. | Anzahl |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | ELSA-Gerade-Einschraub-Verschraubung | G1/8 | 951P3-6FF-1/8 | 367053 | 3 |
| 2 | ELSA-Gerade-Einschraub-Verschraubung | M5 | 951P3-6FF-M5 | 367060 | 3 |
| 3 | ELSA-Gerade-Einschraub-Verschraubung | G1/8 | 930P3-6FF-1/8 | 367061 | 2 |
| 4 | ELSA-Gerade-Einschraub-Verschraubung | G1/4 | 930P3-6FF-1/4 | 367062 | 4 |
| 5 | ELSA-Winkel-Steck-Verbindung | 6 | 955P3-6FF | 367090 | 8 |
| 6 | ELSA-Winkel-Steckanschluss | 6 | 911P3-6FF-D6 | 367004 | 14 |
| 7 | ELSA-T-Steck-Verbindung | 6 | 954P3-6FF | 367095 | 7 |
| 8 | ELSA-T-Steck-Anschluss | 6 | 912P3-6ff-D6 | 367010 | 1 |
| 9 | ELSA-L-Einschraub-Verschraubung | G1/8 | 922P3-6FF-1/8 | 367073 | 3 |
| 10 | Reduziernippel | M5 - 1/8 | 252X4-1/8FF-1/4 | 356704 | 1 |
| Nr. | Bezeichnung | Einbauort | Anzahl |
|---|---|---|---|
| 1 | Abstandsbolzen M2,5 x 5 | Platine | 8 |
| 2 | Abstandsbolzen M2,5 x 15 | Platine | 4 |
| 3 | Abstandsbolzen M2,5 x 20 | Platine | 4 |
| 4 | Zylinderschraube ISO 4762 - M2,5 x 4 - A2-70 | Platine | 8 |
| 5 | Sechskantmutter ISO 4035 - M2,5 - A2-70 | Platine | 8 |
| 6 | Senkschraube ISO 10642 - M3 x 8 - A2-70 | Netzteil | 2 |
| 7 | Zylinderschraube ISO 4762 - M3 x 8 - A2-70 | Netzteil | 4 |
| 8 | Sechskantmutter ISO 4035 - M3 - A2-70 | Versteifungsblech | 4 |
| 9 | Sechskantschraube ISO 4014 - M3 x 6 - A2-70 | Versteifungsblech/Befestigungsblech | 20 |
| 10 | Befestigungsblech - Magnetventil | 16 | |
| 11 | Zylinderschraube ISO 4762 - M3 x 50 - A2-70 | Pumpe | 4 |
Erik Reitsam, 07.07.2022
Die bisher verwendeten Magnetventile von CEWE mit Messing Körpern werden voraussichtlich nicht mehr verwendet. Grund hierfür ist, dass die Firma AVS Römer Magnetventile mit Kunststoffkörpern anbietet, deren Ein- und Ausgänge Steckanschlüsse sind. Der Unterschied im Material bringt eine höhere Temperaturisolierung mit sich, weswegen die Verwendung dieser Magnetventile einen geringeren Temperaturverlust in Heiß- und Mischwasserleitungen bewirkt. Zusätzlich ist aufgrund der Anschlussart der Platzbedarf geringer. Auch die Befestigung der Magnetventile hat sich geändert. Aufgrund der konstruktiven Unterschiede zwischen den bisherigen und den künftig verwendeten Magnetventilen kann die aktuell ausgearbeitete Platzierung der Komponenten nicht mehr verwendet werden.
Eine weitere Platzierung wird nicht mehr ausgearbeitet. Der Anbindungsrahmen wird dafür konstruktiv so gestaltet, dass die Rohrleitungen mitsamt Komponenten ohne feste Anbindungspunkte untergebracht werden können. Für die Komponenten Pumpe, Netzteil, SSR-Insel, Basisplatine und Messplatine werden feste Anbindungspunkte im Anbindungsrahmen konstruiert.
Der Anbindungsrahmen Sorgt zusätzlich für die Stabilität der Maschine und ermöglicht das Abstellen der Maschine im Reperaturfall.
Erik Reitsam, 01.06.2022
Eine Neue Anforderung ist hinzugekommen, weshalb die Platzierung überarbeitet werden musste. Die Magnetventile Y07 und Y09 müssen, um dem Temperaturverlust in der Leitung zu reduzieren, über einen lösbaren Doppelnippel miteinander verschraubt werden. Dadurch läge das Magnetventil Y07 mittig unter dem Boiler und würde den Anschluss einer Steigleitung verdecken. Deshalb musste die Platzierung sämtlicher Magnetventile im oberen Bereich des Unterbaus überarbeitet werden. Die Verbinder der Rohrleitungen zum Boiler wurden hinzugefügt.
Die Platzierung der Elemente ist damit abgeschlossen. Im Anschluss wird der Anbindungsrahmen konstruiert sowie die Rohrverbindungen zwischen den Steckverbindern ergänzt.
Erik Reitsam, 19.05.2022
Die Platzierung der elektronischen Komponenten wurde aufgrund der Änderung der Abmaße von Basisplatine und SSR-Platine angepasst. Daher ist eine zweite Version der Positionierung entstanden. Die angepasste SSR-Platine passt mit den neuen Abmaßen von 157 mm Länge und 64,535 mm Breite ober- oder unterhalb des Netzteils. Um den Platz im Unterbau ideal auszunutzen, werden sowohl Basisplatine als auch Messplatine im hinteren, linken Teil des Unterbaus positioniert. Dadurch entsteht zwischen Basisplatine und Messplatine auf der linken Seite, und Netzteil und SSR-Platine auf der rechten Seite ein Korridor, in dem die Frischwasserleitung verlegt werden kann. Die ursprüngliche Variante, bei der alle Elektronischen Komponenten beieinander verbaut werden sollen, wird verworfen. Grund dafür ist der zu schmale Bauraum zwischen Elektronik und Abtropfwanne, der nicht sinnvoll für das Rohrleitungssystem genutzt werden kann.
Die Tassenwärmer-Leitung mitsamt des Magnetventils Y14 entfällt.
Im Gegensatz zur ersten Version der Positionierung der Komponenten soll bei der zweiten Version mit der Verlegung der Schmutzwasserleitungen begonnen werden. Dies liegt an der neu hinzugekommenen Anforderung, dass alle sechs Schmutzwasserleitungen in ein Bauteil führen, von dem aus eine Leitung zur Abtropfwanne abgeht. Die Längste Leitung muss am hintersten Anschluss des Bauteils angebunden werden. Dieses Bauteil soll mittig direkt vor der Abtropfwanne positioniert werden. Die Konstruktion dieses Bauteils ist nicht Bestandteil dieser Bachelorarbeit.
Erik Reitsam, 11.05.2022
Die Abtropfwanne wird von gebogenen Blechen, die zum Unterbau gehören, gehalten. Die Leitungsführung der Rücklauf- bzw. Schmutzwasserleitungen bedingt die Einbauhöhe der Abtropfwanne. Die Abtropfwanne wird vertikal aus dessen Halterung herausgenommen. Dafür müssen die in der Abtropfwanne mündenden Rücklauf- bzw. Schmutzwasserleitungen verschoben, bzw. geklappt werden, um das vertikale herausheben der Abtropfwanne zu ermöglichen.
Die elektronischen Komponenten werden in dem dafür vorgesehenen Bauraum im hinteren, rechten Teil der Espressomaschine platziert. Sowohl Basisplatine als auch SSR-Platinen werden überarbeitet. Es ist vorgesehen, die Breite der Basisplatine auf 65 mm zu reduzieren, sodass sie stehend verbaut werden kann. Die Länge der Basisplatine reduziert sich gegebenenfalls auch. Anstatt zwei SSR-Platinen soll eine SSR-Platine konstruiert werden, deren Breite und Länge etwa den Abmaßen des Netzteils entsprechen sollen. Die SSR-Insel soll weniger Anschlüsse benötigen, weshalb sie dann oberhalb oder unterhalb des Netzteils verbaut werden kann. Neben der Basisplatine soll eine Messplatine konstruiert werden, die etwa genauso groß wird wie die Basisplatine. Sie wird auch stehend neben der Basisplatine platziert.
Alle Komponenten, die sich im Rohrleitungssystem befinden, werden im übrigen Bauraum, im hinteren, linken Bereich der Espressomaschine, verbaut. Rücklauf- bzw. Schmutzwasserleitungen müssen im oberen Teil des Unterbaus platziert werden um ein Ablaufen des Schmutzwassers in die Abtropfwanne zu ermöglichen. Zwischen Verbindungselementen müssen mindestens 10mm freie Rohrleitung liegen um eine Montage bzw. Reparatur der Rohrleitung ohne Werkzeug zu gewährleisten. Alle Magnetventile müssen am Anbindungsrahmen des Unterbaus angeschraubt sein. Die Getriebepumpe mitsamt Motor müssen am Anbindungsrahmen befestigt werden. Von der Getriebepumpe entstehende Vibrationen sollten über die Anbindung abgefangen werden. Es besteht die Möglichkeit, dass das Magnetventil Y14 wegfällt. Das Magnetventil Y13 wird eventuell durch ein Dosierventil mit Schrittmotor ersetzt.
Der Anbindungsrahmen soll aus gebogenen Blechen bestehen. Die Blechbauteile werden über eine Nietverbindung gefügt. Am Anbindungsrahmen werden die Getriebepumpe, die Magnetventile und die Elektronik-Komponenten befestigt. Der Anbindungsrahmen dient zusätzlich dazu, die Steifigkeit der Maschine zu garantieren. Zur Montage oder Reparatur wird die Maschine aus dem Gehäuse bzw. der Arbeitsplatte herausgehoben und auf dem Anbindungsrahmen abgestellt.
Alle Komponenten müssen so angeordnet werden, dass Montage und Reparatur auf einem Drehtisch ohne Spezialwerkzeug möglich sind.
Erik Reitsam, 01.05.2022
Die SSR-Insel sollte bevorzugt stehend verbaut werden. Sollte es aus Platzgründen notwendig sein, können die SSR-Platinen auch liegend unterhalb des Netzteils verbaut werden.
Erik Reitsam, 27.04.2022
Der Unterbau umfasst die Mechatronik- und Steuerungskomponenten sowie den Anbindungsrahmen und somit alle nicht sichtbaren Baugruppen.
Im Rahmen des Arbeitspakets Unterbau sind alle in der unten aufgeführten Tabelle genannten Komponenten zu positionieren.
Die maximalen Abmaße der Maschine betragen 495 mm in der Länge und 455 mm in der Breite. Die maximale Tiefe des Bauraums des Unterbaus beträgt 85 mm ab Tischplattenoberseite abwärts.
Die Elektronischen Komponenten (Basisplatine, Messplatine, SSR-Insel und Netzteil) müssen durch ein Blech von den Magnetventilen abgeschirmt sein. Alle Komponenten des Hydraulikplans sind so anzuordnen, dass die Rohrleitungen nur horizontal und vertikal verlaufen.
Alle Schmutzwasserleitungen münden in der Abtropfwanne. Die Leitungen müssen so positioniert werden, dass die Abtropfwanne ohne ein Abstecken von Verbindern nach oben herausgehoben werden kann.