Style-Global:Brühgruppenabdeckung
Armin Rohnen, 15.03.2024
Der Prototypenbau der Glasboilermaschine ist soweit fortgeschritten, dass die Grundlagen für die Brühgruppenabdeckungen geschaffen ist.
Rahmenbedingungen / Anforderungen für die Brühgruppenabdeckungen
Als Fertigungsverfahren ist primär 3D-Druck MJFS oder FLM vorgesehen. Dadurch ist eine Strukturierung der gedruckten Oberflächen erforderlich. Denkbar wären auch sogenannte Einleger, die dann die Sichtflächen darstellen.
Die Brühgruppenabdeckung muss ein Display aufnehmen. Das Display soll Touch-Funktion aufweisen, so dass auf Tasten verzichtet werden kann. Als Musterteile liegen ein 1,28 Inch Waveshare LCD Touch und ein 1,28 Inch mit RP2040 Mikrocontroller vor. Bevorzugt ist eine Version mit integrierten Mikrocontroller wie z. B. Waveshare 1,28 Inch Display. Aber auch separates Display mit kleinem RP2040 Mikrocontroller wären denkbar.
Neben dem Display soll ein Vertikalhebel in die Abdeckung integriert werden. Dieser soll einen oberen und unteren Anschlag besitzen, welcher sich ein kleines Stück für Schaltfunktionen überbrücken lässt (Pseudoschalter). An dem Vertikalhebel angeschlossen ist ein Drehpotentiometer, was zur Signalgewinnung dient. Über den Vertikalhebel mit seinen beiden Endlagenstellungen sollen mehrere Funktionalitäten u.a. eine Handhebelsimulation realisiert werden. Dazu soll der Hebel mit einer Feder o. ä. an den oberen Anschlag gedrückt werden.
Bezüglich 3D-Druck ist zu beachten, dass bei MJFS Druck das Volumen der umschließenden Box für die Produktionskosten Preisbestimmend ist. Das würde eine mehrteilige Konstruktion ggf. erforderlich werden.
Luca Kurbjuweit, 20.07.2022 - Ausarbeitung erstes Konzept
Die Brühgruppenabdeckung wurde als erstes Konzept umgesetzt. Das Aussehen orientiert sich an einem Designkonzept von Felix Kistler. Hierbei sollen vier Bedienelemente an der Maschinenfront und eines auf der Oberseite der Abdeckung angebracht werden. Das Display findet sich in der schrägen Frontseite der oberen Abdeckung und ist so dem Bediener zugewandt. Als Basis für die Integration des Folientasten wird ein bestehendes Tastendesign von Ludwig Ackermann verwendet, welches hier in die Abdeckungsfront eingebaut wird. Dabei soll an der Vorderseite eine gebogene dreifach-Taste verwendet werden, flankiert von zwei Einzeltasten.
Die Abdeckung ist zu Reduktion des Druckvolumens (bisher) in zwei Teilen konstruiert. Das Oberteil wird am Hauptkörper mittels Gewindeeinsaätzen angeschraubt. Dies bietet außerdem eine einfachen Zugang zu den Anschlüssen des Displays und der Tasten.
Die Anschraubung an der Brühgruppe wurde in den rechts dargestellten Abbildungen noch nicht umgesetzt.
Luca Kurbjuweit, 01.06.2022 - Kostenvergleich einzel-/mehrteilige Abdeckung
Zur Orientierung für die Umsetzung der Brühgruppenabdeckung wurde für eine erste Version eine Kostenermittlung bei Xometry durchgeführt. Dabei ging es darum, ob sich (und falls ja wie stark) die Fertigungskosten unterscheiden, wenn die Abdeckung als ein ganzes Teil gedruckt wird, oder in mehreren Einzelteilen. Die Kosten des Einzelteils sind leicht höher mit ca. 175 €, gegenüber den Kosten der mehrteiligen Version mit ca. 155 € (Diese Werte dienen nur als Vergleich!).
Eine Aufteilung in drei Einzelsektionen würde einen Steckmechanismus, sowie warscheinlich eine größere Zahl an Anschraubpunkten benötigen, welche das Design verkomplizieren. Außerdem ist das optische Erscheinungsbild unsauberer. Es bleibt zu klären, ob die gesparrten Kosten dies rechtfertigen.
Luca Kurbjuweit, 17.05.2022 - Bauraum und Mindestmaße
Die minimale Größe der Abdeckung ergibt sich aus der Geometrie der freitragenden Brühgruppe. In den folgenden Abbildungen werden diese Abmaße nach aktuellem Stand visualisiert. Es wurde exemplarisch eine Wandstärke von 5mm angenommen. Daraus ergibt sich eine Größe von 110 x 275 x 70,5 mm.
Luca Kurbjuweit, 17.05.2022 - Konstruktionsrichtlinien und Fertigungsverfahren
Die Brühgruppenabdeckung soll als Einzelteil aus PA12 im HP Multijet Fusion Verfahren 3D-gedruckt werden. Für dieses Verfahren wurden einige Konstruktionsrichtlinien bei Xometry recherchiert.
- Bauraum: Bis zu 380 x 284 x 380 mm - empfohlen max. 356 x 280 x 356 mm
- Mindesgröße Details: 0,5 mm - empfohlen 0,7 mm
- Toleranz: +/- 0,2 mm
- Mindestwandstärke: 0,7 mm
- Rillenabstände: mind. 0,5 mm
Materialeigenschaften PA12
- Zugfestigkeit: 48 MPa
- E-Modul: 1,7 GPa
- Dichte: 0,93 g/cm3
Luca Kurbjuweit, 10.04.2022 - Anforderungen
Die freitragende Brühgruppe muss von einer Abdeckung umschlossen werden. Diese dient zur visuellen Abschirmung der funktionellen Komponenten. Es ist darauf zu achten, dass sie sich nahtlos in den Stil des Gesamtdesigns der Maschine einfügt. Das grundlegende Design wird von Felix Kistler entworfen. In der Abdeckung müssen Löcher für den Einbau von Tasten und eines Displays berücksichtigt werden [siehe Rohnen 15.03.2022]. Die Verrohrung der Brühgruppe muss platztechnisch einkalkuliert werden. Auch muss genug Abstand über der Brühgruppe vorhanden sein, um ein in Brühgruppennähe zu montierendes Magnetventil unterzubringen (siehe Abbildung - nicht maßstabsgetreu).
Armin Rohnen, 15.03.2022
Die freitragende Brühgruppe benötigt eine Abdeckung. Darin sind 6 Stck. Einzeltasten (FTWS-01, Wöhr GmbH) mit zusätzlichen druckknöpfen und ein rundes OLED-Display (EA W128128-XRLG, Display Visions) zu integrieren.