DEEL BEHUIZING

INLEIDING

In de eerste prototypes hebben we voornamelijk gewerkt met een robuuste omkasting. Gewoon een simpele rechthoek. Bij de verfijning van het model wilden we de omhuizing wat destilleren en alleen de noodzakelijke componenten aanbrengen die nodig waren. We houden rekening met inwerkende kracht, vorm, opspanning, volgsysteem en verbindingen

We kiezen ervoor om te werken volgens de top-downbenadering: we leggen afspraken vast aan het begin zodat we afzonderlijk kunnen werken en dan alles kunnen samengooien naar 1 geheel, door goede afspraken te maken omtrent referentievlakken en maten kunnen we makkelijk en onafhankelijk ons concentreren.

Bijhorende schemas zijn een hulp voor onze strategie, zo weten we als we al dan niet een aanpassing mogen doen

Bij de knop: cad - modelleren is te zien waar we de voornamelijke referentievlakken hebben vastgelegd, welke vlakken zullen hierbij komen voor de behuizing:
- verticaal vlak evenwijdig aan de zijkantreferentievlakken, voor de dubbele zijwand
- de symmetrievlakken van de figuur
- de symmetrievlakken tussen de twee zijkanten voor de tussenschotten

per onderdeel zal er ook een onderscheid gemaakt worden tussen HOOFD en HULPREFERENTIES

De hoofdreferenties zijn de vlakken/assen die de positie van de figuur zal bepalen
op de hulpreferenties zal gemonteerd worden



VORM

1. Vorig Model 

+ : Stevige Structuur door haaksheid, opvulbak, stevig op ondergrond 

-  robuust, groot, zwaar, soms moeilijk hanteerbaar door grote oppervlaktren, soms wat spelling bij as (niet loodrecht) 

Het is nu voor ons aangeraden om deze negatieve elementen om te zetten naar positieve. Dit doe ik aan de hand van een opbouwende methode. Ik begin bij een studie van het grondvlak, vervolgens de zijvlakken en ten slotte het bovenvlak. 

2. Grondvlak 

Het grondvlak was oorspronkelijk een rechthoek, het is vanzelfsprekend dat hier teveel materiaal aan is. Op bovenstaande figuur zijn 3 patronen getekend. Deze drie patronen zijn aanduidingen van hoe een grondvlak er kan uizien rekening houden met de krachten. we draaien aan een hendel, dus is er telkens een kracht naar voor en naar achter. daardoor hebben de zijkanten zeker materiaal nodig, en het liefst lang zodat er een goede ondersteuning. het is ook vanzelfsprekend dat deze verbonden zijn met elkaar. mijn keuze viel voor het eerste omdat hier hoofdzakelijk het minst materiaal gebruikt kan worden. en deze figuur heeft enkel omrading en geen substractie (zoals in de laatste twee wel het geval is.

bekomen figuur

3.Zijvlak 

Hierbij moeten we rekening houden met volgende onderdelen: 

- minimum materiaal 

- stevigheid 

- opspanning/draaiing (Robbe) 

Zoals eerder vermeld kan de handel een kacht naar voor en naar achter veroorzaken met een gevolg: omkanteling. In het stukje grondvlak hebben we al gezorgd om dit op te vangen. We weten nu ook dat in de buurt van deze hendel ook het meeste krachtwerking aanwezig zal zijn. bovenaan is er minder kracht, daar we gekozen hebben om de hendel niet helemaal in het midden te hangen maar meer naar onder toe, waardoor er meer ruimte is voor het volg element.  Dit resulteert in een figuur met meer materiaal aan de onderkant en minder aan de bovenkant. 

Ik kan hieruit twee figuren halen. namelijk een met een vloeiende overgang naar bovenkant en onderkant door een schuin hellend vlak. De andere bestaat uit twee rechthoeken op elkaar. Ik heb gekozen voor het eerste voorstel omdat deze meer voordelen bevat dan de andere. Bijvoorbeeld is de kans op afkraken van het bovendeel groter bij het tweede voorstel omdat er geen overgang is. Ook Kunnen we het materiaal bij het eerste voorstel inperken. Dus samen gezien met het ondervlak hebben we al volgend figuur. nu denken we nog even na over de bovenkant. 

3.Zijvlak 

Hierbij moeten we rekening houden met: 

- minimum materiaal 

- volgsysteem (charles) 

Oorspronkelijk was het bovenvlak ook gewoon een doodnormale plaat. De staven die door het bovenvlak moeten, moeten evenwijdig zijn met elkaar en ze moeten zo staan zodat de staven makkelijk kunnen bewegen. Deze twee evenwijdige staven zijn dus best verbonden door een vlak dat haaks staat op deze twee evenwijdige staven. Om een optimale werking te garanderen zullen we dit vlak evenwijdig stellen aan hoofdreferentievlak A . 

Op de figuur staat ook het oppervlakte gearceerd die nodig is voor het volgsysteem. we zien dat we in feite maar gewoon een balkvormige structuur hebben. dit maakt de gehele figuur makkelijk 'vastpak'-baar. 

Momenteel hebben we een figuur gevonden die er als volgt uitziet 

Zoals op de figuur te zien heb ik deze figuur gemaakt om bepaalde kracht testen hierop uit te voeren.

Allereerst heb kracht en daar voren uitgevoerd. Hierbij was een kleine kanteling. We moeten er dus voor zorgen dat de twee zijbalken van het grondvlak lang genoeg zijn. Allesinds even groot of de hoogte van het voorwerp

Vervolgens past ik een kracht toe naar de zijkant. dit gaf als gevolg dat de structuur niet zo stabiel was als eerder gedacht. de twee zijvlakjes moeten dus goed ondersteund worden. Hieraansluitend dacht ik eraan om twee zijvlakjes toe te voegen zodat elke kant dubbel wordt ondersteund. Dit geeft ook een voordeel voor de spelling van de opspan as.

3Twee zijvlakjes per as

Ik heb mijn idee meteen uitgwerkt op het bestaande oefenmodel. 

ik voerde dezelfde proefjes uit. Voor de zijdelingse krachten kwamen we nu veel betere resultaten uit. Wat geeft dit nu voor voordeel voor de as. 

Het deel van Robbe (opspan as) vraagt ernaar om met een perfect haakse as te hebben ten opzicht van de twee zijvlakken. 

Hier is de as door 1 plaat gestoken. intitutief kunnen we zien dat als de as gaat draaien een bepaalde speling zal zitten op de as. de as zal namelijk niet rond draaien rond 1 punt maar het centraal draaiipunt zal ook voortduren veranderen. dit is niet gewenst voor het apparaat. we wens namelijk een haakse verbinding tussen as en zijwand. Hier zit de as in feite al tussen twee platen namelijk, de twee platen aan elk zijkant van de figuur. maar de tussenruimte is hier relatief groot, waardoor als er een afwijking is bij de boring er toch makkelijker problemen kan ontstaan.

Hieronder staat uitgetekend als we twee zijplanken aan de zijkant plaatsen. de tussenruimte is nu klein waardoor we een grotere zekerheid hebben op haaksheid. Dit zal ook meer stevigheid bieden tegen de krachten (zijdelings en recht). 

brainstorm over de maten

* op de figuur staat voor de zijkant 300 vermeld. Dit zullen we uitbreiden naar minimaal 450 om omkanteling te vermijden. 

VERBINDING

Voor de verbinding van bovenstaande vorm zijn er verschillende mogelijkeheden. Enkele ideeen: 

- kanteelverbinding 

deze verbinding steunt op het in elkaar passen van vormen. Deze vraagt een juiste passing. 

- bouten en moeren 

Dit idee haalden we bij de '3d-printer' die aanwezig is in het schoolgebouw. hierbij is passen de moeten in een uitegelaserde T -vorm. in het lange stuk staat er haaks een stukje waar de moer in past. hierdoor wordt het goed aangespannen.

- schroeven

- nietjes 

Hierbij stellen we de precieze afwerking  in vraag 

- lijmverbinding. 

dit is een effeciente verbinding, maar we stellen ons de vraag als dit niet veel tijd in beslag neemt (drogen). in hoeverre kunnen we dan precies afwerken? 

De keuze is gevallen op de T-verbindingen in combinatie met enkele kanteelverbindingen. dit passen we toe op de figuren. 

* update 15/11/2012:  we hebben beslist om waarschijnlijk te werken met bouten M3 x10 . Dit pas ik aan in mij CAD tekening. Ook is het gekozen om enkele kanteelverbinding niet meteen tegen de rand te doen maar een overlappende rand te maken
















HOOFDREFERENTIES EN HULPREFERENTIES 
Zoals eerder aangehaald is het belangerijk om bij de onderdelen aan te geven wat de hoofd en hulpreferenties zijn, we nemen aan dat we op de figuut altijd een symmetrie-as toevoegen als we dat kunnen doen en die kiezen als referentieas. Dit omdat de omhuizing nagnoeg een symmetrische figuur zal zijn 
ROOD = hoofdreferentie
BLAUW = hulpreferentie 

 Het ondervlak en het zijvlak zijn de hoofdreferenties omdat die de positie zullen bepalen van de gaten en kantelen in de figuur, we willen namelijk dat de vier zijvlakken de zelfde positionering hebben van deze gaten
De symmetrieas en de bovenste as waarop we monteren is hulpreferentie omdat we daarop respectievelijk de tussenschotten en bovenvlak zullen monteren

De uitsparing is puur gekozen voor de materiaalkost en heeft geen invloed op de fucntie van het systeem, daarom is dit geen functionele bemating!

Dit is in feite de basis. de onderkant van het ondervlak zal referentie'hoofd) zijn omdat die de positionering van het ondervlak (en het systeem) bepaalt. op de vlakken van de kanteelgaten gaan we monteren dit zijn de hulpreferentievlakken!

De vorm van de figuur is niet functioneel dus daarom behoort dit niet tot de functionele bemating



ONTWERPPROCES IN CAD 

BEHUIZING 

Dit ontwerp is op een zodanige manier ontworpen zodat het eigenlijk symmetrisch is in twee richting. Dit vergemakkelijkt het montage en vervaardeingsproces qua tijdsduur. Dit geeft ons ook meer zekerheid dat het een stabiel systeem zal zijn.

De bovenkant is in functie van het volgstuk en het onderste deel van de behuizing. In het midden zijn er drie profielen uitgehaald die dienen voor het volgssyteem (Charles).

Dit is een blik op de zijkanten. Hiervan zijn er dus vier dezelfde stukken. Er is geprobeerd om dit te ontwerpen met zo weinig mogelijk materiaal. Opmerkelijk is de holle ruimte in de zijkant. Dit is uitgehaald omdat als we dit opgevuld gingen laten, de figuur te robuust zou geweest zijn. Deze uitholling heeft twee grote voordelen, namelijk het vraagt minder materiaal wat positief is voor de kostprijs van de machine. De uitholling geeft ook een zekere uitstraling aan de gehele machine.

Waarom nu tussenschotten?
We willen namelijk bekomen dat we een stabiel systeem hebben, om deze stabiliteit te garanderen eisen we dat stukken die een rechtstreeks contact met elkaar hebben haaks staan ten opzichte van elkaar, we proberen deze haaksheid te bekomen door gebruik te maken van tussen schotten

indien de stukken niet haaks staan ten opzichte van elkaar, zouden de stukken schuin staan ten opzichte van elkaar wat niet wensbaar is voor de stabiliteit van het systeem.

We meten deze haaksheid op! 

Gelukkig merken we op dat deze afwerking nagenoeg perfect gebeurd is!






ZELF MAKEN EN ASSEMBLAGE

De vervaardiging en assemblage van de behuizing is zodanig ontworpen dat het op een eenvoudige manier gemonteerd kan worden 

• 1	ONDERVLAK	1	MDF*
  2	ZIJKANT soort 1	2	MDF*
  3	ZIJKANT soort 2	2	MDF*
  4	TUSSENSCHOT soort 1	4	MDF*
  5	TUSSENSCHOT soort 2	2	MDF*
  6	BOVENPLAAT MIDDENBRUG	1	MDF*
  7	TUSSENBOVENVLAK	1	MDF*
  8	BORGPLAAT	1	MDF*
  9	METAALSCHROEVEN M3X30	40	METAAL/ DIN EN ISO 4014 –M3X30
  10	METAALMOEREN M3	84	METAAL/ DIN EN ISO 4032 – M3
  11	GLIJLAGER type1	8	ABS

Gereedschap: 

- Schroevendraaier met plattekop 

- Horizontale montagetafel 

- een assistent

Dit alles is deels te volgens in bovenstaand onderdeel: assemblage versie 4.0/5.0

1. We zorgen dat we een zestal MDF-platen ter onze beschikking hebben en die moeten een afmeting hebben va 450x600 mm
2. Doormiddel van de Illustrator-files laseren we onze vormen uit. We nesten onze figuren op een zodanige manier dat we zo weinig mogelijk platen nodig hebben 

3. Nadat we alle delen hebben gelaserd, verzamelen we alle elementen. We leggen het ondervlak  op de montage tafel 

4. we voegen de tussenschotten toe op een zijkant zoals op de explosion views te zien

5. voeg de andere kant van de zijkant aan de tussenschotten

6. doe dit ook voor de andere zijkant

7. schuif de zijkanten zoals op de figuur in het ondervlak

8. breng de moeren en schroeven in

9.breng de bovenplaten in

Na het ontwerp van 4.0 kwamen we op volgend probleem: 

PROBLEEMSTELLING:

Het volgsysteem komt vast te zitten in de behuizing, omdat de ene buis de andere buis scheef trekt, op deze manier kan het volgsysteem niet goed zijn werk doen. Het volgsysteem wordt ook belemerd door een veel te zware tegen belasting. Ik en Charles moeten dus een paar elementen aan ons ontwerp aanpassen. 

we voorzagen twee oplossingen die we hebben uitgewerkt 

OPLOSSING 1

We kunnen het ondervlak vergroten en daarop een soort toren zetten, op deze toren bevestigen we een wieltje. Daardoor zal het volgsysteem ( die nu zal bestaan uit 1 staaf) tegen het wieltje rijden als het de beweging uitvoert.

 OPLOSSING 2

Deze oplossing vergt een verandering aan twee zijvlakken. We voegen er een rechthoekig uitsteeksel aan, waar we een plaatje (borgplaatje) kunnen inschuiven. Op dit plaatje plaatsen we een wiel. Waar de onderbrug kan tegen rijden tijden het snijden. Zo is er een borging.

We hebben de twee oplossingen uitgevoerd in de praktijk en merkten dat de oplossing 2 de beste resultaten vertoonde. 

Vanaf nu is het zake om de behuizing te gebruiken voor de hoofdassemblage, in volgend tablad kan u de werken van het systeem zien