INLEIDING
Mijn overbreningssysteem bestaat eigenlijk uit 3 hoofd onderdelen:
- Het verbindingsstuk vanboven
- Het geleidingsstuk
- Het verbindingsstuk vanonder met de opgespannen draad en volgwiel
Hieronder zal ik elk onderdeel appart behandelen, en uitleggen hoe ik mijn systeem voor de moment zie.
VERBINDINGSSTUK BOVEN
Het verbindingsstuk boven verbind de 2 buizen met elkaar.
PROBLEMEN
- De buizen moeten een vaste precieze afstand hebben tov elkaar.
- De buizen moeten perfect loodrecht op de balk staan
- De buizen moeten vast staan tov de balk.
OPLOSSINGEN
- De afstand wordt bepaald door de afstand tussen de boringen. Deze afstand kan precies bekomen worden door te laseren of gebruik te maken van kalibers. Laseren is redelijk omslachtig, want dan moet je 6 zijden laseren (balk) met verbindingen. Terwijl als ik een manier vind om precies te boren ik dit probleem veel eenvoudiger kan omzeilen.
- De buizen staan pas loodrecht op de balk als de gaten precies geboord zijn. Dit kan alweer bekomen worden door te laseren (zie tekening hieronder) als door een precieze manier te vinden om te boren.
- De verbinding tussen buizen en balk heb ik relatief eenvoudig kunnen oplossen. Ik gebruik als buizen holle aluminium profielen. Hierin kan je eenvoudig een schroefdraad stuk steken over de gehele lengte van de buiz. Als men zoals op de tekening hieronder zorgt dat in de hoofdbalk een diameter wordt geboord van de aluminium profielen, maar in een plankje dat erboven wordt bevestigd slechts de diameter van de schroefdraadstukken wordt geboord, kan men met een moer de volledige verbinding opspannen.
- Bepaalde afmetingen heb ik al vast kunnen leggen, andere zal ik pas kunnen bepalen door de aluminium buizen en de mogelijke dikten van multiplex op te meten.
Hier zie je hoe ik het bovenstuk zou kunnen bekomen dmv lasere. Dit is behoorlijk omslachtig aangezien de balk gewoon kan bekomen worden door 2 gaten precies te boren.
Hier zie je de verbinding in doorsnede. Je ziet duidelijk dat het aluminium profiel tot tegen het bovenste plaatje loop, maar dat het schroefdraadstuk door het bovenste plaatje loopt. Waardoor wanneer men vanonder dezelfde verbinding gebruikt, je een stevige opspanning kan bekomen.
Hier enkele afmetingen die ik al heb kunnen bepalen
Het geleidingsstuk zorgt ervoor dat het frame makkelijk op en neer beweegt en zorgt ervoor dat het perfect verticaal op en neer beweegt.
PROBLEMEN
- Het frame moet er soepel door glijden.
- Het moet zo precies mogelijk op en neer gaan (zo verticaal mogelijk)
- Moet ervoor zorgen dat het wiel precies over de volgplaat rijd.
OPLOSSINGEN
- Het frame kan er soepel door glijden wanneer er in de geleidingsbalk een aluminium profiel bevestigd wordt die deen binnendiameter heeft die net iets kleiner is dan de buitendiameter van de profielen van het frame. Doordat je met metaal werkt kan je smering gebruiken die de beweging nog versoepelt.
- Ik heb gekozen om een instelbaar middenstuk te maken. Zodat wanneer er iets klemt, je dit kan bijregelen. Dit is het systeem die ik bedacht heb:
Deze instelling kan je dan definitief maken door de bouten vast te draaien.
Ook Hier denk ik dat een precieze freesmethode zoeken beter is dan een volledige balk te laseren.
VERBINDINGSSTUK ONDER
PROBLEMEN
Draad
- De draad moet tussen de 2 delen opgespannen worden.
- De draad moet instelbaar zijn onder een hoek naar boven en beneden.
- De draad moet vlot opwarmen en vlot door piepschuim snijden
Wiel
- Het wiel moet precies de volgplaat volgen.
- Het wiel mag niet te veel naar links en rechts schuiven.
Verbinding
- Het verbindingsstuk zorgt ervoor dat de profielen niet samen getrokken worden (en dus klemmen) door de opspanning van de draad.
- De boringen in de verbinding moeten ook weer redelijk precies gelaserd of geboord worden.
OPLOSSING
Draad
- Voor de instelbaarheid van de draad had ik dit in gedachten:
Waarbij de draad door het gleufje in het midden van het T profiel verplaatst kan worden, en de draad vastgezet kan worden door de bouten toe te draaien. Aan deze methode moet uiteraard nog gesleuteld worden.
Verbinding
De verbinding had ik zo in gedachten:
Dus weer dezelfde methode om de blokken aan de profielen vast te klemmen. Want de verbinding moet zowel vanboven als vanonder gemaakt worden opdat de opklemming zou werken.
Boven de balken wordt dan een plaat vastgevezen die de 2 balken met elkaar verbind en voorkomt dat het frame wordt samengetrokken door de spanning van de draad.
Hier nog een doorsnede tekening van het volledige systeem die ik in gedachten had:
LASERCUTTING
Ik ben beginnen modeleren in CAD aan de hand van de schetsen die ik in mijn vorige post gemaakt heb. Deze schetsen heb ik dus gebruikt als voorbereidend werk om in CAD deze te verfijnen en af te stellen op elkaar.
Ik heb ervoor gekozen om mijn volledige deel te lasercutten. Ik heb namelijk een zeer complex deel met heel wat plaatsen waar het fout kan lopen. Omdat het makkelijker is voor de potentiele koper om deze stukken gewoon te lasercutten en in elkaar te steken als een legopakket zonder al te veel moeite ben ik voor deze optie gegaan. Anders ging het redelijk complex worden om al deze stukken zelf te maken, ook naar afwerking toe.
BOVENBRUG
Als verbindingssysteem ben ik dus voor kanteelverbindingen gegaan met boutjes. Omdat bouten een losneembare verbinding is in tegenstelling tot lijmen en zo, waardoor je makkelijker delen kan vervangen of aanpassen.
Ik heb gekozen om de bovenplaat en de onderplaat omsluitend te maken, hiermee bedoel ik dat de wanden erin gesloten zitten. Dit zorgt voor een zeer vast en sterk geheel.
In de bovenbrug heb ik nog een extra plaat gestoken met de diameter van de buis, opdat deze er loodrecht in zou zitten.
MIDDENBRUG
Bij de middenbrug heb ik ook het systeem van mijn vorige post uitgewerkt, waarbij het frame kan verschoven worden en vastgezet worden, zodat het volledige systeem instelbaar is.
Er zit namelijk links en rechts een buis geklemd tussen 2 plaatjes die je kan verschuiven door de sleuven en aandraaien met de bouten.
Er zitten iedere keer boven en onder 2 plaatjes boven elkaar, 1 met de buitendiameter van het kleinste profiel zodat de dikste buis niet kan verschuiven en ertussen blijft zitten en 1 met de buitendiameter van het dikste profiel zodat deze vast blijft zitten.
Wat niet op de tekening te zien is is de plaat die er nog boven moet, omdat deze deel is van Dries zijn behuizing.
Ook heb ik gekozen om in het midden een tussenplaatje te steken voor de versteviging. Zodat wanneer de bouten aangedraaid worden de platen niet teveel samentrekken.
Omdat ik geen bouten vond die groot genoeg waren heb ik gekozen om schroefdraad op afstand te zagen en daar een borgmoer op te draaien. Zo heb je eigenlijk een zelfgemaakte bout. Bovenaan heb ik voor 2 vleugelmoeren gekozen omdat deze makkelijk aan en los te draaien zijn door de gebruiker.
PROBLEMEN:
- Doordat het frame maar langs 1 kant op een plaat steunt trekt het frame scheef, en de instelbaarheidsplaatjes zitten niet vast genoeg om deze kracht tegen te werken, waardoor ze verschuiven en dus ontregeld geraken.
- Ook is er teveel speling tussen de 2 buizen waardoor de precisie niet voldoet.
- 1 enkel verstevigingsplaatje volstaat niet, de platen buigen nog steeds teveel door.
OPLOSSINGEN
- Ik denk van het instelbaarheidssysteem over boord te gooien en gewoon te opteren voor gelasercutte glijlagers in ABS.
ONDERBRUG
Om de opspanning van het frame te verwezenlijken moet dus ook langs onder het zelfde systeem toegepast worden als vanboven, met schroefdraadstuk-opening. Daarom heb ik gekozen om alle tussenplaatjes om deze opspanning te verwezenlijken in te bouwen en te omsluiten. Zo hoef ik geen boutverbindingen te gebruiken voor deze tussenplaatjes.
Ook vanboven weer 1 omsluitende plaat voor de stevigheid van het onderdeel. Overal opnieuw kantelen gebruikt en bouten, deze zijn namelijk zeer stevig en losneembaar.
LINKERBLOK:
Op dit deel komt het wieltje te staan. Ik heb een standaard wiel gevonden in de Hubo. Deze rollen zeer goed, en zijn ideaal voor de machine.
Omdat de schroefdraadstang vast gedraaid moet worden met een boutje voor de totale opspanning van het frame, kan deze niet op het zelfde plaatje als het wiel. Daarom heb ik ervoor gezorgd dat we aan deze kant met 3 tussenplaatjes werken. De bovenste om ervoor te zorgen dat de buis er recht in zit, de middelste voor de opspanning van het frame (waar het schroefdraadstuk door moet) en de onderste voor de bevestiging van het wieltje.
Tussen de bovenste 2 plaatjes en de onderst 2 heb ik plaats gehouden voor de bevestiging van het wieltje met boutjes.
RECHTERBLOK:
Zelfde systeem als linkerblok behalve dat er geen nood was aan een plaatje voor het wiel.
OPSPANNING VAN DE DRAAD:
De opspanning van de draad moet instelbaar zijn zowel verticaal als horizontaal opdat we een groot aantal vormen zouden kunnen uitsnijden.
Na lang denken heb ik het volgende systeem ontwikkeld:
De draad kan langs 1 kant los- en vastgedraaid worden. Waarna men de draad in verschillende groeven kan vasthaken. Tussen elke groef zit er een verschil van 5 graden.
Wanneer men de draad langs elke kant in een groef heeft vastgehaakt kan men de draad terug aanspannen, waardoor de draad strak blijft onder de gekozen hoek.
Langs 1 kant moet de draad dus gewoon vastzitten. Hiervoor heb ik een O-vijs gebruikt waarrond de draad enkele keren gedraaid kan worden.
Langs de andere kant heb ik een vleugelmoerbout gekozen en een schroefdraadstuk die men in de MDF vastklopt. Wanneer men wat lijm (hier 2 componentenlijm) toevoegd kan men de vleugelmoer niet zo makkelijk meer losdraaien en zal de draad de bout ook minder makkelijk losdraaien.
Versie 4.2
-
Het grootste
probleem van versie 5.1 is het feit dat de instelbaarheidslagers hun volledige
werking missen. En een goed glijsysteem is essentieel voor de goede werking van
de machine. Ik vermoed dat de werking van de machine tot nu toe faalde omdat de
afstand tussen de buizen te groot was, en de lengte van de buizen te kort was.
|
OPLOSSING
|
VOORDELEN
|
NADELEN
|
|
Langere buizen
|
-Hoe
langer de buizen, hoe rechter de binnenbuizen op en neer glijden.
|
-De
buizen die ik getest heb in PVC en aluminium hebben een speling van minstens
0.4 mm
|
|
Glijlagers
|
-Bij
glijlagers kan ik zelf de diameter van de lager kiezen aangezien ik die kan
uitlaseren
-Ik kan
zelf het materiaal van de glijlager kiezen
|
-Men
kan maar een beperkt aantal materialen laseren
-Glijlagers
moeten zelf gemaakt worden.
|
-
Ik heb
dan ook besloten het instelbaarheidssysteem volledig overboord te smijten en
voor vaste glijlagers te gaan.
|
MATERIAAL
|
VOORDELEN
|
NADELEN
|
|
MDF
|
-Zeer goedkoop, en wordt reeds
gebruikt voor de andere onderdelen
|
-De
laserrand van MDF is zeer ruw
-Zeer
veel wrijving tussen buis en MDF lager
|
|
ABS
|
-Relatief
goedkoop
-Niet
bros
-Naar
aankoop toe voordelig want wordt al gebruikt in Robbe zijn onderdeel
-Buizen
glijden goed in ABS zolang er niet teveel wringing op komt
|
-Tamelijk
zacht plastiek
-Relatief
vervormbaar
|
|
Plexiglas
|
-Hard
plastiek
-Kan
gesmeerd worden
|
-Duur
om een plaat te kopen voor enkel 2 glijlagers
|
Ik ben dus
voor ABS gegaan omdat dit een makkelijk uitlaserbare plasticsoort is die
redelijk goedkoop is. Ook wordt al ABS gebruikt in Robbe zijn deel, wat de
aankoopprijs vermindert. Plexiglas was misschien nog beter geweest aangezien
dit nog sterker is, maar plexiglas is een pak duurder tegenover ABS, en een bak
brosser.
Ik heb
een aantal lagers uitgelaserd met verschillende diameters.
De
diameter die na opmeten het beste werkte was diameter 12.8, wat dus een speling van 0.2 mm bleek te zijn. Door
de oppervlakteruwheid van de buis was er een te grote wrijving bij de lagers
met een diameter van 12.7 en 12.6.
PROBLEMEN:
o Het gewicht van het frame is te
groot. En doordat het frame maar op 1 plaats ondersteund wordt (links). Komt er
een enorme wringing op de ABS lagers terecht. Omdat ABS redelijk vervormbaar is
ontstaat er dus een enorme wrijving tussen de lagers en de buizen waardoor de
buizen niet vlot op en neer gaan.
Versie 5.0
-
Door al
de testen en probaties die ik in de vorige versies gedaan heb ben ik tot een
fundamentele fout gekomen in mijn ontwerp: het
basisconcept van mijn ontwerp moet aangepast worden! Een conclusie waar ik
eigenlijk al veel vroeger moest toe gekomen zijn
-
De
problemen die mijn vorige concept hadden waren de volgende:
o Het gewicht is niet juist verdeeld waardoor
er een veel te grote wringing op de lagers komt. Dit kan niet opgelost worden
met enkel goede lagers, enkel als deze zeer precies zijn, en zeer lang.
o Het gewicht van het frame is veel te groot
o 2 lagers zorgen voor veel te veel problemen
-
Op
basis van deze conclusies heb ik wat tests gedaan op versie 4.2 met maar 1
buis:
o We vergrootten de afstand tussen de lagers.
Hierdoor gleed de buis rechter op en neer
o
We oefenden druk uit op de
buis om het gewicht van de onderbrug tegen te werken.
o We
probeerder het gewicht ook tegen te werken door middel van een touw die rond de
buis gespannen wordt.
o Ook teste ik met de bovenbrug of een tegengewicht niet de oplossing was. Ik merkte dat het geheel al veel stabieler was, en er een enorm deel van de druk op de lagers wegviel.
-
Hier
een probleemmatrix die ik gebruikt heb om mijn concept aan te passen:
|
OPLOSSINGEN
|
VOORDELEN
|
NADELEN
|
|
Gewicht van het frame wegnemen
|
-Minder groot moment op de lagers = minder wringing
-De machine weegt minder
|
|
|
Tegengewicht gebruiken
|
-Buis staat meer in evenwicht en zal minder wringen in de lagers
|
-Er wordt nog extra gewicht toegevoegd-> machine wordt nog zwaarder
|
|
Afstand tussen de lagers vergroten
|
-De buis zal rechter glijden in de lagers
-De wringing zal minder groot zijn
|
-De machine zal nog groter worden
|
|
Tegenkracht
op de buis uitoefenen
|
-Het moment die de onderbrug
uitoefent op de lagers wordt opgevangen
|
- Krachten zijn moeilijk constant te houden
-Redelijk complex
|
|
Lagers uit
plexiglas proberen
|
-Minder vervormbaar dan ABS
|
-
Waarschijnlijk zal dit niet veel veranderen omdat er nog steeds een grote
wrijving is tussen het frame en de plexi lagers
|
|
Slechts 1 buis meer gebruiken
|
-De buizen moeten niet meer
perfect uitgelijnd worden tov elkaar
-De wrijving van 1 buis valt
weg
|
- Het frame kan los heen en weer draaien in de glijlager.
- Niet meer zo star als voorheen.
|
- Ik heb voor de oplossingen in het rood gekozen. Doordat ik al deze zaken uitvoerig getest heb wist ik dat er een grote kans op slagen was.
-
Om het gewicht van het frame te verminderen heb ik
de volledige bovenbrug weggehaald en vervangen door enkele schijven die voor drukgewicht
op het wiel zouden zorgen. Achteraf gezien deed het gewicht van deze schijven
er niet zoveel toe, maar ze vervangen
wel de functie van de bovenbrug in de opspanning van het frame.
-
Ik heb een buis weggenomen zodat er slechts
wrijving op 1 buis meer komt.
-
Ik heb de afstand tussen de lagers 2 keer zo groot gemaakt zodat er
minder wringing en dus wrijving op de lagers terecht komt.
- Nu moest er wel nog een oplossing gevonden worden op het probleem dat de onderbrug niet mag roteren in zijn glijlager tijdens het draaien. Hier heb ik ook eerst wat voorbereidende experimenten gedaan:
o Een touw spannen die de onderbrug
tegenhoudt.
o Een plaat tegen de zijwanden bevestigen waar
tegen de brug op en neer schuift.
o De rechterbuis in de onderbrug laten zitten,
maar geen lager voor deze buis meer gebruiken. Zodat deze buis enkel op en neer
glijd tegen een opening. Buis = rood, gat= blauw
-
Vervolgens
heb ik een probleemmatrix opgesteld om tot een oplossing te komen:
|
OPLOSSING
|
VOORDELEN
|
NADELEN
|
|
Touw
spannen
|
- Goedkoop
- Makkelijk te installeren
- Niet veel wrijving
|
- Buigt veel te sterk door
- Moet enorm hard aangespannen worden
|
|
Rechterbuis
laten zitten en door gat laten glijden
|
- Geen extra materiaal nodig
- Stevige oplossing
|
- Veel wrijving tussen buis en MDF gat
|
|
Plaat langs
de behuizing waartegen de onderbrug op en neer schuift
|
- Eenvoudig
|
- Enorm veel wrijving
|
|
Wiel langs de zijkant van onderbrug die op en neerrolt tegen een wand
aan de behuizing
|
- Enorm weinig wrijving
- Zeer stevig, rijdt er zeer
rechtlijnig over
- De bokwielen worden per 2
verkocht, dus geen extra materiaal nodig
|
- Redelijk
complex
|
|
De
linkerbuis vervangen door een vierkant profiel die in een vierkante lager
glijd
|
- Vierkant profiel voorkomt dat
de buis nog kan draaien
|
- Enorm
veel wringing
|
-
Ik heb
dus voor de oplossing met het wiel gekozen omdat op die manier de wrijving met
de wand bijna nihil is, en de onderbrug echt niet meer kan afwijken of verder
roteren.
-
Hier
een foto van de oplossing:
-
Wanneer
we de machine nu testen werkt de overbrenging/volgsysteem zeer goed. Een grote
opluchting!
Geen opmerkingen:
Een reactie posten