Style-1-Zylinder:Bodenplatte

Felix Kistler, 16.06.2024 - Abschlussbemerkung

Die Anbindungskonzepte der Bodenplatte und Boilerbodenplatte müssen im Prototypenbau der 2-Zylinder-Maschine hinsichtlich Montierbarkeit verifiziert werden.

Felix Kistler, 09.06.2024

Im Zuge der Konstruktion der Bodenplatte der 2-Zylinder-Maschine wurde die Bodenplatte der 1-Zylinder-Maschine nochmals umkonstruiert.

Unterteilung in Bodenplatte und Boilerbodenplatte

Zur verbesserten Vormontierbarkeit des Boilers wurde eine Boilerbodenplatte eingeführt.

Die Boilerbodenplatte wird über einen runden Ausschnitt aus der Bodenplatte realisiert. Die inneren und äußeren Spannhaken werden zusammen mit der Boilerbodenplatte und dem Versteifungsring verschraubt und stellen ein eigenständiges System dar, welches vormontiert eingelagert werden kann. Die Befestigung des Boilers samt Boilerbodenplatte und Verspannsystem an der Bodenplatte erfolgt über die drei Anbindungsbohrungen des Auffangbehälters auf der Unterseite der Bodenplatte.

Beim Anbindungskonzept der Boilerbodenplatte erfolgt die Befestigung über sechs M3x12 Zylinderkopfschrauben, die von unten durch die Boilerbodenplatte und die äußeren Spannhaken geführt und anschließend in ein M3-Gewinde im Versteifungsring geschraubt werden.

Beim Anbindungskonzept der Bodenplatte erfolgt die Befestigung über drei M3x20 Zylinderkopfschrauben, welche von unten durch den Auffangbehälter, durch die Bodenplatte und den Boilerboden geführt werden und anschließend in ein M3-Gewinde im Versteifungsring geschraubt werden. Die Aussparung, in welcher sich die Bodenplatte nach der Endmontage befindet, ist in Rot dargestellt.

Bei der Vormontage des Boilers fehlt die Bodenplatte, sodass die rot markierte Aussparung leer bleibt. Versteifungsring, Boilerboden, Boilerbodenplatte und Auffangbehälter werden mithilfe der drei M3x20 Schrauben miteinander verschraubt. Bei der Endmontage müssen die drei M3x20 Schrauben wieder gelöst und der Auffangbehälter demontiert werden. Dann wird der Boiler in die Bodenplatte gesetzt und das System mit dem Auffangbehälter wieder miteinander verschraubt.

Die Konstruktion wird mithilfe vom M3-Senkkopfschrauben fixiert, die durch den Auffangbehälter und die Bodenplatte geführt und in den Versteifungsring geschraubt werden. Dafür werden in der Bodenplatte Durchgangsbohrungen und im Versteifungsring Kernlochbohrungen angebracht, in die M3-Gewinde geschnitten werden. Für die Fertigung der Bodenplatte und Boilerbodenplatte soll beim Blechfertiger angefragt werden, ob die Boilerbodenplatte direkt aus der Bodenplatte geschnitten werden kann, um so zwei Teile zu generieren, die perfekt ineinanderpassen. Der Versteifungsring soll aus dem Werkstoff MS58 über CNC-Fräsen gefertigt werden.

Anpassung der Bohrungen für Montage des Boilers auf Bodenplatte

Die Bodenplatte wurde mit entsprechenden Aussparungen für die Anbauteile des Boilerbodens versehen. Die Durchmesser einiger Bohrungen in der Bodenplatte wurden vergrößert. Die Langlöcher für die Tanks wurden auf die Mitte verlegt und die Lage der Bohrungen in den Tankböden entsprechend angepasst. Die Aussparungen für die Lanzen wurden auf eine vertikale Linie mit den beiden Tanks gesetzt.

Adaptierung der 1-Zylinder-Bodenplatte für 2-Zylinder-Maschine

Sobald die Konstruktionsanpassung der 1-Zylinder-Bodenplatte abgeschlossen war, wurde diese für die 2-Zylinder-Maschine adaptiert.

Felix Kistler, 07.11.2023

Die Bodenplatte der 1-Zylindermaschine muss an die Anforderungen der 2-Zylinder-Maschine angepasst werden. Dazu gehört die Definition der Dimensionen sowie das Erstellen der Blechausschnitte für die hinzukommenden Komponenten. Die Blechausschnitte für die einzelnen Komponenten sollen so positioniert werden, dass das Blech trotz der Ausschnitte eine möglichst hohe Biegesteifigkeit aufweist.

Stefanie Diener, 15.02.2023 - Abschlussbemerkung

Die Bodenplatte wurde an den aktuellen Stand (15.02.23) der Konstruktion angepasst. Alle Änderungen anderer Baugruppen (Brühturm, Glasboiler, Unterbau) wurden aufgenommen.

Stefanie Diener, 10.02.2023 - Anpassungen an der Bodenplatte

Stefanie Diener, Bodenplatte

BodenplatteDurch die Konstruktionsarbeiten an Glasboiler und Brühturm sowie die Änderungen am Unterbau haben sich Änderungen an der Bodenplatte ergeben. Diese wurden im CAD-Modell (Stand 15.02.23) angepasst und sind hier vermerkt:
① Vergrößerte Tiefe: Die Position des Brühturms hat sich verändert (siehe Martin Aspacher, 16.11.2022 - Limitieren von Freiheitsgraden). Um die gewünschte Position der Siebträgeraufnahme über dem Abtropfblech zu erreichen, wurde die Bodenplatte vergrößert.
② Abflussbohrungen: Aus Optik- und Symmetriegründen wurden die Abflussbohrungen neu positioniert.
③ Befestigung Abtropfwanne: Die für die Befestigung der Abtropfwanne notwendigen Bohrungen wurden hinzugefügt.
④ Aussparungen Spannhaken: Für die Neukonstruktion der Spannhaken wurden Aussparungen und Bohrungen eingefügt. Details siehe Stefanie Diener, 17.12.2022 - Konstruktionsdetails Spannhaken.
⑤ Aussparung Glasboiler: Um eine höhere Steifigkeit der Bodenplatte zu erreichen, wurde die große Aussparung für den Boilerboden so reduziert, dass nur noch die notwenigen Bohrungen für die Durchführungen vorhanden sind.
⑥ Aussparung Brühturm: Um den benötigten Freiraum zur Unterbringung des Multifunktionsventils am unteren Ende des Brühturms zu gewinnen und um die Montage zu erleichtern, wurde die Größe der Aussparung in der Bodenplatte angepasst.
⑦ Aussparung Abtropfwanne: Die für die Abtropfwanne und das Abtropfblech vorgesehene Aussparung wurde von 185 mm auf 180 mm reduziert. So wird ermöglicht, dass die Schmutzwasserleitungen im nicht sichtbaren Bereich abgeleitet werden können. Details siehe Abtropfwanne.

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.

Durch Anpassungen des Unterbaus werden ggf. Anpassungen der Bodenplatte erforderlich.

Erik Reitsam, 18.09.2022 (Abschlussbemerkung)

Dimension und Platzierung der Ausschnitte in der Bodenplatte wurden definiert. Die Bodenplatte hat eine Länge von 495 mm und eine Breite von 428 mm. Die maximale Länge, mit der die Bodenplatte konstruiert werden könnte, beträgt 520 mm. Die Größe der Ausschnitte wurde zur Erhöhung der Steifigkeit reduziert. Alle Ausschnitte, die zur Verschraubung von Komponenten vorgesehen sind, sind als Durchgangsbohrungen DIN EN 20273 - Reihe Mittel ausgeführt.

Alle Ausschnitte werden vom Lieferanten gefertigt. Eine Entgratung der Bodenplatte erfolgt bereits durch den Lieferanten. Eine Nachbearbeitung der Ausschnitte für die Teewasser- bzw. Dampflanze ist im Protoypenbau erforderlich. Beide Ausschnitte müssen mit einer Reibahle Durchmesser 14H7 gerieben werden. Die Fase an den Bohrungen zur Befestigung der Tanks muss auf der Unterseite mindestens 0,1 mm betragen. Sofern die Fasen nicht bereits durch die werksseitige Entgratung entstanden sind, müssen diese durch Senken der Bohrungen angebracht werden.

Da der Brühturm die einzige Komponente ist, zu dessen Befestigung Spannstifte vorgesehen ist, sollte mit dessen Montage begonnen werden. Dazu müssen Versteifungsblech, Anbindungsrahmen, Bodenplatte und das Verbindungsstück des Brühturms positioniert und verschraubt werden. Die Spannstifte können dann von der Unterseite eingeschoben werden. Die Baugruppe kann dann auf dem Anbindungsrahmen und Versteifungsblech abgestellt werden. Beide Tanks werden mit der Bodenplatte und dem Anbindungsrahmen versschraubt. Teewasser- und Dampflanze können nun in die Bodenplatte samt Anbindungsrahmen eigesetzt und mit einer niedrigen Sechskantmutter ISO 4035 - M14 - A2-70 verschraubt werden. Die Dampflanze wird in dem linken Ausschnitt montiert, die Teewasserlanze im rechten Ausschnitt. Der Boiler wird auf der Bodenplatte positioniert und mitsamt des Auffangbehälters, der an der Unterseite der Bodenplatte angesetzt wird, verschraubt. Dazu müssen die drei Schrauben in den äußeren Teilen der unteren Spannhaken durch Zylinderschrauben ISO 4762 - M3 x 16 - A2-70 ersetzt werden.

Die Herstellkosten der Bodenplatte betragen 85,26 € bei der Bestellung für die Stückzahl 1 bzw. 65,50 € pro Stück für die Stückzahl 10.

Erik Reitsam, 21.07.2022

Es soll geprüft werden, ob der kreisförmige Ausschnitt für den Glasboiler in der Bodenplatte kleiner dimensioniert werden kann. Der Boilerboden wurde mit einem kreisförmigen Absatz konstruiert, der in den genannten Ausschnitt der Bodenplatte eingesetzt werden soll. Dieser Absatz verhindert eine Verkleinerung des Ausschnitts.

Erik Reitsam, 19.07.2022

Aufgrund konstruktiver Änderungen am Tankboden wurde der Ausschnitt für die Befestigungselemente des Tankbodens und die Bohrungen für die Befestigungsschrauben an der Bodenplatte angepasst. Beide Befestigungselemente am Tankboden werden über M5 Gewindeeinsätze mit dem Tankboden verschraubt. Somit kann ein Ausschnitt in Form eines Langloches genutzt werden, was eine höhere Steifigkeit aufgrund der kleineren Fläche des Ausschnitts bewirkt.

Die Platzierung des Brühturms und der Lanzen ist noch nicht final definiert. Gegebenenfalls ändert sich aufgrund Designansprüchen noch die Position der Tanks.

Erik Reitsam, 29.06.2022

Die Ausschnitte in der Bodenplatte sollen nur so groß wie nötig sein. Große kreisförmige ausschnitte unterhalb der Tanks verringern die Stabilität. Die Ausschnitte für die Anschlusselemente (ELSA Einschraub-Verschraubung und Temperatursensor) sollen nur geringfügig größer sein als die Anschlusselemente selbst. Die Anschlüsse müssen ohne Spezialwerkzeug angeschraubt werden können.

Erik Reitsam, 22.06.2022

Die Bodenplatte ist ein Edelstahl-Blech mit 4 mm Dicke, an das auf der oberen Seite die sichtbaren Komponenten Tanks, Boiler, Brühturm, Teewasserlanze und Dampflanze angebracht sind. An der unteren Seite ist der Anbindungsrahmen mit allen Komponenten des Unterbaus angebunden. Die Bodenplatte überdeckt die Schnittkanten der Arbeitsplatte im Falle der Untertischvariante um 5 mm. Damit ergibt sich ein auszuschneidendes Rechteck aus der Arbeitsplatte von 415 mm Breite und 485 mm Länge.

Die Maße der Bodenplatte betragen 425 mm Breite und 495 mm Länge.

Für die Anbindung des Glasboilers ist das Lochbild des Ursprünglichen Bodenblechs des Prototypen übernommen worden. Durch die größere Materialstärke der Bodenplatte und des zusätzlichen Anbindungsrahmens auf dessen Unterseite muss die Schraubenlänge der 6 Zylinderschrauben ISO 4762 - M3 x 16 - 8.8 auf 18 mm erhöht werden. Der Glasboiler ist mittig im hinteren Teil der Maschine platziert.

im Zentrum der Maschine befindet sich der Brühturm, der über ein Verbindungsstück aus Messing an der Bodenplatte befestigt wird. Dafür werden zwei Zylinderschrauben ISO 4762 - M5 x 18 - 8.8 von unten durch die Bodenplatte in das Verbindungsstück eingeschraubt. Zum Aufnehmen der Querkräfte wird der Brühturm zusätzlich mit zwei Spannstiften ISO 13337 - 4 x 12 - A1 mit der Bodenplatte verbunden. Die Spannstifte werden von Unten durch die Bodenplatte in das Verbindungsstück eingebracht. In der Bodenplatte sind für die zwei Schraubverbindungen zwei Bohrungen mit dem Durchmesser 5,5 mm (Durchgangsloch Reihe mittel) eingebracht. Die Bohrungen in der Bodenplatte für die Spannstifte haben einen Durchmesser von 4 mm. Der Brühturm musste aufgrund der Größe des Verbindungsstücks und dem daraus resultierenden zu geringen Abstand zum Glasboiler um 10 mm in Richtung der Abtropfwanne verschoben werden.

Die Beiden Tanks werden mit je vier Schrauben befestigt. Da der Tank keine nennenswerten Belastungen erfährt, werden aus Kostengründen Zylinderschrauben ISO 4762 - M3 x 16- 8.8 genutzt. Somit wird die Anzahl unterschiedlicher Schraubendimensionen bei der Montage der Espressomaschine reduziert.

Die Teewasser- und Dampflanzen werden von der Oberseite in die zugehörige Bohrung der Bodenplatte eingesetzt. auf das Außengewinde wird von der Unterseite eine Mutter aufgeschraubt um die Lanzen zu befestigen. Die genaue Position der Dampf- und Teewasserlanzen wird über eine Passung gewährleistet. Dafür ist je Lanze eine Bohrung mit 14 mm Durchmesser und der Toleranzklasse H7 in der Bodenplatte eingebracht.

Für das Abtropfgitter ist in der Bodenplatte ein Ausschnitt in Form eines Rechtecks mit den Kantenlängen 365 mm und 185 mm. Die Ecken des Ausschnitts sind mit einem 2 mm Radius verrundet. Der Abstand der Schnittkanten zu dem Abtropfblech beträgt somit je Seite 1 mm. Zwischen der Schnittkante und der Abtropfwanne ist auf der kurzen Seite der Abtropfwanne je ein horizontaler Abstand von 20 mm. An der längeren Kante beträgt der horizontale Abstand je 5 mm. Der Ausschnitt ist somit Breit genug, um bei herausgenommenem Abtropfblech die Abtropfwanne noch einfach greifen und herausnehmen zu können.