Berechnung der Zylinderhöhen und
Volumen
Zu Beginn der Konzeptionsphase
mussten die verschiedenen Volumen berechnet werden, damit die
Abmessungen des Bechers zur Konzeption und Konstruktion ermittelt
werden konnten.
Bild 1: Berechung der Zylinderhöhe
Bild 2: Berechnung des Gesamtvolumen
Bild 3: Berechnung der Volumen
Tests zur Überpfrüfung
der Funktionsprinzipien
Damit die konzepierten
Funktionsprinzipien auch das gewünschte Ergebnis liefern, wurden
die einzelnen Funktionsprinzipen vorab getestet. Hierfür wurden
kleine Versuchsaufbauten konstruiert und aufgebaut.
Wägezelle:
Um die
Funktionsweise und Tauglichkeit der Wägezelle als Messmittel,
zwischen Becher und Griff, zu überprüfen, wurde ein Versuchsaufbau
konzepiert, mit dem eine Aussage zur Tauglichkeit möglich ist, ohne den kompletten
Becher drucken zu müssen. Dies würde bei einer Untauglichkeit
Zeit und Material sparen.
Bild 4 & 5: Versuchsaufbau zur
Überprüfung der Tauglichkeit der Wägezelle
Bild 6: Versuchsaufbau zur Überprüfung
der Tauglichkeit der Wägezelle
Die Tests haben gezeigt, dass die Wägezelle, zwischen Becher
und Henkel, als Messmittel verwendet werden kann. Die Wägezelle war
in der Lage das Gewicht der Flasche auf 10g genau zu messen, was für
die Anwendung von hinreichender Güte ist. Bei den Tests sind zudem
Optimierungspotenziale am Griff sichtbar geworden, welche nun in einer zweiten Version angepasst werden.
Salzdosiereinheit:
Da in der Konzeptionsphase die
Skalierung des Motors schwer eintschätzbar war, wurden drei
zur Verfügung stehende Schrittmotoren getestet.
Bild 7 & 8: Versuchsaufbau zur Testung
der Aktorik
Bild 9: Versuchsaufbau zur Testung der
Aktorik
Bild 10: Untersuchte Schrittmotoren
Die Tests haben gezeigt, dass das Konzept umsetzbar ist, jedoch
hatten die Motoren zu wenig Drehmoment, um die Dosierscheibe, beim
Einfluss von geringen Reibwiderständen, konstant zu drehen.
Unter Berücksichtigung der
begrenzten Versorgungsspannung von 5V, hat schlussendlich der NEMA
14 Schrittmotor die beste Performance geliefert und wurde somit für
die Anwendung ausgewählt.
Der Zahnriementrieb erwies sich
aufgrund der benötigten Vorspannkraft und den daraus resultierender
Spannungen, als ungeeignet für die Anwendung. Aus diesem Grund wurde
das Antriebskonzept auf ein einstufiges Zahnradgetriebe umgestellt.
Durch die daraus verringerte Reibung sowie einem getriebebedingten
höheren Drehmoment, verfügt die Anwendung nun über ausreichend
Antriebsmoment.
Bild 11: Konzept mit Zahnradübersetzung
Da die Antriebsaktorik auf
einem Schrittmotor basiert, für eine einfache Umsetzung der
Wegsteuerung, ist die Einbindung eines geeigneten Referenzsystems
notwendig. Zu diesem Zweck verfügt die ConSALTing Machine über eine
LED-Photodioden-Kombination, mit der sich kostengünstig und
effizient die Position der Dosierscheibe bestimmen lässt.
Bild 12: Umsetzung des Referenzsystems
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