​Martijn Stienen
De broodrooster
Gedurende de eerste 20 weken van het vierde leerjaar ben ik bezig met het realiseren van een broodrooster. De richtlijnen en vormgeving van het design heb ik toegewezen gekregen. Het is de bedoeling dat de twee afbeeldingen die ik hieronder weergeef door mij gecombineerd worden en uitgewerkt worden tot een technisch en fysiek model.
Hier links onder is de vormgeving weergegeven en aan de rechter kant is het mechanisme te zien dat toegepast moet worden in de broodrooster.
Configuraties van de broodrooster
Om te beginnen ben ik begonnen met het maken van 3 configuraties. De configuraties geven weer hoe dat de onderdelen in de broodrooster geplaatst zouden kunnen worden. Samen met Jan-Willem, de opdrachtgever binnen dit project, kies ik één van de drie configuraties die ik ga uitwerken.
Configuratie 1
Toelichting
Om te beginnen ben ik gestart met het maken van 3 configuraties. De configuraties geven weer hoe dat de onderdelen in de broodrooster geplaatst zouden kunnen worden. Samen met Jan-Willem, de opdrachtgever binnen dit project, kies ik één van de drie configuraties die ik ga uitwerken.
Configuratie 2
Configuratie 3
Gekozen configuratie
Gekozen configuratie
Jan-Willem heeft gekozen voor configuratie nummer 3. Wel wilt hij dat de klep automatisch opent en de boterhammen pas omhoog komen nadat de klep volledig geopend is.
Sheet metal
Ik heb de binnenste metalen bakken/kappen opgezet in sheet metal.
Binnenste behuizing
Buitenste behuizing
Deksel behuizing
Tussentijds gesprek
Op donderdag 13 oktober 2016 heb ik met Otto een gesprek gevoerd over mijn broodrooster. Dit maal ging het over het openings-mechanisme van de broodrooster. Omdat ik de as in de hoek wilde maken en de deksel dan een te lange hefboom zou vormen kwam Otto met het voorstel om de deksel niet horizontaal te openen maar onder een hoek van 45 graden. Op deze manier zou de deksel omhoog gaan waardoor de broodrooster minder ruimte in beslag zou nemen op bijvoorbeeld het aanrecht of op de tafel.
Op deze twee schetsen is te zien dat ik de behuizing eenvoudig heb getekend met de assen op een andere plaats/plaatsen. Zo zou doordat de hefboom minder groot is de deksel minder zwaar zijn waardoor de as niet veel dikker hoeft te zijn.
Snelle fysieke modellen
Het leek Otto wel slim om een paar snelle modelletjes te maken zodat ik er achter kon komen waar ik de as het beste kon plaatsen en of dat ik 1 of 2 deksel delen moest toepassen. Ik heb dit gedaan en ben tot de conclusie gekomen dat de ééndelige deksel beter werkt.
Eendelige deksel
Tweedelige deksel
Tussentijds gesprek
Op 20 oktober heb ik weer een tussentijds gesprek gevoerd over met Otto. Tijdens dit gesprek hebben we verder gepraat over de manier van de bevestiging van de deksel. Hij stelde voor dat ik nieuwe CAD-tekeningen moest gaan maken en de deksel onder niet één maar twee hoeken moest laten draaien.
Hieronder is de manier van bevestigen te zien waarvoor ik heb gekozen. Dit is makkelijk te produceren en bovendien is er op deze manier meer ruimte over voor de boterhammen en verwarmingselementen. Zoals wel te zien is ontstaat er een probleem bij het openen van de deksel.
Ik heb samen met Otto tijdens het gesprek op 20 oktober snel een CAD-bestand opgezet waarin duidelijk zou moeten worden hoe de as geplaatst zou worden. De as zou naar aanleiding van deze vormen onder 2 verschillende hoeken moeten worden gepositioneerd. Helaas is het me nog niet gelukt om dit toe te passen in mijn eigen tekeningen.
Het schietmechanisme
Nadat ik vastliep op het bedenken en toepassen van het mechanisme voor het openen van het deksel ben ik verder gegaan met het schietmechanisme van de bak waarin de boterhammen liggen.
Verplaatsen van de magneet
Omdat het ik concept van de magneet nog niet helemaal goed begrepen had .. Wat volledig mijn eigen schuld was, heb ik deze 180 graden moeten draaien en de gleuf moeten opschuiven.
Een kleine tegenslag
Ik krijg het helaas echt niet voor elkaar om het vleugeldeur idee uitgewerkt te krijgen en het kost me te veel tijd en inspanning om tot een wel werkende vleugeldeur te komen. In overleg met Otto heb ik de knoop doorgehakt en gekozen voor de simpelere oplossing; het normale draaimechanisme. Wel moet ik er bij het toepassen van het normale draaimechanisme rekening mee houden dat de constructie steviger moet zodat hij het gewicht van het metalen deksel én de kap kan dragen.
Aangepaste sheet metal uitslagen
Nu het technische gedeelte van de broodrooster zo goed als klaar is vond ik het wel tijd om de verder uitgewerkte sheet metal uitslagen op de blog te plaatsen.
Buitenste housing
De buitenste housing is zoals te zien is wat complexer geworden dan eerst. Het is de bedoeling dat beide printplaten hier aan bevestigd gaan worden en ik heb vier uitsparingen voor geleiders gemaakt waarop de binnenste housing op zou moeten steunen. De gleuven waar de binnenste housing door geleid wordt is ook van positie veranderd en staat nu onder een hoek.
Binnenste housing
De binnenste housing heb ik flink aangepakt. Ik heb uitsparingen gemaakt die ik om ga buigen. Deze omgebogen plaatjes moeten er voor zorgen dat de warmte-elementen daar in geklemd worden. Het gat dat ik gemaakt heb is voor de magneet.
Technisch model v1
De kunststof behuizing
Een broodrooster wordt vaak gekozen omdat hij er simpelweg mooi uitziet. Dit komt vaak door de behuizing. De behuizing heb ik opgebouwd met surface-modelling op Solidworks. De vormgeving waarop ik mijn behuizing moet baseren is de vormgeving die bovenaan de pagina wordt weergegeven. Hij komt vrijwel overeen met de gemiddelde vorm voor een broodrooster en ik heb deze moeten combineren met de manier van openen van mijn broodrooster.
Onderste deel van de behuizing
Dit is de kap van het onderste gedeelte van de behuizing. Deze wordt verder nog geoptimaliseerd.
Deksel gedeelte van de behuizing
Dit is het deksel van mijn broodrooster zo eenvoudig mogelijk weergegeven. Hij zal nog wat aangepast moeten worden zodat hij toegepast kan worden op mijn model.
Behuizing v2
Onderste deel
Bovenste deel
De uitsparing die ik aan de linkerkant gemaakt heb is met een reden; de binnenste bak waarin het brood gelegd moet worden heeft deze ruimte nodig om in de verticale richting te kunnen bewegen.
Tussentijds gesprek
Ik heb samen met Edwin, onze derde begeleider binnen dit project, op 15 december gesproken over de techniek die ik heb getekend in mijn broodrooster.
Ook hebben we het gehad over alle krachten die ontstaan in de broodrooster en of dat die opgevangen worden waardoor er geen onderdelen zouden kunnen afbreken. Hier heb ik vrij goed over nagedacht tijdens het tekenen en dit heb ik ook doorgenomen met Edwin. Ik heb hem er van kunnen overtuigen dat de krachten geen probleem zouden vormen.
Twee video's over de werking van het mechanisme
Het openingsmechanisme
Ik ben de afgelopen week erg druk bezig geweest met het toepassen en verbeteren van het openingsmechanisme. Ik heb tandwielen toegepast en gebruik gemaakt van een tandheugel dat ik zelf heb moeten tekenen aangezien de tanden onder dezelfde hoek moeten staan als de gleuf waar de as doorheen glijdt. Verschillende hoeveelheden tanden gebruiken op de tandwielen zorgen er voor dat de hoeveelheid rotaties aangepast kunnen worden. Assen waarop de tandwielen draaien zijn alle drie verwerkt in de sheet metal behuizing en makkelijk te assembleren.
​
Ik ben nog niet helemaal tevreden met de werking van het mechanisme aangezien het aantal omwentelingen nog niet helemaal klopt waardoor het deksel in verhouding niet volgens plan opent en dicht gaat .. Otto en ik kijken hier in week 51 nog een keer naar en proberen dit samen op te lossen.
Close-up 1
Close-up 2
Behuizing v3
Toevoegen van de pootjes
Het laatste gedeelte dat ik nog moest toevoegen waren de pootjes. De pootjes heb ik in de skeletonpart toegevoegd met behulp van een revolved surface en vervolgens met trim surface de binnenkanten die ik niet nodig heb verwijderd. Nadat ik dat klaar had heb ik hem opnieuw geshelld en is hij weer bruikbaar als behuizing in mijn assembly.
Eindmodel buitenste behuizing
Voordat de behuizing volledig klaar zou zijn moest ik er nog voor zorgen dat de pootjes mooi overlopen in het grotere gedeelte van de behuizing. Té scherpe hoeken zorgen er tijdens het productieproces voor dat de matrijs moeilijk open en dicht kan gaan waardoor de vorm mogelijk mislukt.
Bevestigingsbusjes
Ook heb ik nog bevestigingsbusjes getekend in de onderste behuizing. Deze dienen ervoor om de grote behuizing te bevestigen aan de grote stalen behuizing.
Gaten voor de lichtknopjes
De áller laatste stap betreft het ontwerpen was het toevoegen van de gaten voor de lichtknopjes die in theorie licht zouden moeten geven wanneer dat één van de optieknoppen wordt ingedruk.
Dit is het uiteindelijke model van het deksel. Aan de bevestigingskant heb ik twee gaten gemaakt zodat ik hiermee het deksel kan bevestigen op het scharnier dat de draaiende onderdelen met elkaar verbindt. De rechthoekige gaten dienen als ventilatiegaten. Via deze gaten zou de lucht die tijdens het opwarmproces verwarmd is de broodrooster moeten verlaten. Aan de onderkant van de grote metalen behuizing bevinden zich de lucht aanzuig gaten. Op deze manier wordt de broodrooster voortdurend gekoeld.
Eindmodel technische tekening
 |  |  |
|---|---|---|
 |  |
Eindproduct Broodrooster
Dit is hem dan.. Hierboven zijn drie afbeeldingen te zien van mijn broodrooster. De broodrooster is erg breed geworden. De oorzaak hiervan is het mechanisme dat mijn opdrachtgever terug wilde zien in het eindproduct. Aan de voorkant zijn drie optieknoppen toegevoegd en drie led lampjes die een indicatie weergeven. De grote knop dient als instelknop van de tijd waarop de broodrooster werkt.
​
Bij het gebruiken van de broodrooster zijn er een paar stappen die doorlopen moeten worden.
​
Stap 1: Duw de schuif naar achteren, hierdoor opent het deksel.
Stap 2: Leg het brood op de rails van de verwarmingselementen. Hier steunen de broden op tijdens het roosteren.
Stap 3: Trek de schuif aan de zijkant naar je toe, hierdoor sluit het deksel.
Stap 4: Druk een optieknop naar wens in en stel de gewenste tijd in.
Stap 5: Wacht geduldig tot dat uw brood geroosterd, ontdooid of simpelweg opgewarmd is ..
​
Op die manier zou mijn broodrooster in praktijk moeten werken als dat alle elektronica op de juiste manier zou worden toegevoegd en zou worden toegepast.
Werktekening 'Tandheugel'
PDF-document van de werktekening
Door op het icoontje hieronder te klikken download je het pdf-document van deze werktekening.
Werktekening 'Binnenste housing'
PDF-document van de werktekening
Door op het icoontje hiernaast te klikken download je het pdf-document van deze werktekening.
DFA analyse
 |  |  |
|---|---|---|
 |  |
DFM analyse
FMEA analyse
Materiaalkeuze
De materiaalkeuze is net als de andere documenten erg belangrijk voor het productieproces. Er zijn veel verschillende spuitgietbare kunststoffen met elk hun voor- en/of nadelen.
Zelfevaluatie broodrooster project
In het PDF-document dat hieronder te downloaden is staat het door mij ingevulde beoordelingsformuler.