Systematik für Bauteile Vorschlag TF - Versionsgeschichte

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Diese Seite enthält Überlegungen für eine Systematik für Bauteile des [[Universal Prototyping Kit]] (UniPro-Kit).

== Bestandsaufnahme ==

Zunächst ist zu klären, was für Arten von Teile mit welchen grundlegenden Eigenschaften für typischen Anwendungen benötigt werden. Damit wir nicht das Rad neuerfinden, ist es hilfreich erstmal zu recherchieren, was es an vergleichbaren Standards gibt (siehe [[Universal_Prototyping_Kit#Literatur_und_Links]]). Im Besten Fall gibt es bereits einen passenden
[http://wiki.opensourceecology.de/wiki/Open_Source_DIN-Normen DIN]- oder ISO-Standard, auf den einfach verwiesen werden kann. Beispielsweise macht es vermutlich wenig Sinn, sich einen eigenen Standard für Schrauben auszudenken, statt auf das [http://de.wikipedia.org/wiki/Metrisches_ISO-Gewinde Metrisches ISO-Gewinde] zu verweisen.

Eine Umfangreiche Liste von vorhandenen Standards und Normen, die möglicherweise zu Teilen für OSE übernommen werden könnten, steht unter [[Liste von möglichen OSE-Standards]].

=== Vorhandene Open Hardware Systeme und ihre Grundmaße ===

{| class="wikitable"
! Name
! Kurzbeschreibung
! Parameter
|-
| [http://www.kickstarter.com/projects/ttstam/openbeam-an-open-source-miniature-construction-sys OpenBeam]
| Extrudierte Aluminiumprofile
| 15x15mm, 3mm Nut, M3 Schrauben
|-
| [http://www.thingiverse.com/thing:24886 OpenRails]
| Schienen und Rollen für Linearbewegung, kompatibel mit OpenBeam
|-
| [http://www.makerbeam.eu/ Makerbeam]
| Extrudierte Aluminiumprofile
| 10x10mm , M3 Schrauben ([http://www.makerbeam.eu/epages/63128753.sf/en_GB/?ObjectPath=/Shops/63128753/Categories/%22AboutUs%20MakerBeam%20.eu%22/Specifications siehe Profil])
|-
| [http://www.makeblock.cc Makeblock]
| Umfangreicheres System vgl. wie Lego Technik (kompatibel aber stabiler)
| 8mm Raster, z.B. 8x24 und 8x8, 4mm Lochdurchmesser, M4 Schrauben
|-
| [http://openstructures.net OpenStructures]
| Allgemeines Konzept für kompatible OpenHardware
| 40mm Raster mit 10mm Lochabstand
|-
| [http://bitbeam.org Bitbeam]
| Holzstangen, kompatibel zu Lego
| 5/16"x5/16" (~7,93mm), 8mm Lochraster, 4.8 mm Lochdurchmesser,
|-
| [http://www.gridbeam.com Gridbeam]
| Quadratische Stangen für Möbel u.v.a.m
| 1.5"x1.5" (~38.1mm) und 1.5" Lochabstand, 5/16" (~7.93mm) Schrauben ca 70mm Länge
|-
| [http://ma.juii.net/blog/gridbeam-boxes Gridbeam-Box]
| Gridbeam-Variante
| 50mm Lochraster, 8.5mm Löcher für M8-Schrauben (bz. 6.5mm für M6)
|-
| [http://contraptor.org Contraptor]
| Aluwinkel mit Lochraster
| 25,4mm (1") Lochraster, 6.35mm (1/4") Löcher für 10-24er (ca. 4,8mm) Schrauben
|-
| [http://reprap.org/wiki/Cheapskate Cheapskate]
| Cheapskate - linear motion and bearing system
| based on aluminum extrusion such as 80/20 and similar, as well as one of the most common bearings, the 608 skateboard bearings
|-
|}

[[File:Grids8mm40mm.svg‎|OpenStructures und Lego-Raster im Vergleich]]

40mm x 40mm Raster von OpenStructures (schwarz) und 8mm x 8mm Raster von Lego/Makeblock/Bitbeam (blau)

== Systematik ==

=== Rahmenbedingungen und Vorgaben ===

1. Mit "Systematik" ist hier ein Formalismus gemeint, mit dem sich jedes beliebige Bauteil in eine Systematik einordnen lässt und mit einer eindeutigen Teil-Nr. versehen werden kann.

2. Darüberhinaus sollten aber auch noch weitere Informationen dem Bauteil beigefügt werden können, wie z.B. eine graphische Darstellung, aus der z.B. Bemaßungen hervorgehen können. Diese sollte min. in 2D vorliegen und kann aber ggflls. auch noch durch eine 3D-Version ergänzt werden. Letztere hätte den Vorteil, das vermittels einer ganzen 3D-Library von solchen Bauteilen in CAD-Programmen damit schon Geräte oder Maschinen zusammengesetzt bzw. konstruiert werden können, ehe man physikalisch auch nur ein einziges Metallteil zurechtgesägt hat. Derartige Libraries sind genau die Voraussetzung damit ein Programm wie Solidworks aus einer 3D-Konstruktion automatisch Stücklisten erstellen kann. Gleiches gilt übrigens auch für elektronische Bauteile, z.B. kann Eagle auch mit entsprechenden Elektro-Bauteile-libraries Stücklisten automatisch generieren (oder auch 3D-Darstellungen einer Schaltungs-Platine).

3. Eine andere wichtige Zusatzinformation wären eine oder mehrere Quellenangaben, d.h., wo kann man das Teil kaufen, wo in De und wo in anderen Ländern. Wie lautet dabei die BestellNr. des jeweiligen Anbieters (und , vielleicht noch als grobe Orientierung, wie war der Preis davon im Jahre 2012) ?

4. Manche Teile gibt es nicht zukaufen oder aber sind günstiger selbst anzufertigen. In diesem Fall könnte man eine Beschreibung beifügen, wie das Teil (wenns geht mit möglichst einfachen Mitteln , Stichwort: DIY-able) selbst hergestellt werden kann, dabei kann es auch mehrere unterschiedliche Verfahren geben.

5. In manchen Fällen, wo man z.B. eine gewisse erforderliche Präzision erreichen will, oder auch einfach nur größere Stückzahlen benötigt, kann es sinnvoll sein, sich ein einfaches Hilfswerkzeug oder Hilfsteil für die Selbstherstellung zu bauen, als Beispiel möchte ich hier eine Bohrlehre nennen. Diese Art von Hilfstools werde ich im folgenden als "Jig" bezeichnen. Nach meiner Vorstellung würde also ausser dem Bauteilekatalog noch parallel ein kleinerer Katalog gepflegt werden, indem solche Jigs aufgeführt werden, ev. auch mit einer Herstellungsanleitung für das Jig selbst. Auf jedenfall aber mit einer eindeutigen Jig-Nr., denn es könnte ja immerhin sein, das ein bestimmtes Jig sowohl bei der Herstellung von Bauteil X als auch von Bauteil Y eingesetzt werden kann.

Die ganze Sache besteht dann hinterher in der Praxis aus zwei wichtigen Elementen:

Das eine wäre die Systematik selbst, d.h., eine Reihe von Vorschriften, Formalismen und Listen, die in etwa dem oben gesagten entsprechen aber natürlich noch etwas detaillierter ausgeführt sind und dazu dienen, ein neues Bauteil (oder ein Jig) sinnvoll einzugliedern und ihm eine eindeutige Bauteile-Nr. zuordnen zu können.

Das andere wäre eine Datenbank in der die ganzen Bauteile und Jigs gepflegt werden. Hier könnte man sich z.B. auch zugehörige 3D-Librarys runterladen oder nachschlagen wie ein bestimmtes Bauteil entweder selbst hergestellt werden kann oder wo man es kaufen kann.

----

=== Grund-Kriterien für die Einordnung eines Bauteils: Teil-Nr. und Datenblatt ===

Neue Bauteile werden nach folgenden Kriterien in die Systematik eingeordnet und mit einer TeilNr. versehen:

* Jede TeilNr. ist eindeutig

* Mittels der TeilNr. kann ein Bauteil in einer Bauteil-Liste eindeutig indentifiziert werden

* Die TeilNr. setzt sich aus mehreren Elementen zusammen, so dass anhand der Nr. schon ein paar grundlegende Aussagen über die Art des Bauteils abgeleitet werden können, wie etwa die Zuordnung zu einer Kategorie. Allerdings sollte dies zugunsten kompakter Teile-Nummern nicht überstrapaziert werden und liefert daher nur einen groben Anhaltspunkt.

* Die detailliertesten Informationen über ein Bauteil sind in einem gesonderten Datenblatt enthalten.

* Ein Datenblatt beschreibt normalerweise nur ein bestimmtes Bauteil, kann aber in Ausnahmefällen auch eine ganze Reihe von Bauteilen enthalten, welche sich nur in einem einzigen Parameter, wie etwa der Länge, unterscheiden. In diesem Falle sind aber sämtliche Teile-Nummern der einzelnen Teile auf dem Datenblatt mit aufzulisten und dem jeweiligen Wert des variablen Parameters zuzuordnen. Der Zweck besteht darin, bei der Erstellung der Datenblätter Redundanz und somit unnötigen Arbeitsaufwand zu minimieren.

* Das Datenblatt enthält desweiteren Angaben zu Bezugsquellen oder Beschreibungen von Herstellungsverfahren sowie zu Jigs die für die Herstellung genutzt werden können.

=== Die TeilNr. : Zusammensetzung und formaler Aufbau ===
'''
''Format: AB000-1111'''''

A = Kategoriegruppe von A bis Z (z.B. Endlosprofile, siehe weiter unten)
B = Hauptkategorie von A bis Z (z.B. T-Slot)
000 = Unterkategorie von 000 bis 999 (z.B. T-Slot 20mm, T-Slot 40mm)
1111 = Angabe der variablen Parameter wie Länge in mm von 0000 bis 9999

Beispiel: T-Slot 20x20x3 in 20, 40, 60mm Länge

AD020-0020
AD020-0040
AD020-0060

----

=== Die Kategorienliste ===

Die Kategorienliste ist eine vordefierte Liste mit den wichtigsten Kategoriengruppen, Hauptkategorien und Subkategorien von Bauteilen. Mit ihrer Hilfe lassen sich neue Bauteile schonmal zumindest grob in eine bestimmte Richtung einordnen und umgekehrt später die Suche nach einem bestimmten Bauteil systematisch eingrenzen.

'''A. Endlos-Profile:'''

AA. L, U, C, I - Profile

AB. Quadrat- und Rechteck-Rohre

AC. Rundrohre

AD. T-Slot

...

'''B. Verbindungsstücke:'''

BA. Winkelverbindungsbleche

BB. Rohrverbinder

BC. Gelenke

BD. Scharniere

...

'''C. Grundplatten'''

CA. Quadrat, Rechteck, jeweils 2, 4, und 6 Lochreihen

CB. Platten mit umgebogenen Rändern

CC. Dreieck- und Trapezartige Formen

CD. Runde Platten

CE. Kreissektorplatten

CF. Nutengrundplatten

...

'''D. Kleinteile'''

DA. Schrauben, Muttern

DB. Unterlegscheiben

DC. Madenschrauben

DD. Nutensteine

DE. Druck- und Zugfedern

...

'''E. Achsen und Zubehör'''

EA. Wellen

EB. Gewindestangen

EC. Kugellager und Lagerböcke

ED. Stellringe und Stellklötze

EE. Flansche

EF. Wellen-Kupplungen

...

'''F. Räder und Rollen'''

FA. Räder

FB. Laufrollen

FC. Lochscheibenrad

...

'''G. Getriebeteile'''

GA. Zahnräder

GB. Kegelzahnräder

GC. Kronräder

GD. Schnecken

GE. Pulleys und Zahnriemen

GF. Ritzel und Ketten

...

'''H. Motoren und Zubehör'''

HA. Steppermotoren

HB. Servos

HC. Schalter

...

'''I. Elektronik'''

IA. uC-Controller

IB. Sensoren

...
== Literatur und Links ==

{| class="wikitable"
|-
! Referenz !! Beschreibung
|-
| [http://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_DIN-Normen] || Auflistung aller DIN-Normen bei Wikipedia
|-
| [http://www.maedler.de/Category/1643/1126.aspx] || Bauteilekatalog von Maedler, in dem auch u.a. DIN-Bauteile gelistet sind
|-
| [http://sketchup.google.com/3dwarehouse/cldetails?mid=52cb9fb2285d5430e6c2fe511bdf4d8b&prevstart=0&start=48] || Maedler bei Sketchup Warehouse
|-
| [http://cadenas.partcommunity.com/portal/portal/cadenas?firm=maedler] || Maedler bei Cadenas
|-
| [http://www.tracepartsonline.net/(S(uh2vkh55rjgz4nqcfbatfaul))/ws/hicad/index.aspx] || Hersteller-orientierter Bauteilekatalog
|-
| [http://b2b.partcommunity.com/community/PDF+Catalogs/home] || Hersteller-orientierter Bauteilekatalog
|-
| [http://www.firstcadlibrary.com/] || CAD-Library
|-
| [http://www.norelem.de/App/WebObjects/XSeMIPSNORELEMDE.woa/cms/page/locale.deDE/pid.7.11.1034/Produkt%C3%BCbersicht.html] || Norelem, Anbieter von Normbauteilen
|-
| [http://books.google.de/books?id=r3irIpteJZIC&pg=PA621&lpg=PA621&dq=DIN+EN+755&source=bl&ots=CwMzdghK1u&sig=4rv9tUh-QvJ7DBdGLvbFJe0qftM&hl=de&redir_esc=y#v=onepage&q=DIN%20EN%20755&f=false] || eBook zur Einführung in die DIN-Normen
|-
| [http://books.google.de/books?id=Ui4BryMgB7wC&lpg=PP1&pg=PP1&redir_esc=y#v=onepage&q&f=false] || "How to build with Gridbeam", eBook von Phil Jergenson,Richard Jergenson,Wilma Keppel
|-
| [http://www.gridbeam.com/wp-content/uploads/2012/11/Box-Beam-Source-Book.pdf] || "Box Beam Sourcebook", eBook von Phil Jergenson,Richard Jergenson. (Tip: Enthält u.a. auch tolle Entwürfe von elektrischen Fahrzeugen, teils mit Solarbetrieb)
|-
|}

[[Category: -OSEG 400 - Bereich Technologie]]
[[Category: -OSEG 402 - UniPro-Baukasten]]

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 === Die TeilNr. : Zusammensetzung und formaler Aufbau ===
-'''
+'''''Format: AB000-1111-MAT'''''
 Beispiel: T-Slot 20x20x3 in 20, 40, 60mm Länge
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+[[Category:OSEG - UniPro-Baukasten]]

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 === Die TeilNr. : Zusammensetzung und formaler Aufbau ===
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-''Format: AB000-1111'''''
+''Format: AB000-1111-MAT'''''
 A = Kategoriegruppe von A bis Z (z.B. Endlosprofile, siehe weiter unten)
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 = Unterkategorie von 000 bis 999 (z.B. T-Slot 20mm, T-Slot 40mm)
 = Angabe der variablen Parameter wie Länge in mm von 0000 bis 9999
 Beispiel: T-Slot 20x20x3 in 20, 40, 60mm Länge
-  AD020-0020
+  AD020-0020-ALU
-  AD020-0040
+  AD020-0040-ALU
-  AD020-0060
+  AD020-0060-ALU