CIC - Aluminium Stehlampe Design reflectionRacing

  • Salu zusammen


    Nachdem mein erster CIC-Beitrag der Aluminium Nachttischlampen anscheinend Anklang fand, dachte ich mir, dieses Design liesse sich doch auch ein wenig grösser realisieren. Gesagt getan und so ist mein zweites Projekt für den CIC-Contest entstanden, eine Stehlampe Design reflectionRacing.


    Wieder einmal habe ich die Lampe, ohne Pläne der Mechanik zu zeichnen, gefertigt, Prototyp halt... Am Schluss liess es mir aber doch keine Ruhe und ich habe die Lampe noch in Google Sketchup modelliert. Die Daten kann ich auf Anfrage auch noch reinstellen.
    Da die verwendeten Abmasse nicht mehr als gebräuchlich, geschweige denn handelsüblich bezeichnet werden können, denke ich, dass bei einem Nachbau sowieso geschaut werden muss, welches Rohmaterial man auftreiben kann. Somit können die Masse von den hier verwendeten durchaus abweichen. Von Seiten des Designs lässt sich dies aber bis zu einem gewissen Mass realisieren.


    Die Herausforderung war auch hier wieder eine sehr schlanke Leuchte zu designen, welche ohne irgendwelche sichtbaren Schrauben montiert werden kann.



    Mechanik:


    Rohr:
    Die Lampe besteht, wie die Nachttischlampen auch, aus einem Aluminium Rohr welches ich in zwei Teile gesägt habe. Der Durchmesser der Rohre beträgt aussen 100mm und innen 94mm. Die Wandstärke von 3mm ist mehr als ausreichend. Eigentlich wollte ich wegen des Gewichts eines nehmen mit lediglich 2mm Wandstärke. Diese Abmasse habe ich jedoch nicht bekommen weshalb ich mich auf oben genannten Durchmesser festlegen musste.
    Ein weiteres Problem war die Oberflächenbeschaffenheit des Rohres. Diese war leider alles andere als schön. Kratzer, Bearbeitungsspuren ect. verliefen über die komplette Länge. Da man ein Rohr dieser Länge nicht einfach mal schnell in die Drehbank einspannen und überdrehen kann, habe ich das Rohr von aussen mit der Poliermaschine glänzend poliert. Die meisten Spuren liessen sich so entfernen. Man muss wirklich sehr genau schauen um noch einzelne kleine Kratzer zu sehen.


    Deckel:
    Die Deckel der Rohre wurden ebenfalls aus Aluminium gedreht. Der Durchmesser des Rohmaterials betrug hier 110mm. Dies damit die Deckel auch aussen überdreht werden konnten. Bei einem Durchmesser von 100mm (gleich wie das Rohr) wäre dies nicht mehr möglich gewesen.
    Zuerst wurden von einem Vollstab Scheiben von 30mm Stärke abgesägt, welche danach auf der Drehbank überdreht und so auf Mass gebracht wurden. Der Durchmesser machte es nötig, immer wieder das Drei-, respektive Vierbackenfutter, umzubauen. Einmal mussten die Backen innen, ein anderes Mal wieder aussen greifen. Wie bei der Nachttischlampe wurden auch hier Einstiche für die Plexiglasscheibe gemacht, welche die Deckel oben abschliessen sollen. Pro Deckel sollen schlussendlich sieben Seoul P4 in Warmweiss bestückt werden. Ich habe mich bei der Montageart für Klebpads entschieden um die LED in den Deckeln zu befestigen. Deshalb sieht man hier auch keine Gewinde zur Montage der einzelnen Star Platinen. Um eine gleichmässige Oberfläche zu erhalten, habe ich am Schluss die Deckel noch mit einem Schleifgummi überzogen.


    Zwischenstab:
    Der Zwischenstab wurde nicht aus Aluminium gefertigt. Dieser hätte das doch beträchtliche Gewicht des oberen Rohres nicht, ohne sich durchzubiegen, halten können. Aus diesem Grund wurde hier ein Röhrchen aus Chromstahl verwendet dessen Aussendurchmesser 12mm beträgt.
    Nachdem ich bei den Nachttischlampen das Problem hatte, dass der Zwischenstab nicht weit genug in die Deckel hereinragte, habe ich dies hier geändert. Die Deckel sind oben ein wenig dicker gestaltet, was ein Verpressen auf ca. 10mm Länge ermöglicht. Dies reicht um die Lampe stabil zu gestalten. Um die Verpressung bewerkstelligen zu können, mussten die Löcher in den Deckeln mit einer Reibahle ausgerieben werden. Der Chromstahlstab hatte bereits ein bisschen Übermass. Zur Pressung standen somit ca. 2-3/100mm zur Verfügung. Dies reichte aus um die beiden Deckel mit dem Stab fest zu verbinden. Beim ersten Versuch habe ich es ein wenig zu gut gemeint und die Presse war wohl ein wenig zu stark ausgelegt (25t). Der Stab wurde einfach durchgebogen als er unten in der Bohrung anstand :pinch:
    Musste ich also zweimal machen, aber das war nicht weiter schlimm. Wie heisst es so schön: Wo gehobelt wird da fallen…


    Lampenfuss:
    Als Lampenfuss kam auch hier wieder eine Aluminium Platte mit einer Dicke von 12mm zum Einsatz. Diese wurde auf der Bandsäge rund ausgeschnitten. Die Kanten der Platte habe ich anschliessend mit einer Schleifscheibe überzogen und eine Facette von 1mm angebracht.
    Um die Potentiometer unterzubringen musste ich den unteren Teil der Platte teilweise ausfräsen. Der ausgefräste Teil wird mit einem dünnen Blech, welches mit der Platte bündig ist, verschlossen. Zum Schluss wurde die Oberfläche mit der Maschine hochglanzpoliert und anschliessend mit dem Schleifgummi abgezogen. Auf der unteren Seite wurden, um einen stabilen Stand zu gewährleisten, drei Filzrondellen angebracht.


    Knöpfe Potentiometer:
    Die Knöpfe für die Potentiometer habe ich ebenfalls selber gedreht. Jegliche kaufbare Teile entsprachen nicht meinen Vorstellungen. Sie haben einen Durchmesser von 12mm und eine Höhe von 14mm. Die Befestigung auf der Achse erfolgt hierbei mittels eines Tropfen Leim.


    truLED Plexiglasscheiben:
    Die Scheiben zur Abdeckung der Deckel habe ich aus milchigem truLED Plexiglas gedreht. Zuerst habe ich die Scheiben auf der Bandsäge grob ausgeschnitten und anschliessend auf der Drehbank überdreht. Hierzu musste ich erst zwei Stempel erstellen zwischen welchen die Scheibe gespannt werden konnte.

    Es geht gleich im nächsten Beitrag weiter, musste ihn trennen da er zu gross wurde...


    BILDER:


    Zuerst ein paar Bilder von den Vorbereitungsarbeiten sowie den verwendeten Maschinen:


    Auf den ersten beiden Bildern ist die Horizontalbandsäge zu sehen mit welcher ich die Scheiben für die Deckel abgeschnitten habe.




    Das Aussägen der runden Grundplatte auf der Bandsäge.



    Drehen der Deckel auf der Drehbank mittels Hartmetallwerkzeugen.



    Fräsen der Grundplatte auf der NC Standbohrmaschine für die Aufnahme der Potentiometer.



    Auf dieser Jochpresse (25t) habe ich den unteren und mittleren Deckel mit der Zwischenstange verpresst.



    Aus der zu sehenden Metallplatte steht ein Formfräser vor, mit welchem man eine 45° Facette an Werkstückkanten machen kann.



    Mit dieser Poliermaschine habe ich die Rohre sowie die Grundplatte auf Hochglanz poliert. Eine Schw….arbeit :whistling:




  • Endmontage:


    Die abschliessende Montage der Lampe gestaltet sich schwieriger als zuerst gedacht. Was bei den Nachttischlampen durch deren überschaubare Grösse sehr gut ging, stellte sich hier als echtes Problem heraus. Die Teile sind von der Grösse her einfach am Limit um sie alleine zusammenzusetzen. Mit ein bisschen Improvisationstalent geht aber auch das…
    Im Inneren der Rohre verlaufen Gewindestangen (M6) welche die Deckel, respektive den Boden der Lampe, zusammenziehen. Die Elektronik befindet sich in der unteren, kürzeren Röhre. Diese reicht vom Volumen her vollkommen aus. Das Zusammensetzen der Lampe erfolgte einerseits von oben, andererseits von unten. Als erstes wurde die grosse Röhre mit dem Mittelteil verbunden und mit dem obersten Deckel, über die sich im Rohr befindlichen Gewindestange, zusammengezogen. Um die Wärmeleitung zu verbessern wurde zusätzlich zwischen Rohr und Deckel Wärmeleitpaste aufgetragen. Um ein verschmieren der Paste auf dem polierten Rohr zu vermeiden, wurde dieses, sowie die Deckel, mit Klebeband abgeklebt. Als nächstes wurde die komplette Verkabelung der LED gemacht. Dies war kein Problem, da die Teile welche die LED beinhalten, alle bereits an ihrem Ort montiert wurden und sich beim weiteren Zusammenbau somit nicht mehr bewegen. Nachdem die Potentiometer in die Grundplatte eingeklebt waren, musste die Verkabelung von denselben gemacht werden. Die Lötstellen wurden mit Schrumpfschlauch isoliert und können keinen Kurzschluss über die Platte verursachen. Der letzte Schritt war, das untere Rohr zu montieren und die Kabel der Potentiometer an die Elektronik anzuschliessen. Die Scheiben aus milchigem truLED Plexiglas liegen nur in den Vertiefungen drin und können zur Reinigung problemlos entnommen werden. Die Scheibe welche den mittleren Deckel verschliesst wurde so passgenau gedreht, dass sie ohne Klebstoff in der Vertiefung hält.
    Das Steckernetzteil wird ausserhalb der Lampe gelassen, da ansonsten die Lampe hätte geerdet werden müssen.


    Damit die Lampe bei einem Umzug auch ohne grosse Arbeit zerlegt werden kann, habe ich in der oberen Röhre die Kabel mit einer Schraubklemme verbunden. Somit muss nur der oberste Deckel abgedreht und ausgesteckt werden. Nach dem entfernen der oberen Röhre und der Gewindestange ist die Lampe somit in zwei gleich grosse Teile geteilt und kann problemlos transportiert werden.


    Elektronik:


    Zur Anwendung kommen 21 warmweisse Seoul P4 Stars, 7 pro Deckel. Diese werden zu einem „grossen“ Star zusammengefügt (einer in der Mitte, die anderen sechs aussen rum).
    Da ich im Moment nicht sehr viel Zeit habe, musste ich auf eine Fertiglösung bezüglich der Versorgung der LED zurückgreifen (KSQ). Zur Anwendung kommen drei Treiber der Firma Recom (RCD-24-0.35). Diese stellen eine getaktete KSQ dar, welche wahlweise über eine Analog-, respektive PWM Spannung gedimmt werden kann. Drei, damit jeder Deckel einzeln angesteuert und somit in seiner Helligkeit verändert werden kann. Der Strom ist in dieser Applikation auf 350mA pro Strang limitiert. Ausser einem Kondensator und einer Spule benötigt man keine externen Bauelemente (Filter). Der ganze Aufbau wurde auf einer Lochrasterkarte gemacht. Dies reicht für diese Anwendung ohne Probleme, da die Lampe ja nicht bewegt wird und somit keine mechanische Belastung auf die Elektronik wirkt. Montiert wurde die Elektronik, mit Hilfe von zwei kleinen Winkeln aus Aluminium, direkt auf der unteren Gewindestange. Über Schraubklemmen lassen sich die einzelnen Litzen anschliessen.


    Hier noch ein Schema. Ich übernehme keine Haftung für Fehler die im Zusammenhang mit diesem SCM passieren :rolleyes:


    Schema_Stehlampe.pdf


    Wärmemanagement:


    Dies stellt ein Problem dar. Fazit nach ca. 40min Volllast aller drei Deckel (noch nicht montiert, durch normale Konvektion gekühlt): das Teil wird sehr heiss… Hatte leider kein Thermometer, aber ich schätze ca. 50°C. Mit den Rohren ist die Temperatur aber i.O. Die Deckel werden längst nicht mehr so heiss, dafür spürt man schön wie die Wärme auf die Rohre überführt wird. Bei voller Leuchtstärke ist es aber für meine Verhältnisse zu hell in der guten Stube. Das benötigt man höchstens wenn man einmal etwas in der hintersten Ecke suchen muss. Zum lesen reichen bereits weniger als 50%. Bei 50% werden die Deckel nicht einmal spürbar warm. Hier merkt man schön, dass die LED bei tiefem Strom einen sehr guten Wirkungsgrad hat. Ab einer gewissen Helligkeit nimmt man den Unterschied fast nur noch in der Verlustleistung war, die LED wird jedoch nur unmerklich heller.


    Materialliste:


    Mechanik:


    - Aluminium Rohr (Durchmesser innen: 94mm, aussen 100mm)
    - Aluminium Vollprofil Durchmesser 110mm
    - Chromstahl Rohr Durchmesser 12mm
    - Aluminium Platte 12mm Dicke, Durchmesser 250mm

    - Aluminiumwinkel für Montage der Elektronik
    - Gewindestange M6

    - Diverse Muttern, Unterlagsscheiben
    - truLED Plexiglasplatte 3mm milchig


    Elektronik:


    - 1x Lochrasterkarte
    - 3x Recom RCD-24-0.35
    - 3x 10nF
    - 3x Potentiometer 1k
    - 3x Widerstand für Spannungsteiler 4.7k
    - 21x Seoul Z-Power LED P4 Warmweiss
    - Diverse Anschlussklemmen
    - Diverse Litzen / Kabel / Kabelbinder

    - Steckernetzteil 24V / 1.9A
    - Wärmeleitpads für LED


    Verwendetes Werkzeug:


    - Säge / Bandsäge / Horizontalbandsäge
    - Drehbank
    - NC Standbohrmaschine
    - Jochpresse (Hydraulikpresse)

    - Facettiermaschine
    - Schlagschere
    - Schleifband
    - Poliermaschine
    - Schleifgummi
    - Diverse Feilen, Schraubenzieher, Bohrer, Reibahle, Gewindeschneider
    - Schiebelehre, Mikrometer, Endmasssatz


    Zeit:


    Die Projektkosten schlagen sich, nicht wie bei den Nachttischlampen vor allem in der Zeit, sondern auch in den Materialkosten nieder. Den zeitlichen Aufwand würde ich auf ungefähr 60h ansetzen.


    Kosten:
    Die Kosten des mechanischen Teils belaufen sich auf ca. 200CHF (ca. 125€). Darin enthalten sind alle Aluminiumteile, Gewindestangen und das Plexiglas.


    Die Kosten für die Elektronik sind dieses Mal ein bisschen höher als bei den Nachttischlampen. Da ich zu wenig Zeit hatte, musste eine fertige Lösung für die KSQ herhalten. Die Kosten für die komplette Elektronik belaufen sich auf ungefähr 300CHF (ca. 200€). Darin enthalten sind die drei Treiber von Recom, das Steckernetzteil, die 21 LED von Seoul auf Star-Platine sowie das verwendete Kleinmaterial.


    Die komplette Lampe inklusive 21 HP LED hat somit einen Materialwert von ca. 500CHF (ca. 300€), oder ein bisschen mehr


    Fazit:


    Es hätten auch weniger LED gereicht Ich denke mit gesamthaft 15 LED wäre die Ausleuchtung bereits genügend hell gewesen. Auch die anfänglichen Wärmeprobleme wären wohl so nicht entstanden.
    Alles in allem denke ich jedoch, dass sich das Ergebnis sehen lassen kann. Ich für meinen Teil bin auf alle Fälle damit zufrieden. Hoffe es gefällt Euch auch!

    Gruss reflection


    Nun folgen einige Bilder der fertigen Einzelteile


    Die beiden Bilder zeigen jeweils einen Deckel von vorne, respektive hinten.





    Die zum Test eingesetzten Deckel.




    Hier sieht man wie aus den sieben Star Platinen ein „grosser“ Star zusammengesetzt wurde.



    Der zusammengepresste Mitteilteil bestehend aus zwei Deckeln und dem Zwischenrohr.



    Die aufgebaute und mit Aluminiumwinkeln versehene Elektronik.



    Der erste Leuchtversuch mit einem Deckel.



  • Die weiteren Bilder zeigen den Zusammenbau, sowie die fertige Lampe.


    Der auf dem Kopf stehende Mittelteil mit bereits befestigter Elektronik. Die Gewindestangen wurden jeweils auf einer Seite mit einer Mutter gegenüber dem Deckel gesichert.



    Auslegeordnung der Einzelteile auf einem Bettlaken damit diese nicht zerkratzen bei der Montage. Ebenfalls zu sehen sind die weissen Baumwollhandschuhe die ich benötigte um die Lampe zusammenzubauen. Hatte keine Lust nach dem Zusammenbau tausende Fingerabdrücke wieder rauszupolieren. :D



    Der obere Teil der Lampe fertig montiert und verdrahtet.




    Hier sieht man die eingeklebten Potentiometer. Leider konnte ich keine schraubbare Variante finden, welche in die dünne Grundplatte gepasst hätte.



    Die selbstgedrehten Potentiometerknöpfe. Sie sind genau zwischen dem Rohr und der Aussenkante der Grundplatte, in einem Kreisbogen angeordnet.



    Und zu guter letzt noch die Lampe im fertigen Zustand. Es fehlen lediglich noch die Scheiben aus Plexiglas. (Leuchtstärke ca. 30%)




  • Schoenes Ergebniss!
    Ich glaube, ich habe mal garenlampen gesehen, die ein aehnliches Design hatten, nur halt deutlich kleiner und oben drauf eine Solarzelle statt weiterrer Lampe.. ;o)


    Wenn man so einen Maschienenpark zur verfuegung hat, dann macht das Arbeiten natuerlich gleich richtig Spass.. Kann man ziemlich neidisch werden!

  • Danke für das Lob! Ja die lieben Potis :wacko: Sie sahen einfach überall deplaziert aus. Zuerst wollte ich hinten in die grosse Röhre eine Vertiefung einfräsen und sie dort bestücken, aber das gefiel mir auch nicht. Naja, so kann man sich wenigstens den Chiropraktiker sparen wenn man sich immer schön bewegt. ^^ Dachte mal an eine Fernbedienung, aber das wäre wohl ein Problem mit der Antenne geworden... aber eben, Verbesserungspotential gibt es immer


    Die Kosten schlagen sich halt extrem in den LED nieder. 21 Star Platinen kosten schon einen schönen Batzen obschon ich den 1000er Preis bekommen habe... Das Aluminium war nicht mal so teuer, das hat mich echt gewundert, dachte das sei viel mehr... Naja, bei einem Hobby darf man halt nicht immer auf den Preis schauen. Eine anständige Stehlampe hätte mich mindestens so viel gekostet


    Gruss reflection

  • Zitat

    Super schön! Hast du das alles selbst entworfen?


    Ja das habe ich alles selber entworfen und auch alles selber gebaut. Aber es war viel mehr Arbeit als ich am Anfang dachte. Bin froh bin ich fertig und kann mich wieder anderen Projekten widmen.


    Obschon die Nachttischlampen das selbe Design haben, wirken sie ganz anders: CIC - Aluminium Nachttischlampe Design reflectionRacing


    Gruss reflection

  • WOW! Was mir dazu auf Anhieb einfällt ist: Edel! (ich weiß, das Wort ist hier schon einige Male gefallen, aber es passt so gut :D )


    Ich finde, sie ist perfekt gelungen im Design und allem drum und dran!
    Auch die Doku ist ja mal spitzenmäßig!!! Nicht schlecht... denn sowas macht ja einen Wahnsinnsaufwand :thumbup: - und bitte verzeihe mir, dass ich mir erst nur die Bilder angeschaut habe und nur kleine Teile des Textes überflogen habe - aber ich verspreche: Ich werde ihn noch lesen ;) nur im Moment keine Zeit dafür... :(
    Und: Klar, man findet immer Punkte, die verbesserungswürdig sind (und ich finde diese Lampe eigentlich schon perfekt), aber um ehrlich zu sein: Gibt's die nicht auch im sündhaft teueren Designer Fertigprodukt? Also ;)

  • :) Vielen Dank!


    Da ich erst vor kurzem mein Abendstudium abgeschlossen habe, laufen solche Sachen wie Doku schreiben noch ganz gut, musste ich ja zur Genüge machen. Sorry für allfällige Rechtschreibfehler, aber irgendwann musste dann auch mal Schluss sein :whistling:


    katze_sonne: Ich weiss es ist sehr viel Text geworden, aber man muss ihn ja auch nicht unbedingt lesen. 8) Wollte einfach das so viele Infos wie möglich Platz finden. Nichts für ungut, aber das fehlt mir bei gewissen CIC Beiträgen ein bisschen. Es hat super Projekte, aber ein, zwei Sätze mehr zur Herstellung, oder verwendeten Bauteilen, wäre teilweise sehr interessant gewesen. Muss ja nicht gerade so viel sein wie hier jetzt gerade :whistling:


    Gruss reflection