Budowa skrzynki na elektronikę

Torba czy skrzynka?

Jeżeli nie najtrudniejszym, to na pewno najbardziej pracochłonnym etapem podczas składania roweru elektrycznego, jest budowa skrzynki na baterię i elektronikę. Oczywiście można pójść na łatwiznę, tak jak ja w pierwszym moim projekcie, i zastosować torbę tekstylną montowaną w trójkąt ramy roweru. Na pierwszy rzut oka wydaje się to fajnym i estetycznym rozwiązaniem. Niestety realia szybko weryfikują pomysł jako dobry tylko  na chwilę. O ile wygląda to naprawdę zgrabnie i nie wzbudza zbytniego zainteresowania u osób postronnych to okazuje się, że taka torba ma niestety kilka kluczowych wad. Wybór solidnych toreb jest ograniczony, a gdy już trafimy fajny model to i tak  do takiej torby nie zmieścimy zbyt wiele. W moim przypadku do woreczka zmieściło się 78 ogniw wielkości 18650 (13S6P), sterownik 48V 18A , zasilacz 5v, przewody i gniazdo ładowania. Więcej nie upcham choćbym chciał. Ten zestaw waży ok 4 kg, a ta torba na pewno nie była projektowana na takie obciążenie. Raz nawet udało mi się zerwać pasek mocujący, gdy wjechałem w większą dziurę na drodze gruntowej. Najbardziej rażącym dla mnie faktem jest to, że tekstylne obejmy mocujące torbę do ramy oraz sama torba w miejscu styku z lakierem potrafią zdrapać całą farbę do gołego metalu. Na sam koniec pozostawiam wątpliwą wodoszczelność samej torby w przypadku mocniejszych opadów.

Jednak skrzynka.

W kolejnych moich projektach pewne było to, ze nie zastosuję już torby tekstylnej. Postanowiłem wykonać skrzynkę z laminatu żywicy poliestrowej i maty z włókna szklanego. Na tematycznych forach można się sporo naczytać jak ludzie wykonują pojemniki właśnie z tego materiału. Metod i wzorów jest tyle ile wykonawców. Najczęściej jednak wizualnie takie skrzynki są mocno „kanciaste” i nie przypadły mi do gustu. Nie będę tu wstawiał zdjęć skrzynek, które mi się nie podobają ponieważ ich autorzy mogliby poczuć się urażeni, a nie moim celem jest obrażanie kogoś. Mam nadzieję, że każdy kto czyta moje wypociny wie co mam na myśli pisząc „kanciaste”. 

Postawiłem sobie cel, że moje skrzynki muszą zgrywać optycznie się z rowerem na bazie zwykłej ramy. Wiadomo, że taka rama zrobiona jest z rur lub bardziej nowoczesnych profili hydro-formowanych. Przekroje takich kształtowników to max 50mm, a nasza skrzynka ma w najszerszym miejscu ok 130mm (więcej się nie da, gdyż korby zahaczałyby o brzegi skrzynki). Gdybym wstawił prawie prostopadłościenną skrzynkę to w okolicy rurek ramy byłaby znaczna zmiana szerokości co optycznie, dla mnie, nie wyglądałoby dobrze. W związku z tym postanowiłem dodać skosy biegnące równolegle do każdej z rurek trójkąta ramy. Takie rozwiązanie niestety zmniejsza powierzchnię wewnątrz skrzynki, którą mamy do zagospodarowania na baterię i elektronikę, ale dużo zgrabniej komponuje się z całym rowerem. Praktyka pokazuje, że mimo zmniejszonej pojemności skrzynki spokojnie można upchać sterownik 45A oraz ok 1200Wh baterii, która w konstrukcji e-bike na bazie klasycznej ramy wystarcza na pokonanie dystansu ok 100km .

Let’s go design!

Mam zatem założenia, czas przystąpić do projektu, który wspomagany będzie oprogramowaniem CAD 3D. Rozpoczynam od pomiarów ramion trójkąta tworzonego przez ramę. Na tym etapie można się wspomóc poprzez wycięcie kartonowego szablonu, dopasowanego do ramy i pomierzenie jego boków. Mierzę wymiary wewnątrz ramy. Z poziomu środka ramy, robię fotografię całego roweru, którą następnie umieszczam w oprogramowaniu. Na tle tej fotografii i pomiarów będę tworzył resztę projektu.

W tym momencie kieruję się głównie aspektami wizualnymi i staram się zrobić wszystko tak, żeby podobało mi się jak najbardziej. Staram się pamiętać o tym, aby zostawić po ok 10mm luzu dookoła pojemnika, aby nie męczyć się z jego późniejszym zamontowaniem. Przy pierwszym projekcie skrzynki laminowanej – do „Pieniusia” niestety zostawiłem troszkę zbyt mało luzu i miałem problem z osadzeniem uszczelki łączącej obie połowy. Pod górną rurą biegną cięgna przerzutek oraz przewód hamulcowy i prawie stykają się ze skrzynką. W drugim projekcie pojemnika żywicznego do „Miniona” wziąłem już na to poprawkę.

Gdy teoretycznie wszystko już wygląda OK, przystępuje do sprawdzenia co uda mi się zmieścić do zamodelowanej skrzynki. Na tym etapie jeszcze można wprowadzić drobne korekty do projektu, które mogą zaowocować tym, że upchnę w środek dodatkową sekcję akumulatora lub nie.

Czas zakasać rękawy 🙂 Metoda pierwsza.

Dobra, ogniwa i sterownik mieszczą się w skrzynce czas wykończyć projekt i przystąpić do budowy. Teoretycznie obydwie skrzynki wykonałem tą samą metodą – poprzez laminowanie. Jednak diabeł tkwi w szczegółach. Skrzynka do Pieniusia była robiona jako pierwsza i wpadłem na pomysł, że wykonam do niej kopyto, które odwzorowywać będzie środek skrzynki i oblepię wszystko żywicą i matą z włókna szklanego. Wymyśliłem, żę zrobię szablon z kartonu i taśmy klejącej. Takie PUZZLE 3D. Tak też zrobiłem. 

O zgrozo! Na obydwu moich ramionach siedział chyba sam belzebub i podpowiadał mi, abym poszedł tą drogą. O tyle, o ile samo poskładanie kopyta i laminowanie nie sprawiało większych problemów to doprowadzenie tego BALERONA, którego ulepiłem do stanu przypominającego skrzynkę wymagało niezliczonej ilości godzin (co najmniej 10h) i tarczek do szlifierki oscylacyjnej.  Mój garaż po zabiegu nadawał się do gruntownego sprzątania. Nie pomogła folia, którą rozwiesiłem aby oddzielić część brudną od reszty. Pył od szlifowania laminatu osiadł wszędzie, w każdym najmniejszym, najodleglejszym, najdrobniejszym zakamarku pomieszczenia była minimum pół milimetrowa warstwa miałkiego kurzu! Kurzu, którego nie dało się tak po prostu zamieść. Wszystko z Anią sprzątaliśmy kolejne X godzin i nawet ściany trzeba było umyć na mokro… Zresztą zobaczcie sami.

Po wstępnym oszlifowaniu nałożyłem jeszcze warstwę barwnego żelkotu, aby wypełnić co większe dziury i ponownie oszlifować. Teoretycznie miało to zaowocować granatowym podłożem jednak dużo z tego ponownie zeszlifowałem, a na kolejne warstwy żelkotu zabrakło mi nerwów.

Po szlifowaniu całość przepołowiłem mini-szlifierką z tarczką do cięcia. Starałem się ciąć po wyrysowanej lini, ale jednak  nie da się idealnie tą metodą uzyskać dwóch identycznych połówek. Na szczęście całość łączy gumowa uszczelka, która zamaskuje większe niedociągnięcia linii cięcia. Jakoś udało się to wszystko jako, tako doprowadzić do porządku. Po pierwszych przymiarkach okazało się, że nawet nieźle to zaczyna pasować. 

W zakładzie, w którym pracuję udało mi się dorobić uchwyty do skrzynki mocowane w miejscu na bidon. Wykonane z blachy grubości 1,5mm z dospawaną nakrętką M5 oraz kilku tulejek dystansowych. Troszeczkę się trzeba pomęczyć, aby to wszystko dopasować, ale ostatecznie wszystko się udało. Podczas przymierzania skrzynki do roweru falmastrem mniej więcej zaznaczałem sobie punkt na otworki, a następnie wierciłem najpierw małym wiertłem fi3, a następnie rozwiercałem do fi6, uważając, aby laminat się nie rozerwał. Resztę zrobiła regulacja na blaszkach montażowych. W górze skrzynki zastosowałem wspornik wydrukowany na drukarce 3D dopasowany do ramy roweru.

Pozostało zaszpachlować niedociągnięcia, które zostały i pomalować w kolorze docelowym. Niestety nie dane mi było wykończyć wszystko na tip top, zwyciężyła moja niecierpliwa natura. Wypadałoby jeszcze z dwa razy wszystko przeszpachlować bo po pomalowaniu nadal widać nierówności laminatu. Jednak ja już chciałem to wszystko poskładać i zostawiłem tak jak wyszło. Czas na montaż na gotowo i dopasowanie reszty sprzętu oraz na przyklejenie plakietek wykańczających cały design – ciętych laserowo z blachy aluminiowej o grubości 1,5mm. Kolorowe akrylowe spraye oraz bezbarwny lakier matowy zamówiłem na popularnym serwisie aukcyjnym dobierając wcześniej podobne kolory wg. wzornika.

Czas na drugą metodę!

Jak to mówią „pierwsze koty za płoty”. Poznawszy wszelkie trudy związane z oblepianiem żywicą kopyta skrzynki dla „Pieniusia” poszedłem po rozum do głowy. Drugą skrzynkę, tym razem do „Miniona”, wykonałem poprzez laminowanie dwóch połówek osobno (niestety nie mam zdjęć z całego procesu…). Formy lewą i prawą odwzorowujące tym razem zewnętrzne powierzchnie skrzynki wykonałem również z kartonu oczywiście wszystko uprzednio modelując w programie CAD 3D. Narożniki z promieniem wykleiłem masą celulozową dostępną w każdym papierniczym z artykułami plastycznymi. Dokładny promień w masie cellulozowej powyduszałem krążkiem, wydrukowanym na drukarce 3D, o średnicy odpowiadającej narożnikom.

Tym razem szlifowanie po laminowaniu to była tylko kosmetyka. W godzinkę wyszlifowałem obie połówki. W kilku miejscach również trzeba było użyć szpachli, aby wyrównać powierzchnię, na której były wgłębienia od pęcherzyków powietrza. Płaszczyznę styku dwóch połówek doszlifowałem poprzez naklejenie arkuszy papieru ściernego na blacie stołu i całą połową skrzynki szorowałem po tej płaszczyźnie z papierem ściernym. Takie rozwiązanie laminowania, z odwzorowaniem we formie płaszczyzn zewnętrznych, uważam za godne polecenia.

Kolory skrzynki również dobrałem wg. wzornika i zamówiłem spraye akrylowe. Dodatkowo kupiłem również spray bezbarwny z efektem struktury, którym maluje się jako pierwszym. Nadaje on całej powierzchni strukturę jakby piaskowaną. Eliminuje to wizualne efekty nierówności laminatu i całość wygląda bardzo estetycznie. Na koniec znów całą elektronikę trzeba było dopasować do wnętrza pojemnika, a ostatecznie umocować wszystko pianką montażową.

Jest dobrze 🙂

Cel uważam za prawie osiągnięty. Wygląda to dobrze, mieści osprzęt, który potrzebuję.  Pianka montażowa trzyma wszystkie komponenty wewnątrz jak należy i tysiące kilometrów po wertepach nie są w stanie nic poluzować. Taką skrzynkę można otworzyć w razie potrzeby odkręcając jedną połowę (najlepiej przemyśleć ułożenie komponentów pod tym względem).  Jedynym mankamentem jest problematyczne spasowanie dwóch połówek względem siebie – nawet na uszczelkach. Ciężko jest idealnie docisnąć tak, aby było szczelne połączenie. Niestety istnieje ryzyko, że w niekorzystnych warunkach pogodowych do skrzynki naleci woda poprzez niezbyt szczelne połączenia na górze skrzynki. Aby minimalizować to ryzyko na połączeniu, na uszczelce, dodatkowo naklejam czarną taśmę izolacyjną.

Rowery z takimi skrzynkami prezentują się naprawdę świetnie. Gorąco polecam wszystkim to rozwiązanie jako finalne w e-bike’u na bazie zwykłej ramy, o mocach do 3kW i zasięgu ok 100km .  Jeżeli ktoś potrzebuje więcej (zasięgu lub mocy) to niech lepiej od razu idzie w kierunku ramy customowej.

 

Bądźcie na bieżąco 🙂 :

https://www.instagram.com/bikel.pl

https://www.facebook.com/bikelpl

nasza grupa, dla fanów pojazdów elektrycznych