lock-inframe-bracket.scad

   1 // -*- C -*-
   2
   3 // use shell thickness 1.50
   4 // use fill density 40%
   5
   6 include <funcs.scad>
   7
   8 tube_dia = 27.5 + 1.625;
   9 lock_w = 42.5 + 0.5;
  10 lock_d = 28.0 + 0.5;
  11 main_h = 45.0;
  12 backflange_d = 12;
  13 lockshaft_dia = 14.35;
  14
  15 cliprecess_h = 16;
  16 total_h = 45;
  17
  18 back_gap = 12.5;
  19 main_th = 3.50;
  20 tube_th = 4.00;
  21
  22 midweb_d = 3;
  23 clip_th = 3.5;
  24 clip_gap = 2.5;
  25 clip_d = 22.0;
  26
  27 mountscrew_dia = 4 + 0.5;
  28 clipbolt_dia = 5 + 0.6;
  29
  30 mountscrew_washer = 10;
  31
  32 backflange_th = 4.5;
  33
  34 $fn=50;
  35
  36 join_cr = 9;
  37
  38 tube_rear_extra_th = 1;
  39
  40 divide_shaft_w = 1.75;
  41 divide_shaft_l = 1.5;
  42 divide_head_dx = 1.75;
  43 divide_head_th = 1.5;
  44 divide_gap = 0.50;
  45 divide_heads = 2;
  46
  47 divide_angle = 26;
  48 divide_fudge_r = 4.75;
  49 divide_around = 3.5;
  50
  51 backflange_angle = 20;
  52
  53 // calculated
  54
  55 lockshaft_r = [1, 1] * lockshaft_dia / 2;
  56 front_th = main_th;
  57
  58 tube_or = tube_dia/2 + tube_th;
  59 back_ohw = back_gap/2 + backflange_th;
  60 backflange_ymin = tube_or+backflange_d;
  61
  62 lock_0y = tube_dia/2 + lock_d/2 + midweb_d;
  63 lock_0x = lock_w/2 - lock_d/2;
  64 lock_0 = [lock_0x,lock_0y];
  65
  66 lock_or = [lock_w, lock_d]/2 + [front_th,front_th];
  67
  68 module oval(sz){ // sz[0] > sz[1]
  69   xr = sz[0];
  70   yr = sz[1];
  71   hull(){
  72     for (sx=[-1,+1]) {
  73       translate([sx * (xr-yr), 0])
  74         circle(r=yr);
  75     }
  76   }
  77 }
  78
  79 module JoinCircs(jr){
  80   // http://mathworld.wolfram.com/Circle-CircleIntersection.html
  81   R = tube_or + join_cr;
  82   r = lock_or[1] + join_cr;
  83   d = dist2d( [0,0], lock_0 );
  84   x = (d*d - r*r + R*R) / (2*d);
  85   y = sqrt( R*R - x*x );
  86
  87   echo(lock_0x, lock_0y, R,r, d, x,y);
  88
  89   for (m=[0,1]) {
  90     mirror([m,0]) {
  91       rotate(atan2(lock_0y, lock_0x)) {
  92         translate([x,-y])
  93           circle(r= jr);
  94       }
  95     }
  96   }
  97 }
  98
  99 module DividePlan(xl=10){
 100   w = divide_shaft_w;
 101   g = divide_gap;
 102   l = divide_shaft_l + g;
 103   t = divide_head_th + g;
 104   dx = divide_head_dx;
 105   for (m=[0,1]) mirror([m,0]) {
 106     translate([w, 0]) square([xl, g]);
 107     for (i=[0:divide_heads-1]) {
 108       translate([w, i*(l + t)]) {
 109         translate([0, 0]) square([g, l + g]);
 110         translate([0, l]) square([divide_head_dx + g, g]);
 111         translate([dx, l]) square([g, t + g]);
 112         translate([0, l + t])
 113           square([divide_head_dx + g, g]);
 114       }
 115     }
 116     translate([-0.1, (l + t) * divide_heads])
 117       square([w + g, g]);
 118   }
 119 }
 120
 121 module DividePlanInPlace(xl=10){
 122   rotate([0,0, -divide_angle])
 123     translate([ -tube_dia/2 -tube_th/2 - divide_fudge_r, 0])
 124     DividePlan(xl);
 125 }
 126
 127 module MainPlan(){
 128   difference(){
 129     union(){
 130       difference(){
 131         union(){
 132           hull(){
 133             for (t=[0, tube_rear_extra_th])
 134               translate([0, -t])
 135                 circle(r = tube_or);
 136           }
 137           rotate([0,0, backflange_angle])
 138             translate([-back_ohw,0]) mirror([0,1])
 139             square([back_ohw*2, backflange_ymin]);
 140
 141           translate([0, lock_0y]){
 142             oval(lock_or);
 143           }
 144
 145           hull(){
 146             JoinCircs(0.01);
 147             polygon([[0,0], lock_0, [-lock_0[0], lock_0[1]]]);
 148           }
 149         }
 150
 151         rotate([0,0, backflange_angle])
 152           translate([-back_gap/2,1]) mirror([0,1])
 153           square([back_gap, backflange_ymin+2]);
 154
 155         JoinCircs(join_cr);
 156       }
 157
 158       hull(){
 159         minkowski(){
 160           DividePlanInPlace(0.1);
 161           circle(divide_around);
 162         }
 163       }
 164     }
 165     translate([0, lock_0y]){
 166       oval([lock_w/2, lock_d/2]);
 167     }
 168
 169     circle(r = tube_dia/2);
 170
 171     DividePlanInPlace();
 172   }
 173 }
 174
 175 lockshaft_or = lockshaft_r + [clip_th,clip_th];
 176 cliprecess_ymax = cliprecess_h - lockshaft_r[1];
 177 clip_ymin = cliprecess_ymax - total_h;
 178 clip_ogap = clip_gap + clip_th*2;
 179
 180 module ClipElevationPositive(){
 181   hull(){
 182     oval(lockshaft_or);
 183     translate([0, -lockshaft_or[1] * sqrt(2)])
 184       square(center=true, 0.5);
 185   }
 186   translate([-lockshaft_or[0], 0])
 187     square([lockshaft_or[0]*2, cliprecess_ymax]);
 188   translate([-clip_ogap/2, 0]) mirror([0,1]) square([clip_ogap, -clip_ymin]);
 189 }
 190
 191 module ClipElevationNegative(){
 192   hull(){
 193     for (y=[0, cliprecess_ymax+1])
 194       translate([0, y])
 195         oval(lockshaft_r);
 196   }
 197   translate([-clip_gap/2, 1]) mirror([0,1]) square([clip_gap, 2-clip_ymin]);
 198 }
 199
 200 module ClipElevation(){
 201   difference(){
 202     ClipElevationPositive(1);
 203     ClipElevationNegative(0);
 204   }
 205 }
 206
 207 module ExtrudeClipElevation(extra=0){
 208   translate([0,
 209              lock_0y + lock_d/2 + clip_d + extra,
 210              -clip_ymin])
 211     rotate([90,0,0])
 212     linear_extrude(height= clip_d + extra*2, convexity=100)
 213     children(0);
 214 }
 215
 216 module ThroughHole(r, y, z, x=-50) {
 217   translate([x, y, z])
 218     rotate([0, 90, 0])
 219     cylinder(r=r, h=100, $fn=20);
 220 }
 221
 222 module MountingHoleCylinders(r, x=-50){
 223   for (z=[ 1/4, 3/4 ]) {
 224     rotate([0,0, backflange_angle])
 225       ThroughHole( r,
 226                    -tube_or -0.5*backflange_d,
 227                    total_h * z,
 228                    x);
 229   }
 230 }
 231
 232 module ThroughHoles(){
 233   MountingHoleCylinders(mountscrew_dia/2);
 234
 235   ThroughHole( clipbolt_dia/2,
 236                lock_0y + lock_d/2 + clip_d/2 + front_th/2,
 237                total_h - cliprecess_h - clip_th - clip_d/2 );
 238 }
 239
 240 module MainPositive(){
 241   difference(){
 242     union(){
 243       linear_extrude(height=total_h, convexity=100) MainPlan();
 244       ExtrudeClipElevation() ClipElevationPositive();
 245     }
 246     ExtrudeClipElevation(1) ClipElevationNegative();
 247   }
 248 }
 249
 250 module Bracket(){ ////toplevel
 251   difference(){
 252     MainPositive();
 253     ThroughHoles();
 254   }
 255 }
 256
 257 module TestTopEdge(){ ////toplevel
 258   intersection(){
 259     translate([0,0, -total_h])
 260       translate([0,0, 4])
 261       Bracket();
 262     translate([-200,-200,0])
 263       cube([400,400,100]);
 264   }
 265 }
 266
 267 module TestClipBoltHole(){ ////toplevel
 268   intersection(){
 269     union(){
 270       translate([0, 0, -5])
 271         Bracket();
 272       translate([-4, lock_0y + lock_d/2 + 1, 0])
 273         cube([8, 4, 1.5]);
 274     }
 275     translate([-200, lock_0y + lock_d/2 + 0.1])
 276       cube([400, 400, total_h-20]);
 277   }
 278 }
 279
 280 module Demo(){ ////toplevel
 281   Bracket();
 282   color("blue") MountingHoleCylinders(mountscrew_dia/2 - 0.1);
 283   color("black") MountingHoleCylinders(mountscrew_washer/2,
 284                                        back_ohw + 0.25);
 285 }
 286
 287 //MainPlan();
 288 //ClipElevationPositive();
 289 //ClipElevation();
 290 //MainPositive();
 291 //%ThroughHoles();
 292 //TestTopEdge();
 293 //TestClipBoltHole();
 294 //DividePlan();
 295
 296 //Bracket();
 297