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 = 14.5;
  19 main_th = 3.25;
  20 tube_th = 2.50;
  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 backflange_th = 4.5;
  31
  32 $fn=50;
  33
  34 join_cr = 9;
  35
  36 tube_rear_extra_th = 1;
  37
  38 divide_shaft_w = 3;
  39 divide_shaft_l = 3;
  40 divide_head_dx = 3;
  41 divide_head_th = 3;
  42 divide_gap = 0.75;
  43 divide_heads = 2;
  44
  45 // calculated
  46
  47 lockshaft_r = [1, 1] * lockshaft_dia / 2;
  48 front_th = main_th;
  49
  50 tube_or = tube_dia/2 + tube_th;
  51 back_ohw = back_gap/2 + backflange_th;
  52 backflange_ymin = tube_or+backflange_d;
  53
  54 lock_0y = tube_dia/2 + lock_d/2 + midweb_d;
  55 lock_0x = lock_w/2 - lock_d/2;
  56 lock_0 = [lock_0x,lock_0y];
  57
  58 lock_or = [lock_w, lock_d]/2 + [front_th,front_th];
  59
  60 module oval(sz){ // sz[0] > sz[1]
  61   xr = sz[0];
  62   yr = sz[1];
  63   hull(){
  64     for (sx=[-1,+1]) {
  65       translate([sx * (xr-yr), 0])
  66         circle(r=yr);
  67     }
  68   }
  69 }
  70
  71 module JoinCircs(jr){
  72   // http://mathworld.wolfram.com/Circle-CircleIntersection.html
  73   R = tube_or + join_cr;
  74   r = lock_or[1] + join_cr;
  75   d = dist2d( [0,0], lock_0 );
  76   x = (d*d - r*r + R*R) / (2*d);
  77   y = sqrt( R*R - x*x );
  78
  79   echo(lock_0x, lock_0y, R,r, d, x,y);
  80
  81   for (m=[0,1]) {
  82     mirror([m,0]) {
  83       rotate(atan2(lock_0y, lock_0x)) {
  84         translate([x,-y])
  85           circle(r= jr);
  86       }
  87     }
  88   }
  89 }
  90
  91 module DividePlan(){
  92   g = divide_gap;
  93   dx = divide_head_dx;
  94   for (m=[0,1]) mirror([m,0]) {
  95     translate([divide_shaft_w, 0]) square([10, g]);
  96     for (i=[0:divide_heads-1]) {
  97       translate([divide_shaft_w, i*(divide_shaft_l + divide_head_th)]) {
  98         translate([0, 0]) square([g, divide_shaft_l + g]);
  99         translate([0, divide_shaft_l]) square([divide_head_dx + g, g]);
 100         translate([dx, divide_shaft_l]) square([g, divide_head_th + g]);
 101         translate([0, divide_shaft_l + divide_head_th])
 102           square([divide_head_dx + g, g]);
 103       }
 104     }
 105     translate([-0.1, (divide_shaft_l + divide_head_th) * divide_heads])
 106       square([divide_shaft_w + g, g]);
 107   }
 108 }
 109
 110 module MainPlan(){
 111   difference(){
 112     union(){
 113       hull(){
 114         for (t=[0, tube_rear_extra_th])
 115           translate([0, -t])
 116             circle(r = tube_or);
 117       }
 118       translate([-back_ohw,0]) mirror([0,1])
 119         square([back_ohw*2, backflange_ymin]);
 120
 121       translate([0, lock_0y]){
 122         oval(lock_or);
 123       }
 124
 125       hull(){
 126         JoinCircs(0.01);
 127         polygon([[0,0], lock_0, [-lock_0[0], lock_0[1]]]);
 128       }
 129     }
 130
 131     circle(r = tube_dia/2);
 132     translate([-back_gap/2,1]) mirror([0,1])
 133       square([back_gap, backflange_ymin+2]);
 134
 135     translate([0, lock_0y]){
 136       oval([lock_w/2, lock_d/2]);
 137     }
 138
 139     JoinCircs(join_cr);
 140   }
 141 }
 142
 143 lockshaft_or = lockshaft_r + [clip_th,clip_th];
 144 cliprecess_ymax = cliprecess_h - lockshaft_r[1];
 145 clip_ymin = cliprecess_ymax - total_h;
 146 clip_ogap = clip_gap + clip_th*2;
 147
 148 module ClipElevationPositive(){
 149   hull(){
 150     oval(lockshaft_or);
 151     translate([0, -lockshaft_or[1] * sqrt(2)])
 152       square(center=true, 0.5);
 153   }
 154   translate([-lockshaft_or[0], 0])
 155     square([lockshaft_or[0]*2, cliprecess_ymax]);
 156   translate([-clip_ogap/2, 0]) mirror([0,1]) square([clip_ogap, -clip_ymin]);
 157 }
 158
 159 module ClipElevationNegative(){
 160   hull(){
 161     for (y=[0, cliprecess_ymax+1])
 162       translate([0, y])
 163         oval(lockshaft_r);
 164   }
 165   translate([-clip_gap/2, 1]) mirror([0,1]) square([clip_gap, 2-clip_ymin]);
 166 }
 167
 168 module ClipElevation(){
 169   difference(){
 170     ClipElevationPositive(1);
 171     ClipElevationNegative(0);
 172   }
 173 }
 174
 175 module ExtrudeClipElevation(extra=0){
 176   translate([0,
 177              lock_0y + lock_d/2 + clip_d + extra,
 178              -clip_ymin])
 179     rotate([90,0,0])
 180     linear_extrude(height= clip_d + extra*2, convexity=100)
 181     children(0);
 182 }
 183
 184 module ThroughHole(r, y, z) {
 185   translate([-50, y, z])
 186     rotate([0, 90, 0])
 187     cylinder(r=r, h=100, $fn=20);
 188 }
 189
 190 module ThroughHoles(){
 191   for (z=[ 1/4, 3/4 ]) {
 192     ThroughHole( mountscrew_dia/2,
 193                  -tube_or -0.5*backflange_d,
 194                  total_h * z );
 195   }
 196
 197   ThroughHole( clipbolt_dia/2,
 198                lock_0y + lock_d/2 + clip_d/2 + front_th/2,
 199                total_h - cliprecess_h - clip_th - clip_d/2 );
 200 }
 201
 202 module MainPositive(){
 203   difference(){
 204     union(){
 205       linear_extrude(height=total_h, convexity=100) MainPlan();
 206       ExtrudeClipElevation() ClipElevationPositive();
 207     }
 208     ExtrudeClipElevation(1) ClipElevationNegative();
 209   }
 210 }
 211
 212 module Bracket(){ //// toplevel
 213   difference(){
 214     MainPositive();
 215     ThroughHoles();
 216   }
 217 }
 218
 219 module TestTopEdge(){ //// toplevel
 220   intersection(){
 221     translate([0,0, -total_h])
 222       translate([0,0, 4])
 223       Bracket();
 224     translate([-200,-200,0])
 225       cube([400,400,100]);
 226   }
 227 }
 228
 229 module TestClipBoltHole(){ //// toplevel
 230   intersection(){
 231     union(){
 232       translate([0, 0, -5])
 233         Bracket();
 234       translate([-4, lock_0y + lock_d/2 + 1, 0])
 235         cube([8, 4, 1.5]);
 236     }
 237     translate([-200, lock_0y + lock_d/2 + 0.1])
 238       cube([400, 400, total_h-20]);
 239   }
 240 }
 241
 242 //MainPlan();
 243 //ClipElevationPositive();
 244 //ClipElevation();
 245 //MainPositive();
 246 //%ThroughHoles();
 247 //TestTopEdge();
 248 //TestClipBoltHole();
 249
 250 Bracket();