Trapezgewinde; Zahnriemen, Angelschnur oder schräge Kugellager auf Welle

Hallo Gemeinde,

also wenn das funktioniert, wäre das der Megaknaller:
[www.thingiverse.com]
oder selbes Prinzip:
[www.thingiverse.com]

Hat jemand Erfahrung?
Rutschen die Kugellager nicht bei der Drehung auf der Welle durch?
Bei schneller Beschleunigung der Welle, müsste sich doch die Steigung verstellen, bzw die Kugellager durchrutschen und nix geht exakt z.B. 10mm pro Umdrehung voran, oder?
Angeblich spielfrei, präziese und exakter Steigung.

Ich bin da skeptisch, wie das gehärtete Kugellager auf der gehärteten Welle eine exakte Steigung pro Umdrehung halten kann.

Gruss
Angelo

> Megaknaller

Zuviel mit Hardwarekiller kommuniziert?

Ob da was durchrutscht hängt wohl in erster Linie von der Vorspannung ab, mit der die Lager auf die Welle gepresst werden. Sehr hoch darf die Vorspannung aber vermutlich nicht werden, da sich bei den schräg gestellten Lagern nur eine punktuelle Berührung zwischen Lager und Welle ergibt, die zu Verschleißproblemen führen könnte. Weiterhin haben Kugellager in axialer Richtung i.d.R. ein gewisses Spiel, welches bei der Konstruktion zu Umkehrspiel führen könnte (das überblicke ich aber nicht auf Anhieb). Ist auf jeden Fall interessant .

LG, Willy

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Durch die Vorspannung müsste das Spiel Radial und Axial raus sein,nur Kugellager sollte man Axial nicht "stark" belasten, dafür gibt es Schrägrillenkugellager.
Ich kann mir aber kaum vorstellen, dass die bei einer hohen Beschleunigung bzw beim Abbremsen durch die träge masse noch Position genau bleiben..
Bei Kugellagern sind die kleinen Radien beim innen Ring und Aussenring nicht geschliffen und haben noch eine Oberfläche wie nach dem Drehen meistens leicht dunkel verfärbt, das kommt von der Wärmebehandlung.

2-mal bearbeitet. Zuletzt am 05.08.13 10:24.

... je nach Lauffflächenqualität und Vorspannung können der artige 'Rollring-Getriebe' recht genau sein - trotzdem würde ich hierbe eine direkte Wegmessung entlang der Verschiebung vorsehen ... evtl. Encoder-Streifen aus defekten Druckern oder Magnet-Meßsstreifen ...

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Viktor
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@ Willi
ei.. Hardwarekiller ist doch mein Mentor und Vorbild, weisst du doch

@ Hux Flux
Danke, hatte ich geahnt, wusste ich aber nicht konkret.

@ VDX
Das mit den Wegmessungen (Encoder-Streifen) hatte ich ebenso überlegt. Hatte mir sagen lassen, das das aber einen 8 Bit Arduino beim Dellta "überlasten" würde ( "Stottern und Verschlucken" der Steuerung etc.). Da ich zum Thema Elektronik-Hardware so gar keine Ahnung habe, lasse ich mich gerne aufklären.

Ich überlege grade wie es wäre, wenn man 3 Kugellager schräg versetzt und im "Steigungswinkel" um ein Trapezgewinde herum laufen liesse:
Trapezgewindespindel 12x6 P3 rechts
[www.dold-mechatronik.de]
Da Zweigängig sogar 2x 3Kugellager und 6mm Steigung wäre bei 200 Schritte netto 0,03 mm. Und für einen Delta bestimmt noch schnell genug...

Beim Einsatz von DRV 8825 ( Supports 32 Microsteps and can handle up to 2A of motor current) und 24 Volt (z.B. Rumba) hätte man ausreichende Kraft (vielleicht wegen der Trapezgewinde Anfangsreibung troz vorgespannter Kugelager. Zumindest kann etwas mehr Kraft nicht schaden) und eine Teilung von 6400. Das wäre mit der Teilung pro Schritt ebenso der "theoretische" Knaller von ca. 0,001 mm.
Ob es mit dieser Art von Führung/Linearantrieb dann möglich wäre mit dem Delta zu gravieren (Kress-Fräse)?
Könnte eine genauere und trotzdem kostengünstige Alternative im Vergleich zu Zahnriemen und Kugelumlaufspindeln sein...

Trapezgewindemuttern brauchen Spiel und haben i.d.R. einen Backslash ...
Gemeint ist, das bei einem Zahnriemen/Angelschnurr eines Deltas mit 1200 mm Hohe, sprich ca. 2500 mm langem Zahnriemens, die Dehnung zwecks Präzision darstellen.
1200 mm Kugelumlauf wäre wohl unrealistisch weil leider für die meisten unbezahlbar...

Dieses sind nur subjektive Behauptungen und nicht bewiesene Annahmen meinerseits und dienen nur als Diskusionsgrundlage um einen alternativen Linearantrieb zu gestalten (Kompromiss zwischen Präzision, Geschwindigkeit, wartungsarm, dauerbelastbar und kostengünstig).
Scherzhaft gemeinte Äuserungen meinerseits sind mit einem Smiley gekennzeichnet.

Have Fun
Angelo

... schräg angestellte Kugellager in einer Trapezspindel wären eine bessere/präzisere Alternative - macht's mit Mini-Kugellagern dann aber genauso teuer, wie eine noch kleiner bauende KG-Spindel, so daß du dann doch gleich wieder diese nehmen kannst

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Viktor
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1x Trapezspindel 1200 mm ca. 15 Euro + 6 Kugellager ca. 1 Euro ca. 25 Euro...
[maedler.de]
Staffelpreis in EUR pro STK: 1,06
Ungefähr ca.100 Euro Linearantrieb für alle drei Türme ...
Richtig?

Bzw. Viktor, kannst du mir einmal ein Link senden wegen den KG-Spindeln (1200mm).
Wenn weniger als 50 Euro das Stück (Spindel und Mutter), dann ist das perfekt für mich.

Die günstigste Kugelumlaufspindel die ich gefunden habe ist diese :
[www.cnc-discount.de]
Also nur Spindel 118,90 € also mal 3 ca. 350 Euro ...

(Kugelumlauf Komplett:
[www.cnc-discount.de] // 176,80 € )
Am Ende läuft es auf ca. 500 Euro hinaus.

Richtig?

Vielen Dank
Angelo

Moin moin.
Mit billigen Kugelumlaufspindeln kann man das gleiche Problem haben wie ich mit meinen X-Linearlagern. Die waren billig und sch..... Schnell waren die gehärteten, geschliffenen und verchromten 12mm Stangen aufgerauht und tiefe Rillen drin. Die Idee mit den kleinen Kugellagern ist mir sehr sympatisch. Der Lagerbock sollte aber irgendwo gespalten sein, damit das Spiel eingestellt werden kann.

Gruß

Frithjof

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Liebe Grüße aus Kaltenkirchen.
Frithjof
Meine Seite
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Warum nicht beim Delta unten und oben einen Motor pro Achse, das ganze noch bei 24v und schon ist alles Spielfrei.
Bei meinem Prusa hab ich das gerade bei der X,Y und Z. Allerdings noch bei 12v. Riemen gespannt und kein Umkehrspielmehr. Das ganze auf Gleitlager.
Um das Wobbeln zu minimieren könnte man ja auch die Motoren mit der Doppelwelle nehmen und 2 Zahnräder/Riemen verbauen?

Hallo,

ich möchte das System mal an den Z-Achsen meines Portaldruckers ausprobieren (das scad braucht noch etwas Feinschliff, v.a. die Gap tolerance muss man möglichst vor dem Druck überprüfen).

Nun bin ich unschlüssig, welche Steigung ich einstellen soll. Meine X-Achse ist recht schwer mit 0,5m Makerslide, Wadeextruder etc. Und ich verwende in der Regel z-Lift, weshalb es auch einigermaßen schnell sein sollte.

Ich dachte so an 2-3mm/Umdrehung. Schaffen das die Motoren noch gut (ganz normal 2 unten mit 12 V) oder ist das schon zuviel?

Gruß,
Stefan

@ Stefan

wie schon beschrieben, behaupte ich/wir, das bei schnellen Andrehen bzw. Abbremsen oder noch schlimmer Richtungswechsel die punktlastigen und angedrückten Kugellager durchrutschen und sich in der Steigung z.B. 2-3mm/Umdrehung verschlucken werden.
Da könnte weniger Kraft und Beschläunigung sogar besser sein.

Liesse man die Kugellager auf einer Trapezrille laufen, wäre bedingt durch die Formschlüsigkeit die Wahrscheinlichkeit wesentlich geringer. Das war aber eine behauptung und leihenhafte Idee von mir.
Dieser Aufwand einzig um vielleicht ein/das gewisse/s Spiel auszuschlessen.
Bei einer Trapezführung mit Tapezmutter muss zwingend Luft sein, sonst würde das ja kaltverschweissen bzw. eines der beiden materialien also meisst die Mutter verschleissen (durch die Haftreibung). Wegen dieser Reibung, also umso weniger Spiel um so höher die Anfangsreibung, benötigt ein Spindeltrieb anfänglich mehr Kraft.
Die grundsätzliche Überlegung ist, das abrollende Kugellager auf TR-Gewinderille eine spielfreie, kostengünstige und formstabile Alternative zu Kugelumlaufspindeln zu haben ...

Aber ehrlich gesagt, habe ich deine eigentliche Frage nicht verstanden
Letztendlich.. Versuch macht Kluch :-)

Have Fun
Angelo

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 06.08.13 12:19.

Hallo Angelo,

meine Frage war einfach, ob die Motoren das schaffen, wenn ich die Steigung im Verhältnis zu den gängigen M8 oder TR8x1,5 verdopple. Oder ob es mehr Sinn macht, die Motoren mit weniger Steigung schneller laufen zu lassen. Also eigentlich geht's mir darum, ob die Motoren in einem bestimmten "Drehzahlbereich" mehr Kraft haben. Oder gilt: je langsamer, desto stärker?

Ich wollte das System einfach mal ausprobieren, da es ja bei einigen Leuten funktioniert und nicht aufwändig ist.

Die Idee mit den Kugellagern auf den Trapezgewindespindeln finde ich auch gut. Müsste halt erst konstruiert und optimiert werden. Auf geht's!

Gruß,
Stefan

> ob die Motoren in einem bestimmten
> "Drehzahlbereich" mehr Kraft haben

Im unteren Drehzahlbereich (bis 200 ? U/min, abhängig von Motor- zu Versorgungsspannung) ist das Drehmoment nahezu konstant, d.h. mit mehr Drehzahl wird auch mehr Leistung erreicht. Bei höheren Drehzahlen bricht das Drehmoment aber rapide ein, bis die Leistung gegen Null tendiert. Bei nanotec kann man sich mit etwas Mühe ganz hübsche Diagramme anzeigen lassen.

LG, Willy

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3D gedruckter Messerschärfer +++ RADDS für den Arduino-Due +++ Meine Drucker

Hallo Stefan,

aus Überzeugung bin ich faul und träge :-)

VDX hat Kugelumlaufspindeln erwähnt. Warte auf einen Hinweis.
Meisstens hat VDX recht.

Wenn, dann kaufe ich mir 3x 1200mm Trapezspindeln und messe am "lebenden" Objekt :-)

Heute regnet es hier in Frankfurt, ergo könnte ich heute abend mal mit Sketchup anfangen zu skizzieren :-)

Have Fun
Angelo

Hallo Willy,
danke! ich probier's mal mit 2,5mm Steigung. Das müsste hinhauen und ich habe schöne glatte Werte in der Firmware (wären 80 Vollschritte/mm).

Übrigens: hd hat mir neulich dein DUE-Board gezeigt - sehr schöne Arbeit!

@ Angelo: na dann mal los! Bin gespannt.


Gestern Abend wollte ich die Teile drucken und da hat mein Extruder mal wieder Filament gefressen (zulange vorgeheizt, weil der Rechner abgestürzt war).
Da kam mir der Gedanke, ob man nach gleichem Prinzip nicht einen materialschonenden Filamentvorschub bauen könnte!?
Also auf ein drehbares Zahnrad montierte Mini-Kugellager, die mit Federn angepresst werden. Durch Drehen des Zahnrads wird dann gefördert. Das würde aber superwinzig...

Gruß,
Stefan

Hallo grüßt Euch.

Zum Thema 'Rollring-Getriebe' , ich experimentiere auch schon seid einiger Zeit
an solch einem Antrieb.
Die Funktion ist klar, wichtig ist vor allem, welche Steigung man wählt.
Eine Neigung der Lager zwischen 10° u. max. 15° ergeben eine Steigung zwischen 1 u. 4mm
pro Wellen-Um. Bei kleinerer Steigung (10-12°) ist man auf der sicheren Seite.
Wenn man unter der Berücksichtigung eines gleichmässigen funktionierenden Anpressdrucks,
den Verschleiss und die Kosten der Lager nimmt, ist das doch recht moderat im Vergleich zu den
anderen Varianten.
Viel wichtiger ist, das der Anpressdruck aller Lager immer gleich ist. Dieses kann man mit all den
Modellen nicht gewärleisten. Meine Lösung, jedes Lager muß mit Federvorspannung an die Welle
gedrückt werden. Das durchrutschen der Welle kann man fast außer Acht lassen, vorrausgesetzt
die Welle ist trocken und Fettfrei.
Zum Thema Lastwechsel, habe Tests mit der re/li - Bohrmaschine durchgeführt, das lief "Tip Top".

Für die Z-Achse würde ich diese Lösung aber nur mit Bowden-Extruder wählen.

Bis später, Didi

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Aktuell:
Selfmade-Drucker mit Wasserkühlung u. Carbon-Wechselplatte,
Selfmade-Drucker ( Nr. 7 in Arbeit . . . ), CAD Creo 3.0/4.0 , Mac, Cura, Prusa Slicer . . .

... zu den KG-Spindeln - hab' mal bei ebay mit "Sofortkauf" geschaut - da kostet eine 1m-Spindel (vermutlich ohne Kugelkäfig) knap 51€ + 6€ Porto ... für deutlich weniger müßte man Glück bei den Auktionen haben

Ich rechne mir die Kosten anders rum, weil ich an sowas meist über 'Industrie-Schrott-Recycling' oder über unsere diversen Tausch-Ringe drankomme ... und da sind KG-Spindeln fast häufiger anzutreffen, als TR ...

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Viktor
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