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Konstruktion Heizbettlagerung

geschrieben von saschaho 
Konstruktion Heizbettlagerung
13. September 2014 04:48
Moin,

durch ein Bild in der Google-Bildergalerie bin ich drauf gekommen die Heizbettlagerung mittels 4 Kugelumlaufspindeln zu realisieren.
Sie wären in den Ecken des Heizbettes angebracht und mit einem geschlossenen Zahnriemen verbunden/angetrieben.
Eine zusätzliche Führung durch Stahlwellen und Linearlagern würde entfallen.

Jetzt die Frage an die Profis: Lohnt der Aufwand? Ist die Stabilität ausreichend gegen Vibrationen?

Hintergrund ist, das mir ein core x/y mit min. 2 Extendern und mindestens 200 x 200 mm Heizbett im Kopf rumschwirrt.
Für eine einseitige Heizbettlagerung wäre er m. E. dann zu groß.

Grüße

Sascha


3Tripple 290x300x280mm, Raspi3+DUE+RADDS mit TMC2100, micron3dp Doppelextruder, Big Booster, Filaprint, Z-Riemenantrieb

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Re: Konstruktion Heizbettlagerung
13. September 2014 04:55
Hallo,

dann würde ich wegen des Geldes eher 4 Trapezgewindespindeln nehmen. Alles andere ist unnötig rausgeschmissenes Geld.

mfg,
Rickenharp
Re: Konstruktion Heizbettlagerung
13. September 2014 05:41
Quote
saschaho
Eine zusätzliche Führung durch Stahlwellen und Linearlagern würde entfallen.

Damit ist natürlich dem berühmten Wobble die Tür weit geöffnet. Und ziemlich teuer klingt das auch.


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Re: Konstruktion Heizbettlagerung
13. September 2014 11:04
Also der normale Sparkcube V1 läuft auf nem 200x200 Bett ohne Probleme auf den beiden Stahlwellen + Gewindestange. Ggf. kann man die Gewindestange gegen ne Trapezspindel oder wasweißich tauschen, aber 4 KUS... Ich würde sogar sagen, dass nen Bett von 300x300 auch noch mit dem System laufen sollte ohne große Probleme.


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Re: Konstruktion Heizbettlagerung
14. September 2014 01:44
Quote
Traumflug
Quote
saschaho
Eine zusätzliche Führung durch Stahlwellen und Linearlagern würde entfallen.

Damit ist natürlich dem berühmten Wobble die Tür weit geöffnet. Und ziemlich teuer klingt das auch.
wie kommst darauf?
Re: Konstruktion Heizbettlagerung
14. September 2014 06:55
Quote
mantus
wie kommst darauf?

Weil das Bett dann nur noch an den wackelnden Gewindestangen hängt. Die glatten Führungsstangen haben schon einen Sinn, sonst hätte man sie gleich weg gelassen.


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Re: Konstruktion Heizbettlagerung
14. September 2014 07:55
naja
1. keine gewindestangen sondern er spricht von kugelumlaufspindeln, das ist eine andere welt
2. nimmt man ja die Stangen wenn man nur 1 oder 2 spindeln hat weils ja sonst keine "führung" gibt
3. ist z wobble meistens nur eine Steigungs-Ungenauigkeit der Gewindestangen wo auch 100 führungslineare nichts bringen.

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 14.09.14 07:56.
Re: Konstruktion Heizbettlagerung
15. September 2014 05:08
Quote
mantus
1. keine gewindestangen sondern er spricht von kugelumlaufspindeln, das ist eine andere welt

Eine Welt, in der rotierende Stangen plötzlich kerzengerade sind? Wohl kaum. Schon gar nicht mit billigen Spindeln.

Quote
mantus
2. nimmt man ja die Stangen wenn man nur 1 oder 2 spindeln hat weils ja sonst keine "führung" gibt

Man nimmt die Stangen, weil sie glatt sind und sich nicht drehen. Damit wirkt sich deren Krümmung nicht in jedem Layer anders aus, sondern immer gleich. Und weil glatte Stangen sehr viel einfacher gerade zu fertigen sind. Und weil man sich darauf mit einem Lager vernünftig abstützen kann.

Quote
mantus
3. ist z wobble meistens nur eine Steigungs-Ungenauigkeit der Gewindestangen wo auch 100 führungslineare nichts bringen.

Die Steigung ist für den Wobble völlig gleichgültig und der Fehler dort lässt sich mit einer geeigneten Steps/mm-Einstellung leicht kompensieren.

Es hat schon einen Grund, warum in so gut wie allen Linearführungen mit glatten Stangen geführt wird. Nur allerbilligste Konstruktionen stützen sich direkt auf Gewinden ab und dann meist auf Steilgewinden (die besser führen).


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Re: Konstruktion Heizbettlagerung
15. September 2014 06:46
Es geht hier doch bitte nicht um die Fertigung von Nanoröhrchen.

du gleichst also eine Schwankung der Gewindesteigung mit stepps/mm aus? d.h. du kannst eine sinusförmige Abweichung mit einem konstanten Wert ausgleichen .... das würde ich auf alle fälle zum patent anmelden.

Quote
Traumflug
Nur allerbilligste Konstruktionen stützen sich direkt auf Gewinden ab und dann meist auf Steilgewinden (die besser führen).

dir ist schon klar das bei den z achsen die hier so gebaut werden z.b. Sparkcube, sich die z achse zu 100% an der Gewindestange abstützt? oder können bei dir jetzt schon linearer Kräfte in Längsrichtung aufnehmen?
Die Linearlager sind bei diesen konstruktionen nur für 2 dinge gut, Momente in Z richtung und Momente in X richtung, aber alle kräfte in Z richtung gehen zu 100% in die Gewindestange und ihre Lagerung.
Und genau dadurch entsteht der "Z-Wobble", weil sich die stange leich durchbiegt, und dadurch nicht mehr gerade in der lagerung sitzt, und dadurch ergibt es sich das .z.b die Bewegung in Z Richtung plötzlich nicht mehr konstant ist, sondern sich ein sinusförmiger Fehler bei jeder Umdrehung überlagert. Dadurch werden die Layer dicker und dünner, weil sie verschieden hoch werden, bei gleicher Extrudermenge.
Re: Konstruktion Heizbettlagerung
15. September 2014 07:23
Das größte Problem beim Sparkcube sind eher die beiden Mutter die gegeneinander gespannt werden und dadurch leicht schräge liegen.

Nachdem ich die Muttern neu geordnet habe und angezogen habe ist der Wobble fast verschwunden und ist bei einer Layerhöhe von 0.3 quasi nicht mehr zu sehen. Bei 0.2 auch nur wenn man es gegen das Licht hält. Ich habe bei meinen Muttern festgestellt, dass der Winkelfehler am geringsten ist, wenn die Bezeichnung der Mutter jeweils oben ist (8.8 oder ähnliches). Zudem hat Skimmy auch geschrieben, das konnte ich bei mir auch feststellen, dass man die Aufnahme vom Lager nochmal ordentlich betrachten sollte, dass dort keine Unebenheiten vorhanden sind und diese ggf. weg kratzen.

Diese beiden Maßnahmen haben bei mir die größte Wirkung gezeigt. Mein Würfel druckt jetzt mit einer M6-Gewindestange so gut, dass ich den Umbau auf eine Trapezspindel ganz weit nach hinten geschoben habe.

Aber es ist natürlich richtig, dass die ganze Kraft über die Spindel ins untere Lager geleitet wird.


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Re: Konstruktion Heizbettlagerung
15. September 2014 10:30
Moin,

mir geht´s in erster Linie darum, die bei schnellem Druck entstehenden Vibrationen vom Druckbett wegzubekommen.
Mein Druckbett vibriert bei entsprechenden Schlittenbewegungen schon sichtbar. Ich habe momentan die Standardlagerung mit 2 Wellen und einer Präzisionsumlaufspindel mit 1mm Steigung.
Selbst bei Layern von 0,05mm habe ich kein regelmäßiges Wobblen sondern sehe rundum leicht unregelmäßige Layerstrukturen.
Quasi ist z.B. Layer Nr. 50 nicht gleichmässig zu Layer 51 rund ums Druckobjekt gesehen . An einer Position oder an eine Fläche wo der Schlitten gleichmässig fährt sind die einzelnen Layer exakt gleich.
Das ist aber schon "Jammern auf hohem Niveau".

Das führe ich auf Schwingungen des Druckbetts zurück. In der Näher der Lagerung wenig und vorne mehr.
Bei 4 Stück 1605er Kugelumlaufspindeln sollte dieser Effekt weg sein.

Hat jemand diese 1605er Chinaspindeln im Einsatz? Wie spielfrei sind die?

Grüße

Sascha


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Re: Konstruktion Heizbettlagerung
15. September 2014 10:59
ich hab china 1204 im einsatz, kein feststellbares spiel, wirklich hervorragen vorallem um den preis .... habs aber nicht lange im einsatz also k.a. wie das in 6 Monaten ausschaut. Wollte die mal testen, wenns in 6 Monaten schon spiel hat muss sie eben wieder raus.

so wie du das beschreibst wirkt das sehr nach Schwingungen des Druckbetts, habe ich ebenfalls schon feststellen können, wenn ich die Beschleunigung hochdreht kann man auch zusehen wie der Effekt stärker wird, weil einfach noch mehr am Gehäuse gezerrt wird, und somit das Druckbett noch mehr schwingt.

Quote
Wurstnase
Nachdem ich die Muttern neu geordnet habe und angezogen habe ist der Wobble fast verschwunden und ist bei einer Layerhöhe von 0.3 quasi nicht mehr zu sehen.

genau von dieser art "z-wobble" spreche ich, dieser wird eben durch eine unregelmäßige Bewegung in die z-richtung ausgelöst, da bringen selbst 20 linearer keinerlei Besserung. Da hat man einfach das Problem das die Bewegung der z-achse nicht linear über den Drehwinkel steigt.

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 15.09.14 11:01.
Re: Konstruktion Heizbettlagerung
15. September 2014 11:12
Bei der Art von z-wobble hat man allerdings bei mehr als eine Spindel auch eine höhere Wahrscheinlichkeit von wobble, da ja mehr Achsen sich schräg bewegen können.

Übrigens sollte Spiel bei der Z-Achse nicht relativ egal sein? Das Gewicht vom Bett sollte doch immer nach unten gehen. Spielfreiheit ist eher wichtig bei X und Y.


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Re: Konstruktion Heizbettlagerung
15. September 2014 11:19
ja das spiel sollte für die Z achse egal sein.

ja klar is die wahrscheinlichkeit höher, aber er will ja auch nicht 3 gewindestangen mit muttern drauf einsetzen, sondern kugelspindeln, da sollte es eigentlich keine so beschriebenen probleme gegeben, weil die musst sowieso sauber lagern.
Re: Konstruktion Heizbettlagerung
15. September 2014 11:25
Ja, jedoch hatte Skimmy anfangs auch Probleme mit der Trapezgewindespindel da diese nicht 100%ig gelagert war. Die Lager selber müssen halt sauber und plan liegen, dann gehen sicher auch mehrere.


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Re: Konstruktion Heizbettlagerung
15. September 2014 11:29
naja trapezspindeln werden auch des öfteren verbogen geliefert :/
um eine kugelumlaufspindel zu verbiegen braucht es schon mehr winking smiley die sind ja auch gehärtet.

Klar kann man immer pech haben, aber ich die kugelspindeln sind auch meist sehr dick, relativ stark abgedreht an den enden d.h. die lager sitzen sehr gut usw.

jemand hier hat ja schon seinen sparkcube mit 3 kugelspindeln aufgebaut, seine erfahrungen bezüglich wobble würden mich mal interessieren.
Re: Konstruktion Heizbettlagerung
15. September 2014 11:46
Quote
mantus

jemand hier hat ja schon seinen sparkcube mit 3 kugelspindeln aufgebaut, seine erfahrungen bezüglich wobble würden mich mal interessieren.

Mich auch...


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Re: Konstruktion Heizbettlagerung
15. September 2014 11:57
Re: Konstruktion Heizbettlagerung
15. September 2014 12:49
Quote
mantus
dir ist schon klar das bei den z achsen die hier so gebaut werden z.b. Sparkcube, sich die z achse zu 100% an der Gewindestange abstützt?

Aus anderen Konstruktionen kann man durchaus lernen, doch ein Garant für Qualität sind die nicht. Wie man an eben diesem Sparkcube erkennen kann. Ein anderes Beispiel ist der recht beliebte, aber auch für seine mässige Druckqualität bekannte Printrbot.

Ausserdem scheinen wir unterschiedliche Vorstellungen von dem zu haben, was "Z-Wobble" ist. Bei mir geht es um Verschiebungen in X-Y-Richtung, hervorgerufen durch ungerade Z-Spindeln.

Quote
mantus
Die Linearlager sind bei diesen konstruktionen nur für 2 dinge gut, Momente in Z richtung und Momente in X richtung, aber alle kräfte in Z richtung gehen zu 100% in die Gewindestange und ihre Lagerung.

Genau das ist das Problem. Die Spindel sollte Kräfte in Z-Richtung abfangen bzw. aufbringen, sonst (Momente um X, Y, Z, Kräfte in X und Y) nichts.


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Re: Konstruktion Heizbettlagerung
15. September 2014 13:02
z-wobble in x/y Richtung bei Kugelumlaufspindeln .... nicht mal die asia spindel haben bei mir eine messbare Abweichung in radialer Richtung.
Wenn eine Kugelspindel eine radiale Abweichung hat musst du sie reklamieren, weil dann das teil sowieso innerhalb kürzester zeit defekt ist, die Mutter ist ja sozusagen ein Kugellager, und das verträgt bekanntlich keine Abweichungen radialer Natur.
Re: Konstruktion Heizbettlagerung
15. September 2014 14:26
Es geht aber nicht um Abweichungen von der Rundheit, sondern um Abweichungen von der Geradheit. Wenn Deine Spindel auf einer Länge von 500 mm eine Durchbiegung von 0,1 mm hat, ist das je nach Toleranzklasse noch in der Spezifikation, trotzdem schaukelt Dein damit geführtes Bett beim drehen der Spindel um 0,2 mm hin und her.

Quote
mantus
genau hier [forums.reprap.org]

Interessant finde ich da diese gelb/grünen Federplättchen zwischen Spindel und Bett. Damit ist ja dann wohl jede Präzision in Z-Richtung ausgeschlossen. Der Wobble in X-Y wird trotzdem voll übertragen.


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Re: Konstruktion Heizbettlagerung
15. September 2014 16:20
Mathe?
0.1 auf 500mm sind also 0.002mm auf 10mm
und jetzt schau dir das Fehlerbild von z wobble bei den 10mm calib cube an und du merkst das was bei deiner rechnung nicht stimmen kann. Abgesehen davon das wir hier von spindeln bis meisst max 300mm reden.

aber egal du hast natürlich komplett recht.
Re: Konstruktion Heizbettlagerung
16. September 2014 05:41
Quote
mantus
Mathe?
0.1 auf 500mm sind also 0.002mm auf 10mm

Ja, Mathe. Eine Z-Achse, die nur 10 mm lang ist, habe ich noch nicht gesehen.

Ich glaube Du willst mich hier einfach nur auf den Arm nehmen. Wenn Deine Beiträge hier als Ausweis Deiner Expertise gelten sollen, dann sieh' lieber zu, dass das Dein Chef nicht mitbekommt.


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Re: Konstruktion Heizbettlagerung
16. September 2014 10:19
ja aber je nach konstruktion druckst du bei einem 10mm würfel ja nur auf den ersten paar cm deiner spindel winking smiley

Quote
Traumflug
Wenn Deine Beiträge hier als Ausweis Deiner Expertise gelten sollen, dann sieh' lieber zu, dass das Dein Chef nicht mitbekommt.
omg eye rolling smiley

aber egal du hast natürlich in jeglicher hinsicht immer recht deine Expertise ist überragend, ich knie hier in Demut ....... ende

2-mal bearbeitet. Zuletzt am 16.09.14 10:21.
Re: Konstruktion Heizbettlagerung
16. September 2014 17:33
Ich glaube ich nehme das am besten in diesen Vortrag "Präzisionsdruckerbau am Küchentisch" auf. Ein paar Sätze zu Leichtbau/Steifigkeit hatte ich ohnehin schon vorgesehen. Ich hoffe dann darstellen zu können, warum eine krumme Spindel auch einen scheinbaren Steigungsfehler bei jeder Umdrehung hat.

Bleibt die Frage, mit welchem CAD-Programm man ein paar hübsche Animationen machen kann ohne die Filmchen aus Einzelbildern zusammen setzen zu müssen. Open Source, natürlich.


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Re: Konstruktion Heizbettlagerung
16. September 2014 18:23
Die wobble von denen ihr redet gibt es fast nur noch an den alten Druckern.
Und Traumflug zeig mal deinen Drucker bitte damit wir deine Angst vor wobbeln verstehen.
Die meisten wobbler sind einfach schlecht kalibrierte Drucker die zu viel drücken.
Davon kann ich dir sofort dutzende herstellen.
Lässt ihn doch erstmal bauen und dann sehen wir weiter.


Commercium ----> Ramps, RADDS, e3d-Hotends und Filament kauft man hier.. und neu auch Schrauben,Muttern und Unterlegscheiben
Probleme mit dem e3d und bei mir gekauft? Schickt es ein, ich teste es für euch ob es wirklich defekt ist smiling smiley
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Re: Konstruktion Heizbettlagerung
17. September 2014 05:58
Keine Sorge, ich habe keine Angst vor dem wobbeln. Ich weiss ja, wie man das löst. Die Sells-Mendel hat anfangs recht heftig gewobbelt, habe ich aber auch in den Griff bekommen und dabei nicht einmal die krumme Gewindestange ausgewechselt.

Ich lege mich hier so ins Zeug weil so Manche den Eindruck erwecken, dass man ohne Präzisions-Kugelumlaufspindel keinen brauchbaren Drucker bauen kann. Leute lesen ja mit und wenn die dann selber das bauen anfangen oder ihren Drucker in Ordnung bringen wollen, muss man denen erst erklären, dass es auch viel einfacher geht und tausende Drucker ganz prima ohne Kugelumlaufspindeln auskommen.


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Re: Konstruktion Heizbettlagerung
17. September 2014 11:47
Moin,

ich wollte keine wobble oder sonstwie Spindeldiskussion hier auslösen, sonder eher wissen, ob sich der Aufwand einer 4-fach Lagerung mittels Kugelumlaufspindeln lohnt.
Ich habe mal einen aktuellen Ausdruck meines core X/Y in 0,2mm Layer angehängt. Druckzeit 2,5 Stunden.
Mittlerweile glaube ich, daß der Aufwand (auch wenns dadurch weniger vibriert) sich nicht lohnt bzw. keine Verbesserungen bringen würde.
Bei 5mm Steigung der KUS fängt man sich dann wohl andere Probleme ein.

Grüße

Sascha


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Re: Konstruktion Heizbettlagerung
18. September 2014 07:41
Du drückst zu viel noch in der ersten Lage oder bissel höher gehen.
Dann verschwindet der Überhang noch ansonsten chice smiling smiley


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