Richtiger Antrieb

guten Morgen aus Österreich!
Als Newbi in dieser Materie (noch dazu aus einer gaaaaaaaaaaaaaanz anderen Materie kommend - Bautechnik) habe ich so einige fragen zum Selbstbau.
Ich möchte mir in Anlehnung an die hier vorgestellten RepRaps so ein Gerät selber bauen
. Aluprofile, Gleitlager auf gehärteter Welle und - als Antrieb - Zahnräder und Fahrradkette...

Nun werden sich sicherlich einige fragen: "Warum grade Fahrradkette?"

Stahlgliederketten wurden bis vor einigen Jahren im KFZ-Motorenbau verwendet weil sie Formstabil sind und beinahe "unkapputtbar"
Sie bedürfen ausser einiger Schmierung mit Kettenfett keiner Wartung
Sie müssen nicht nachgespannt werden

Das sind so meine Überlegungen dazu, lasse mich aber gerne eines Besseren belehren.
safe riding
eberhard

Ich denke die Kettenspannung wird interessant. Aber warum nicht. Sieht bestimmt cool aus und ist mal etwas anderes. Ob das qualitativ so das Beste ist sei mal dahin gestellt. Auf das erste Konzept bin ich gespannt!

wär mir zu laut und zu fettig aber schaut sicher schräg aus.
hat sicher was von steampunk

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 14.11.14 03:48.

Hallo Eberhard,

die Kettentechnik ist auch im CNC-Bereich schon erfolgreich und hochgenau angewand.

Allerdings ist eine Fahradkette für 3 D Drucker zu schwer und groß. Da bekommst Du zu große bewegte Massen und der Drucker wird langsam. Es gibt auch ganz kleine Rollenketten die besser dafür geeignet sind und Du wirst ein spezielles Antriebs-Kettenrad fräsen müssen, das ohne Spiel arbeitet. Ich denke da an eine 4mm Rollenkette die auch schon locker 300Kg Bruchlast hat. Mit noch ein paar Kniffen dazu bekommt man einen hochgenauen Antrieb der einer Kugelumlaufspindel in nichts nachsteht und kaum lauter als ein Zahnriemenantrieb ist. Die Motoren übertönen das Rollgeräusch dann locker. Fettig ist das übrigens auch nicht mit dem richtigen Schmiermittel.

So was ist beí mir schon in Planung.

Gruß Edwin

Trotz intensiver Suche habe ich 4mm nirgends gefunden, die kleinste Grösse sind 5X2,5, dafür brauch ich mir um die dementsprechenden Antriensräder keine Gedanken machen, die bekommt man Hand un Hand mit den Ketten.
safr riding
eberhard

eberhard,
gerade für den ersten Drucker würde ich auf einem bewährten Konzept aufbauen und mich zuerst mit dem Thema Extrudieren beschäftigen und wenn ich alles optimiert habe würde ich über alternative Antriebskonzepte nachdenken. Die Materie ist schon hochkomplex und es besteht die Gefahr, dass Du irgendwann die Lust verlierst, wenn Du an zu vielen Baustellen gleichzeitig arbeitest.
Das ist aber nur meine ganz persönliche Meinung.

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Schöne Grüße aus Österreich

Gerhard
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Kette sieht bestimmt stylisch aus
guckst du bei Mädler, da findest du bestimmt was.

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Gruß Jürgen

Alles wird jut
Yet another Core XY 'YacXY'
Triffid_Hunter's_Calibration_Guide/de

Quote
eby_at
Sie bedürfen ausser einiger Schmierung mit Kettenfett keiner Wartung
Sie müssen nicht nachgespannt werden

Ich kenne keinen Kettenantrieb ohne Spanneinrichtung und bei meinem Fahrrad verschleisst die Kette schneller als die Reifen. Obendrein sind Kettenantriebe bei wechselnder Bewegungsrichtung alles Andere als spielfrei.

Nun denn, aus Versuch wird man kluch und das zu machen, was Andere als funktionierend heraus gefunden haben und dem Stand der Technik entspricht, geht ja schon mal gar nicht.

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Generation 7 Electronics	Teacup Firmware	RepRap DIY

Was fährst du für ein Fahrrad, Traumflug?
Entweder ist die Kette zu schlecht oder die Reifen sind zu gut
Naja, meine Ketten halten sehr lange, was auch an guter Pflege liegen kann.

Hallo Traumflug,

der Kettenantrieb wird auch bei CNC-Fräsen (im Hobbybereich mit Fahrradketten) eingesetzt und wenn man es den Gegebenheiten anpaßt (spielfreies Antriebsrad und entsprechende Vorspannug, aber spannungsloser Kraftübertragung) erreicht man damit Positioniergeauigkeiten von Kugelumlaufspindeln bei sehr hoher Lebensdauer und Verfahrgeschwindigkeiten wie beim Zahnriemen. Es ist auch sehr einfach eine automatische Vorspannung der Kette zu bauen die beim Zahnriemen so nicht funktioniert.
Das Schmieren ist auch kein Problem. Kettenspray aus dem Motorradshop, Auftragen und sofort die Kette mehrfach durch einen Lappen ziehen. Was auf der Kette dann bleibt reicht locker für lange Zeit und alles bleibt sauber, da dieses Fett dann zäh/klebrig wird wenn das Lösemittel verdampft ist.

Gruß Edwin

Hei Ketten auf Spannung sind immer Spielfrei, kann ja nicht anders sein
Wichtig bei Ketten auf die Marke achten (hier gilt je mehr € desto besser), die norm der Ketten sind ziemlich Schwammig, soll heissen fast jeder Hersteller kann die Norm erfüllen, gut sind sie trotzdem noch lange nicht.
Iwis kann ketten herstellen die auf 200m nur 1/10mm abweichen, die Ketten glieder sind hier mit 1/10mm Spiel in den Rollen/Bolzen angegeben, desweiteren ist das Spiel über mehrer Glieder kompensiert mit kürzeren aussenglieder.
Wichtig ist aber bei einer Kette das das Kettenrad so gross wie möglich ist bzw so viele Glieder wie möglich im Einsatz sind, ansonsten wird die Bewegung nicht flüssig

Gutes gelingen, Interessantes Projekt

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 15.11.14 14:18.

Hallo Hux Flux,

da gebe ich Dir voll recht, nur beim Kettenrad sollte man sowieso etwas eigenes machen. Das kann dann sogar aus entsprechendem Kunststoff sein und nur mit wenig Zähnen im EIngriff, aber dafür spielfrei. Die Kräfte beim 3 D Druck sind ja nicht so hoch wie beim Fräsen. Nur für die Umlenkrollen würde ich wegen der Vorspannung bei Stahl bleiben.

Gruß Edwin

@ Wurstnase, Mantus und Gwender
das stylische ist hier eher zweitrangig, ein von mir sehr geschätzter Lehroffizier meint "nur ein schöner Panzer ist ein guter Panzer" - ich drehe seine Ansicht um und sage "nur ein funkrionierender 3D-Drucker ist ein schöner 3D-Drucker", (PS, die Hischkuh(Mil-Mi24) ist zwar potthässlich aber effizient in der Leistung).
Nix gegen Steampunk - ich liebe das Outfit von Adam Ant schon seit den 80igern und der Film "Die Liga der aussergewöhnlichen Gentlemen" hat mich von Anfang an gefesselt - aber darauf kommt es mir wie gesagt nicht an, dass es funktionieren kann, davon bin ich überzeugt.
@Traumflug
vielleicht habe ich mich falsch ausgedrückt, ich möchte eine Spannvorrichtung einbauen mit Vorspannung (ähnlich Kettenspanner beim Fahrrad), somit sollte das spielfrei ablaufen und der Verschleiss sollte sich in Grenzen halten.
Wie ich ja schon Anfangs geschrieben habe sind Steuerketten im Fahrzeugmotorenbau die letzten 100 Jahre in Verwendung gewesen - und zwar auch bei Rennmotoren - und die Haltbarkeit lag bei weit mehr als den jetzt üblichen 100.000 km bei denen jetzt ein Zahnriemen getauscht werden soll
safe riding
eberhard

Hi

Quote
das stylische ist hier eher zweitrangig ...

Ist mir schon klar, trotzden stylisch.

Quote
"nur ein funkrionierender 3D-Drucker ist ein schöner 3D-Drucker"

Genau, das verlieren einige hier scheinbar immer öfter aus den Augen. Die Zuverlässigkeit von Ketten steht sicherlich außer Frage.
Schon der Umstand das du davon überzeugt bist sollte der eigentliche innere Antrieb sein. Mir ist bisher noch kein Drucker in der Szene
bekannt der die Antiriebsmöglichkeit mit Rollenketten umsetzt. Also Quasi eine Premiere.
Ich wünsch' dir jedenfalls gutes Gelingen.

---

Gruß Jürgen

Alles wird jut
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hallo,
Ich hab mal kurz nachgerechnet:
eines meiner typischen Druckteile hat ca. 100ccm Filament-Volumen. Dafür fährt der Druckkopf bei einer 0,5mm Düse 678m.
mit ca. 190000 Bewegungen ergibt das eine mittlere Fahrlänge von 3,5mm, dann erfolgt jeweils ein Richtungswechsel.
Nun ist eine Kette mehr als doppelt so schwer wie ein Zahnriemen, das macht sich beim Beschleuigen sicher neativ bemerkbar....
Fazit - ich denke, eine Kette wäre nicht sooooo optimal.

Tschö, Richard

Hallo Richard,

Vom Prinzip hast Du vollkommen recht, aber das wird durch die Eigenschaften der Kette, wie z.B. der wesentlich höheren Stabilität mehr als ausgeglichen und eine kleine Kette ist nicht so schwer. Dazu kommt daß Ketten gerade für größere Drucker mit größeren bewegten Massen daher besser geeigent sein sollten. Ich plane schon einige Zeit an einem Drucker mit 400 x 400 x 400mm Bauraum und da sehe ich für X und Y Achse Ketten vor. Grade bei soll größeren Bewegungen und der dadurch erforderlichen Länge der Antriebsstränge tritt gerade beim Zahnriemen immer mehr die Elastizität in den Vordergrund und eine Kette ist da einfach wesentlich steifer. Bei kleinen Druckern würde ich aber eine Kette auch nicht einsetzen. Da sind diese Probleme mit dem Zahnriemen untergeordnet.

Gruß Edwin

Moin moin aus HU.
Ich möchte zu Bedenken geben, dass eine Kette aufgrund des Eigengewichtes immer etwas durchhängt und zum Spannen erhebliche Kräfte nötig sind, die den Druckerrahmen evtl überbeanspruchen können.

Gruß

Frithjof

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Liebe Grüße aus Kaltenkirchen.
Frithjof
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Hallo Frithjof,

klar muß man das konstruktiv berücksichtigen.
Ich denke bei mir da an so 10kg Vorspannung in eine Rahmen der X Achse, den ich sowieso für die doppelte Führung der Achse brauche. Bei der Y-Achse stützt sich der äussere Rahmen sowieso gegenseitig ab und da ich einen größeren Bauraum anstrebe muß dieser den auftretenden Kräften und Anforderungen sowieso stabiler angepaßt werden.
Bei eine solchen Konstruktion sind auch mal ein paar neue Wege notwendig und das bedeutet aber deshalb nicht, daß alles deshalb besonders schwer wird. Stabilität hat nicht immer etwas mit hohem Gewicht zu tun.
Ich denke mal, daß Eberhard aus seinem technischen Hintergund heraus ähnlich denkt.

Gruß Edwin

Puh, da habe ich ja eine Lawine losgetreten, grad dass nicht auf Mord und Brand gestritten wird....
bei der PC6 von Pilatus ist die Ansteuerung der Querrudertrimmung mittels Steuerkette und ich kann mich nicht erinnern, dass solch ein Pinocchio aufgrund einer gerissenen Steuerkette heruntergekommen ist. Was die Eigenmasse angeht, so hat eine 2,5 x 5mm Rollenkette, einreihig eine Masse von 0,08 kg/m (in einer handelsüblichen Leberkässemmel sind 0,10 - 0,12 kg drinnen - und da kommt das Gurkerl noch dazu). zur Veranschaulichung habe ich eine Prinzipskizze eingefügt.
Zu meiner Verteidigung - ich bin weder Maschinenbauer noch Mechatroniker sondern "Maurer mit Hochschulberechtigung" und daher sind die Symbole eher baumässig aber ich hoffe meine Gedanken rüberzubringen, abgesehen davon verwende ich ein CAD Programm, welches eher für Bauzeichnungen gedacht ist.
Am Rahmen befinden sich fixe Verankerungspunkte, auf einer Trägerplatte befindet sich zwei fixe Umlenkpunkte und ein beweglicher (vorgespannter) Umlenkpunkt.
Da die Verankerungspunkte am Rahmen rel nahe des Eckknotens sind, ist nicht mit einem grossen Biegemoment zu rechnen.
safe riding

eberhard

Also deine Phallusförmige Umlenkung gefällt, also sitzt der Motor bei dir Mittig und der Tisch kommt links und rechts an die Ankerpunkte?

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Prusa Air 2
Merlin Hotend (passiv und verlängert)

Eigenbau X300 Y500 mit verlängertem Merlin Hotend
BIQU Magician
JGAURORA A5
Anycubic Photon
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Eine Kiwi am Tag deckt den menschlichen Tagesbedarf an Kiwis

@Kenny!
genau, wobei "mittig" nicht ganz korrekt ist, denn der Motor bewgt sich ja am Schlitten hin und her, dadurch habe ich ja - abhängig von der jeweiligen Stellung des Schlittens - freie Längen von 0 - 95% der Rahmeninnenseite.
dadurch finde ich auch das Argument von Richard mit der zu bewegenden Masse nicht ganz gerechtfertigt, denn es muss ja ohnedies der komplette Schlitten (inkl Extruder, Gebläse, Motor und Steuerkette für die Kreuzachse...) bewegt werden.
Den "Kettendurchhang" möchte ich kompensieren, indem ich die Steuerkette ganzflächig unterfüttere, da kommt bei einer freien Länge von 900mm ein Spiel von 1/100 - 1/10mm hinzu.

was ich mit einem "Gwindwurm" noch besprechen möchte ist die Sache mit dem spannungsfreien Antrieb, ob ich die Kettenführung nicht linear - also ohne vorgespannter Umlenkung - gestalten soll, dafür ein beweglicher Ankerpunkt mit Vorspannung, sowie die richtige Dimensionierung des Antriensrades.

Hux Flux meint möglichst viele Zähne im Einsatz (um eine glattere Bewegung zu garantieren), während Edwin gerade das Gegenteil propagiert.
Sicherlich ermöglicht ein grosses Antriebsrad mit dementsprechenden weichen Radius auch rundere Bewegungen , anderseits ergibt eine kleine Winkelbewegung bei grösserem Radius eine grössere Linearbewegung

safe riding
eberhard

Hallo Eberhard,

ich meine kein besonders großes Antriebsrad, sondern ein besonders angepaßtes und geformtes, das mit wenigen Zähnen, aber dafür perfekt in die Kette greift. Viel in die Kette eingeifende Zähne um eine glattere Bewegung zu erreichen sind gerade bei einer Rollenkette ein Trugschluß. Theoretisch greifen zwar viele Zähne ein, aber es hat immer nur einer den vollen Kraftschluß. Ledeglich durch durch die längere Auflage am Umfang ergibt sich in gewissen Ausmaß eine rundere Bewegung. Wenn man aber eine Kettenrad hat, das praktisch spielfei eingreift und der Kette angepaßt geformt ist spielt das keine Rolle.

Gruß Edwin

Hi,
wegen dem grossem Kettenrad: Hier ist das ganze nochmal besser beschrieben.

Und ja, je weniger Kettenglieder eingreifen desto weniger rund die Bewegung, kann ja nicht anders sein egal wie perfekt das Zahnrad gemacht ist; meiner Meinung nach
Das ganze Trifft ja auch auf einen Zahnriemen zu, da hatt man aber meisten automatisch mehrer Zähne da die Zahnteilung um einiges kleiner ist.

Schwierig ist nur den Mittelweg zu finden.
Bei meinem HTD3 mit 22 Zähne kriege ich bei langsamen Bewegungen <30mm/s Vibrationen die vom Motor herkommen. Da wäre am besten nochmal eine Untersetzung von 2:1 oder so.

2-mal bearbeitet. Zuletzt am 17.11.14 06:02.

Danke für die Info!
somit kann ich ein Antriebsrad mit 9 Zähnen ohne weiteres verwenden.
Ein Alternativantrieb z uden Ketten wäre mir inzwischen auch noch eingefallen:
Drahtseile, so wie sie bei den Zeichenmaschinen - bis diese vom CAD abgelöst wurden - Verwendung fanden.
hat meiner Meinung nach mehrere Vorteile
1. die Masse ist um einiges geringer (0,02kg/lfm)
2. die Bruchlast zB eines flexiblen 7x19 Edelstahldrahtseiles mit einem DM von 2mm liegt bei ca 230 kg (dementsprechend mehr bei grösserem DM)
3. ich kann dieses Seil über Umlenkrollen in jede Achse umlenken
4. der Preis einer 250m Rolle hält sich bei o.g. Dimension mit ca 135€ auch in Grenzen (gibts aber auch als Meterware um 0,8€/lfm)
5. Zahnräder fallen weg - somit fallen Bauteile mit Wartungsaufwand auch weg (ausserdem billiger)

was die Dimensionierung der Umlenkrollen betrifft - nun bei einem DM von 2 mm würde ich eine Rolle von 30mm DM nehmen, somit habe ich ein 15-faches des Seildurchmessers und somit eine eher geringe Knickgefahr.
safe riding
eberhard

Guten Abend allerseits,

nu hab ich mich hier mal neu angemeldet und geb gleich mal mein Senf zu dem Aufbau mit einer Kette.

Denke dass für so eine Konstruktion eine Kette eher ungeeignet ist, zwecks des Polygoneffektes. "Wiki - Polygoneffekt
Einfach gesagt, man hat immer Beschleunigungsanteile bei einer Kette.

Zwar nimmt mit, der Effekt desto größer der Durchmesser der Umlenkräder/Antriebsräder ist, ist aber dennoch immer vorhanden.

Hoffe das hilft noch einmal ein wenig bei der Entscheidung

Grüße Thomas

Hallo Thomas, wir bauen hier natürlich keine Meßmaschinen sondern Kisten bei denen Toleranzen am fertigen Bauteil von mehreren 1/10mm vorherschen. Selbst die Lohndruckereien fertigen nicht genauer(Bestelle beruflich oft Teile und Prototypen)
Ich bin übrigens mittlerweile auf dem Verpackumgsband Tripp da gibt es durchaus interessante Bänder(Umreifungsband)

2-mal bearbeitet. Zuletzt am 22.11.14 20:16.

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Schönen Abend wieder und joffentlich ein ebensolches WE gehabt.
@Kenny
Verpackungsband kenne ich aus dem Blog von Shauki Bagdadi, dem Konstrukteur des Quadrap aus Melle (http://quadrap-3d-printer.blogspot.de/)
der verwendet dieses Band i.d. R zum Spannen der Diagonalen und treibt die Schlitten mit einer simplen Schnur an (wäre mir zu "keusch"), daher kommt er auch auf relativ kleine Radien und somit kleine Linearstrecken/Winkeleinheit.
bei Verpackungsband würde mich interessieren, wie sehr es sich ausdehnt bzw ob es einen "Schlupf" am Antriebsrad gibt und wie man diesen ausgleicht bzw vermindert; bei einer Kette habe ich Zahnräder, die kraftschlüssig in die Kette eingreifen, eine Schnur (bzw ein Drahtseil) kann ich mehrfach um ein Antriebsrad legen und die Reibung der einzelnen Lagen verhindert auch ein Durchrutschen aber wie läuft das bei einem Verpackungsband? Wie kann ich das mehrfach umleiten, ohne dass es knickt?
safe riding
eberhard

Mal sehen, werde es an meiner X Achse testen. Aber wie ich sehe hat im 3D druck bereich alles schonmal irgendwer gemacht :-D

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Hallo Leute,

ich werde es trotzdem mit einer Kette konstruieren. Der Polygoneffekt ist mir bekannt und dafür gibt es eine einfache Lösung. in diesem Beitrag wird er auf die Kette angewand: [www.smartchain.nl]

Im Downlodbereich gibt es auch ein PDF mit der Erklärung der Funktion in Deutsch

Deshalb habe ich ja auch schon immer geschrieben, daß man zum Antrieb ein spezielles Antriebsrad benötigt, da man diese Funktion auch mit einen speziell geformten Kettenrad erreichen kann und dieses wirkt auch dem Polygoneffekt entgegen. Wie ich schon geschrieben habe wurde es schon für CNC-Maschinen angewendet und die sind etwas genauer als wir es hier brauchen.

Gruß Edwin

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 24.11.14 05:50.

Nach Recherche und Vergleich habe ich meinen Entschluss geändert und werde den Antrieb nun mit Kevlar bzw Dyneema-Schnur (bekannt als geflochtene Angelschnur) versuchen zu realisieren, erstens leicht, zweitens leicht zu bearbeiten, drittens hohe Reissfestigkeit bei geringer Dehnung und nicht zuletzt der Preis ist auch kein wegzuleugnendes Argument.
safe riding
eberhard