Keilwellen als Führung

Hallo zusammen,

immer wieder überlege ich, wie man eine einfache, platzsparende und genaue Kinematik umsetzen kann.
Die Ultimaker-Kinematik ist schnell und genau, aber der Extruder muss halt extrem leicht sein... sonst kommt da ja auch nur Quark bei raus !
CoreXY ist zwar von der bewegten Masse recht leicht aber ziemlich kompliziert vom Aufbau (meine Meinung), nicht wirklich platzsparend und der lange Riemen hinterlässt ja auch (zumindest bei vielen!) Spuren im Druckbild.
(Prusa lass ich hier mal raus... ich denke der ist sowieso nicht mehr Up-To-Date)
Und dann gibt es ja noch die Kinematik a la Makerbot, bei der die X-Achse mit einem Motor angetrieben wird, der aber auf der Y-Achse immer mitgeschleppt werden muss.

Jedenfalls bin ich auf Keilwellen gestoßen, bzw. verdrehgesicherte Wellen. Und da wollte ich mal fragen, ob sich da schon jemand Gedanken gemacht hat oder gar einen Versuch gestartet hat.
Ich hatte folgende Idee:


Ich hoffe es ist verständlich!
Was ist Eure Meinung? Alternativ könnte man auch separate Führungen für die Y-Achse verwenden!

Grüße
Wulle

2-mal bearbeitet. Zuletzt am 04.01.16 10:34.

Moin moin aus HU.
Sowas im der Art hatten wir schon mal irgendwo erörtert. Ich glaube, einen Extruder über einen externen Motor fahren. Problem war, glaube ich, das ohne Spiel hin zu bekommen und gleichzeitig leichtgängig zu machen.

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Liebe Grüße aus Kaltenkirchen.
Frithjof
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Ich habe glaube ich gerde Verständnisschwierigkeiten.

Die Keilwellen sind ja per Motorkupplungen mit dem Motor verbunden - drehen sich also und treiben die darauf befestigten Riemenräder für die X-Achse an - soweit so gut.

Wie sollen nun aber die Gleitlager/Kugellager auf der Keilwele in Y-Richtung sich bewegen können, wenn die Keilwelle rotiert?!

So eine Keilwelle hat doch 5 oder 6 herausstehende "Zähne/Zapfen" wie auch immer man die nennt.

darauf kann doch kein Lager gleiten, wenn diese Welle gleichzeitig rotieren soll?!

Wenn du die Keilwelle so auslegst, dass lediglich ein Schlitz darin ist, auf durch den die Riemenräder halten, sehe ich trotzdem das Problem, dass du quasi mit jeder Umdrehung der Keilwellen material von den Gleitlagern "abschabst".


Es gibt doch genug normale Bauweisen.

Eine simple gantry-Bauweise z.B. reicht doch aus.
Also 1 Motor, der über eine durchgehende Welle 2 Riemenräder antreibt, die dann jeweils direkt neben den Linearführungen sitzen.
Auf der X-Achse dann ein etwas kleinerer Motor, der ja nur den Extruder bewegen muss.

Gruß,
Alex

Du verstehst das falsch.....die Riemenräder sind zwar formschlüssig verbunden, können aber trotzdem nach oben oder unten gleiten.
Ähnlich wie ein Sinterbronzelager auf einer Welle gleiten und sich drehen kann.

Das Prinzip hier aus dem Thread ist nicht neu, wurde so ähnlich sogar schon verbaut. Ich hatte genau das gleiche vor bei einem Minidrucker, allerdings sind Keilwellen plus Naben erst am AD14 zu haben, was zu groß ist. Würde es 8er Wellen plus Naben zu kaufen geben, dann ja.

Alternativ dazu hatte ich mir überlegt, die Pulleys auf einem 6-kant gleiten zu lassen, und die Gleitlager passend selbst herzustellen.

Gruß

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Verkantet so ein Gleitlager nicht, wenn es Rotationskräfte übertragen soll & dabei gleichzeitig hin&her gleitet? Oder statt zu verkanten baut es sehr schnell Spiel auf, da ja durch die Rotationskräfte nur ein winziger Bruchteil der Gleitfläche genutzt wird.

Quote
Jasmir
Verkantet so ein Gleitlager nicht, wenn es Rotationskräfte übertragen soll & dabei gleichzeitig hin&her gleitet? Oder statt zu verkanten baut es sehr schnell Spiel auf, da ja durch die Rotationskräfte nur ein winziger Bruchteil der Gleitfläche genutzt wird.

Genau diese Gefahr sehe ich auch. Ich meine auch, dass die Gleiteigenschaften durch hinzukommende Drehmomente erheblich eingeschränkt sind und da auch ein Verschleiss entsteht.
Das ist aber allerdings nur eine Gefühlsmeinung und nicht ausprobiert.
Vielleicht gibt es ja dafür Linearlager, die auf einem Vierkant laufen. Allerdings wird es immer ein Spiel in der Drehrichtung geben, was man nicht weg bekommt.Gefühlsmeinung

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 05.01.16 09:13.

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Gibts doch schon ewig...nur zu teuer....das ist alles.

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Moin moin aus HU.
Die Wellen sehen so aus wie meine von LMUU Lagern ruinierten Wellen der X Achse. Hätte ich die man weiter laufen lassen, dann hätte ich auch so einen Antrieb.

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Hier gibt es auch Keilwellen/Keilnaben, die vom Preis her aber absolut im Rahmen sind (meiner Meinung nach).
Die Toleranzen sind dabei sicher höher als bei denen von THK oder Misumi (...), aber für einen 3D-Drucker sollte das doch sicher im Rahmen sein. Zumal man den "Leerlauf" bzw. "Schlupf" beim hin und her fahren auf der X-Achse doch sicher Softwaretechnisch eliminieren könnte, oder?
Werden ja sicher reproduzierbare Werte sein.

Grüße

@Stud54
Wie teuer ist denn so ein "LT 4" (https://tech.thk.com/de/products/thkdlinks.php?id=440)? Preise stehen da nicht.

Vor Jahren waren das glaube 170 Euro für ne 16er in 500mm mit Mutter....aber nagle mich da nicht fest.

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Wulle
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Ich hatte folgende Idee:
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Ich hoffe es ist verständlich!
Was ist Eure Meinung? Alternativ könnte man auch separate Führungen für die Y-Achse verwenden!

Grüße
Wulle

Um Mißverständnissen vorzubeugen, folgende Annahmen:
Dein Bild zeigt die Draufsicht
Die Riemen sind die Y-Achse
Die Keilwellen die X-Achse

Du strebst eine leichte Kinematik an.
Warum muss eine so leichte Kinematik auf beiden Seiten angetrieben werden?

Besser eine Seite verwindungs- und spielfrei (2 Wägen oder Hülsen) aufbauen und die Portale steif, aber leicht ausführen.
Die nicht angetriebene Seite dann mit 1 Wagen (oder Hülse) klemmfrei lagern als Mitläufer.

Auf der Antriebsseite bräuchtest Du dann nur eine Keilwelle am Rande des Portals und könntest die Riemenräder für X-Achse auf Kugelbuchsen (lm10uu) plus Kugellager laufen lassen.
Spart Kosten und Gewicht.

---

Gruß ©
Mendel auf Akimbo umgebaut / Arduino 2560 / RAMPS 1.4 / Großes Display mit SD-Card-Reader / 8825TI-Treiber / SSD AC 24V Bett / Bluetooth HC06

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Um Mißverständnissen vorzubeugen, folgende Annahmen:
Dein Bild zeigt die Draufsicht
Die Riemen sind die Y-Achse
Die Keilwellen die X-Achse

Also ich verstehe das jetzt ehrlich gesagt nicht so recht, weil bei mir die Keilwellen und Riemen parallel liegen
Also es ist die Draufsicht, horizontal ist X, vertikal ist Y. Ich weiß nicht ob Du das vielleicht auch meintest... aber egal

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Du strebst eine leichte Kinematik an.
Warum muss eine so leichte Kinematik auf beiden Seiten angetrieben werden?

Naja das lässt jetzt wieder Interpretationsspielraum. Ich möchte einzig und allein wenig bewegte Masse aber trotzdem eine verwindungssteife Kinematik.
Wenn du die "beiden Seiten" auf die Keilriemen beziehst, dann gebe ich Dir vollkommen recht. Die X-Achse bzw. das Hotend lässt sich sicher auch nur über einen Keilriemen antreiben!
Wenn du es auf den Y-Antrieb beziehst, dann würde ich dir nur insofern zustimmen, dass man den zweiten Motor weglassen kann und über eine Achse (a la Ultimaker) die Drehung vom Motor überträgt.
Einen einseitigen Antrieb möchte ich auf keinen (!!!) Fall... das gibt immer Probleme. (Außerdem könnte ich dann gleich einen H-Bot bauen und mich mit "nichtrechten"-Winkeln abfinden)

Ich hoffe ich konnte verständlich machen, was ich mir gedacht habe! Und ich hoffe, dass ich Dich richtig verstanden habe

Grüße

Moin Wulle
Ich sag mal zum richtig verstanden haben ein klares "Jein"

Bilder sagen mehr als tausend Worte - Dein Bild habe ich jetzt mal so verändert wie ich das meinte.
Immer noch Draufsicht (Z-Achse fehlt und wäre unter dem roten Druckkopfschlitten in der Bildmitte)


Dem Hotend dürfte es egal sein, welches Trägheitsmoment es für X- oder Y-Bewegungen darstellt - die auftretenden Kräfte sind die Gleichen.
Lediglich der Y-Motor muss das Portalgewicht und dessen Trägheitsmomente zusätzlich bewerkstelligen.

Schönen Gruß
Mike

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Wenn überhaupt, so hatte ich es vor, wäre das doch bei einem "festem" Bett interessant.
Und damit beziehe ich mich jetzt mal auf die Idee eines kleinen Druckers. Hier könnte man mit 4 einfachen Spindeln, 2 Wellen und 2 Keilwellen eine sinnvolle H-Belt Kinematik bauen, die eben in Z verfährt und sehr platzsparend zu bauen wäre.
2 lose Pulleys und 2 angetriebene gegenüber.

Im Boden würde dann ein umlaufender Riemen die 4 Spindeln antreiben, und 2 Motoren jeweils eine Keilwelle.

Das war jedenfalls mein Plan.

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Stud54
Wenn überhaupt, so hatte ich es vor, wäre das doch bei einem "festem" Bett interessant.
Und damit beziehe ich mich jetzt mal auf die Idee eines kleinen Druckers. Hier könnte man mit 4 einfachen Spindeln, 2 Wellen und 2 Keilwellen eine sinnvolle H-Belt Kinematik bauen, die eben in Z verfährt und sehr platzsparend zu bauen wäre.
2 lose Pulleys und 2 angetriebene gegenüber.

Im Boden würde dann ein umlaufender Riemen die 4 Spindeln antreiben, und 2 Motoren jeweils eine Keilwelle.

Das war jedenfalls mein Plan.

Wird diese Kinematik nicht bei dem M3D-Drucker verwendet?
[printm3d.com]
Leider erkennt man auf den Bildern nur wenig...

Schau Dir das Video an, dann kennst Du die Kinematik des M3D:
[www.youtube.com]

0.21min
1.19min
1.50min

Vier Gewindestangen in den Ecken für Z.
Zwei Vierkantstangen (beide hinter den Gewindestangen an der Frontseite) für Y-Achse
Zahnstange im Portal für X-Achse (Angetrieben über Stepper im Druckkopfschlitten)

Also nochmal anders

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 06.01.16 05:33.

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Heilige Sch...
das Video zeigt aber auch ganz klar, warum man von dem Drucker nicht viel erwarten muss...

jepp



Alles recht einfach gehalten - aber das Druckbild ist für den Preis OK finde ich.

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 06.01.16 06:00.

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Gruß ©
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Solche Drehmomentwellen gibt es auch bei Misumi, zum Beispiel 10 mm Durchmesser, 400mm lang für 117,70 €. Der kleinste Durchmesser ist 6 mm. Alles noch durchaus bezahlbar (wobei 6 mm teurer als 10 mm ist). Das sind im grunde nur etwas anders aufgebaute Kugelbuchsen.

Was man dabei nich außer Acht lassen darf, ist der Außendurchmesser der Wellenmuttern.
Beispielsweise eine 10er Welle hat an der Wellenmutter einen Außendurchmesser von 21 mm, dies muss die verwendete Riemenscheibe als innendurchmesser haben. Bei GT3-Riemenscheiben (Referenz: Misumi) hat die Scheibe damit schon mindestens 40 Zähne und damit einen Wirkdurchmesser von 38,2mm bzw. 120 mm Wirkumfang. Dadurch hat man ein denkbar schlechtes Hebelverhältnis, wenn man einen Schrittmotor direkt anbindet. Daher sollte man hierfür schon ein Getriebe vorschalten (entweder Planetengetriebe direkt am Motor oder eine Zahniemenübersetzung), um genug Kraft an der Achse aufzubauen.

und wie gut lässt sich das "unter last" verschieben ? bzw. was ist an verdrehspiel drin?

normale Keilwellen kann man vergessen... mit glück und oder nach richten bekommt man die zwar ausreichend gerade aber die Toleranz der Nuten taugt nicht wirklich. endweder es ist "spielfrei" und verklemmt beim verfahren oder verfährt gut und hat verdrehspiel wie sau...


xy konstruktion von sowas hab ich in Solidworks auf dropbox.... mein ich habs dann drangegeben nachdem ich 3 tage mit den Keilwellen rumhantiert hab (mädler)

Oder hier , wurde aber abgebrochen

[www.kickstarter.com]
[tekma3d.com]

Gruß