Lagerung Trapezgewindespindel ???

Hallo erstmal,

einfach ein Frage in die Runde, würdet ihr die Gewindespindel oben noch am Alu Profil
zusätzlich lagern? Wenn ja, was für ein Lager wäre da sinnvoll, und soll man oben
die Spindel abdrehen, so daß da ein Zapfen dran wäre, der dann ins Kugellager geht?

Siehe Bild im grünen Kreis!


Die Druckhöhe dieses Drucker wäre ja angedacht bei ca. 340mm. Ich denke nicht,
daß dies ohne Lagerung gehen könnte?

Was meint ihr?

Ich lagere die Z Spindeln oben, so das sie auf Zug belastet werden. Dafür verwende ich Axial Lager. Am unteren Ende sind noch Radial Lager die die Querkräfte des Riemens auffangen. Trapetgewindespindeln solltest du abdrehen.

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Also oben lagern und abdrehen. Die Spindeln wären bei mir gleich 2, also auch 2 Stepper.
Beide also direkt mit einer Kupplung und mit der Welle des Stepper verbunden. Das sieht
man hier auf dem Bild leider nicht. ich würde das gerne heute noch hochladen, aber ich
brenne gerade einige DVDs, da kann ich gerade nicht an meinem Arbeits PC hin.

Danke mal für den Tipp!

Sodele, ich liefere mal zwei Bilder nach über meine angedachte Mechanik:





1-mal bearbeitet. Zuletzt am 14.08.17 02:04.

Hi,

hier mal meine Gedanken dazu, für die Z-Motore Adapter auf Spindelgröße drucken, (bei mir 8mm),
den Motor mit einem passenden Schrauch mit der Spindel verbinden, die Linearverbinder in deinem Foto
sind für diese Lagerung mist, die schwingen durch das Druckbettgewicht vertikal.

Oben habe ich eine Halterung mit 12mm Loch, da habe ich einen Pappstreifen reingelegt damit die Spindeln nicht klappern.

Tr-Spindeln mit Kugellager ausrichten, na viel Spass damit.

EDIT: gibt es diesen X-Y Antrieb schon, sieht Interesant aus.

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 14.08.17 04:25.

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Gruß,
Michael

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Du meinst mit den Linearverbinder die Winkel am Linearlager?

Ich meinte die Linearverbinder von den Z-Motoren zur TR-Spindel, sieh dir mal auf meiner Webseite, 3 Reihe 1. Foto an.

Der Lila-Adapter sollte aber moeglichst rund laufen, dann laufen die TR-Spinden ohne eiern.

Oben kann man sogar die kleinen Pappstreifen sehen.

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Gruß,
Michael

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Die Kupplung die ich jetzt eingefügt habe, da meinst Du wahrscheinlich die könnte Probleme
machen weil sie geschlitzt ist? Wie sieht das dann oben an der Y-Achse aus? Würde das
da auch Probleme machen?

Lila Adapter? Du meinst den Stellring direkt über dem Z-Motor und darüber das schwarze Rundteil?
Wie wird da die Spindel denn gehalten? Mann sieht das leider nicht so richtig.

3-mal bearbeitet. Zuletzt am 14.08.17 05:03.

Bin gerade auf Arbeit, wenn ich zu Haus bin, mache ich mal eine kleine Zeichnung, und stelle sie hier ein.



Die TR-Spindel ist 8mm, der Motoradapter ist von 5 auf 8mm, die Gummikupplung (Schlauch) hat innen 7mm.

Das ganze ist nur zusammen gesteckt, und hält.

Wichtg ist aber, das die 8mm Durchmesser vom Motoradapter rund laufen, damit zentriert sich das ganze.

2-mal bearbeitet. Zuletzt am 14.08.17 10:14.

---

Gruß,
Michael

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Und das hält? Kann ich mir gar nicht vorstellen??? Aber wenn Du das schreibst
muß ich das wohl glauben. Der Sinn ist mir jetzt schon klar, ich danke Dir mal
für Deine Zeichnung!

N'abend,
ich hab bei meinem Sparkcube XL (3 Z-Motoren, Spindeln und Drylin-Muttern) auch immer noch mit Z-Artefakten zu kämpfen. Sie sind zwar nur im Schlaglicht zu sehen, aber es ärgert mich.
Die Kupplungen sind mein Problem. Anfangs hab ich viel versucht, dann aufgegeben. Auch die "self centering Nut", die "Feder"kupplungen von Dold und andere.
Seit mehr als einem Jahr drucke ich "direkt" auf den 3 Nemas, will sagen die Spindeln stützen sich auf den Motoren ab, ohne die Schwenklager. Das ergab noch die besten Ergebnisse.
Jegliche Versuche mit Kupplung und Schwenklager gleichzeitig gingen schief. Die Ungenauigkeit der Kupplungen hebelte die Spindeln durch die Schwenklager gegen die Drylin Muttern auf das Bett.
Da beim Sparkcube XL drei Spindeln arbeiten, überlagern sich die Muster auch noch, man kann sich einen Wolf justieren...
Ich baue jetzt auf beheizten Bauraum und drucke eh viele Druckerteile neu, so jetzt auch das untere Z-Lager.
Dabei will ich mit einer kardanischen Aufhängung des Motors die Fehler der Kupplung eliminieren. Quasi nach dem Motto - "Wenn hier was eiert, dann aber doch bitte der Stepper!" ;-) Zeichnung und Foto ist im Anhang, ich hoffe es ist ersichtlich wie ichs meine. Die kardanische Aufhängung ist in Höhe der Mitte der Kupplung. So sitzt die komplette Einheit "Motor-Kupplung-Spindel" nur noch im Schwenklager und oben in der Trapezmutter.
Mal sehen obs funktioniert, momentan warte ich noch auf die Schwenklager. Hab sie zwar schonmal bekommen aber in einem fehlte eine Kugel. Aber dafür waren wenigstens die gelieferten Schrauben zu lang

Tschüss Thomas




3-mal bearbeitet. Zuletzt am 14.08.17 18:50.

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Hallo Thomas,

ein Kardangelenk funktioniert doch nur dann wenn es sich mitdrehen kann?
Wie ist denn nun die Welle des Motors mit der Spindel verbunden, bzw. wie wird
die Drehbewegung des Motors von seiner Welle auf die Spindel übertragen?
Der untere Teil des Kardangelenks ist ja mit dem Motor fest verbunden, der
obere Teil ja an einem Vierkantrohr oder Aluprofil, das innere Teil (Weiß)
wird ja am unteren und oberen Teil mit den Inbusschrauben mit fixiert so wie
ich das sehe? Kannst Du das mal als Querschnitt hier hochladen?

Hallo Amnesix,
das Kardangelenk muss sich selbst nicht drehen. Der Stepper ist durch den weissen Kardanring hindurch mit der Spindel verbunden - und zwar mithilfe der eiernden Wellenkupplung - dem Auslöser der ganzen Übung.
Der Kardanring verbindet über die 4 Flanschlager den Motorhalter und den Lagerbock.
Bitte in der Schnittzeichnung die Flanschlager und Imbusschraube dazudenken. Genauso die feste Verbindung der Wellen, die Kupplung ist hier nur als Dummy skizziert.

Tschüss Thomas

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Wenn ich mir den Aufwand anschaue frage ich mich immer wieder warum nicht einfach ein Riemen verwendet wird.

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Quote
Srek
Wenn ich mir den Aufwand anschaue frage ich mich immer wieder warum nicht einfach ein Riemen verwendet wird.

Du nennst das hier Aufwand und man soll dann EINFACH einen Riemen nutzen? Also einen kompletten Umbau des Z-Achsen Antriebs? Incl. neuer Levellösung, Firmwareanpassung etc.?

Zugegeben ist es nicht sehr erfreulich mit solchen Maßnahmen die Fehler eines unpräzise gefertigtes Bauelementes ausgleichen zu müssen, es ist jedoch für mich eine Alternative zu CNC-gefertigten Motor- und Spindelhaltern und der weiteren Suche nach einer guten Kupplung.
Der Zahnriemen ist für mich an der Stelle noch keine Lösung. Ich fürchte das die Riemen über die Zeit Probleme durch (unterschiedliche) Längung bekommen. Der nötige (mehrfache?) Flaschenzug wg. Auflösung und Selbsthemmung machen sie recht lang. Über die Anfälligkeit für Resonanzschwingungen des Bettes bei bestimmten Geschwindigkeiten mache ich mir dabei auch Sorgen.
Wenn meine Problematik aber weiter bestehen bleibt, hab ich auch den Riemen auf der Optionsliste. Zum jetzigen Zeitpunkt ist mir mein Lösungsversuch aber naheliegender.
Tschüss Thomas

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Nur mal so zum Verständnis, man muß also im Prinzip die Trapezspindel so vom Motor entkoppeln,
daß man keinen, wie nennt man es, Z-Wobbel, beim Drucken hat?
Die nächste Frage, sind da die Kupplungen so ungenau die das Problem verursachen, oder ist es
der Motor selber, oder ist die Welle vom Motor ungenau? Woher kommen Erfahrungsgemäß
die unrunden Drehungen?

Die Entkoppelung der Spindel vom Motor alleine reicht nicht. Sobald die Spindel auch nur die geringste Biegung hat kommt der Z-Wobbel wieder rein. Wirklich helfen tut nur eine Entkoppelung der Z Achse in der X/Y Ebene, es dürfen einfach keine seitlichen Moment übertragen werden.
Ein Zahnriemen hat für den Antrieb der Z Spindeln keine besonderen Probleme, der original Mendel hat vorgemacht wie es geht. Ja, es ist etwas (minimal) aufwändiger den Drucker mit nur einem statt zwei Z Motoren zu designen, aber man spart sich Probleme.

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Nimm meine Kupplung und oben ein "Anschlagbegrenzer".
Voraussetzung sind natürlich grade Spindeln :-)
Zeichnung anbei (musst du mit deinen Werten anpassen)
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Gruss
Angelo

Nachtrag in PET-G drucke ich.
Bitte auch das Heizbett (Trapezmuttern) parallel zu deiner Hotendebene Ausrichten (ist Logisch).
Spindel brauchen "Freiheitsgrade" sodass sie die Heizbettplattformen heben und damit die Führungen, Führen können :-)

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 15.08.17 05:49.

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Amnesix
Die nächste Frage, sind da die Kupplungen so ungenau die das Problem verursachen, oder ist es
der Motor selber, oder ist die Welle vom Motor ungenau? Woher kommen Erfahrungsgemäß
die unrunden Drehungen?

Meine Probleme kommen von den Kupplungen. Die Bohrungen fluchten nicht. bei keiner die ich hatte. Auch die vom empfohlenen deutschen Händler fluchten nicht.
Meine Spindeln sind in Ordnung, ich hab sie durch die Forumsempfehlung bei einer Firma Piezdrak oder so ähnlich gekauft.

Quote
Srek
Die Entkoppelung der Spindel vom Motor alleine reicht nicht. Sobald die Spindel auch nur die geringste Biegung hat kommt der Z-Wobbel wieder rein.

Das ist natürlich richtig, ich hab aber das Problem nur mit den Kupplungen.
Ich werde das auf jeden Fall mal ausprobieren. Is ja schon fast fertig ;-)

Tschüss Thomas

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Was würde denn gegen diese Lösung von 2 hundsgewöhnlichen Vibrationsdämpfer pro Z-Achse sprechen?
Notfalls würde auch eventuell nur einer pro Z-Achse reichen?

Wenn sie weich genug sind um in der Eben das nötige Spiel zu geben werden sie fürchte ich es auch sehr schwer machen das Bett sauber plan zu halten, insbesondere weil sie nur in der Mitte sind.
Wie wäre es statt der Dämpfer mit zwei planen Edelstahlplättchen oder PTFE Klötzchen? Irgend etwas das sich in der Ebene sehr frei bewegen läßt, aber auch nur da. In einem anderen Thread kam die Idee von teiloffenen Axialkugellagern für einen ähnlichen Zweck auf.

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Amnesix
Nur mal so zum Verständnis, man muß also im Prinzip die Trapezspindel so vom Motor entkoppeln,
daß man keinen, wie nennt man es, Z-Wobbel, beim Drucken hat?
Die nächste Frage, sind da die Kupplungen so ungenau die das Problem verursachen, oder ist es
der Motor selber, oder ist die Welle vom Motor ungenau? Woher kommen Erfahrungsgemäß
die unrunden Drehungen?

Hi, (alles für die Z-Achse) sind meine Erfahrungen
erstmal, strarre Verbindungen erzeugen Schwingungen auf die Spindel, das ist sogar hörbar.

Die handelsüblichen Kupplungnen lassen sich sehr schwer fluchtend verbauen, desswegen gibt es unrunde Drehungen,
das gleichen die guten Spindel mit passgenauen Muttern mit sehr kleinem Spiel nicht mehr aus.

Die Frage ist doch, wie bekomme ich die Motorachse mit der Spindel fluchted verbunden, so das sich die Spindel
aber immer noch in der Rotation leicht bewegen lässt.

Für mich habe ich das auf meine Art gelöst, es gibt aber Motore, wo die Spindel schon drin ist, ohne Kupplung, als alternative.

Ich habe einige Verbindungen ausprobiert, bin bei meiner Gummikupplung geblieben.
.

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Gruß,
Michael

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Nun, ich bin ja gelernter Industriemechaniker und komme aus dem Maschinenbau.
Die Frage ist doch bei den Kupplungen mit welcher Toleranz, also Paßgenauigkeit,
sie gegenüber der Welle des Motors und wie genau die Spindel für die Kupplung
gefertigt, bzw. abgedreht wird. Je genauer das ist desto unwahrscheinlicher ist doch
schon eine Unwucht der Spindel direkt von der Motorseite und der Kupplung aus,
außer die Spindel selber hat keinen sauberen Rundlauf! Dann ist das auch fürs
Druckbett nicht optimal.

Hi,
du hast ja recht mit den Kupplungen, die gekauften 4€ Teile, Toleranz und Paßgenauigkeit na ja...

Wenn ich ein Adapter drucken und diesen mit einer gewissen Kraft auf die Motowelle drücke und diesen mit 3 Madenschrauben fixiere,
dann ist die Toleranz zwischen Motowelle und Adapter gleich null.
Danach habe ich den 8mm Anschluss vom Adapter (rundgedreht) mit Feile. Das Gummistück hat mir einer, mit einer Drehbank, ein 7mm Loch gebohrt,
es geht wohl auch mit einem Schlauch, das gibt sogar bei einigen Druckern.
Wenn man nun alles zusammensteck, gibt ein logischerweise keine Toleranzen, und die Spindel wenn sie i.O. ist, läuft dann auch rund.
Ich nutze billige China TR 8X4 Spindeln, mit passenden Muttern.

Wenn man im Maschinenbau eine TR-Spindel lagert, macht man das wohl an beiden Seiten, kenn ich aus der Messtechnik so, und da gibt es
auch spezielle Kupplungen dafür, um einen Antrieb anzubauen.

Du bist ja Industriemechaniker, da wird dir bestimmt eine Lösung einfallen, deine Motorwellen mit den Spindeln eierfrei zu verbinden.
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Gruß,
Michael

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Es gibt nur eine Lösung, sich eine Kupplung zur Motorenwelle und zur abgedrehten Spindel
paßgenau drehen lassen, die dann auch absolut zentrisch zueinander sind. Und eine wirklich
runde Spindel wird halt dann etwas mehr kosten als eine Chinaspindel. Viele solche Teile
kann ich mir bei Mädler in Stuttgart-Degerloch holen, sind gerade mal 50km weg von mir.
Und ich denke, daß die eine sehr gute Qualität liefern, falls nicht kann ich kurz hinfahren und
umtauschen.

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 15.08.17 12:30.

Wie man eine Z Spindel von der X/Y-Achse entkoppelt, hat doch Lars (toolson) bei seinem Prusa gut vorgemacht.
Er hat das Druckbett auf die Spindel ( hier Gewindestangen, die ja noch viel unrunder laufen) horizontal abgekoppelt, d.h. die Spindel überträgt nur Vertikalkräfte zum Transport des Heizbettes. Die Horizontalkräfte aus dem unrunden Lauf werden über Reibung abgekoppelt.
Die Spindel kann dann ruhig wobbeln (eiern), dies wird aber nicht auf das Bett übertragen.
Die Lösungen mit den komplizierten Auflagern am Motor oder oben an der Konstruktion verschieben nur das Problem.

Ich finde die Lösung ziemlich simpel und sie funktioniert. Mich wundert, dass so ein Prinzip nicht schon bei anderen Systemen zumindest probiert wurde.
Ähnliches will ich für meinen UM-clone auch mal versuchen..mal sehen...

2-mal bearbeitet. Zuletzt am 16.08.17 03:19.

@Amnesix
als gelernter Industriemechaniker müsstest du doch ein Feingefühl besitzen :-)

1. Motor locker anschrauben
2. Mutter locker anschrauben (Bohre die Durchgangslöcher für M3 auf 5mm auf )
3. Meine Kupplung aufsetzen und die Spindel drehend bewegen, bis sie Rund läuft.
4. Oberen Anschlagsbegrenzer einsetzen, grob zentrieren und locker anschrauben
5. Langsam die Spindel drehen lassen (ein paar mal hoch und runter)
6. Wenn TR-SpindelMutter unten, als erstes den Motor anziehen.
7. Dann die Kupplung handfest anziehen und Rundlauf der Spindel prüfen.
8. Mutter anziehen und schauen das sie Zentrisch ist .
9. Oberen Anschlagsbegrenzer Fein-Ausrichten und anziehen.
10. Leicht fetten oder ölen oder PTFE-Spray.

So würde ich das machen.

Mutternaufnahme mit mindestens ca. 1 mm zentrisches Spiel (Luft) zum Justieren anbei.
Bitte die Dimensionierung für dich anpassen.

Auf... druck die Teile aus und probier es einfach, bevor du noch mehr Zeit verplemperst ;-).

Kannst uns dann ja mal ein Video von deinem Drucker spendieren :-)

Gruss
Angelo

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 16.08.17 04:47.

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Angelo, ich hab im Rundtischbau für Bearbeitungszentren schon ganz andere Spindeln
verbaut und eingestellt, aber da waren dann noch Schneckengetriebe mit dabei! Also
das nötige Feingefühl wäre schon da.

Also wenn ich jetzt Deinen Halter verstehe, dann sollen die Durchgangslöcher der Mutter
größer sein wie die Schrauben zum Verschrauben der Spindelmutter im Halter. Und
die Große Bohrung sollte auch größer sein als der Flanschdurchmesser der Mutter.
Und die Spindelmutter sollte dann so im Halter verschraubt sein, daß sie sich im
großen Loch Horizontal in alle Richtungen gerade mal so hin und her bewegen kann
um das Eiern der Spindel ausgleichen zu können. Ist das soweit richtig?

@Amnesix
das mit dem Feingefühl war ein Scherz.
Sorry, hab manchmal einen eigenen Humor.

Gehe immer davon aus, das ich es immer positiv meine.

Voraussetzung sind immer einigermaasen grade Spindeln !
Auch mal einen Rechten Winkel am Rahmen halten (davon gehe ich einmal aus.

Wegen den Montagetoeranzen (Rahmen /Heiztisch) kann das alles nicht in der Flucht sein.
Fest montiert müssen aber die Motoren an den Rahmen.
Ist der Rahmen in Vertikal im Lot, müstest du mit dem oberen PET-G Anschlagsbegrenzer (Loslager eher nicht bei ca. 0,25mm Radientoleranz) zur Motorwelle sein.

Somit kannst du die Toleranzen in der Flucht zum Heizbett (Mutternloch) nur mit der Montage der Mutter ausrichten.
Soweit klar.

Wenn ich annehme, das deine 3x Mutter 3x M3 hat, sodass das durchgangsloch grösser 3 mm sein müsste, zeichne ich ein 5 mm Loch und die Senkung anstatt 6 (6,5mm) auf 8mm (8,5 mm)
Wen ich annehme,das dein Mutternhals 10mm ist -> 12mm
Wenn ich annehme, das der Aussenflansch einen Durchmesser von 32mm hat ergo mindestens 34 mm

Somit kannst du dann beim Ausrichten die Mutter in X und Y um 1mm verschieben und das könnte mit einem scharfen Sägeblatt ausreichen :-).

Um den Oberen Rahmen (Ebene), der die Führungen in x/y hat, parallel zum Heiztisch (ungefähr) auszurichen, würde ich zwei Wasserwagen draufstellen.

Nach der oben genannten Prozedur, vorausgesetzt 1mm Toleranz in X/Y reichen aus (war ein Scherz), könnte es klappen.

Wenn du das vorab mal druckst und montierst, kostet das nur ein Wenig Zeit und Filament.
Dann könnte man vielleicht auch an gelaserten Aluplatten bzw. oben und unten Edelstahlhalterungen nachdenken (und DXF auf Cutworks.com hochladen).

Wenn es nicht klappt, Rahmen, Führungen und Spindellauf noch mal vermessen.

Danach kannst du dich ja an andere Lösungen, wie oben beschrieben wagen ;-)

Jetzt bist du mir/uns ein Video schuldig :-)

Gruss
Angelo

ps.: Was für ein CAD nutzt du ?
Meine Skizzen habe ich in Fusion 360 erstellt, bzw. als Step Datei müsstest du da weiterkommen.

2-mal bearbeitet. Zuletzt am 16.08.17 09:19.

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Hey Angelo,

wenn ich von Jugendzeit an kein Narr wäre, so würde ich auch keinen Spaß verstehen
und ich mach jeden Blödsinn mit,naja, fast jeden!

Ich bin jetzt mal momentan noch in weiter Ferne mir den Drucker bauen zu können,
mir fehlt noch die Zeit und das Kleingeld dazu. Aber was vorgeplant ist ist halt schon
mal vorgeplant! Meßwerkzeug habe ich oder kann ich mir besorgen und wie Maschinen
aufgebaut werden und auf was ich achten muß, auch da hab ich jahrelange Erfahrung.
Ich übe den Beruf zwar nicht mehr aus, aber was man gelernt hat hat man eben gelernt.
Mein Motto war immer, wenn der Rahmen oder ein Gehäuse schon von Grund auf Mist
ist kann der Rest auch nix werden den man anbaut!

Das was ich jetzt im Vorfeld im Inventor 2017 konstruiere soll für mich ein Anhaltspunkt
sein auf was ich so noch alles achten muß. Und das ist ein Vorteil in einem CAD, man
kann schon so einiges im Vorfeld an Fehlern erkennen. Vor allem sieht man dann auch
was man alles braucht und man kann sich dann ein Stückliste danach anfertigen.