Wie kupple ich die Z-Achse richtig?

Hallo,

ich drucke schon seit ein paar Jahren aber erst jetzt hinterfrage ich die Art und Weise ob ich die Z-Achsen-Gewindestange richtig an der Steppermotorwelle befestigt habe.
Ich habe unterschiedliche Meinungen dazu gelesen.

Mein Aufbau ist folgendermaßen
Die 5mm Gewindestange ist mit einem felxiblen Coupler an der Motorwelle befestigt. Die Gewindestange und die Motorwelle berühren sich. Den flexible Coupler habe ich mit einem Schraubendreher beim Festschrauben gedehnt.

Meine Frage ist jetzt: Was ist dabei die "best-practice"?
1) Sollen sich die Gewindestange und die Motorwelle berühren?
a) soll der Coupler ohne Dehnung der Flexwelle angezogen werden?


b) soll der Coupler mit Dehnung der Flexwelle angezogen werden? <- ich glaube mich zu erinnern, dass das meine aktuelle Methode ist.


2) Soll die Gewindestange und die Motorwelle auf Abstand in dem Coupler befestigt werden?
a) soll der Coupler ohne Dehnung der Flexwelle angezogen werden?


b) soll der Coupler mit Dehnung der Flexwelle angezogen werden?





Bisher druckt alles ganz gut. Nur frage ich mich ob was die ideale Methode ist.

2-mal bearbeitet. Zuletzt am 14.02.19 10:00.

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Hallo,

Ich packe immer eine Kugel zwischen Welle und Gewindestange. Und Spanne den Coupler minimal vor.

Ohne Kugel sollten sich die beiden Enden nicht berühren.

Denke da hat aber wie so oft jeder so seine eigenen Vorstellungen und Vorlieben.

Bei meiner "Holzklasse" einem CTC werkelt seit eh und je ein relativ fester Kunststoff Schlauch als Coupler wenn der richtig ausgerichtet ist tut er seine Arbeit fast besser als die meißten Coupler.

Gruß Micha

Hey ianmcmill,

du hast dir echt gut Mühe gegeben die Bilder aufzuarbeiten. Ich versuch mal die Antwort so zu geben, dass man es nachvollziehen kann.

Die Aufgabe der Kupplung ist es Motor und Achse so miteinander zu verbinden, dass:
- Fluchtfehler der Achsen ausgeglichen werden
- Thermische Dehnung der Achsen ausgeglichen werden
- nur Torsion übertragen wird

Die Aufgabe der Kupplung ist es nicht eine Kraft in Achsrichtung weiter zu leiten!
Das hat vor allem den Grund, dass Schrittmotoren nicht dafür gebaut sind in Achsrichtung Kräfte auszunehmen. (Sicherlich ist es möglich geringe Kräfte aufzunehmen, das ist jedoch nicht Sinn er Übung.)
Wenn du nun die Gewindestange bis auf die Motorwelle in die Kupplung einschibst, tust du genau das.
-> Antwort auf deine Fragen "nein sie sollen sich nicht berühren".

Jetzt stellt sich natürlich die Frage: Wer nimmt dann die axiale Kraft auf?
Ein Gegenlager an der Spindel. Ob das nun wie beim P3 am andern Ende der Achse oder oberhalb der Kupplung sitzt, das ist egal.


Damit dürfte sich auch deine Frage zur Vorspannung der Kupplung ergeben:
Spindelachse wird durch ein Lager gehalten und liegt nicht auf der Motorwelle auf; warum sollte man dann die Kupplung vorspannen? -> nicht notwendig.

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P3Steel Toolson MK2 / TMC2209 + TMC2100 / Marlin 1.1.8 / Ramps 1.4 / 24V / S3D

Vielen Dank für eure Antworten!
Gepriesen sei MS Paint!!
Oh mighty MS Paint!


Bei meinem jetzigen P3Steel Toolson mk2 habe ich das wohl anders gehandhabt als bei dem Vorgänger (Prusa i3 6mm Alu).
Beim alten Drucker haben sich Gewindeachse (Spindelachse??) und Motorwelle nicht berührt.
Die Druckergebnisse damals waren sehr gut:




Bei meim Neubau P3Steel habe ich das anders gemacht. Eben wie ich oben beschrieben habe (Achsen beähren sich + Dehnung des Couplers) und dabei ergeben sich unschönes Z-Wobble. Ich denke zumindest, dass das daher rührt.
Außerdem ist bei meinem P3Steel auch die Spindelachse nicht gelagert, wie sie eigentlich sein sollte laut Toolsons Anleitung. Die Spindelachse ist jetzt einfach nur durch das Gegenlager geführt ohne Daumenschraube.
Ich hab mich damals wohl vermessen als ich die Gewindestange zugesägt habe



Wenn ich nun neue Gewindestangen zusäge und alles ordentlich verbaue sollte er wieder schöner drucken.
Könnte das dann auch mein Problem lösen, dass die Druckdüse über den obersten Layer schrammt? Hört sich so an als würde eine Dampflock über unebene Schienen poltern.

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Ich habe auch eine 5mm Gewindestange. Die liegt seit Jahren unten auf der Motorwelle auf und ich habe keine Probleme, seit ich die oberen Lager weg genommen habe. Damit verminderst du das Wobbeln und M5 ist so schön weich, das es keine Auswirkungen auf die Rundstangen hat. Las es, wie es ist.

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 14.02.19 16:18.

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Liebe Grüße aus Kaltenkirchen.
Frithjof
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Naja seit ich meine p3 habe und die Achse so verschraubt habe sehen die Layer echt schlecht aus. Obwohl ja sogar ein anti-wobble Mechanismus im X-Idler verbaut ist. Irgendwie hat die flexible Kupplung zuviel Spiel. Und gestern hatte ich sogar noch einen 5mm weiten Layerversatz auf der Y-Achse weil die Düse beim Drucken an einer Layerkante hängen blieb. Sowas hatte ich noch nie. Das kann nur an der Z-Achse liegen. Wenn die Düse nicht korrekt angehoben wird nach jedem Layer macht auch irgendwann die X oder Y Achse schlapp und skippt Schritte.

Da ich gerade selbst die Z-Achse komplett wobbelfrei bekommen wollte, hatte ich mir extra "die guten" RB Kupplungen bestellt. War ein Reinfall:
[www.youtube.com]

Ich glaube, diese flexi-Kupplungen sind eher Problem als Lösung.

-Alex-

Ich will die Teile nicht verteidigen aber kann man auf die Art und Weise wie du das im Video in der Drehbank vorführst überhaupt eine Schlussfolgerung ziehen?
Ist dieser Versuchaufbau richtig bzw. aussagekräftig?
Du spannst die Kupplung horizontal ein und schraubst einen Bohrer rein. Klar dass das eiern muss. Der Bohrer wiegt ja was und wir haben hier g = 9.81m/s².
Die Kraft wirkt aber nicht im Vertikalen wie an einer Z-Achse. Da wirkt die Zentripetalkraft und die ist vernachlässigbar.

Ist die Bohrung in der Kupplung nicht ideal zentriert wird dieses geeiere (wie beim P3Steel) mit ner Anti-Wobble Vorrichtung an den Idlern der Z-Achse ausgeglichen.

So wie MeisterMJ12 das erklärt hat und ich es glaube verstanden zu haben, ist eine flexible Kupplung genau dazu da, dass die eingeschraubte Z-Achse zwangsläufig eiern muss. Und durch die Achseaufhängung oben wird verhindert, dass die Kupplung die Kraft der Drehbewegung weiterleitet. Und durch den Anti-Wobble-Device wird das Eiern "neutralisiert".

Es ist also wichtig, dass die Gewindestange der Z-Achse in der richtigen Reihenfolge eingebaut wird.
1. Flex-Kuppler auf die Motorachse schrauben.
2. Gewindestange von oben in die Z-Achse einführen und durch die Anti-Wobble-Devices im X-Gantry schrauben bis man den Flex-Kuppler erreicht.
3. Gewindestange ca. 5mm bzw. bis zu den Madenschrauben im Kuppler stecken und die Achsauhängung oben mit Kontermutter oder Lock-Nut festschrauben.
4. Anschließend erst die Gewindestange im Flexkuppler feststellen.

Dadurch ist der Flexkuppler weder gespannt noch gestaucht.

Ich tu mich aber manchmal schwer den Unterschied zu einer starren Kupplung zu verstehen. Bin kein Mechaniker.

Diese zwei Beweisbilder zeigen aber, dass diese Flex-Kuppler gar nicht schlecht sind und in Verbindung mit einem gescheiten Anti-Wobble ihren Dienst tun. Ich nutze die billigen China-Teile.

Layerhöhe = 1.5
Perimeter = 45mm/s
Outer Perimeter = 35mm/s





Meine anderen Drucke sehen nicht ganz so gut aus, weil ich da meist schneller drucke.

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Quote
ianmcmill
Ich will die Teile nicht verteidigen aber kann man auf die Art und Weise wie du das im Video in der Drehbank vorführst überhaupt eine Schlussfolgerung ziehen?
Ist dieser Versuchaufbau richtig bzw. aussagekräftig?
Du spannst die Kupplung horizontal ein und schraubst einen Bohrer rein. Klar dass das eiern muss. Der Bohrer wiegt ja was und wir haben hier g = 9.81m/s².
Die Kraft wirkt aber nicht im Vertikalen wie an einer Z-Achse. Da wirkt die Zentripetalkraft und die ist vernachlässigbar.

Warum ist das klar? Der Bohrer ist relativ leicht, und die Wandstärke der Alu-Helix relativ dick. Die hebt den Bohrer problemlos. Damit ist die Kupplung hier das bestimmende System. Zumal der Bohrer ja auch nach oben ausschlägt...

Quote
ianmcmill
Ist die Bohrung in der Kupplung nicht ideal zentriert wird dieses geeiere (wie beim P3Steel) mit ner Anti-Wobble Vorrichtung an den Idlern der Z-Achse ausgeglichen.

Ich habe eine "AntiWobble"-Vorrichtung, siehe mein anderes Video auf dem Kanal. Aber auch die bringt eine Auslenkung ins System. Das macht die Vorrichtung beim P3Steel zwar anders, dafür wirkt sie nur in eine Richtung.

Quote
ianmcmill
So wie MeisterMJ12 das erklärt hat und ich es glaube verstanden zu haben, ist eine flexible Kupplung genau dazu da, dass die eingeschraubte Z-Achse zwangsläufig eiern muss. Und durch die Achseaufhängung oben wird verhindert, dass die Kupplung die Kraft der Drehbewegung weiterleitet. Und durch den Anti-Wobble-Device wird das Eiern "neutralisiert".

Öhm, nein. Die soll _nur_ das Drehmoment vom Motor auf die Spindel übertragen, und dabei geringe Fluchtungsfehler und Achsversatz tolerieren. Auf keinen Fall soll hier ein Achsversatz oder sogar Biegemomente in die Spindel eingebracht werden. Die "Anti-Wobble"-Geschichte ist ein Notbehelf, für den man an anderer Stelle bezahlt!

Was die Montage-Reihenfolge betrifft: Dürfte wurscht sein, solange sich Motor-Welle und Spindel in ihrem Bereich der Kupplung bleiben und die Helix arbeiten kann. So zumindest die Theorie.
Praktisch hab ich die Kupplung auf der Spindelseite mal vorsichtig geplant und ausgedreht. Das Ergebnis war auch ok, bis ich sie 1x demontiert und wieder montiert habe. Das geeiere ist auch noch abhängig vom Anzugmoment der Schrauben

Ich will dir auch nichts unterstellen oder dich blöd von der Seite anquatschen. Tut mir leid wenn das so rüber gekommen ist. Du hast hier die Drehbank also bist du auch der Profi.

Quote
Jasmir
Ich habe eine "AntiWobble"-Vorrichtung, siehe mein anderes Video auf dem Kanal. Aber auch die bringt eine Auslenkung ins System. Das macht die Vorrichtung beim P3Steel zwar anders, dafür wirkt sie nur in eine Richtung.

Mein Drucker druckt auch nur in eine Richtung...

Quote
Jasmir

Quote
ianmcmill
So wie MeisterMJ12 das erklärt hat und ich es glaube verstanden zu haben, ist eine flexible Kupplung genau dazu da, dass die eingeschraubte Z-Achse zwangsläufig eiern muss. Und durch die Achseaufhängung oben wird verhindert, dass die Kupplung die Kraft der Drehbewegung weiterleitet. Und durch den Anti-Wobble-Device wird das Eiern "neutralisiert".

Öhm, nein. Die soll _nur_ das Drehmoment vom Motor auf die Spindel übertragen, und dabei geringe Fluchtungsfehler und Achsversatz tolerieren. Auf keinen Fall soll hier ein Achsversatz oder sogar Biegemomente in die Spindel eingebracht werden. Die "Anti-Wobble"-Geschichte ist ein Notbehelf, für den man an anderer Stelle bezahlt!

Habe letztens neue Gewindestangen eingebaut. Zwecks Mangel an Edelstahl- und geraden Stangen im Baumarkt habe ich notgedrungen etwas scheppe, verzinkte Gewindestangen genommen. Komischerweise hab ich mit "Wobble" keine Probleme zZ. Dafür an anderer Stelle -> offtopic. Zudem ist eine Kupplung mittlerweile ziemlich in Mitleidenschaft gezogen worden. Gezogen im wahrtsten Sinne. Die Helix ist dabei um ca 1-2mm gedehnt worden. Aber wie gesagt, über Perimetergeeiere kann ich mich nicht beschweren.


EDIT:
Ach und zur Einbaureihenfolge:
Ist meiner Meinung nach doch wichtig. Gerade beim P3Steel Toolson. Schraube ich die Gewindestange zuerst in der Kupplung fest und erst danach am oberen Ende mit einer Lock-Nut gegen, kommt notgedrungen doch etwas Zug auf die Helix des Kupplers. So exakt kann ich keine Lock-Nut festziehen, dass sie perfekt plan auf dem Kugellager aufliegt und 0 Zug- oder Spannkraft auf die Helix wirkt.

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 14.04.19 13:27.

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ianmcmill
Hallo,

ich drucke schon seit ein paar Jahren aber erst jetzt hinterfrage ich die Art und Weise ob ich die Z-Achsen-Gewindestange richtig an der Steppermotorwelle befestigt habe.
Ich habe unterschiedliche Meinungen dazu gelesen.

Mein Aufbau ist folgendermaßen
Die 5mm Gewindestange ist mit einem felxiblen Coupler an der Motorwelle befestigt. Die Gewindestange und die Motorwelle berühren sich. Den flexible Coupler habe ich mit einem Schraubendreher beim Festschrauben gedehnt.

Meine Frage ist jetzt: Was ist dabei die "best-practice"?
1) Sollen sich die Gewindestange und die Motorwelle berühren?
a) soll der Coupler ohne Dehnung der Flexwelle angezogen werden?
[attachment 110057 coupler.png]

b) soll der Coupler mit Dehnung der Flexwelle angezogen werden? <- ich glaube mich zu erinnern, dass das meine aktuelle Methode ist.
[attachment 110060 coupler4.png]

2) Soll die Gewindestange und die Motorwelle auf Abstand in dem Coupler befestigt werden?
a) soll der Coupler ohne Dehnung der Flexwelle angezogen werden?
[attachment 110058 coupler2.png]

b) soll der Coupler mit Dehnung der Flexwelle angezogen werden?
[attachment 110059 coupler3.png]




Bisher druckt alles ganz gut. Nur frage ich mich ob was die ideale Methode ist.

Weder 1 noch 2 noch 3 ist Richtig

Wenn du kein Gegenlager hast dann kommt da eine Kugel dazwischen und sonst nix
Hier ab Min 7.41 bis 8.50 schön zu sehen
Z Koppler Kugel

Quote
Michael K.
Hallo,

Ich packe immer eine Kugel zwischen Welle und Gewindestange. Und Spanne den Coupler minimal vor.

Ohne Kugel sollten sich die beiden Enden nicht berühren.

Denke da hat aber wie so oft jeder so seine eigenen Vorstellungen und Vorlieben.

Bei meiner "Holzklasse" einem CTC werkelt seit eh und je ein relativ fester Kunststoff Schlauch als Coupler wenn der richtig ausgerichtet ist tut er seine Arbeit fast besser als die meißten Coupler.

Gruß Micha

Jep Kugel genau so isses


Hardwarekiller

3-mal bearbeitet. Zuletzt am 14.04.19 20:29.

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Seit 2011 und damit 13 Jahre EIGENER Erfahrung in 3 D Druck und nicht nur von andern nachgeplapperter
Mein Club Hackerspace Frankfurt-Main
Seit 2011 nun im 3D Druck-Treffen jeden Mitw 19.00 Uhr - openend
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Vorserien/Serienentwicklung prof. automotiv, Elektronikentwicklung , Controllertechnik(8/16/32Bit
Entwicklung Reprapelektronik, Stepper/Servo und Sensortechnik, Software sowie Mechanik

Ahjo. Ich habe ein Gegenlager. Post #4.
Gewindestange mit Lock-Nut gegengeschraubt. Nicht auf Bild.
Gewindestange schwebt frei über Motorachse.
Kugel überflüssig aber ne gute Idee.
Einbaureihenfolge siehe Post #8.
Steht ja eigentlich schon alles da. Trotzdem Danke für den Eintrag deiner EIGENEN Erfahrung und nicht nur von anderen nachgeplapperter.
Jep. Genau so isses.
gude

Notiz an mich selbst: Stelle in Zukunft keine Fragen mehr in deutschen Foren.

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Ich habe jetzt Tabula Rasa gemacht: Die Flexkupplungen sind in den Schrott gewandert, und ich habe mir starre Kupplung gedreht. Mit engem Schiebesitz auf Motorwelle und Spindel (was im übrigen ne TR 5x1,5 ist, die hat im Kern nur 3,3mm Durchmesser)

Als Klemmung dient jeweils nur eine M3 Madenschraube, die radial gegen Welle/Spindel drückt. Durch den engen Schiebesitz gibt es dort aber sogut wie keine Exzentrizität. Die Spindel läuft jetzt noch gerade so sichtbar unrund, und damit um Welten besser als mit der Flexkupplung. An den Drucken ist das Sicht- und Fühlbar, man sieht jetzt eher Moiré Muster als Layerstreifen:


Die Idee mit dem Brems/Benzinschlauch als Kupplung hatte ich auch schon, allerdings waren meine Stücke hier alle ziemlich bananig und recht steif, womit sie dasselbe Problem wie die Flexkupplung verursachen. Ich glaube, ich lass es erstmal so, und wende mich anderen Problemen zu. (Wenn denn mal Zeit ist^^)

-Alex-

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 17.04.19 17:09.

Habe die Kupplung so eingebaut wie MeisterMJ12 es beschrieben hat.
Eine der Kupplungen ist wie gesagt 2-3mm länger als die andere. Die hat mal etwas "Zug" bekommen.
Und die Gewindestangen eiern wie die Sau.

Ergebnis:





Mein Foto bekommst nicht besser hin. Zudem bietet das Filament einen sehr schlechten Kontrast und Markoaufnahmen sind nicht die Sträke meines Smartphones. Deswegen hab ichs versucht in Monochrom zu fotografieren.

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 21.04.19 09:38.

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Und wie gerade ist die Gewindestange?
Wenn du einen brauchbaren Wobbler hast, dann kann die etwas eiern.

Bitte mal noch Bilder von der Aufhängung. Inzwischen hat man meinen Beitrag mehrfach falsch interpretiert hier aufgeführt...

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P3Steel Toolson MK2 / TMC2209 + TMC2100 / Marlin 1.1.8 / Ramps 1.4 / 24V / S3D

Die Gewindestangen sind relativ gerade. Beim homing sieht man das Eiern deutlicher. (Frohe Ostern). Das kann aber natürlich auch von der Kupplung kommen.

Hier die Bilder.

1. Rendelmutter ist gegen Kontermutter fest verschraubt


2. Im X-end-idler ist selbst keine Mutter. Nur in dem grauen Anti-Wobbler. Der "Wobbler" läuft frei.


3. Motorachse und Gewindestange berühren sich nicht. Da die Gewindestange mit der Rendelmutter in Bild 1 auf dem Kugellaber aufliegt, wirkt keine Kraft auf die Kupplung.


EDIT:

Hier noch ein Bild der daraus resultierenden Layer.


1-mal bearbeitet. Zuletzt am 21.04.19 13:30.

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Frohe Ostern dir auch. Das schaut doch soweit gut aus. Oder übersehe ich was?

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P3Steel Toolson MK2 / TMC2209 + TMC2100 / Marlin 1.1.8 / Ramps 1.4 / 24V / S3D

Ich denke du übersiehst nichts. Mein Drucker hat lange nicht mehr so schön gedruckt.
Repetier Firmware 1.0.3

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Dann ist gut. Ich hatte es so verstanden, dass es nicht gut ist.
Ja die Gewindestange darf eiern, wenn der Wobbler seine Dienste tut ist alles gut. Die Lagerhaltung oben kann man etwas bewegen, vielleicht bekommst du es besser in Flucht zum Motor, dann eiert es nicht mehr so sehr.

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