RF1000 Andruckrolle mit integrierter Filamentsüberwachung

[georg-AW]

Hallo
Seit Frühjahr 2014 habe ich meinen RF1000 Drucker in Betrieb. Schon sehr frühzeitig habe ich gesehen, dass die Filamentszuführung, speziell das Andruckkugellager konstruktiv eine schlechte Lösung ist. Auf der Suche nach Alternativen bin ich auf den Miniatur-Flachspanner Speedy Block 25/M gestossen und habe bisher zwei Lösungen konstruiert ( die letzte Version hier http://www.rf1000.de/download/file.php?id=1221 ) welche eine bessere, kontrollierbare Anpressung des Kugellagers auf das Filament ermöglichen. Bei der letzten Version war auch eine Filamentsüberwachung integriert. Die Bewegungen der Andruckrolle ( nur diese ) wurde mit einem speziellen Hallsensor überwacht.

Die ganze Einrichtung war in ABS gedruckt und hat mehr als ein Jahr gehalten. Die Andruckkräfte waren aber so gross, dass alle paar Wochen die Hauptbefestigungsschrauben nachgezogen werden mussten. Sehr störend.

Eine Ganzmetallausführung musste her. Der mechanische Teil des Extruders wurde komplett überarbeitet, mit Sensoren und einer Auswerteelektronik versehen welche bei Störungen der Filamentszufuhr den Druck stoppt. Dabei sind praktisch alle Störfälle abgedeckt.

Fehlendes Filament, Durchrutschen ( Raspeln ) , langsamer Schlupf, Verstopfung werden gemeldet und ein Alarm ausgelöst.

Das Arbeitsprinzip ist überraschend simpel. Bei korrekter Filamentszufuhr folgt das Andruckkugellager synchron den Bewegungen des Feeder Rändels. Ohne Schlupf.

Werden das Feederrändel ( Durchmesser 8mm) und das Andruckkugellager ( bei mir 16mm Durchmesser ) mit Magnetscheiben ausgestattet und deren Bewegungen mit Hallsensoren abgetastet, so kann die Synchronizität der Signale überwacht werden und im Fehlerfall ein Alarm ausgelöst werden.
Konkret: Bei 2 Impulsen des Feederitzels ( Rändels ) muss 1 Signal des Andrucklagers gleichzeitig oder mit einer konstanten Phasenverschiebung folgen.
Ist dies nicht der Fall, liegt ein Fehler in der Filamentszufuhr vor. Der Druck wird gestoppt. Keine frustrierende Überraschung nach durchgedruckter Nacht ( Heuhaufen etc )weil der Drucker leer lief,

( Der max. Systemfehler liegt auflösungsbedingt bei weniger als 5mm Filamentslänge).

Mein System Filawatch II kann direkt auf die Motorenplatte geschraubt werden ( 1 zusätzliches Loch muss in die Platte gebohrt werden )

Auf das Vorschub-Rändel muss ein gedruckter ABS Ring, welcher mit 5 Neodymmagneten ( 2x2mm ) bestückt ist, geklebt werden.

Das Andruckkugellager ( Durchmesser 16mm ) sitzt neu in einer gedruckten Gabel, es ist beidseitig mit gedruckten Scheiben mit eingeklebten Magneten (2x2mm) versehen.

Die drehenden Teile, Magnetring und Magnetscheiben werden durch unipolare digitale Hallsensoren abgetastet. Diese sitzen in der gedruckten Gabel und in einem gedruckten Gehäuse. Die Signale werden in einer relativ einfachen Auswerteelektronik verarbeitet. Im Alarmfall wird ein Arbeitskontakt betätigt ( parallelgeschaltet zur Stop Taste ). Die Alarmverzögerungszeit kann stufenlos eingestellt und dem Druckobjekt angepasst werden.
Mit einer zusätzlich aufsteckbaren Diagnoseeinheit mit Anzeige kann auf Wunsch der zeitliche Impulsverlauf bzw. Fehler dargestellt werden.
Zum Betrieb ist die Diagnoseeinheit aber nicht notwendig.

Das ganze System wird ( mit einer Seriezenerdiode 12V ) am 24V Gleichspannungsnetzteil des RF1000 betrieben.

Die Zenerdiode sitzt bei mir auf einer zusätzlich angebrachten Adapterplatine mit Stiftleisten und Steckern ( da laufen auch die Anschlüsse des Hotends drüber ).

Der zeitliche Aufwand für die Herstellung der Einrichtung ist ziemlich hoch, die Kosten aber niedrig. Falls das einer nachbauen will.

ciao Georg

PS: Der Platz links wo die grossen Schraubenköpfe zu sehen sind, wird demnächst durch die dritte Generation Schneide-Gravur Laser belegt.
Bilder aufgeteilt in der Folge,

[georg-AW]

Bilder zu obigem Beitrag

ciao Georg

[georg-AW]

Hi
Hier noch ein Bild der aufsteckbaren Diagnoseeinheit. Ein Video des Systems im Einsatz ist in Vorbereitung. Muss aber zuerst Platz schaffen in meiner eigenen"cloud"

ciao Georg

[hal4822]

Wenn zuallererst der Druck gestoppt wird, dann als Dreingabe (bei Nachtbetrieb abschaltbar) der Alarm erfolgt, dann warte ich nur noch auf den Link zu Kickstarter

[Oo]

Wie von dir gewohnt wie immer eine schöne und saubere Arbeit.
Jetzt musst du es nur noch Conrad verkaufen .
Damit der RF(3000?!) produziert werden kann.

Oo

[hal4822]

Damit der RF(3000?!) produziert werden kann.

Oo

Soll die 3000 eine hämische Anspielung auf Preisvorstellungen von Conrad sein ? (oder war das unterschwellig wie das doppelte "uns"?)
Aber wenn ich das richtig verstehe, dann taugt das Prinzip für die meisten Drucker und somit wäre es für deren Hersteller interessant.

Fragt sich bloß, ob uns Patentanwälte da nicht die Hoffnung trüben

[georg-AW]

Hi
Der Druck wird gestoppt und könnte an derselben Stelle ( mit kleinen Druckfehlern, Blobs und aufgeweichte Stellen ) weitergeführt werden ( zb. nach Wechsel der Filamentspule )
Wenn du allerdings tief schläfst, passiert halt solange nichts , aber immerhin kein Leerlauf. Der Mensch muss nach dem Druckstop manuell eingreifen.
Eine automatische Fehlerbehebung kann ich mir im Moment noch nicht vorstellen.
Eine Patentierung ist nach der Veröffentlichung nicht mehr so einfach möglich.


ciao Georg

[Digibike]

Hi!

Hmmh! Aber es wäre doch, rein Theoretisch, möglich, daß der Extruder bei Alarm vor abstellen noch eine Prozedure ausführt (Parkposition, Extruderheizung aus...). Somit wäre das mit den Fehlstellen usw. noch beherrschbar...

Gruß, Christian

[rf1k_mjh11]

Eine Patentierung ist nach der Veröffentlichung nicht mehr so einfach möglich.

Stimmt innerhalb der EU und vielleicht auch in einige andere Länder. Die U.S.A. haben da andere regeln, dort ginge eine Patentierung vielleicht noch.
In so einem Fall würde der Schutz natürlich nur dort greifen. Ein US Hersteller mit dem Patent hätte den US Markt exklusiv für sich, und könnte auch nach Europa exportieren. Bloß, hier könnte jeder andere auch produzieren und verkaufen, und der US Hersteller könnte nichts dagegen unternehmen.

Zumindest war das so meine Interpretation, als ich mich vor einiger Zeit mit dem Thema beschäftigte.

mjh11

[Nibbels]

Wenn man 6 Monate nach der Erstveröffentlichung durch dich selbst oder Mitentwickler etwas anmelden will, geht meines Wissens noch ein Geschmacksmuster "das kleine Patent".
Das ist aber auf 10 Jahre beschränkt und ungeprüft, d.h. soweit ich mich erinnere, dass wenn "ein Verstoß" vorliegen würde, (dann erst) geprüft wird, ob dein Geschmacksmuster überhaupt gültig sein kann.

LG