Kugelumlaufspindel unterstützen mit Linearführung

[reini]

Hallo
Ausdruck die 7. @Leute, ich bring das nicht hin, da müssen Druckprofis ran. Problem, die beiden Führungsstangen müssen 117mm (Mittelpunkt) auseinander, bei meinen Ausdrucken bin ich zur Zeit im besten Stück bei +2 Zehtel. Ich habe also probehalber die Führungsstangen in meinem Schraubsock auch die 117mm geklemmt. Ergebnis da geht nix mehr von alleine sondern nur noch mit Kraft.
@R3D3 Ich hoffe der Urlaub war schön?
Frage 1: ja
Frage 2: CNC Maschine
2a: Genau aus dem Grunde halte ich die ganze Bastelei auf den Heimwerkerbohrmaschinen, und wie ich jetzt oben geschrieben habe, sind auch ausgedruckte Halter für'm Ars...
2b: Ich hatte zuerst nur 2 der 4 vorhandenen Befestigungsschrauben geplant, jetzt habe ich alle 6 Löcher gemacht, damit kann jeder selbst entscheiden ob er das Lager mit 2 oder mit 4 Schrauben und ob er noch zusätzlich in den andern 2 Löchern 5,5mm Führungsbolzen in Form einer Silberstahlwelle oder einfach einen Bohrer da reinsteckt
2c: Meine Rede, da ich alle Maße bis jetzt nur von meinem zusammengebauten Drucker nach besten Wissen und Gewissen abgenommen habe.
Die Maße der KUS Mutter habe ich vom Datenblatt der Fa. THK ich denke die sollten bei uns verbaut sein.
Ich hab's mal angehängt.
Sollten andere verbaut sein werden die Maße natürlich sofort abgeändert.
Zu 3: Habe ich auch schon daran gedacht, aber da du ja das selbe Material bei dir liegen hast, wie ich heute auch bekommen habe, und du mal das Lager und die Welle zusammensteckst, glaube ich können wir auf diese Seite sehr leicht verzichten.
Zu 4: Darüber mache ich mir noch keine Gedanken, es sei ein Maschinenbauer ist unter uns und sagt das das nicht geht, da ich ja die gleiche Qualität wie unser Drucker ist, von dem Lagerbock ein Präzisionsteil erwarte, glaube ich nicht mal daran das dass obere Lager entfernt werden muss. (Bei meinen Ausdrucken ja, den da müsste ja jetzt was um 2 Zehntel nachgeben!)
@Alle
Wie ich bereits gesagt habe, soll und ist es nicht alleine mein Projekt bitte überprüft die Maße, oder habt eine bessere Lösung mit dem Schmiernippel! Es ist noch kein Auftrag vergeben und in der Maschine ist auch noch keine Endgültige Zeichnung
Nur auf eines habe ich Wert gelegt: KEIN UMSPANNEN der Werkstückes!
Da sonst die Präzision weg wäre und alle Kontaktflächen Plangefräst!

Reini

[rf1k_mjh11]

Reini,

Du siehst jetzt, wieso bei mir meine Lösung so lange 'reifen' musste. Um so ein Teil 'druckbar' zu machen, muss es auf irgendeine Art einstellbar sein, meist indem es zwei- oder mehrteilig wird.
Die Sache bei dir verschlimmert sich noch, da die 2 Stangen 117mm auseinander sind. Einige würde das Teil gerne in ABS machen, da dieses höhere Temperaturen verkraften würde. Jetzt hat aber ABS 1% oder 2% Schrumpfung. Macht bei 117mm schon 1-2mm aus. Viel Spaß mit einem einteiligen Design.
Auf dem Bild zu meiner Lösung sieht man auch eine gedruckte Führung. Die führt nur entlang einer Stange. Damit wird das 'bestimmende' Maß nur ca. 25mm. Mit der ABS-Schrumpfung erhalte ich also nur 0.2-0.5mm Schwankung. Das ist schon machbar (4-6 Probedrucke). Trotzdem ist es ein 2-teiliges Design, womit es einstellbar wird.
Das Schwierige an euer Design, das mir eigentlich gut gefällt, ist dass kaum Platz ist, um es zweiteilig zu machen. (Hoffentlich beweist einer, dass ich mich irre).

Daher ist die einteilige Lösung, ohne Umspannen gefräst, meiner Meinung nach die weniger problematischere.

Im nächsten Post kommt ein Problem, das meine Lösung gar nicht, und deine auch kaum löst.

mjh11

[rf1k_mjh11]

Das TAUMELN

Die Kugelumlaufgewindespindel ist einer der Problemstellen am Drucker. Manche Forumsmitglieder hatten Spindeln, die so einen 'Hochschlag' hatten, dass sie sogar getauscht wurden. Auch solche wie ich, die das sehr spät erkannt hatten (oder wo die Spindeln eventuell gerade noch in der Toleranz sind), bekommen Teile, an denen sich die 5mm Steigung der Spindeln durch ein wiederkehrendes Wellenmuster am Druckobjekt 'schön' zu erkennen gibt.
Ist die Spindel gebogen, ergibt sich zum einen 'Hochschlag' um den Betrag der Durchbiegung. Das ergibt eine kreisförmige Bewegung der Betts in der XY-Ebene. Nennen wir das 'Eiern'.
Dieses Eiern kann durch eine zusätzliche Z-Führung, bei gleichzeitiger Entkopplung des oberen Spindel-Endes, recht einfach eliminiert werden.
ABER:
Die Spindel übernimmt zusätzlich die Aufgabe der Winkeligkeit des Betts in relation zur Z-Achse. Hat die Spindel eine Durchbiegung, hat das einen negativen Einfluss auf die Winkligkeit. Die Spindelmutter bewegt sich wie eine Taumelscheibe mit jeder Umdrehung. Das Taumeln ist wahrscheinlich das kleinere Übel, da es sehr klein ist, was den Winkel angeht. Der Fehler, unmittelbar am Bett selbst, ist recht klein. Je höher das Druckobjekt wird, jedoch, desto größer wird der resultierende Fehler. Man stelle sich den Eifelturm vor, wenn er auf einer Taumelscheibe ruht, die 'nur' 0.001° taumelt. Da wandert die Spitze des Turms dutzende Zentimeter hin und her. So wird es auch bei einem 190mm hohen Druckobjekt sein, da können mehrere hundertstel mm zusammenkommen.

Meine zusätzliche Z-Führung (Link) kann das Taumeln praktisch gar nicht reduzieren. Die Konstruktion ist zu nachgiebig in Z-Richtung. Die Lösung, die Reini hier in Gang zu bringen versucht, wird das Taumeln ein klein wenig mehr reduzieren, vielleicht 10-15%. Die Spindelmutter ist in beiden Lösungen noch immer starr mit der Y-Platte verschraubt. Und die Linearkugellager sind zu kurz, um genügend Winkelführung zu leisten. Man könnte zwar eine längere Lagervariante, oder jeweils 2 Lager einsetzen - da wird der Platz schon wieder sehr knapp.

Ich will aber nicht sagen, das die Lösungen nichts bringen!! Die Qualität der Druckobjekte sollte eigentlich steigen, da zumindest einer der Fehlerquellen beseitigt wird.

Im Anhang ein einfaches Bild zur Erklärung des Taumelns und des Eierns. Entschuldigt die Qualität. Bin nicht Zuhause mit meinem CAD, habe bloß ein einfaches Malprogram (Inkscape)

mjh11

[Digibike]

Hi,

gut erklärt. Das meinte ich ja eigentlich auch mit meiner Drehlagerung und den 3 Linearführungen in Z.
Damit würde dieses Taumeln und "eiern" in X und Y im Drehlager verpuffen da in diese Richtungen ein
paar mm spiel vorhanden sind. In Z würde Sie dann nur noch - der eigentlichen Funktion zugedacht -
die gewünschte Höhenänderung bewerkstelligen. Die Stabilisierung übernehmen dann die Linear-
führungen.

Gruß, Christian

[reini]

Hallo

aber mal angenommen die Spindel ist krumm, ich habe aber im System 2 verbaut, fest mit den Tisch verbunden.
Entweder sind beide genau gleich krumm, dann eiert der Tisch oder eine ist gerade, da würde beim drehen nach jeweils eine halben Umdrehung es schwerer gehen, weil ja der Tisch gegen die andere Spindel gedrückt oder weggezogen wird.
Weiterhin müsste man das "Eiern" messen können, Messuhr auf die Boden oder Deckplatte stellen langsam drehen, sollte der Tisch taumeln müsste die Messuhr für einen kurzen Moment stehen bleiben obwohl die Spindel sich dreht, den die Mutter geht zwar nach oben, kippt aber im gleichen Moment ab. Und werter im Gedankenverlauf, mache ich die Messung mit den Schrittmotor der Z-Achse damit ich die Steigung weis, und positioniere die Uhr in einen genauen Abstand zur Spindel, könnte ich die Krümmung errechnen.

Und das sich meine Lösung per Druck fast nicht realisieren lässt, war mir schon von vornherein klar, darum habe ich ja nach einer CNC Lösung gesucht.

reini

[3D]

Am Rande...:
Auch ich meinte so etwas wie zuletzt hier zu Sprache gebracht wurde, auch wenn ich mich nicht so gut diesbezüglich ausgedrückt habe.
Wohl hat @Reini mich am Anfang meines Beitrags #7356 (in seiner nachfolgender Antwort) missverstanden(?)
Da meinte ich eigentlich nicht, dass ich nicht doch das Vertrauen hätte und die >50 oder auch <100 Euro vorauszubezahlen - das Problem hier bei mir wäre, sondern: Wenn die Sache in der Praxis dann nicht so rund läuft wie gedacht und wegen dem Verlauf in der Praxis sich nicht bewährt, dann ist das Geld verpulvert. Auch aller anderen die hierbei "Lotto" mitspielten. Dafür wäre mir das dann zu schade wenn dann das in der Praxis (auch wenn noch so gut vermessen) nicht oder nicht wirklich gut funktioniert, weil so reich bin ich nicht, und auch 50 Euro sind für meine Finanzen nicht so wenig…

Die Problematik aus finanziellen Gründen ist m. E. die, dass (wenn eben in Plastik als ein ungenauer Prototyp nicht geht) man auch in Alu EIN Prototyp zum testen anschaffen müsste, vor beginn der Produktion. (Klar, alles Kostenfrage - wie schon von Reini geschildert…).
Erst wenn sich dann das in der Praxis bewährt und das mögliche "Eiern" & Co. (schon mal auch wegen der Stabilität durch oft ruckartige Bewegung des Druckers und eben in Verbindung mit den KUS) ausschließt und alles passt, dann bin ich quasi der "Erste" der dafür eine Bestellung abgibt und auch das Geld (im voraus) bezahlt.

Bei CONRAD hat man eben die Möglichkeit zu reklamieren und später dann kostenlos eine Verbesserung zu bekommen (auch wenn das dauert), und das Geld ist nicht verloren…
Vielleicht etwas Nerven und Geduldsfaden (bei mir hatte es auch mal Monate gedauert), aber ansonsten wenn man Zeit hat und Geduld, dann passt das auch.

Nur mal so bei Gelegenheit wollte ich hierzu zu Klärung meinerseits etwas einschieben.
Denn ich meine, dass so kann die Planung 100% super passen, bis das eben richtig in der Praxis in Fahrt kommt, und dann ……
Daher stimmt, man müsste erstmal jemanden finden, der günstig per CNC einen Prototyp aus Alu machen könnte um das zu testen, und nicht gleich die Produktion starten. (Ist halt meine inkompetente Meinung als an der Sache Interessierter dazu).
Dann wieder wohl darüber nachdenken, dass nicht jeder hat neue Y-Platte und die neuen Spindeln und, und… Bei einem könnte das gehen, bei anderen nicht, und noch andere unschöne Optionen.
Da sieht man, wie sich auch die CONRADs Ingeneure/Entwickler bei so einem Projekt wie RF1000 ins Zeug legen mussten und müssen! Und dass nicht immer alles auch bei denen von Anfang an 100% passt und das dann eine "ewige Baustelle" ist…

Ich würde gerne (mit-)helfen, aber ich habe 2 linke Hände, keine Ausrüstung noch welche Beziehungen und vor allem auch 0 Ahnung von was! Aber davon habe ich reichlich viel!

Beste Grüße von 3D

[R3D3]

@R3D3 Ich hoffe der Urlaub war schön?

Ja, danke, leider zu kurz

Hallo
Ausdruck die 7. @Leute, ich bring das nicht hin, da müssen Druckprofis ran. Problem, die beiden Führungsstangen müssen 117mm (Mittelpunkt) auseinander, bei meinen Ausdrucken bin ich zur Zeit im besten Stück bei +2 Zehtel. Ich habe also probehalber die Führungsstangen in meinem Schraubsock auch die 117mm geklemmt. Ergebnis da geht nix mehr von alleine sondern nur noch mit Kraft.

Hmm ja, das wird nicht einfach. Wenn gedruckt, hilft nur noch nachmessen, um die Abweichung skalieren und nochmal ausdrucken...

Die Maße der KUS Mutter habe ich vom Datenblatt der Fa. THK ich denke die sollten bei uns verbaut sein.
Ich hab's mal angehängt.
Sollten andere verbaut sein werden die Maße natürlich sofort abgeändert.

Ich glaube - wenn ich nicht irre, habe den Drucker momentan nur virtuell (in Gedanken) vor mir stehen - bei mir sind welche von HiWin eingebaut - ich meine, die waren vor den jetzigen von THK gängig. Das würde eventuell eine Anpassung bedeuten, oder aber gar 2 Modelle des Lagerbocks Müsste man aber am einschlägigen Datenblatt sehen können... hoffentlich sind die Flänsche gleich dick, aber darauf verlassen würde ich mich nicht... Macht die Sache u.U. noch ein Wenig komplizierter.

Was einige von hier einwenden, nämlich dass erst mal ein Prototyp her muss um die Funktion zu überprüfen, hat im Übrigen m.E seine Berechtigung. Natürlich würde das jedoch hohe Anfangskosten wegen des Einzelproduktes generieren, wenn man es von einer Firma machen lässt. Selbst hatte ich ursprünglich vor, das selbst herzustellen auf einer manuellen Fräsmaschine (mit Teilapparat für die größere Ausnehmung für den Flansch) aber das bedeutet einen erheblichen Aufwand und dafür habe ich vorläufig einfach keine Zeit... sonst könnte ich ja die Funktion und den Effekt überprüfen, bevor eine Serienproduktion in Frage käme.

[RFrank]

Hallo zusammen

ich möchte folgenden Vorschlag noch einmal vorbringen. Wir haben eine Z-Kompensation.
Warum können wir nicht einen Endschalter zusätzlich anbringen (ggf. Laserlichtschranke/Reflex quer durch den Drucker) , der uns die Abweichung der Spindel in X oder Y- Richtung mißt?
Die Abweichung muß nur am höchsten Punkt erfasst werden und wird in beiden Richtungen vorkommen.
Das wäre der Idealfall, es könnte eine kreisförmige Abweichung ergeben (durch Drehen einer Spindel könnte man es mechanisch kompensieren, falls beide die gleiche Schlaghöhe haben). Im ungünstisten Fall könnte eine 8 förmige Abweichung entstehen (Unendlich-Zeichen), ein Schlag auf Null Uhr, der höchste Schlag der anderen Spindel auf 3 Uhr.
Ist eine Tabelle erstellt kann dieser höhenabhängige/ unabhänge Wert mit in die Bahn mit eingerechnet werden, ähnlich der Z-Kompensation.
Ist für die Druckerbetreiber sinnvoll für die Fräsoption eher nicht.

Meine andere Idee wäre eine dritte angetriebene Spindel einzubauen (ein Stuhl auf drei Beinen wackelt nicht), diese basierte aber nur auf der möglichen Schiefstellung des Tisches und nicht auf der hier aufgezeigten Problematik mit Schlag versehen Spindeln.
Soll nur ein Denkanstoß sein und welche Lagerung hatte Conrad ursprünglich vorgehen an diesen Dreiviertelkreisen, sollte doch auch zu erfahren sein.
Gruß Frank

[reini]

Hallo

Habe nochmals mit der Fa. Kontakt aufgenommen, zwecks Testobjekt, da ja mit ausdrucken die Präzision nicht mal annähernd an das CNC Teil kommt (zu mindestens bei mir). Die wären bereit, ausgehend von meinem Entwurf für ca. 200€ das mal anzufertigen, bei Serienproduktion später würden aber ca. 80€ anfallen, dass würde bei 10 Stück eine Verteuerung um ca. 8€ pro Stück ergeben.
Jedenfalls habe ich am 7.9 nochmals einen Termin mit meinem zerlegten Drucker.
So nun macht Vorschläge.
1. Wie sollen die 200 getragen werden?
2. Wer testet?
3. Bleibt mein Ausführung so bestehen (Mit Maße und allen Drum und Dran) ?

Von mir kommt jedenfalls KEIN Vorschlag mehr.
Sollte also bis zum 9.9 nicht kommen, als wie das geht nicht weil und aber usw.
Betrachte ich für mich die Sache im Forum als abgeschlossen, und ich ziehe mein eigenes Ding durch, denn ich glaube einfach nicht daran, das ein so gefertigtes Teil nicht geht. Da würden ja CNC Maschinen usw. auch nicht funktionieren.

Also bis bald
Reini

[R3D3]

Nochmal zurückkommend auf die Bemaßung des Lagerbocks:
Ich vermute stark, dass bei mir diese Muttern verbaut sind: http://www.hiwin.de/en/Products/Ballscr ... 92/1351167 ... 92/1351167 mit Hole Pattern 1 (kann jemand dies als Standardbestückung vor dem Einsatz der THK-Spindeln/Muttern bestätigen?).
Flanschdicke ist somit 10,0 mm.
@reini, deckt sich das mit der Flanschdicke der THK-Muttern? Die Diameter der verschiedenen Abschnitte der Mutter scheinen jeweils übereinzustimmen.

@RFrank: glaube nicht, dass sich die FW dazu leiht, auch eine X- und Y-Kompensation anzubieten (kann mich aber irren).
Der Vorschlag mit der 3. Spindel ist grundsätzlich sehr interessant gegen das Kippen oder Taumeln um X, würde aber das Eiern wohl nur mit Glück bzw. nur teilweise auffangen können und ist nicht gerade einfach einzubauen: Bodenplatte und obere Platte zu bohren (am Besten mit beiden in 1 Einspannung) bzw. zu erweitern zur Aufnahme dieser Bohrungen, Erweiterung des Untertisches mit damit fluchtender Bohrung für die Spindelmutter, und Antrieb zu ergänzen...., plus Kosten à 150€ für Spindel und Mutter.