Linearführung mit unterstützer Welle - Vor- & Nachteile

[erik_wolfram]

Hallo,
ich plane den selbstbau einer CNC-Fräsmaschine und bin mir bei der Auswahl der Linearführungen nicht ganz sicher.

Wie auch jeder andere habe ich nur ein begrenztes Budget zur Verfügung und bin auf der Suche von Schinen-Linearführungen bis freitragende Stahlwellen auf unterstütze Rundwellen mit Kugelumlaufhülsen gestoßen.
Diese sind noch erschwinglich und ich erhoffe mir ausreichend Genauigkeit von diesen.
Doch leider finde ich nirgends brauchbare Angaben, mit wieviel Spiel ich rechnen muss und welche Genauigkeit man mit nachstellbaren Lagerböcken erzielen kann.
Als möglichen Verfahrbereich möchte ich ca. 150x150x150mm einplanen. Bei dem Durchmesser der Stahlwellen dachte ich an Ø16mm!

Vielleicht könnte mir Wer Empfehlungen für Datenblätter, Informationsseiten geben oder sogar aus eigener Erfahrung berichten?

MFG erik_wolfram

[Richard]

Habe einen Link gespeichert, allerdings noch nicht durchgelesen.
Möglich das die dort Datenblätter haben.

http://www.romani-gmbh.de/html/shop.html

Gruß Richard

[Dolfo]

Hallo Richard,

Stichwort "Gewindespindel", online-Auktionshäuser.

Hab dort mal eine neuwertige 40cm Spindel inkl. 2 Lagern für rd. 30 € inkl. Versand bekommen. Der erste Schlitten bestand aus einem Kunststoff-Block in einem Alu U-Profil (Baumarkt), Kosten: ca. 15 €.

Spiel: <0,1 mm, wobei das durch exakteres Fräsen des Blocks sich noch deutlich hätte verringern lassen.

Nur als Idee, Du hast ja gesagt, es kommt auf den Preis an.

Grüße,
Dolfo

[wisda.noobie]

die unterstützen wellen mit kugelumlauf sind fast so teuer wie günstige linearführungen.... jeder hersteller stellt eigentlich datenblätter bereit, schau doch einfach mal z.B. bei Igus vorbei, aber nicht von den igus führungen auf andere schliessen

mfg wisda.noobie

[erik_wolfram]

mein problem mit den "günstigen" Linearführungen ist ja, dass diese über das Inet-Auktionshaus "E" nur Stückweise zu bekommen sind - und ich dann für alle 3 Achsen wenns hoch kommt ein anderes System nehmen muss. (Wenn man überhaupt mal 4 Wagen für eine Achse bekommt)
Oder gibt es günstige Händler???

IGUS habe ich schon gesehen, aber erstens weis ich überhaupt nicht, was ich von diesen "Plastik-Führungen" halten soll und leider beziehen sich die Datenblätter nie auf Genauigkeit und eine ausführliche Montage...

[021aet04]

Wie genau die sind könnte man bei Igus nachfragen. Ich habe mir für meine Fräse 2 Schienen bestellt. Sie sind als Führungen für einen Gravurtiefenregler vorgesehen. Ich kann aber noch nichts zu diesen Führungen sagen, da ich ihn erst bauen muss.

MfG Hannes

[wisda.noobie]

günstige händler sind zum beispiel die chinesen... musst mal auf englisch bei ebay suchen... eventuell auch bei ebay.com

dass man sehr wohl linearführungen bei ebay kaufen kann die zueinander passen hat jetzt erst peter1006(oder so) bewiesen. man braucht nur geduld...

[erik_wolfram]

ja aber mit der Geduld ist so eine Sache...

deshalb favorisiere ich die unterstützte-Welle-Version!

Bin grade noch fleißig am Planen wie ich was gestalte da bin ich auf ein neues Problem gestoßen!

Wie verhalten sich unterstütze-Wellen-Lager wenn die Kraft statt AUF - VON der Welle gerichtet ist?

Im Anhang befindet sich ein Bild meiner geplanten Konstruktion - aber ich kann mir vorstellen, dass ich durch die Hebel - und Kraftrichtung auf X- und Z-Achse probleme bekommen könnte. (an der Z-Achse wäre die Welle selbst und am Schlitten der X-Achse die Laufwagen befestigt)
Die Kugelumlaufhülsen würde ich mir bestellen - und die Gehäuse selber (oder evlt. auf Arbeit) anfertigen!

[EDIT] die Kugelumlaufhülsen wären mit 4! Kugelreihen!

[i_make_it]

Also beim Konstruieren geht man immer von der Last zur Lastaufnahme vor.
Im Fall der Konstruktion einer Bearbeitungsmaschine,
in diesem Fall eier Fräsmaschine,
fängt man also mit der maximalen Drehzahl der Spindel, dem maximalem Fräserdurchmesser und
der maximalen Zustellung sowie dem maximalem Vorschub an.
Daraus ergeben sich die maximalen Schnittkräfte die von der Konstruktion aufzunehmen sind.
Beim Bohren mit positiven Spanwinkel zum Beispiel wird der Bohrer sich in das Werkstück hereinziehen.
Bem Arbeiten mit einem Messerkopf mit negativem Spanwinkel wird das Werkzeug vom Werkstück weggedrängt.
Dann kommen noch Die Verfahtkräfte im gleichlauf und im Gegenlauf Fräsen dazu.

Zuerst müssen also die jeweiligen maximal Kräfte entlang X-, Y- und Z-Achse ermittelt werden.
Dann kommt noch mal die Gewichtskraft des Spindelmotors und der Motoraufnahme sowie des Beweglichen Z-Achsen Teils dazu.
Über den Abstand der Spindelmitte zur den Führungen wandelst du alle Drehmomente in translatorische, achsparalelle Kräfte um.
Durch aufaddieren aller X, Y und Z Teilkräfte, hast du jetzt drei Maximalkräfte die an der Z-Achsführung wirken.
Bei vier Führungspunkten (Führungswagen) in rechteckiger Anordnung, kannst du in der Seitenansicht die X- und Z-Kräfte an den Führungswagen oben und unten berechnen.
In der Vorderansicht die Y- und Z-Kräfte an der Führung links und rechts.

Zum berechnen einen Führungswagen als Drehpunkt annehmen und die Kräfte und ihr Abstand zum Drehpunkt als Drehmoment einsetzen.
Aus dem Resultierendem Drehmoment am anderen Führungswagen ergeben sich die dort wirkenden Kräfte.
Danach Drehpunkt in den anderen Lagerpunkt legen und Berechnung wiederholen.
Bsp.: http://www.maschinenbau-fh.de/s_aufgabe1.html

Die Berechnungen wiederholen sich dann für die Y-Achse und falls die Y-Achse auf der X-Achse sitzt dann noch mal für diese, wobei jeweils die Gewichtskräfte noch aufzuaddieren sind.
Falls die X-Achse den Arbeitstisch und das Werkstück bewegt, sind die Schnittkräfte, die maximale Gewichtskraft des Werkstücks und des Tisches für die X-Achse masgeblich.

Zum Berechnen wird also immer nur das Hebelgesetz benötigt und zum Zerlegen der Kräfte die Winkelfuntionen für rechtwinkelige Dreiecke.
Es ist halt ein gewisser Rechenaufwand.

[erik_wolfram]

Ja mir ist bewusst, dass es da viel zu beachten gibt!

Ich versuche das weitesgehend zu berücksichtigen (wie es mir möglich ist).
So Versuche ich sämtliche Heben zu minimieren und für alle 3 Achsen gleichmäßig zu gestalten (Abstand der Wagen / Führungen zueinander).
Ebenso werde ich die Konstruktion eher etwas stabiler als nötig (!?) bauen um den Kräften stand zu halten. Geplante Verfahwege und Bearbeitungsraum habe ich auch zu Gunsten der Stabilität und Genauigkeit verkleinert.
Die zu erwartenden kräfte habe ich in meiner Planung eher größer ausgegt als sie werden sein (z.b. Kräfte an den Spindeln ohne Reibung).
Auch habe ich Schnittkräfte für verscheidene Fräser betrachtet!

Aber letztendlich werde ich eher Schnitttiefe und Vorschub der Maschine anpassen und fahre lieber 3 mal mehr um mein Maß zu erreichen!
(Schließlich hab ich es nicht eilig)
Es sollt halt "Nur" ein Hobbyprojekt sein und nach und nach ausgebaut werden!


Habe mich nun reichlich umgeschaut und werde wohl Kugelumnlaufhülsen verwenden - die Wagen aber lieber selber bauen - da der Aufwandt überschaubar und erheblich Billiger ist (fertig 30€+/Wagen x 12!!!).
Die Konstruktion der Wagen werde ich dem bekannter Firmen in Maßen und Funktion nachgestalten!
Da ich die Hülsen aber über eine Madenschraube nachspannen möchte frage ich mich wie die auf den Führung gegenüberliegenden Wage zueinander anordnen soll:
Die (einseitigen) Stellschrauben zu/von-einander
ODER:
beide Wagen mit den STellschrauben jeweils in die gleiche Richtung?

Vielleicht kann mir da wer helfen?

[Michael_238]

Hi erik_wolfram
Ich bin momentan auch beim Konstroieren einer Portalfräse.
Deine letzte Frage hab ich nicht kapiert, wass wilst du mit einer Madenschraube nachspannen?

Gruß Michael_238

[erik_wolfram]

Ok - ich möchte gerne nachspannbare Gehäuselager nachbauen.
So sieht ein Beispiel aus:
http://www.igus.de/_WPCK/images/global/1_2/drylin_r_ojume_06_half.jpg

nun weis ich nicht, wenn man 2 paralelle Wellen hat, ob man die Wagen mit dem Schlitz symetrisch oder asymetrisch anordnet - in den Datenblättern von bekannnten Firmen war leider nichts davon verzeichnet!

[Michael_238]

Ich würde sie Symetrisch anodnen, den sie nutzen sich ja normalerweise gleichmäsig ab.
Auserdem kannst du die verstellbare Backe mit den Stiftschrauben auch geringfügig unterschiedlich stark verstellen, wenn sie sich ungleichmäsig abnutzen.

Michael_238

[erik_wolfram]

Hmmm, weil ich grade bei dem Bild bin.
Hat mal jemand Erfahrung mit den Kunstoff-Gleitlagern der Firma Ig*s gemacht?
Gibt da Miniatur-Schinenführungen - die Preislich und Größentechnisch interessant sind - aber ich weis nicht, was ich davon halten soll...

[pacer_one]

technisch gesehen ist deine Führung überbestimmt, wenn du zwei parallele Führungen verwendest. Über die Führungslänge und Vorspannkraft kannst du auch Drehmomente aufnehmen. Da wo keine Drehmomente auftreten, sind 2 Führungen sogar kontraproduktiv, da diese dann klemmen.

Vielleicht macht man das ja im Werkzeugbau so, kann ich mir aber nicht vorstellen.

[Michael_238]

Wie schnell verschleißen die Gleitlager wen man gehärtete Wellen benutzt?
Und wie teuer sind die?

Gruß Michael

[ranke]

nun weiss ich nicht, wenn man 2 parallele Wellen hat, ob man die Wagen mit dem Schlitz symetrisch oder asymetrisch anordnet - in den Datenblättern von bekannnten Firmen war leider nichts davon verzeichnet!


Man kann schon vermuten, dass die Steifigkeit der Lagerung auf der nicht geschlitzen Seite größer ist als auf der geschlitzten. Dadurch ergäbe sich ein theoretisches Verkippen bei symetrischer Beanspruchung, sofern man die beiden Schlitten einer Welle asymetrisch anordnet. Ob das allerdings in der konkreten Kostruktion wirklich etwas ausmacht würde ich bezweifeln.
Ich würde die Schlitten so anbringen, dass man bequem und in jeder Schlittenstellung an die Schrauben hinkommt, also vermutlich symetrisch, geschlitzte Seite jeweils nach aussen.

[erik_wolfram]

danke für die ANtworten,
habe nochmal etwas genauer gesucht und etwas gefunden:
Die maximale Belastung von der Welle entspricht in etwa 2/3 der Kraft darauf.
D.h. Konkret für eine 16er Welle sind das z.b 1440 gegen 950Nm (statisch).
Also noch durchaus verkraftbar!

Nichtsdestotrotz gucke ich mich grade nach den Kunststoffführungen bei Ig*s um - da gibts minimale (preiswerte) Führungen die den Belastungen in meinem Fall stand halten würden - muss mich aber noch etwas genauer erkundigen...

[021aet04]

Ich habe bei Igus 2 Schienen mit 4 Schlitten (Drylin N) gekauft. Die Schienen sind 185mm lang. Habe sie bei meiner Fräse für den Gravurtiefenregler. Bis jetzt habe ich keine Probleme. Habe ca. 27€ bezahlt.

MfG Hannes

[erik_wolfram]

ohhh, die Drylin N haben mich ein bisschen abgeschreckt - die sehen doch etwas "einfach" aus und es ist nirgends die Genauigkeit oder von Spiel die Rede?

Wie sieht es denn eigentlich mit dem Gleiten aus? ist der Widerstand wirklich so gering wie angegeben? oder sind die schienen bei Schmutz schnell schwergängig?

[021aet04]

Mit Schmutz habe ich kein Problem. Es gibt 2 verschiedene Varianten der Schlitten. Das habe ich gemerkt, als ich den Gravurtiefenregler gebaut habe. Beim Schlitten steht NWZ 1.1 bzw NWZ 2.1 drauf. Bin mir gerade nicht sicher, aber der NWZ 1.1 geht etwas schwerer als die 2.1. Das wirkt sich aber nur gering aus. Habe noch nicht viel Erfahrung mit dem Tiefenregler, da meine Spindel die bei der Fräse dabei war defekt ist (Lagersitz ist ausgeschlagen). Ich weiß zwar nicht warum das so ist, könnte mir aber gut vorstellen, dass das Fräsen von Pertinax zuviel war. Habe jetzt eine neue Spindel gekauft (Leider einen Billigen), der gleich aussieht wie die originale Spindel, aber im Durchmesser 2mm schmäler. Den muss ich aber umtauschen. Die Kohlen bleiben stecken, deswegen feuert der Motor extrem stark. Werde ihn einfach umtauschen und es mit einem Neuen versuchen.

MfG Hannes

[the_muck]

Ich habe meine Komplette Fräse aus DryLin SLW gebaut mit dem SLW - Kreuztisch. Problem ist, wenn man das Spiel mit den Madenschrauben begrenzt dann wird die Mechanik auch recht schwergängig. Je nach Kraft geben die Lager auch nach, für den Modellbau Holz, Kunststoff, weiches Alu kein Problem auch das Fräsen von "groben" Platinen geht.

Jetzt würde ich es nicht mehr so bauen, da die Anforderungen wenn man so ein Ding hat doch sehr schnell steigen ;). Die fahrgeschwindigkeit ist so lala und man will einfach präziser werden da man jedes kleine Teil dann damit fertigt... :D

[Klingon77]

hi,

soweit ich informiert bin sind diese DryLin Führungen zum Bau von Positionier-Geräten gedacht.
Nicht in erster Linie zum Bau von Fräsen (auch nicht im Hobby-Bereich).

Besser sind, denke ich die unterstützen Stahlwellen mit Kugelumlauf-Hülsen; gefolgt von Linearführungen mit entsprechenden Kugelumlauf-Schlitten.

Je genauer die Führungen um so genauer muß auch die Montage erfolgen; sonst klemmt´s.

Eine Alternative für solch kleine Arbeitsbereiche könnte auch ein einfacher Kreuztisch mit einer "guten, alten" einstellbaren Schwalbenschwanzführung sein.
Die Motoren müssten dann ggf. etwas stärker ausglegt werden.

Wenn Du den Arbeitsbereich in "X" noch um 10-20mm erhöhst kanns Du auch ganze Europlatinen fräsen.


liebe Grüße,

Klingon77

[DIYEngineer]

Ahoi Ahoi.

Ich habe auch ein Auge auf Igus DryLin W Linearführungen geworfen. Auf der Igus Website steht aber, dass sie nicht an privatpersonen verkaufen. Nur an Weiterverkäufer wollen die anscheinend verkaufen.

Oder nicht? :-k

Wäre super wenn das hier beantwortet werden könnte. Der Bau der eigenen Fräse soll ja vorran gehen :)

Grüße vom Neumitglied,
DIYENgineer

[MacGeforce]

Also ich hab schon mehrmal sachen bei Igus bestellt, (als privatperson). war bis jetzt noch nie ein Problem. hab mir die linearführungen dort auch schon angeschaut. würd mich auch interessieren wie die in der praxis so sind, zumal ich kein stahl etc bearbeiten will...