Ergänzungs-Set Lineartrieb

Diese Seite beschreibt ein Ergänzungs-Set des Universal Prototyping Kit. Es enthält Komponenten die es ermöglichen zusammen mit dem Basis-Set einen Lineartrieb herzustellen.

Ein Lineartrieb kann mit Zahnriemen oder mit Gewindestange angetrieben werden. Zahnriemen erlaubt schnellere Bewegungen (z.B. 3D-Drucker), Gewindestange ist dagegen langsamer, kann aber mehr Kraft aufbringen (z.B. CNC-Fräse).

Bei beiden Antrieben kann die Führung entweder durch ein Gleitlager ("Slider") oder durch ein Kugellager (z.B. Linearkugellager vom Typ "lm8uu") auf einer Achse (z.B. Rundstab mit 8mm Durchmesser) ermöglicht werden.

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Gewinde-Antrieb LeadScrew

• Spindelantrieb mit LeadScrew
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  Gewinde-Antrieb mit Trapezgewindespindel 8mm

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Zahnriemen-Antrieb Triboslider

• Slider Querschnitte
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  Bild 1: Triboslider-Achsen

Gleitlager-Führung

Das Gleitlager wird hier mittels eines Slider-Elements realisiert, welches in den Nuten eines T-Slot-Profils als Führung läuft, d.h., das Profil kann hier als tragendes Rahmen-Element und gleichzeitig auch als Führungsschiene verwendet werden.

Besonders elegant bei dieser Lösung ist, dass der Zahnriemen ebenfalls innerhalb der Profil-Nute läuft und somit einerseits geschützt ist und andererseits dem Lineartrieb ein sehr kompaktes Design verleiht.

Ein Video, welches den Lineartrieb in Bewegung und angesteuert durch eine RAMPS-Steuerung vom 3D-Drucker zeigt, gibt es auf YouTube:

(Hier noch gehts zu der im Video gezeigten alten Version V.0x ==> triboslider_0x (deprecated !) die aber inzwischen zugunsten des neuen Tribosliders obsolet geworden ist.)

Motorhalterung

Halterung für seitliche Aufhängung eines Nema17 Steppermotors, zum Antrieb eines Zahnriemens. Dieser verläuft in der 6er Nute eines 20x20 Tslot-Profils. Die Halterung besteht aus zwei Platten und einem Zwischenstück welche verschraubt werden. Das ist zwar etwas umständlich aber dadurch lässt sich bei 3D-gedruckten Teilen ein günstigerer Faserverlauf erreichen, der eine wesentlich bessere Stabilität bietet.

• Motormount für Zahnriemenantrieb
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  Seitenwand mit Befestigungsmöglichkeiten für Nema17 Stepper

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  Zwischenstück

Idler

Die Umlenkrolle besteht ebenfalls aus zwei Platten und einem Zwischenstück. Das Zwischenstück hat Befestigungslöcher nach unten und zur Seite, die später eine Montage des gesamten Lineartriebes am Maschinenrahmen ermöglichen.

• Umlenkrolle für Zahnriemenantrieb
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  Seitenplatte für Umlenkrollen-Halterung

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  Zwischenstück mit Befestigungslöchern

Schlitten

Slider-Elemet, 3d-druckbar, entweder aus ABS oder auch aus speziellem "tribo-FIlament" (fa. Igus).

• Umlenkrolle für Zahnriemenantrieb
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  Amessungen

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  Gleitelement frontal

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  Gleitelement hochkant

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Zahnriemenantrieb mit Kugellager-Führung Universal-Axis

Die hier beschriebene Variante einer universellen Achse wurde 2016 von Michel Dhoore für OpenSourceEcology-US entwickelt und ist näher beschrieben im OSE-US-Wiki: opensourceecology.org

• Universal-Achse für lm8uu-Kugellager und Zahnriemen
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  Universelle 8mm-Achse mit Kugellagern

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  Explosionsansicht

Die Endstücke können 3D-gedruckt werden und bestehen aus jeweils 2 Teilen, welche durch Schrauben und Muttern zusammengehalten werden.

• End-Stücke für Motor-Befestigung und Umlenkrolle
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  Motor-Seite

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  Idler-Seite

Der Transport-Schlitten wird am Zahnriemen "klemm-schlüssig" befestigt.

• Transport-Schlitten
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  Schlitten

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  Zahnriemen-Stöpsel

Ein Endstop-Halter, wie er auch bei 3D-Druckern gebräuchlich ist, kann auf der 8mm-Achse festgeklemmt werden.

• EndStop-Halter
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  EndStop-Halter

Hier gibts die Teile im freeCad-Format und als .stl-files zum 3D-drucken:

Download Universal8mmaxis.zip

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Konstruktionsbeispiele

Proof of Concept Slider

• Erster Test-Entwurf eines LinearDrives mit PTFE-Slider-Elementen
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  PTFE-Slider

Uniscope

• UniScope
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  CNC-gesteuertes USB-Mikroskop, vorgestellt auf der Makerfaire2016 in Hanover