Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Wie befestige ich ein Zahnriemenrad auf einer Welle (und weiteres) ?


von Elektro F. (elektrofuzzi)


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Hallo Miteinander,

ich will eine Welle an einem Schrittmotor und einem Zahnriemenrad 
befestigen, und über den Zahnriemen ein ca 3kg Gewicht auf und 
abbewegen.

Mein Schrittmotor hat eine kleine Welle mit einem Durchmesser von 
6.35mm. Ich dachte mir, ich hole eine Kupplung auf 8mm und schliesse 
damit den Schrittmotor an eine lange 10cm Welle mit 8mm Durchmesser an. 
Diese 10cm Welle führe ich durch 2 Kugellager und befestige zwischen den 
2 Kugellagern auf der Welle ein Zahnriemenrad. Auf der anderen Seite 
habe ich natürlich auch vor ein Zahnriemenrad auf einer 10cm Welle mit 
8mm Durchmesser zwischen 2 Kugellagern anzubringen.

Ich habe mir gedacht, ich hole mir 2 10cm Wellen mit 8mm Durchmesser von 
hier:

    http://www.cncshop.at/index.php?a=4029

die 4 Kugellager mit passenden Loslager von hier:

http://cnc-laden.de/cnc-shop/Rillenkugellager-ZZ/Kugellager-608Z-8x22x7.html
http://cnc-laden.de/cnc-shop/Loslager-8mm/Loslagerbock-Lagerflansch-22mm-Enden-8mm.html


und die Zahnriemenräder inkl. Zahnriemen von hier:

    http://www.maedler.de/Product/1643/1616/986/989.aspx
    http://www.maedler.de/Product/1643/1616/986/2266.aspx

Da ich allerdings mit so etwas keine Erfahrung habe, weiss ich nicht, 
wie ich das Zahnriemenrad mit der Welle fest verbinden kann. Ich weiss 
auch nicht, ob ich ein Zahnriemenrad mit 6mm wählen muss um dies dann 
aufzubohren, oder gleich eines mit 8mm nehmen kann und ob Kunststoff 
oder Aluminum, T2,5 oder T5, 10mm oder 5mm, etc. besser wären.

Ich wäre für ein paar Tipps dazu sehr dankbar.

von Kein Name (Gast)


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Die Räder werden normalerweise mit einer Madenschraube festgeklemmt, wie 
z.B hier erkennbar.
http://www.thiemig.de/rad/rad3.jpg

8mm "Vorgebohrt" ist nicht wirklich exakt. Vorgebohrte aufbohren ist 
nicht so einfach. Geht nur mit Drehbank und Reibahle.
Besser mehr ausgeben, und fertig gebohrte mit Querloch und Madenschraube 
kaufen.

von Kai S. (kai1986)


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Hallo,


Kein Name schrieb:
> Vorgebohrte aufbohren ist
> nicht so einfach. Geht nur mit Drehbank und Reibahle.

Eine Drehbank wird dazu nicht benötigt (würde ich persönlich auch nicht 
benutzen bei so kleinen Durchmessern).
Mit einer Ständerbohrmaschine (eventuell auch Handbohrmaschine in 
Bohrständer, sollte aber schon ein guter sein) das Loch aufbohren 
(7,8mm) und dann mit Handreibahle (8H7) aufreiben. Das Rad zum Bohren 
aber in einen Maschinenschraubstock einspannen (Das Loch muss ja winklig 
zur Stirnfläche sein).

Mit ein wenig handwerklichem Geschick und Basiswissen für Bohren und 
Reiben sollte das kein Problem sein.

Gruß Kai

von Hondo Schneller (Gast)


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Nein. Der normale Ansatz ist aufschrumpfen.

von Max (Gast)


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Son quatsch, schrumpfen im Hobbybereich. Vllt noch das Kunststoffrad? :)

Halte dich an das was Kai sagte, das ist vollkommen ausreichend.
bei Mädler findest auch Alu Räder wie du eines vorgeschlagen hast, das 
ist nur angesenkt, kannst dann selbst auf deine gewünschte Größe Bohren. 
M4 Madenschraube rein und Welle an der gewünschten stelle gerade 
anfeilen oder Fräsen.
Dein 10 Riemen ist doch für kleinere Sachen ok. Schau mal bei Mädler auf 
der HP nach Mädler Tools. Dort kannst du deine Zahnräder anordnen und 
gleich mit den Abständen, den richtigen Riemen bestimmen. Ebenso die 
Drehzahlen und Kräfte. Ist ein echt nützliches Tool.

Gruß Max

von Kein Name (Gast)


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Also Leute, nun mal ehrlich - wie viele Teile habt ihr geschrottet, bis 
ihr für so eine exakte Arbeit genug Übung hattet?

von Kai S. (kai1986)


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Kein Name schrieb:
> Also Leute, nun mal ehrlich - wie viele Teile habt ihr geschrottet, bis
> ihr für so eine exakte Arbeit genug Übung hattet?

Keine.
Ich hab es in der Ausbildung aber auch von Grund auf gelernt.
Ich kenne den handwerklichen Hintergrund von  Elektro Fuzzi nicht, aber 
mit dem passenden Werkzeug und Basiswissen ist das kein Problem.
Die Winkligkeit des Loches übernimmt die Ständerbohrmaschine bei 
korrekter Benutzung und die Passung mit mit ner Handreibahle zu verhauen 
ist schon verdammt schwer.

Zudem dürften die Präzissionsanforderungen auch nur eher mittelmäßig 
sein, da das ganze wohl eher nicht mit 3000 min^-1 dreht sondern mit dem 
Schrittmotor vielleicht mal 100 min^-1 schaft und da ist es auch kein 
Problem, wenn das Loch 0,1 mm außer Mitte ist (die Position ist eh schon 
vorgegeben und kann nicht mehr geändert werden).

Es ist aber richtig, wenn man keine Ahnung hat, was man macht, wird man 
wohl ein paar Versuche benötigen.

Gruß Kai

von Elektro F. (elektrofuzzi)


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Danke für die zahlreichen Antworten.

Ich bin leider nicht sehr handwerklich geschickt, und habe nicht 
allzuviel Erfahrung in der Materie, aber so wie ich das verstanden habe, 
kann ich mir einfach 2 Zahnriemenräder kaufen und mit einer 
Standbohrmaschine auf die passenden 8mm Bohren. Danach müsste ich Löcher 
für Madenschrauben bohren und dann doch auch ein Gewinde für die 
reinschneiden, oder?

Ist das so richtig?

Welches Zahnriemenrad wäre da geeigneter, eines aus Kunststoff oder 
Aluminium?

Gibt es evtl. eine andere (sprich leichtere) Art ein Zahnriemenrad zu 
befestigen, oder weiss jemand, wo ich welche günstig vorgefertigt 
bekommen kann?

von Elektro F. (elektrofuzzi)


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Ich habe mir auch überlegt, den Schrittmotor, direkt mit dem 
Zahnriemenrad zu verbinden, und so mir etwas an Aufbau zu sparen.

Da würde dann aber das ganze Gewicht des Objektes, dass ich rauf und 
runterbewegen will (ca 3kg) am Schrittmotor direkt hängen, und ich weiss 
nicht, ob das irgendwelche Probleme machen könnte.

Hat da einer von euch mit so etwas evtl. Erfahrung?

von Kai S. (kai1986)


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Hallo,

um bessere Tipps zu geben wäre es hilfreich genau zu wissen was du vor 
hast. Am besten mal ne kleine Zeichnung davon machen und mit hochladen. 
Wenn du nämlich ungefähr das vor hast, was ich vermute, dann liegen die 
Probleme an ganz anderer Stelle und der Zahnriemenradteil lässt sich 
eventuell viel eleganter und einfacher lösen. Die Art das Rad auf der 
Welle zu befestigen hängt nämlich auch davon ab, was genau es am Ende 
machen soll.

Gruß Kai

von STK500-Besitzer (Gast)


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Elektro Fuzzi schrieb:
> Da würde dann aber das ganze Gewicht des Objektes, dass ich rauf und
> runterbewegen will (ca 3kg) am Schrittmotor direkt hängen, und ich weiss
> nicht, ob das irgendwelche Probleme machen könnte.

Das machen die Lager des Motors bestimmt lange mit...
Dein erster Ansatz mit einer Welle, Kupplung und eigenen Lagern für das 
Riemenrad wird länger halten.

von Marius P. (marius_p)


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Nimm das Alu Rad, das hält mehr aus.

Ich würde dir auch noch empfehlen die welle an der stelle etwas 
abzuschleifen an der nachher die Madenschraube aufdrückt, so kannst du 
das ganze um einiges besser fixieren !

Die 3 Kilo direkt auf dem Schrittmotor zu lagern würde ich dir nicht 
empfehlen, die Lager könnens zwar mitmachen, müssen sie aber nicht.

Es genügt locker wenn du die Alu Riemenscheibe einfach mit einem 8er HSS 
Bohrer aufbohrst, das ist präzise genug.

von MaWin (Gast)


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> und über den Zahnriemen ein ca 3kg Gewicht auf und abbewegen.

Da brauchst du sowieso ein Getriebe, was interessiert dich also wie du 
das Zahnriemenrad direkt auf die Schrittmotorwelle bekommst ?

Selbst ein kleines Rad, so 12Z mit 1cm Radius, bräuchte ohne Getriebe 
für die 30Ncm so ein Trum von Motor

http://www.stepperonline.com/42hs798004s-bipolar-nema-42-110x201mm-30ncm4248ozin-p-74.html

Kompletter Blödsinn, und das bloss weil man Angst vor Getrieben hat und 
mit Mechanik dermassen auf Kreigsfuß steht, daß man nicht mal ein Rad 
auf eine Welle bekommt.

von Elektro F. (elektrofuzzi)


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MaWin schrieb:
>> und über den Zahnriemen ein ca 3kg Gewicht auf und abbewegen.
>
> Da brauchst du sowieso ein Getriebe, was interessiert dich also wie du
> das Zahnriemenrad direkt auf die Schrittmotorwelle bekommst ?

Da liegst du falsch.

> Selbst ein kleines Rad, so 12Z mit 1cm Radius, bräuchte ohne Getriebe
> für die 30Ncm so ein Trum von Motor
>
> 
http://www.stepperonline.com/42hs798004s-bipolar-nema-42-110x201mm-30ncm4248ozin-p-74.html

Schrittmotoren mit bis zu 2 Nm gibt es schon unter 30 Euro (ich habe ein 
paar davon).

> Kompletter Blödsinn, und das bloss weil man Angst vor Getrieben hat und
> mit Mechanik dermassen auf Kreigsfuß steht, daß man nicht mal ein Rad
> auf eine Welle bekommt.

Da brauchst du nicht so überheblich sein, denn nicht jeder hat eine 
Werkstatt. Ich habe mit der Materie eben noch keine Erfahrung gemacht, 
daher will ich mich hier darüber informieren, also wo ist dein Problem?

von Elektro F. (elektrofuzzi)


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Marius P. schrieb:
> Nimm das Alu Rad, das hält mehr aus.
>
> Ich würde dir auch noch empfehlen die welle an der stelle etwas
> abzuschleifen an der nachher die Madenschraube aufdrückt, so kannst du
> das ganze um einiges besser fixieren !

> Es genügt locker wenn du die Alu Riemenscheibe einfach mit einem 8er HSS
> Bohrer aufbohrst, das ist präzise genug.

Danke für die Info, das werde ich machen.

von Kai S. (kai1986)


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Hallo,

Elektro Fuzzi schrieb:
> Ich habe mit der Materie eben noch keine Erfahrung gemacht,
> daher will ich mich hier darüber informieren

Hast du andere konstruktive Lösungen neben dem Zahnriemenantrieb 
ausgeschlossen?
Dein Problem klingt nach dem Positionieren von etwas, das 3 kg wiegt. 
Dafür wäre es vermutlich einfacher, eine Gewindestange zu nehmen. An das 
obere Ende den Motor angeflanscht und unten mit einem Axiallager 
befestigt. Diese Konstruktion hat den Vorteil, das die Gewindestange 
(gibt es im Baumarkt) selbsthemmend ist (jedenfalls, solange du kein 
Kugelumlaufgewinde nimmst) und somit zum Halten der Position kein Strom 
benötigt wird und auch der Motor kein so hohes Drehmoment zu verfügung 
stellen muss. Damit würde auch die Gefahr der Schrittverluste beim 
Schrittmotor reduziert, falls du keinen zusätzlichen Encoder verwendest. 
Auch liese sich wesentlich genauer positionieren. Problematisch wird es 
damit allerdings, wenn die Verfahrstrecke größer 1m wird. Sehr viele 
elektrischen Linearantriebe im Maschinenbau werden mit diesem Prinzip 
umgesetzt.

Bei der Zahnriemenradvariante solltest du beachten, dass das benötigte 
Drehmoment mit dem Durchmesser des Rades steigt.

Elektro Fuzzi schrieb:
> Ich weiss
> auch nicht, ob ich ein Zahnriemenrad mit 6mm wählen muss um dies dann
> aufzubohren, oder gleich eines mit 8mm nehmen kann

Wenn das ganze nur sehr langsam (kleine Drehzahl) laufen soll, dann 
kannst du vermutlich auch das 8mm nehmen, da es dabei nicht bedeutend 
ist, ob das Rad 1mm außer mitte befestigt ist und somit etwas unrund 
läuft (Der Zahnriemen kann sowas normal ganz gut ausgleichen, zumal er 
ja eh vorgespannt werden muss. Solltest du auch vorsehen, z.B. durch 
Schrauben, mit denen du den Abstand zwischen der ersten und der zweiten 
Welle vergrößern kannst.

Gruß Kai

von MaWin (Gast)


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> Schrittmotoren mit bis zu 2 Nm gibt es schon unter 30 Euro
> (ich habe ein paar davon).

Sicher gibt es die, ICH habe den Link auf einen gerade ausreichenden 
30Ncm genannt:

http://www.stepperonline.com/42hs798004s-bipolar-n...

Schon der ist eine komplett unsinnige Motordimensionierung.


> Da brauchst du nicht so überheblich sein, denn nicht jeder hat eine
> Werkstatt. Ich habe mit der Materie eben noch keine Erfahrung gemacht,
> daher will ich mich hier darüber informieren, also wo ist dein Problem?

Ich hab keins, sondern du. Für 3kg Last zu heben nimmt man ein Getriebe, 
zumindest wenn man keine gigantische Geschwindigkeit braucht. Damit 
stellt sich die Frage nicht mehr, wie man direkt auf die Motorwelle ein 
Zahnriemenrad bekommt.

Du hast über dein Projekt wenig gesagt, aber um 3kg linear zu 
verschieben bietetn sich Trapezgewindespindeln als Getriebe an. Auch bei 
Maedler zu haben.

Dann wäre deine sinnvollere Frage, weie man die 6.35mm Motorachse an die 
Spindel bekommt. Denn die von Maedler haben noch keine abgedrehten 
Enden. Es bietet sich an, ein 6.35mm Lach in sie hieinzubohren, die 
Motorachse reinzustecken, und per Splint (Querloch) oder Madenschraube 
(Querloch mit Gewinde) zu befestigen.

von Harald W. (wilhelms)


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Marius P. schrieb:

> Es genügt locker wenn du die Alu Riemenscheibe einfach mit einem 8er HSS
> Bohrer aufbohrst, das ist präzise genug.

Es muss aber ein neuer Bohrer sein, der noch nicht nachgeschliffen 
wurde.
Gruss
Harald

von Michael_ (Gast)


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Warum das?

von Georg W. (gaestle)


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Wenn sie nicht genau symmetrisch nachgeschliffen wurden bohren sie gerne 
2/10mm zu groß. Und dann sitzt das Rad mit Schlag. Entgegen der hier 
aufgestellten Behauptung benötigen gerade Zahnriementriebe eine sehr 
genaue  Ausrichtung der Scheiben sowie eine korrekt eingestellte 
Spannung.

von Georg W. (gaestle)


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Kai S. schrieb:
...
> Dafür wäre es vermutlich einfacher, eine Gewindestange zu nehmen. An das
> obere Ende den Motor angeflanscht und unten mit einem Axiallager
> befestigt. Diese Konstruktion hat den Vorteil, das die Gewindestange
> (gibt es im Baumarkt) selbsthemmend ist (jedenfalls, solange du kein
> Kugelumlaufgewinde nimmst) und somit zum Halten der Position kein Strom
> benötigt wird und auch der Motor kein so hohes Drehmoment zu verfügung
> stellen muss...

Das würde ich auch empfehlen, aber nicht die Version aus dem Baumarkt. 
Befestigungsgewinde sind auf eine hohe Reibung (daher auch die 
Selbsthemmung) optimiert. Das geht nicht lange gut. Bei Mädler gibt es 
Trapezgewindespindeln als Meterware sowie die passenden Muttern. Der 
Nachteil an dieser Konstruktion sind die auftretenden Axialkräfte und 
die Knickneigung bei Druckbelastung, also ein Lager großzügig 
dimensionieren und das andere als Loslager ausführen. Dann fehlt nur 
noch eine (Klauen-)kupplung am Motor.

von _Gast aus HL (Gast)


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Georg W. schrieb:
> Dann fehlt nur
> noch eine (Klauen-)kupplung am Motor.

Wenn die Genauigkeitsanforderungen nicht zu hoch sind, geht es deutlich 
günstiger: Einen etwas dickwandigeren Schlauch auf die Motorwelle 
schieben und mit einer Schlauchschelle befestigen. Das gleicht leichte 
Fluchtfehler aus und ist trotzdem ausreichend drehstabil.

Bei einem normalen metrischen Gewinde kann man das (Schräg-)Kugellager 
sogar einfach mit 2 Muttern auf der Spindel befestigen. Schöner sind 
natürlich Trapezspindeln, aber dann braucht man eigentlich schon Zugang 
zu einer Drehbank, um einen Lagerseitz zu erstellen.

Spindel:
http://www.maedler.de/Product/1643/1620/2028/2031/2048.aspx

von Michael_ (Gast)


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Georg W. schrieb:
> Wenn sie nicht genau symmetrisch nachgeschliffen wurden bohren sie gerne
> 2/10mm zu groß. Und dann sitzt das Rad mit Schlag. Entgegen der hier
> aufgestellten Behauptung benötigen gerade Zahnriementriebe eine sehr
> genaue  Ausrichtung der Scheiben sowie eine korrekt eingestellte
> Spannung.

Das ist Unsinn!
Erstens kann man einen Bohrer ordentlich nachschleifen, wenn man genug 
Übung hat.
Zweitens gilt das nur, wenn man ins volle bohrt.
Beim Aufbohren gilt das nicht. Wenn man es einigermaßen genau haben 
will, läßt man noch 2 Zehntel stehen und bohrt danach mit geringer 
Drehzahl auf das Endmaß. Noch besser wird es, wenn man durchgebohrt hat, 
die Bohrmaschine auszuschalten und dann erst den Bohrer langsam wieder 
zurückziehen.
Damit vermeidet man zusätzliche Riefen in der Bohrwandung.

von Georg W. (gaestle)


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Michael_ schrieb:
> Erstens kann man einen Bohrer ordentlich nachschleifen, wenn man genug
> Übung hat.

Genau das ist der Punkt. Wo wird das heute noch den Lehrlingen gezeigt 
und mit ihnen geübt?

Den 2. Punkt werde ich mal bei Gelegenheit ausprobieren.

von MaWin (Gast)


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> Erstens kann man einen Bohrer ordentlich nachschleifen,
> wenn man genug Übung hat.

Unsinn.

Die nötige Toleranz H6 oder H7 bekommst du niemals per Hand hin.
Dazu brauchst du eine Spank oder ähnlich.

Und der übliche 2-Schneiden-Bohrer bohrt auch keine runden Löcher,
sondern eher dreieckige.

Es hat schon seinen Grund, daß es Reibahlen gibt,
auch wenn du den Grund nicht verstehst.

In der präzisen Fräsmaschine mit dem besseren Bohrer kann man
brauchbare Löcher machen, aber für absolute Präzision wird
immer noch gerieben.

> Noch besser wird es, wenn man durchgebohrt hat, die Bohrmaschine
> auszuschalten und dann erst den Bohrer langsam wieder zurückziehen.

Qutsch mit Sosse. Bohrer haben hinten keine Schneiden,
der scheuert nur, drückt sich von der Wandung weg.

von Michael_ (Gast)


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MaWin schrieb:
> Es hat schon seinen Grund, daß es Reibahlen gibt,
> auch wenn du den Grund nicht verstehst.

Was polterst du hier rum? Es ging nicht um das Reiben sondern um Löcher 
bohren!

MaWin schrieb:
> Qutsch mit Sosse. Bohrer haben hinten keine Schneiden,
> der scheuert nur, drückt sich von der Wandung weg.

Aber wenn er dreht beim herausziehen, dreht er sich doch noch rechts 
herum. Oder?

von MaWin (Gast)


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> Was polterst du hier rum? Es ging nicht um das Reiben sondern um Löcher
> bohren!

Bei Reibhahlen für genaue Löcher geht es sehr wohl um reiben.

> Aber wenn er dreht beim herausziehen, dreht er sich doch noch rechts
> herum. Oder?

Da allerdings hast du recht, nur ist dann egal ob der Bohrer sich wie 
sonst üblich beim rausziehen dreht oder still steht.

von Michael_ (Gast)


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Das ist eben nicht egal!
Und es geht ja darum, wie man mit einfachen Mitteln zu einem brauchbaren 
Ergebnis kommt.
Und nicht jeder hat eine umfangreiche Werkstattausrüstung wie du zur 
Verfügung.
Es sind auch nicht meine Ideen, sondern ich durfte das von alten 
Werkzeugmachern lernen.

von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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Wir bohren hier mit einer einfachen Ständerbohrmaschine solche Zahnräder 
ohne Probleme, sofern es entweder eine Vorbohrung oder zumindest eine 
Zentrierbohrung gibt (ansonsten eben Drehbank).

Man bohrt dann auf etwa 2-3 Zehntel Untermaß auf (bei 8mm-Welle also 
7,7) und reibt mit einer Handreibahle auf den exakten Durchmesser auf.
Handreibahlen gibt es auch verstellbar, so dass man wirklich auf 1/100 
genau aufreiben kann. Irgendwann geht es dann saugend auf die Welle :-)

So etwas hier ist geeignet: ebay 350641185738

Man verwendet die Reibahle wie einen Gewindebohrer - mit Windeisen, 
genug Schmierstoff und Gefühl :-)

Eine ganz andere Möglichkeit sind Taperbuchsen oder andere Spannbuchsen 
- das ist natürlich die sauberste Lösung, aber eben auch die teuerste.

Chris D.

von _Gast aus HL_ (Gast)


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Chris D. schrieb:
> Man verwendet die Reibahle wie einen Gewindebohrer - mit Windeisen,
> genug Schmierstoff und Gefühl :-)

Windeisen, Schmierstoff und Gefühl sind sicher richtig, aber zu sagen 
"wie einen Gewindebohrer" ist gefährlich. Einen Gewindebohrer soll man 
ja alle zwei Umdrehungen eine halbe Umdrehung zurückdrehen, um den Span 
zu brechen.
Wenn Du das bei einer Reibahle machst, dann bricht die Schneide aus.

Eine Reibahle wird sogar beim wieder herausziehen nicht rückwärts 
sondern weiter vorwärts gedreht.

von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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Stimmt, vielen Dank für die Ergänzung!

Chris D.

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