Hallo, Ich habe ein Zahnriemenrad aus Karbon als Ersatz für ein Alu-Rad gedruckt. Mechanisch funktioniert das einwandfrei, aber ich habe Bedenken, ob das Karbon-Material womöglich langfristig den Keilriemen zu stark abnützt. Hat jemand Erfahrung damit?
Paul schrieb: > Ich habe ein Zahnriemenrad aus Karbon als Ersatz für ein Alu-Rad > gedruckt. Kannst Du ein Foto schicken? Wie druckt man Carbonfasern? Also Vacuum Laminatverfahren, Kohlenstoffaser als Verstärkungsfaser in einer Epoxidmatrix, ... da komm ich mit, aber dieses störrige Zeugs verdrucken? Wie machst Du das? https://www.konstruktionspraxis.vogel.de/carbonteile-aus-dem-3d-drucker-a-744752/ ----Das ETH Spin-off 9T Labs bietet nun eine Alternative: Es hat einen 3D-Drucker entwickelt, der Carbon-Teile ausgibt. https://www.9tlabs.com/---- Hast Du diesen Drucker oder etwas selbst konstruiertes? Würde mich über Info freuen. Gruß, Bernd
Bernd schrieb: > Wie druckt man Carbonfasern? Es gibt Filamente mit kurzen Carbonfasern drin. Ruinieren die Messingdüsen ziemlich schnell (es gibt Edelstahldüsen, die länger halten, aber andere Nachteile haben), sollen™ dafür etwas mehr Festigkeit und dem Verkäufer viel mehr Geld bringen. Da dort die Faserenden eben auch an der Oberfläche erscheinen können, ist die Frage durchaus berechtigt. Ich kann mir eine stärkere abrasive Wirkung vorstellen, aber praktische Erfahrung habe ich da nicht. Ein Makro-Bild von so einem Zahnrad mag bei der Einschätzung helfen.
Paul schrieb: > Zahnriemenrad aus Karbon als Ersatz für ein Alu-Rad Das Karbonrad ist wahrscheinlich nur gekaufte Zeit. Wenn ein Alu-Rad gekillt wurde, würde ich mir eher allgemein Gedanken über die Dimensionierung der Konstruktion machen. Normalerweise ist irgendwo eine Spannrolle, die bei Überlastung Stöße abfangen könnTE...
Dass das Alu-Rad defekt ist, wurde ja nicht geschrieben. Manchmal will man einfach nur einen anderen Durchmesser. Generell kann ein 3d-gedrucktes Teil den Riemen durchaus beschädigen, wenn die Geometrie nicht stimmt (Zahnteilung, Rundlauf, Zahnform) oder die Oberfläche zu rauh ist. Letzteres wäre das einzige, auf was die Kohlefaser Einfluss haben könnte. Wenn die Oberfläche glatt ist und bleibt, ist kohlefaserverstärkter Kunststoff nicht schädlicher für den Riemen als anderer Kunststoff.
Walter T. schrieb: > die Oberfläche zu rauh Evtl. findet er auch passende Räder aus Metall? Es gibt mehr Diskussionen zum Thema Z-Riemen im Forum z.B. Beitrag "Zahnriemen verbinden, kleben oder schweißen"
Walter T. schrieb: > Wenn die Oberfläche glatt ist und bleibt, ist > kohlefaserverstärkter Kunststoff nicht schädlicher für den Riemen als > anderer Kunststoff. Für den Antriebsriemen nicht, aaaber ich hätte da ernsthafte gesundheitliche Bedenken, einfach weil, wie Jack V schrieb: ----Da dort die Faserenden eben auch an der Oberfläche erscheinen können, ist die Frage durchaus berechtigt. Ich kann mir eine stärkere abrasive Wirkung vorstellen ---- und dann eben auch lungengängige Carbonpartikel freigesetzt werden und das ist ein echtes Teufelszeug. Kann jetzt auf die Schnelle nichts zitierfähiges finden, kann mich aber dunkel an eine Studie zu Carbonfasern in Laminaten von Windturbienenblades erinnern, die durch UV-bedingte Delamination aus der Oberfläche derselben austraten un die weite Umgebung verseuchten, und auch beim Entsorgen ( Verbrennen in der Zementherstellung ) nicht unschädlich wurden, Stichwort Asbestose. Da scheint ein Aluminiumrad auf jeden Fall die bessere Wahl zu sein. Gruß, Bernd
Hallo Bernd, also bei mir handelt es sich um ein einzelnes kleines Zahnriemenrad bei relativ langsamen Umdrehungen. Das ganze Rad hat keine 2g, wenn es hie zu Abrasion kommt, dann über Monate vielleicht im Bruchteil eines Mikrogramms. Kann mir also nicht vorstellen, dass das gesundheitlich relevant ist - aber trotzdem danke für diesen Aspekt:-) Bernd schrieb: > kann mich aber dunkel an eine Studie zu > Carbonfasern in Laminaten von Windturbienenblades erinnern, die durch > UV-bedingte Delamination aus der Oberfläche derselben austraten un die > weite Umgebung verseuchten,
Danke Walter T. So ist es- mein Zahnrad ist nicht defekt, ich möchte in meiner Konstruktion nur ein maßgeschneidertes Rad (T2.5, 16 Zähne, beidseitig kugelgelagert mit Innendurchmesser 4mm). Da ich das nicht gefunden habe, hab ich es mir kurzerhand mal aus ASA ausgedruckt. Hat gut funktioniert, weshalb ich einen Schritt weiter ging und sehen wollte, ob es nicht auch über die Prototypenphase hinaus eine Möglichkeit wäre. Nachdem der Druck mit dem Karbon-Material auf Anhieb so gut geklappt hat, möchte ich jetzt nur diverse Bedenken zerstreuen oder eben nicht... Walter T. schrieb: > Dass das Alu-Rad defekt ist, wurde ja nicht geschrieben. Manchmal will > man einfach nur einen anderen Durchmesser. > > Generell kann ein 3d-gedrucktes Teil den Riemen durchaus beschädigen, > wenn die Geometrie nicht stimmt (Zahnteilung, Rundlauf, Zahnform) oder > die Oberfläche zu rauh ist.
Angehängte Dateien:
Hallo Bernd, wie Jack V richtig geschrieben hat, handelt es sich um Kunststoff-Filament mit Karbonfasern. In meinem Fall ist das Trägermaterial PETG. Im Anhang ist ein Foto davon... Bernd schrieb: > Kannst Du ein Foto schicken? Wie druckt man Carbonfasern?
Das sieht sehr rauh aus. Und egal mit welchem Material gedruckt, hat es die optimalen Daten wie ein bewährtes Industrieprodukt?
Achso, wenn es kugelgelagert sein soll, ist es sicher nicht handelsüblich. Nur als Umlenkrolle zu gebrauchen. Die gibt es ohne Zähne. Was soll das Ganze also?
Genauso ist es - als Umlenkrolle. Du hast Recht - ich hab die ohne Zähne auch bei mir - aber das ist ja auch nicht ganz ideal, wenn der Zahnriemen über die zahnlose Umlenkrolle läuft. Was ist also das geringere Übel?
Was es nicht gibt, braucht kein Mensch. Die Umlenkrollen werden an die glatte Seite des Riemens angelegt.
Dir Umlenkung ist zu stark - wenn ich von außen nach innen umlenke, stoßt der Riemen innen zusammen, deswegen von innen nach außen.
Fehlkonstruktion. Warum passen die Achsabstände nicht? Langlöcher sind nicht möglich? Wei haben die Altvorderen es nur geschafft, Zahnradgetriebe herzustellen?
Achsabstände sind fix und nur minimal mittels Langloch veränderbar. Standardmäßig gibt es keinen passenden Riemen in meiner Länge (T2.5 gibt es mit 120 und 145mm, ich bräuchte etwas genau dazwischen. Über Sonderlängen bzw. Umlenk- oder Spannrollen habe ich vor kurzen in einem eigenen Thread diskutiert - deswegen jetzt die Lösung mit der Umlenkrolle. Beitrag "Re: Zahnriemen T2.5x6 Sonderlänge gesucht." Prinzipiell gibt es beides- Umlenkrolle mit Zähnen und Spannrolle von der glatten Seite. Weshalb findest du die gezahnte Rolle problematisch?
Normal sind die Achsabstände so genau, dass man keine Spannrolle braucht. Paul schrieb: > Über Sonderlängen bzw. Umlenk- oder Spannrollen habe ich vor kurzen in > einem eigenen Thread diskutiert - deswegen jetzt die Lösung mit der > Umlenkrolle. Kenne ich. Hast du da keine Antworten erhalten? Wenn du unbedingt willst, dann setze in ein käufliches Rad ein Kugellager ein. Wo ist ein Problem?
michael_ schrieb: > Kenne ich. > Hast du da keine Antworten erhalten? Ich habe erfahren, dass (selbst-)Konfektionieren auch problematisch ist, und dass Umlenk- oder Spannrollen eine Lösung wären;-) michael_ schrieb: > Wenn du unbedingt willst, dann setze in ein käufliches Rad ein > Kugellager ein. > Wo ist ein Problem? Natürlich geht das auch, aber selbst drucken ist wesentlich einfacher und billiger - womit wir wieder bei meiner Ausgangsfrage wären, ob nämlich mein selbstgedrucktes Rad in irgendeiner Weise problematisch sein könnte. Also zwei Fragen nun: 1. Ist die Konstruktion an sich so grundfalsch, wenn die Achsabstände nicht anders lösbar sind? 2. Kauf-Alu-Rad vs. Karbon-Druck-Rad: Vor- und Nachteile?
Paul schrieb: > Weshalb findest du die gezahnte Rolle problematisch? Eine Umlenkrolle an der gezahnten Seite ist erst einmal unproblematisch. Der Umschlingungswinkel der an- und abtreibenden Rollen wird dadurch kleiner, deswegen werden Rollen an der glatten Seite bevorzugt. Aber grundsätzlich ist es unproblematisch. Das Kohlefaser-Material hat hier aber auch keinerlei Vorteile gegenüber dem ohne diese. Das sieht für mich nach GT2 aus. Da habe ich mit 3d-gedruckten Zahnrädern eher schlechte Erfahrungen. Bei drei gleichen Zahnrädern (32 Zähne) - eines 3d-gedruckt, eines aus PVC gefräst, eines aus Alu bestellt - hatte das 3d-gedruckte immer ein weitaus niedrigeres Moment, bevor der Riemen übersprang, als die anderen beiden. Bei 0,4 mm Düse war das extrem, bei 0,2 mm Düse immer noch deutlich merkbar. Will sagen: Wenn das gedruckte Zahnrad den Zweck hat, den Polygoneffekt zu mindern, würde ich sicherheitshalber gegentesten, ob der bei einer glatten Spannrolle nicht sogar besser ist.
Angehängte Dateien:
-
Umlenkrolle_Skizze1.jpg
110 KB
Vielen Dank, Walter T., du scheinst dich gut auszukennen auf diesem Gebiet:-) Walter T. schrieb: > Eine Umlenkrolle an der gezahnten Seite ist erst einmal unproblematisch. > Der Umschlingungswinkel der an- und abtreibenden Rollen wird dadurch > kleiner, deswegen werden Rollen an der glatten Seite bevorzugt. Aber > grundsätzlich ist es unproblematisch. In der Skizze siehst du den Umlenk-Winkel. Ursprünglich war der Winkel (ohne der Umlenkrolle (U)) natürlich optimaler - sollte aber machbar sein, oder? Walter T. schrieb: > Das Kohlefaser-Material hat hier aber auch keinerlei Vorteile gegenüber > dem ohne diese. Nicht, was die Laufeigenschaften betrifft, und auch nicht, was die Oberfläche im 3D-Druck betrifft, aber es ist einfach dichter und hat extrem gute Layerhaftung, scheint mir also innerhalb der 3D-gedruckten Varianten am verlässlichsten zu sein. Walter T. schrieb: > Das sieht für mich nach GT2 aus. Da habe ich mit 3d-gedruckten > Zahnrädern eher schlechte Erfahrungen. Bei drei gleichen Zahnrädern (32 > Zähne) - eines 3d-gedruckt, eines aus PVC gefräst, eines aus Alu > bestellt - hatte das 3d-gedruckte immer ein weitaus niedrigeres Moment, > bevor der Riemen übersprang, als die anderen beiden. Bei 0,4 mm Düse war > das extrem, bei 0,2 mm Düse immer noch deutlich merkbar. Es ist klar, dass durch den 3D-Druck die Drehmoment-Übertragung geringer ist. Ich erwarte mir da durch Karbon auch nicht wirklich eine Verbesserung. Es handelt sich bei mir um ein T2.5-Profil (mehr dazu weiter unten) Walter T. schrieb: > Will sagen: Wenn das gedruckte Zahnrad den Zweck hat, den Polygoneffekt > zu mindern, würde ich sicherheitshalber gegentesten, ob der bei einer > glatten Spannrolle nicht sogar besser ist. Ich verstehe, was du meinst - aber wenn das Profil übereinstimmt, MUSS doch der Polygon-Effekt geringer sein als mit glattem Rad, oder nicht? Weil du dich so gut auskennst, möchte ich dich noch ganz allgemein fragen, ob du in meiner Situation möglicherweise einen anderen Ansatz besser fändest. Zur Erklärung: 1.Wie gesagt, der Achsabstand zwischen bewegter Welle und Antrieb ist (bis auf minimale Justage mittels Langloch) festgelegt. 2. Die Zahnriemenscheiben sind vom Verhältnis her festgelegt (16:22), von der Anzahl her wären geringfügig mehr Zähne bei gleichem Verhältnis möglich. meine Fragen dazu: 1. Die Umlenkrolle - wie der Name schon sagt - muss doch eigentlich kaum Roationskräfte aufnehmen können, also lediglich die Spannung des Riemens "aushalten". Das "Durchrutschen" ist also hier weniger problematisch als an den anderen beiden Rädern, richtig? 2. gibt es vielleicht doch eine Lösung mit anderem Zahnriemen? Ich habe bei meinen Recherchen keinen Zahnriemen finden können, der von der Länge her passt - lediglich MXL ,aber der hat eine geringere Zahnhöhe und nur ca. 1/4 der Zugkraft, was auch bei Alu-Riemenrädern problematisch wird in meinem Fall. Da bin ich glaube ich mit meiner Lösung mit Umlenkrolle "stabiler" unterwegs. Kennst du ein anderes Riemen-System, dass ähnlich gute Zugkräfte wie ein T2.5-Riemen(120N)hat und das es in meiner gewünschten Riemenlänge (130 +/- 3mm) und passenden Rädern gibt? Natürlich musst du jetzt nicht für mich recherchieren - ich meine nur, falls du aufgrund deiner Erfahrung gleich auf Anhieb sagst: "Ja klar, das könnte man besser so oder so lösen..." Vielen Dank jedenfalls für deine Mithilfe!
Paul schrieb: > Vielen Dank, Walter T., du scheinst dich gut auszukennen auf diesem > Gebiet:-) Hält sich in Grenzen. Bin zwar Maschinenbauingenieur, aber Riementriebe habe ich außerhalb von der Klausur damals auch nur im Hobbybereich ausgelegt. Paul schrieb: > In der Skizze siehst du den Umlenk-Winkel. Ursprünglich war der Winkel > (ohne der Umlenkrolle (U)) natürlich optimaler - sollte aber machbar > sein, oder? Was an der Konstruktion schon einmal richtig gewählt ist, ist dass die Umlenkrolle dichter an der großen Riemenscheibe ist. Dadurch ist der Umschlingungswinkel an der kleinen Scheibe größer. Paul schrieb: > Es ist klar, dass durch den 3D-Druck die Drehmoment-Übertragung geringer > ist. Verstehe ich nicht. Eine Umlenkrolle muss kein Drehmoment übertragen. Kann sie ja auch gar nicht, mit einem Kugellager in der Rolle. Paul schrieb: > Ich verstehe, was du meinst - aber wenn das Profil übereinstimmt, MUSS > doch der Polygon-Effekt geringer sein als mit glattem Rad, oder nicht? Leider jein. Bei einem präzisen Zahnprofil ist er geringer als mit einer glatten Rolle. Bei einem völlig falschen Zahnprofil viel, viel größer. Bei Toleranzabweichungen eben irgendwo dazwischen. Paul schrieb: > 1.Wie gesagt, der Achsabstand zwischen bewegter Welle und Antrieb ist > (bis auf minimale Justage mittels Langloch) festgelegt. Mit den Langlöchern in dieser Richtung besteht quasi keinerlei Spannmöglichkeit. Die kann man also auch weglassen. (Lässt sich ja im CAD leicht ausmessen, wieviel der Umfang des Systems zunimmt, wenn man den Motor um 5 mm verschiebt.) Paul schrieb: > Die Zahnriemenscheiben sind vom Verhältnis her festgelegt (16:22), Also 32 und 44 Zähne? Das klingt doch sehr vernünftig. Warum ist dann die Spannrolle so klein?
:
Bearbeitet durch User
Walter T. schrieb: > Verstehe ich nicht. Eine Umlenkrolle muss kein Drehmoment übertragen. > Kann sie ja auch gar nicht, mit einem Kugellager in der Rolle. > Da hast du Recht. Was ich meinte war, dass sie sich aber mitdrehen können soll. Ohne Profil wäre es ja auch denkbar, dass sich die Rolle (Z.B durch eine Unwucht) in einer Position "einfrisst" und der Keilriemen drüberschleift. > Leider jein. Bei einem präzisen Zahnprofil ist er geringer als mit einer > glatten Rolle. Bei einem völlig falschen Zahnprofil viel, viel größer. > Bei Toleranzabweichungen eben irgendwo dazwischen. Hast du wieder Recht. Ich werde das testen... > Mit den Langlöchern in dieser Richtung besteht quasi keinerlei > Spannmöglichkeit. Die kann man also auch weglassen. > Spannmöglichkeit ist gering, aber doch vorhanden (habs in der Praxis getestet) > Paul schrieb: >> Die Zahnriemenscheiben sind vom Verhältnis her festgelegt (16:22), > > Also 32 und 44 Zähne? Das klingt doch sehr vernünftig. Warum ist dann > die Spannrolle so klein? Nö, Antriebsrad hat 22 Zähne, angetriebene Welle um Umlenkrad jeweils 16Z...
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.