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Thema: CNC Anfänger baut eine Frieda L1000

  1. #1
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    Standard CNC Anfänger baut eine Frieda L1000

    Hallo Zusammen,

    ich möchte hier gerne als absoluter CNC-Neueinsteiger den Bau der Frieda L1000 (original Beitrag zur Fräse und der Blog zur Fräse) etwas dokumentieren und meine ersten Erfahrungen mit Euch teilen.

    Um die bestehenden Beiträge mit meinem Baubericht nicht voll zu "müllen" und um irgendwelche Offtopic-Diskussionen zu vermeiden, hab ich mich entschlossen das Ganze in einem eigenen Beitrag zu tun.
    Vielleicht ermutigt der Beitrag auch andere Anfänger, sich an so ein Projekt ran zu trauen. Natürlich ist hier auch jeder gerne gesehen der etwas beitragen möchte ;-)

    Die nächsten Tage werde ich versuchen den bisherigen Beschaffungs- und Baufortschritt "nachzureichen". Dieser Beschränkt sich aber primär auf den Schaltschrank und die Elektronik, da ich aktuell noch auf die Teile der Mechanik warte.

    Viel Spaß beim lesen!

    Grüße aus Augsburg
    Dome

    PS: An der Stelle möchte mich auch gleich noch herzlich bei ein paar Leuten bedanken, die das ganze etwas anfängertauglich machen:
    * Andreas - für die Zeit die er in das Projekt steckt und die schnellen Antworten auf meine Anfänger-Fragen
    * Sven - fürs Fräsen der Aluminium-Teile
    * Olli - für die Herstellung der Lagerschalen
    * Christian - für die Zeit die er in die Entwicklung von Estlcam steckt
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  2. #2
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    Standard Beschaffung der Mechanik

    Hier schon mal kurz zusammengefasst die Beschaffung der notwendigen Teile für die Mechanik.
    Als Grundlage dient die Liste von Andreas auf seinem Blog: Stückliste Frieda

    Aluminum-Profile und Zubehör:
    Die Teile habe ich gemäß der Stückliste bei SMT angefragt und entsprechend bestellt. Kostenpunkt sind ca. 400 € inkl. Versand per Spedition.
    Hat mit den Artikelnummern recht unkompliziert funktioniert. Die angegebenen Teile sind auch schon für die "schwere" Variante.

    Alu-Teilesatz:
    Sven hat sich dazu bereit erklärt mir die Teile zu fertigen. Hierzu würde ich euch bitten Kontakt mit Andreas aufzunehmen, er kann dann sicherlich einen Kontakt herstellen. Dort bekommt Ihr auch die Info hinsichtlich der Preise. Hier zitiere ich auch direkt die Infos von Sven zum Umfang des Teilesatz:
    Enthalten sind 12 Teile: 2x Stirnplatte, 2x Portalwange, 1x Portalverbinder, 1x Z-Platte, 1x Kreuzplatte, 2x Z-Auflager, 1x X-Auflager, 1x Z-Motorplatte, 1x Abstützung.
    Die Aluteile sind allseitig auf Maß gefräst, gebohrt und Gewinde geschnitten. Lediglich die stirnseitigen Bohrungen/Gewinde der Wangen, der Abstützung und der Z-Platte sind eigenständig während der Montage einzubringen (siehe Aufbauanleitung auf dem Blog
    Lagerschalen:
    Diese produziert Olli für mich. Hierbei gilt das selbe wie bei dem Alu-Teilesatz -> Andreas kontaktieren

    Linearführungen, Kugelumlaufspindeln, usw.:
    Die notwendigen Teile habe ich über John von Topper-HZ in China bestellt (john@topper-hz.com). Der Kontakt läuft völlig problemlos in gutem Englisch und wenn man ihm schreibt welches Modell man benötigt bekommt man auch schon eine Angebot mit den Teilen zurück geschickt. Ich habe folgende Teile seiner "Hausmarke" für ca. 640 USD inkl. Versand zzgl. Einfuhrsteuer bestellt:
    - Linearführungen
    - Kugelumlaufspindeln
    - Kugelumlaufmutternhalter 3x
    - Schrittmotorhalter 3x
    - Spindelhalteurng
    - ER20 Spannzangenset

    Motorkupplungen:
    Da John die passende Teile aktuell nicht hatte, habe ich diese über AliExpress bestellt.
    Die Teile sind für 8mm Wellen an den Schrittmotoren und 10mm Wellen an den Antriebsspindeln.

    Schrauben und Kleinteile:
    Die hole ich beim ortsansässigen Dealer meines Vertrauens. Die Liste findet Ihr am Ende der Stückliste als Excel-Datei.
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  3. #3
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    Standard

    Hallo Dome,

    bin gespannt auf deinen Aufbaubericht und die Fotos.
    Meine Frieda liegt noch in Einzelteilen im Keller (Fehlen nur FU und Spindel).

    Leider muss ich erst noch Garage und Garten fertig bekommen bevor ich mich endlich der Werkstatt widmen kann.

    Steuerung wollte ich auch über Estlcam realisieren. Hab ich zum testen auch schon aufgebaut und funktioniert. Allerdings hakeln die Motoren bei mir im Eilgang. Könnte aber an falschen Einstellungen oder mangelnder Abschirmung liegen.

    Gruß
    Stephan
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  4. #4
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    Hallo Dome,
    Klasse, das du deine Erfahrungen so schön strukturiert hier mitteilst.
    Ich werde auch fleißig mitlesen. Überlege schon lange auf ne größere Fräse wie die Frieda zu wechseln, konnte mich nur noch nicht endgültig dazu durchringen, anzufangen...


    Gruß
    Marco
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  5. #5
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    Standard Beschaffung der Elektrik

    Jungs, vielen Dank für euer Feedback! Freut mich das euch das Thema interessiert (vermittelt das Gefühl nicht nur für sich selbst zu schreiben) ;-)
    @Marco: aus welchem Steinheim kommst du denn? Wenn es das bei Memmingen ist kannst ja mal vorbei schauen wenn die Fräse steht.

    Nun geht es hier mal noch mit der Elektronik weiter:

    Spindel:
    Hier habe ich mich auch für die 2.2KW Chinaspindel entschieden mit Wasserkühlung und direkt dem passenden Frequenzumwandler. Bestellt über Ebay und Versand aus Deutschland.
    Hierzu kann ich noch nicht all zu viel schreiben. Was ich hier aber gerne anmerken möchte: Kümmert euch um einen ordentlichen Anschluss an der Spindel! Die Kabel da drin sind schon abenteuerlich...der Stecker ist aber absolut gemein gefährlich! Zum einen nicht geerdet und zum anderen für die Ströme die da fließen nicht geeignet! Beachtet bitte auch das ein normaler FI hier nichts bringt -> Lebensgefahr!
    Ich habe meine Spindel auf einen Harting HAN 3A umgebaut. Dazu werde ich aber noch gesondert schreiben. Ebenso zur Kühlung, welche ich über eine Eheim 1046 Pumpe realisieren werde.
    Sehr hilfreich finde ich hier die beiden Blog-Einträge:
    - Alles über die 2.2KW Chinaspindel
    - Steckverbindung Chinaspindel

    Netzteil:
    Auf Empfehlung von Andreas hab ich mich für das MeanWell Netzteil entschieden. Ich hab die auch in anderen Projekten schon oft verwendet und war immer zufrieden. Das Modell heißt DRP-480-48 und gab es günstig bei Amazon. Nachdem bei mir alles auf Hutschienen montiert werden sollte war es perfekt dass das MeanWell genau dafür vorgesehen ist. Gleichzeitig ist es auch noch lüfterlos.

    Schrittmotortreiber:
    Hier viel meine Wahl auf einen Leadshine Clone in Form der DM556D. Bestellt bei Ali-Express mit Versand aus Deutschland. Ging fix und man hat kein Theater mit Zoll und Steuer. Für die Teile gibt es auch passende Hutschienen Halter zum selber drucken. Evtl. wird mein nächstes Projekt noch ein 3D Drucker, dann werd ich mir die sicherlich mal noch herstellen.

    Schrittmotoren:
    Auch hier habe ich mich voll und ganz auf Andreas verlassen, welcher mir die 24H290-42-4 von Langenfeld empfohlen hat. Lustigerweise sitzt die Firma Luftlinie 100m von meinem Geburtshaus entfernt. Nachdem ich heute nur ca. 10 Minuten von dort entfernt wohne, habe ich die Motoren auch direkt selbst dort abgeholt.

    CNC-Steuerung:
    Die Steuerung läuft bei mir über einen Arduino UNO und Estlcam. Die Kombination sieht sehr anfängerfreundlich aus und kostet nicht viel. Die Möglichkeiten die Christian mit seiner Software bietet finde ich bisher sehr spannend. Hier möchte ich auch nicht weiter ausholen, es gibt viel zu dem Thema auf Christian's Youtube Channel und seiner Webseite. Viele Informationen finden sich auch direkt in Estlcam. Hierzu werde ich aber auch noch ausführlicher schreiben wenn es um die Verkabelung geht.

    Endschalter:
    Ich habe mich für die 5V NPN Sensoren entschieden. Zum Thema Öffner/Schließer gibt es von Christian einen recht ausführlichen Beitrag. Sobald ich ihn wieder gefunden habe werde ich ihn gerne nachliefern.

    Schaltschrank:
    Bei dem Thema kommt mein Beruf in der IT-Branche doch zum Vorschein... Die komplette Schaltung findet Platz in einem Digitus 7HE 19" Rack Gehäuse. Nicht die kompakteste Variante, aber eine mir sehr gefällige.
    Hierzu wird es schon die kommenden Tage einen recht ausführlichen Bericht mit Bildern geben, da ich hier schon einiges erledigen konnte. Dort gehe ich dann auch noch auf ein paar Details ein die ich dort realisiert habe.

    Stecker:
    Details wird es auch dazu im nächsten Schaltschrank Beitrag geben. Hier aber schon zusammengefasst was bis heute fest steht:
    - Spindel: Harting HAN 3A
    - Strom: Neutrik Powercon True1 (sehr geiles System!)
    - Schrittmotoren: XLR Stecker (gabs günstig bei Reichelt oder die Deluxe-Variante von Neutrik)
    - Endschalter: hier bin ich mir noch nicht sicher, aber ich glaube es werden RJ45 Buchsen (1x pro Achse, sprich zwei Sensoren)

    Kabel:
    Hier habe ich mich für die Lappkabel Ölflex Classic 115 cy entschieden, jeweils mit Erdung. Auch das wird später noch detaillierter ausgeführt.
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  6. #6
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    Standard

    Hier noch der Nachtrag zum Thema Endschalter:
    Beitrag von Christian

    Deshalb habe ich mich auch erstmal für die Schließer Variante entschieden. Vielleicht rüste ich irgendwann mal auf Öffner um, wenn sonst soweit alles funktioniert.
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  7. #7
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    Zitat Zitat von Dome-Nik Beitrag anzeigen
    @Marco: aus welchem Steinheim kommst du denn? Wenn es das bei Memmingen ist kannst ja mal vorbei schauen wenn die Fräse steht.
    Leider nein, das Steinheim in Nordrhein Westfalen. Sonst würde ich mir die gerne mal ansehen. Aber so ists leider zu weit
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  8. #8
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    Standard Lieferung der Mechanik

    Heute kamen die Teile aus China von John per Fedex und letzte Woche die Teile von SMT!
    Erstmal bin ich super erleichtert weil beides ohne Beschädigungen bei mir angekommen ist

    Lieferung SMT:
    An sich hat das alles ganz gut geklappt...leider gabs noch eine Verzögerung und ich musste nochmal nachfragen, aber hat dann doch noch geklappt. Die hier öfter erwähnten Probleme bei den Lieferungen kann ich zum Teil verstehen. Meine Teile waren einfach nur in einem Karton eng verpackt (ohne Luftpolsterfolie oder ähnliches) und auf eine kleine Holzpalette geklebt. Der riesen Sattelschlepper war bis unters dach voll...ich war ganz froh dass meine Profile ganz oben drauf lagen
    Die Kleinteile sollte auch bald bei mir eintreffen. In der Zwischenzeit kann ich hoffentlich die Profile zum planfräsen bringen (siehe Beitrag von Snake im RC Heli Forum).

    Lieferung John (China):
    Die Lieferung lief absolut reibungslos. John hat die Sendung aufgegeben und mir Bescheid gegeben inkl. Trackingnummer. Ich hatte dann als das Paket schon unterwegs war noch Kontakt mit Fedex, da die noch Rückfragen hatten bzgl. der Zollabwicklung (Firma oder privat, Vollmacht, usw.). In dem Zuge habe ich dann das Paket noch spontan in die Firma umleiten lassen, da ich tagsüber selten Zuhause bin. Das hat auch super geklappt. Die Verpackung von John war echt vorbildlich in einer ordentlichen Holzkiste und die Teile einzeln in Schaumstoff verpackt. So hat auch hier alles unbeschädigt die Reise überstanden und die war doch recht weit: Shanghai -> Tokio -> Paris -> Köln (inkl. Zoll) -> München -> Landsberg (keine Ahnung was der Zwischenstopp sollte) -> München -> Augsburg
    Jetzt warte ich nur noch auf die Abrechnung der Einfuhrsteuer und ggf. Zollgebühren (die Dame von Fedex meinte aber dass da nix anfallen sollte).

    Und hier noch zwei Bilder:
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  9. #9
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    Standard Umbau der Spindel

    Langsam wird die Teilesammlung komplett. Heute hab ich die Schrauben abgeholt und Sven ist in den letzten Zügen für die Aluteile.
    Nebenzu ging es an die Spindel und ich hab auch gleich noch ein paar Fotos gemacht.

    Stecker an der Spindel:
    Wie ich schon oben erwähnt habe, sollte man auf jeden Fall den Spielzeug-Stecker an der Spindel austauschen. Abgesehen davon das keine Erdung angeschlossen ist, passt auch die Leistungsklasse des Steckers überhaupt nicht zu den Strömen die da fließen! Ich habe mich beim Umbau für die Harting HAN 3a in der 3+PE Ausführung entschieden. Das System ist über die Einsätze modular aufgebaut, so dass diese beliebig eingebaut werden können. Das ganze gibt es in Kunststoff, Metal und auch in einer speziellen EMV Variante. Ich habe mich erstmal für die normale Metal-Variante entschieden. Sollte es zu Problemen kommen kann man immer noch auf die teurere EMV Variante umsteigen. Die Schirmung hab ich am Stecker mit auf die Erdung gelegt.

    Zunächst habe ich die Spindelkabel gekürzt bis die Lötstellen nicht mehr sichtbar waren. Die Kabel sind auch ohne kürzen für die Harting Variante viel zu kurz. Ich habe mich daher entschieden 1.00er Kabel an dem Harting Stecker anzubringen und diese dann extra über Wago 221 Klemmen mit den Spindelkabeln zu verbinden...nicht die schönste Variante aber ich denke das sollte Problemlos funktionieren.
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    Um das Steckergehäuse zu montieren müssen neue Löcher gebohrt werden und entsprechend Gewinde eingeschnitten werden. Den Ausschnitt im Innern muss man dann quadratisch ausschneiden damit der Stecker ordentlich rein passt, bzw. die Kabel Platz haben. neben dem Stecker habe ich auch dann gleich noch eine Bohrung gemacht um eine Erdung anzubringen.
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    Meine Stecker bestehen aus
    Spindelseite: Anbaugehäuse Han® 3a-Agg + Stifteinsatz Han® 3a-M
    Kabelseite: Tüllengehäuse M20 + Buchsenseinsatz + M20 Kabelverschraubung

    Auf der Seite am Schaltschrank ist einfach Stift- und Buchsenseinsatz vertauscht und das Anbaugehäuse in der abgewinkelten Variante verbaut!

    Wasser-Anschlüsse:
    Ich möchte meine Wasserkühlung über 8x5 PUN Schlauch realisieren. Dieser passt so aber nicht in die Verschraubungen der Wasseranschlüsse. Damit das ganze passt habe ich diese kurzerhand auf 8.5mm aufgebohrt. Man kann sich beim Bohren auf die Schnelle mit einem 14er und einem 12er Ringschlüssel behelfen damit das ganze nicht durch die Gegend fliegt. Bitte danach auch dran denken das ganze mit einem Senker wieder zu entgraten!

    Danach passt der 8mm PUN Schlauch perfekt!

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    Zusammengebaut habe ich das ganze dann mit neuen 8.8er Schrauben und Hylomar Universaldichtmasse
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  10. #10
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    Super! Danke für deinen Baubericht.

    Das ist genau der "Trigger" den ich brauchte um ebenfalls mit der Bestellung bzw. dem Bau zu beginnen.
    Werde dich per PM einmal anfunken.

    Gruß
    Uwe
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  11. #11
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    Standard

    Hallo Uwe!

    Freut mich, dass ich da den Stein ins Rollen bringen konnte ;-)
    Die Frage mit den schweren Profilen beantworte ich mal direkt hier, da es vielleicht auch für andere interessant ist. "Schwer" bezieht sich auf die Längsprofile. Diese sind in der Stückliste bereits in der schweren Variante aufgeführt (S1109090S, das S steht für "schwer"). Du musst das bei der Bestellung der Frästeile angeben, da sich die leichten und schweren Profile hinsichtlich der Bohrungen unterscheiden.

    Die letzten Tage waren hier etwas ruhig. Ich hab noch einiges am Schaltschrank umgebaut, mich mit der Wasserkühlung beschäftigt (Testaufbau läuft schon mal perfekt) und die ersten Teile der Minimalmengenschmierung zusammen gebaut.
    Parallel dazu habe ich, nachdem alle Teile da waren, damit begonnen die Teile zu sortieren und alles grob zusammenzustecken.

    Morgen kommt Andreas vorbei um seine Spindel umzubauen und er bringt mir ein paar feine DDD-Teile aus seinem Drucker mit :-)
    Am Freitag wird das Untergestell geschweißt. Evtl. lass ich das noch Sandstrahlen und Pulverbeschichten.

    Nach langem hin und her habe ich endlich auch eine Firma gefunden die mir die Aluprofile plan fräst. Voraussichtlich kann ich diese auch schon nächste Woche wieder abholen.
    Der mechanische Aufbau kann somit bald beginnen.

    Ich werde die kommenden Tage über die Wasserkühlung und den Schaltschrank berichten. Beides ist erstmal soweit fertig und startklar für die ersten Fräsarbeiten.

    Um euch einen kleinen Vorgeschmack zu geben sind hier noch drei Sneak-Preview Bilder ;-)
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    Gruß
    Dome
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  12. #12
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    Standard

    Teile bei John und Sven sind bestellt.
    Das Plattenmaterial von Sven muss/sollte nachträglich noch plangefräst werden?
    Evtl. komme ich auf dich zurück bezüglich der Firma.

    Gruß
    Uwe
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  13. #13
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    Moin Uwe,

    die Platten brauchst du nicht nachträglich planfräsen.
    Diese sind bereits feinstgefräst und beidseitig foliert.

    MfG Sven
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  14. #14
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    Standard

    Dome lässt nur die Profile überfräsen: Einmal die Auflagefläche der Linearführungen und als Referenz auf den Längsträgern auch noch einen schmalen Streifen "oben drauf"...
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  15. #15
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    Standard Wasserkühlung

    Leider sind die Teile vom plan Fräsen noch nicht zurück, daher ist es hier gerade auch etwas ruhig. Die Wasserkühlung ist nun aber final fertig und das Untergestell auch, das muss nur noch zum Pulverbeschichten.
    Um die Zeit etwas zu Überbrücken daher jetzt auch ein paar Worte und Fotos zur Wasserkühlung.

    Vorab kurz ein Wort zu den Steckverbindern. Ich habe teilweise die originalen Festo Verbinder verwendet. Diese gibts immer wieder mal günstig bei Ebay. Der Unterschied zu den Nachbauten ist dass die Festo Verbinder sich einfach besser stecken und entriegeln lassen. Da da man hier aber wohl nicht ständig umsteckt habe ich Euch die Nachbauten unten verlinkt.

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    Pumpe:
    Als Pumpe habe ich eine einfache Eheim 1046 Pumpe genommen. Diese findet wohl auch häufig Einsatz bei Wasserkühlungen im PC-Bereich. Die Pumpe hat auf der Saugseite einen 3/8" Anschluss und auf der Auslassseite einen 1/8" Anschluss. Auf der Ansaugseite kann direkt ein 3/8" Einschraubverbinder für 8mm Schläuche, dieser braucht nur ein ausreichend langes Gewinde. Ich hab den Festo QS-3/8-8 (Artikelnummer 153006) verwendet. Der 3/8" Einschraubverbinder sollte aber auch passen. Auf der Auslassseite ist es etwas schwieriger, weil das Gewinde sehr Tief im Gehäuse sitzt. Ich hab mir dazu eine Verlängerung abgedreht und dann einen 1/8" L-Einschraubverbinder eingebaut. Alternativ könnte man mal den hier versuchen, da er am Gehäuse den selben Durchmesser hat wie am Gewinde.

    Ausgleichsbehälter:
    Der Behälter erfüllt zwei Zwecke. Zunächst sorgt er mal dafür dass die Pumpe immer "nass" ist, da das Teil nicht selbstansaugend ist und somit erst fördert wenn Flüssigkeit in der Pumpe ist. Zum zweiten sieht man an dem Glaszylinder visuell ob Flüssigkeit gefördert wird. Geliefert wird er mit den Haltern ohne die Anschlüsse! Es sind durchgängig 1/4" Gewinde, so dass dort einfache 4 Stück 1/4" Einschraubverbinder genutzt werden können. Die beiden im Deckel dienen in unserem Fall nur der Entlüftung.

    Kühler:
    Der Kühler ist aus Aluminum und kann optional noch zwei Lüfter aufnehmen. Diese werde ich aber nur verbauen, falls ich mal Temperaturprobleme bekommen sollte. Ohne Lüfter hält sich die Kühlleistung in Grenzen, aber man muss im Fall der Fälle nicht komplett umbauen. Die Anschlüsse sind auch 1/4" und es können 2x die selben Einschraubverbinder genutzt werden.

    Flüssigkeitsbehälter und Kühlflüssigkeit:
    Hier könnt ihr einen einfachen Plastikkanister nehmen, dieser sollte nur zum Kühlerschutz verträglich sein. Ich habe zwei Schottverbinder eingebaut. Der im Deckel hat innen noch einen Schlauch zum Ansaugen. Der Seitlich dient nur als Einlass. Der 4mm Schlauch im Deckel dient mir um den Behälter etwas unter Druck zu setzen, was das befüllen des Ausgleichsbehälters etwas erleichtert. Das ist aber kein Muss!

    Als Kühlflüssigkeit habe ich destiliertes Wasser genommen mit einfachem KFZ Kühlerfrostschutz G48. Mischverhältnis irgendwas zwischen 1:10 und 1:20, oder anders gesagt "nen Schluck" ;-)

    Schlauch:
    Als Schlauch habe ich durchsichtigen PUN Schlauch bei Reichelt bestellt. Dort kann man die Flüssigkeit sehen, auch wenn man keinen Durchfluss sieht (dazu der Ausgleichsbehälter!). Alternativ gibt es bei Mtec im Shop auch günstigen Schlauch in Schwarz oder Blau (nicht transparent!).

    Zusätzlich könnt Ihr Euch auch ein paar Steckverbinder bei Mtec mit bestellen um im Wartungsfall das ganze System an Spindel und z.B. der Fräse trennen zu können.

    Temperaturfühler:
    Der Temperaturfühler kommt aus dem PC-Wasserkühlungsbereich und wird später bei mir am Auslass der Spindel eingebaut um dort die Temperatur zu messen. Das Display wird mit 5V betrieben. Ihr braucht zusätzlich noch einen Einschraubverbinder mit AG und einen Einschraubverbinder mit IG


    Soweit zur Wasserkühlung. Die Tage geht es hoffentlich dann endlich mit dem mechanischen Aufbau los. Zwischendurch werde ich noch wie versprochen zum Schaltschrank berichten.
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