DE3115845A1

DE3115845A1 - Toepferscheibe mit elektrischem antrieb

Info

Publication number: DE3115845A1
Application number: DE19813115845
Authority: DE
Inventors: Norio Minami Kyoto Matsui
Original assignee: SHINPO INDUSTRIAL CO Ltd; Shinpo Kogyo KK
Current assignee: SHINPO INDUSTRIAL CO Ltd; Shinpo Kogyo KK
Priority date: 1980-04-23
Filing date: 1981-04-21
Publication date: 1982-03-04
Also published as: JPS56150503A; JPS593244B2; US4332542A

Description

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LEINWEBER & ZIMMERMANN

PATENTANWÄLTE

"·* Dipl.-Ing. H. Leinweber 0930-76)

Dipl.-Ing. Heinz Zimmermann Dipl.-Ing. A. Gf. v. Wengersky

Rosental 7 ■ D-8000 München

2. Aufgang (Kustermann-Passage) Telefon (089) 2603989 Telex 528191 lepatd Telegr.-Adr. Leinpat München

^den 21 . April 1981

Unser Zeichen

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Shinpo Kogyo Kabushiki Kaisha, Kyoto / Japan Töpferscheibe mit elektrischem Antrieb

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Töpferscheibe mit elektrischem Antrieb.

Unter den elektrisch angetriebenen Töpferscheiben, die mit einer aus einem elektrischen Antriebsmotor und einer damit direkt verbundenen konischen Antriebsrolle bestehenden Antriebseinheit ausgestattet sind, ist eine Ausführungsform bekannt, bei der ein mit der Arbeitsscheibenwelle verbundener Radkranz direkt durch die Antriesbrolle der Antriebseinheit getrieben wird. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist zwischen einer Riemenscheibe auf der Arbeitsscheibenwelle und einer von der Antriebseinheit angetriebenen Riemenscheibe ein Treibriemen angeordnet, wobei gleichzeitig durch diesen Riementrieb die Geschwindigkeit reduzierbar ist. Das erste Ausführungsbeispiel soll "direkt angetriebener Typ", das letztere "riemengetriebener Typ" oder "untersetzter Typ" genannt werden. Beide haben

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Vorteile und Nachteile, wie im folgenden erläutert wird.

Da die Geschwindigkeit beim direkt angetriebenen Typ nicht durch einen Riementrieb reduziert wird, muß die Antriebsrolle der Antriebseinheit den mit dem Arbeitstisch verbundenen Radkranz unter Anwendung eines relativ hohen Andruckes antreiben. Deshalb sind der Verschleiß und die Ermüdung des auf dem Radkranz angeordneten Gummirings so groß, daß die Lebensdauer der Töpferscheibe verringert wird. Andererseits ist der Aufbau der Töpferscheibe äußerst einfach und die Bauabmessungen sind dank der kompakten Konstruktion sehr klein.

Beim riemengetriebenen Typ (untersetzter Typ) wird durch den Riementrieb die Geschwindigkeit reduziert. Dadurch kann die Antriebsrolle der Antriebseinheit die davon angetriebene Scheibe unter Aufwendung eines relativ geringen Andruckes antreiben. Der Verschleiß des Gummiringes an dieser angetriebenen Scheibe ist gering und die Lebensdauer der Töpferscheibe entsprechend lang. Andererseits ist diese Konstruktion verhältnismäßig kompliziert, die Anzahl der Einzelteile sowie die Längenabmessungen sind groß. Außerdem erzeugt diese Art von Töpferscheiben sehr oft Schwingungen und Geräusche infolge eines ungleichmäßigen Verschleisses des Treibriemens.

Obwohl die oben genannten beiden Arten elektrisch angetriebener Töpferscheiben bekannt sind, werden in den meisten Fällen in der Praxis Töpferscheiben des riemengetriebenen Typs verwendet, da die Lebensdauer dieses Typs länger als die des direkt angetriebenen Typs ist.

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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrisch betriebene Töpferscheibe vom direkt angetriebenen Typ zu schaffen, welche eine einfache Konstruktion, geringe Bauabmessungen sowie einen geringen Herstellungspreis aufweist und welche nicht den Nachteil der geringen Lebensdauer hat.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf einer mit der Arbeitsscheibe verbundenen Welle ein Antriebsrad nach Art eines tiefen Topfes angeordnet ist, welches an seiner Innenseite im Bereich seiner öffnung einen umlaufenden Gummiring trägt, daß mit dem an dem genannten Antriebsrad vorgesehenen Gummiring eine mit einem elektrischen Antriebsmotor direkt verbundene konische Antriebsrolle in Reibverbindung steht, und daß eine Einrichtung zur Änderung der Drehzahl des Arbeitstisches vorgesehen ist, durch die die konische Antriebsrolle wenigstens annähernd vertikal verschiebbar und damit ihr auf das Antriebsrad wirkender Antriebsradius veränderbar ist.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, auf die bezüglich der Offenbarung aller nicht im Text beschriebenen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:

Fig. 1 einen vertikalen Querschnitt einer Töpferscheibe;

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Töpferscheibe gemäß Fig. 1, wobei der obere Teil des Gehäuses abgenommen ist, so daß die Mittel zur Erzeugung des Andruckes sowie zur Änderung der Antriebsgeschwindigkeit der Arbeitsscheibe sichtbar sind;

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Fig. 3 einen Teilschnitt etwa gemäß Fig. 1, wobei die Antriebseinheit jedoch eine andere Lage einnimmt;

Fig. 4a und 4b jeweils Detailansichten, in denen verschiedene Lagen einer Antriebseinheit mit Antriebsrolle und Antriebsmotor dargestellt sind.

In Fig. 1 ist mit 1 eine Arbeitsscheibe, mit 2 die Arbeitsscheibenwelle und mit 3 ein Lagergehäuse bezeichnet, in welchem die Lager für die Arbaitsscheibenwelle 2 angeordnet sind. Das Gehäuse 4 der Töpferscheibe besteht aus einem oberen Gehäuseteil 4a und einem unteren Gehäuseteil 4b. Ein nach Art eines tiefen Topfes ausgebildetes Bauteil 7, welches an seiner Innenseite im Bereich seiner Öffnung 5 einen umlaufenden Gummiring 6 trägt, ist mit der Arbeitsscheibenwelle 2 fest verbunden. Die Antriebseinheit 8 umfaßt einen elektrischen Antriebsmotor 9 sowie eine konische Antriebsrolle 10, welche mit dem Antriebsmotor 9 direkt verbunden ist. Mit 11 ist eine Druckfeder bezeichnet, welche zur Erzeugung eines Andruckes zwischen der konischen Antriebsrolle 10 und dem Gummiring 6 dient. Diese Druckfeder 11 ist zwischen dem unteren Gehäuseteil 4b und dem elektrischen Antriebsmotor 9 angeordnet. Die beiden Abschlußscheiben 12, 13 dienen zur Aufnahme der Enden der Druckfeder 11. Die. Abschlußscheibe 12 liegt in Kipprichtung frei beweglich gegen einen Bolzen 15 an, welcher mit einem Stützbock zu einem Bauteil zusammengefasst ist. Dieser Stützbock 14 ist mit dem unteren Gehäuseteil 4b verbunden. Die andere Abschlußscheibe 13 liegt in Kipprichtung frei beweglich gegen einen Bolzen 17 an, welcher mit einem Stützbock 16 zu einem Bauteil zusammengefasst und am elektrischen Antriebsmotor 9 angeordnet ist.

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Mit 18 ist ein Pedal zur Steuerung der Geschwindigkeit bezeichnet. Mit diesem Pedal 18 ist eine Betätigungswelle 19 fest verbunden. Von der Betatxgungswelle 19 aus erstrecken sich Arme 20 radial nach außen, welche eine Schwenkbewegung ausführen können, die der Schwenkbewegung des Pedals 18 entspricht. Die Einrichtung zur Änderung der Drehzahl der Arbeitsscheibe, die das Pedal 18, die Betätigungswelle 19 sowie die Arme 20 umfaßt, ist mittels eines Zapfens 21 mit dem Stützbock 16 verbunden, der seinerseits an dem elektrischen Antriebsmotor befestigt ist. Fig. 2 zeigt eine Draufsicht bei abgenommenem oberem Gehäuseteil 4a und läßt die gegenseitige Lage der Einrichtung zur Änderung der Drehzahl, der Druckfeder 11 sowie des elektrischen Antriebsmotors 9 erkennen.

Damit die konische Antriebsrolle 10 ruckfrei mit dem Gummiring 6 des topfartigen Bauteils 7 eingekuppelt bzw. von diesem abgekuppelt werden kann, ist an dem mit dem elektrischen Antriebsmotor 9 verbundenen Stützbock 16 eine Stützrolle 22 und am unteren Gehäuseteil 4b eine Stützschiene 23 vorgesehen (siehe auch Fig. 1 und 2) . Diese Stüt£schiene23 weist eine Lauffläche 24 auf, auf die die Stützrolle 22 auflaufen und von der sie wieder ablaufen kann.

Der untere Gehäuseteil 4b weist einen Boden 25 auf, welcher ebenso wie der obere Gehäuseteil 4a zur Steifigkeit des Gehäuses 4 beiträgt.

Der Aufbau der Töpferscheibe erfolgt durch Zusammenfügen einer oberen Baugruppe, bestehend aus .dem oberen Gehäuseteil 4a und der dazu gehörigen Elemente sowie einer unteren Baugruppe, bestehend aus dem unteren Gehäuseteil 4b und der zu dieser

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gehörigen Elemente. Die beiden Baugruppen werden durch Verbindungsbolzen miteinander verbunden. Die zur unteren Baugruppe gehörenden Elemente werden mit der Antriebseinheit 8 zusammengebaut, welche so tief wie möglich angeordnet sind.

Der Andruck zwischen der konischen Antriebsrolle 10 und dem Gummiring 6, der durch die zwischen dem unteren Gehäuseteil 4b und dem elektrischen Antriebsmotor 9 angeordnete Druckfeder 11 hervorgerufen wird, vergrößert sich, wenn die konische Antriebsrolle 10 von der in Fig. 3 mit strichpunktierten Linien dargestellten oberen Lage in die mit durchgehenden Linien dargestellte Lage verstellt wird. Die Zunahme des Andruckes wird größer, wenn der durch den Berührungspunkt bestimmte wirksame Radius der konischen Antriebsrolle 10 kleiner wird, abhängig von dem Winkel zwischen der Richtung der Federachse und der Achse der Antriebseinheit 8.

Die Druckfeder 11 erzeugt nicht nur unter den beschriebenen günstigen Bedingungen den Andruck zwischen der konischen Antriebsrolle 10 und dem Gummiring 6, sondern sorgt auch für einen Gewichtsausgleich oder wenigstens annähernden Gewichtsausgleich für den elektrischen Antriebsmotor 9, so daß die Geschwindigkeitsänderung feinfühlig und mit kleinen Betätigungskräften durchgeführt werden kann.

Die Wirkungsweise der Stützschiene 23 am unteren Gehäuseteil 4b sowie der Stützrolle 22 am elektrischen Antriebsmotor ist in den Fig. 4a und 4b dargestellt. In Fig. 4a ist die konische Antriebsrolle 10 vollkommen außer Eingriff mit dem Gummiring 6. In dieser Lage wird die durch die Druckfeder 11

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aufgebrachte Kraft vollständig durch die Lauffläche 24 der Stützschiene 23 aufgenommen und das topfartige Bauteil 7 (und damit die Arbeitsscheibe 1) ist von der Antriebseinheit vollkommen getrennt. Diese Lage wird beispielsweise zum Zentrieren und zum Bilden (picturing) verwendet. Fig. 4b zeigt die konische Antriebsrolle 10 während ihrer Aufwärtsbewegung, während sie gerade mit dem Gummiring 6 in Kontakt kommt. In dieser Lage wird der größere Teil der durch die Druckfeder 11 aufgebrachten Kraft noch von der Lauffläche 24 der Stützschiene 23 aufgenommen. Wenn die konische Antriebsrolle 10 über die in Fig. dargestellte Lage hinaus nach oben bewegt wird, erfolgt "ein Übergang insofern, als die von der Stützrolle 22 auf die Lauffläche 24 ausgeübte Kraft abnimmt and der Andruck zwischen der konischen Antriebsrolle 10 und dem Gummiring 6 zunimmt". Wenn die Stützrolle 22 von der Lauffläche 24 abhebt, treibt die konische Antriebsrolle 10 das topfartige Bauteil 7 mit aller Kraft und ohne jeden unerwünschten Schlupf an.

Es hat sich bei Töpferscheiben vom konventionellen, direkt angetriebenen Typ folgendes erwiesen: Da die Antriebsrolle ihre Leistung unter einer sehr hohen Andruckkraft überträgt, sind der Verschleiß und die Ermüdung des Gummirings auf dem angetriebenen Rad, welches mit der Antriebsrolle im Reibeingriff steht, so groß, daß erhebliche Lebendauerprobleme auftreten. Diese Probleme hängen mit folgenden Umständen zusammen: Eine direkt mit einem Induktionsmotor verbundene Antriebsrolle wird mit einer Drehzahl zwischen 1500 und 1800 U/min, eingesetzt. Vom Arbeitstisch her gesehen wird für die Töpferarbeiten ein Drehzahlbereich von beispielsweise 30 bis 250 U/min, verlangt,

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so daß die Drehzahl der konischen Antriebsrolle bis zu diesem Drehzahlbereich reduziert werden muß. Zweitens_/wenn es keine Einschränkungen bezüglich der Abmessungen verschiedener Bauteile des Antriebssystems gibt, dann ist diese Drehzahluntersetzung, die zu der oben unter 1 genannten Drehzahl des Arbeitstisches führt, ohne die oben genannten Schwierigkeiten mit der konventionellen Bauweise möglich. Allerdings ist es zur Vermeidung derartiger Einschränkungen nötig, die Vorteile des direkt angetriebenen Typs aufzugeben, was nicht zulässig ist.

Zum besseren Verständnis der vorstehenden sowie der folgenden Beschreibung sei bemerkt, daß die bisher bekannte Töpferscheibe mit einem auf der Arbeitstischwelle angeordneten Radkranz versehen ist, und daß dieser Radkranz durch eine Antriebsrolle angetrieben wird, die direkt rait einem elektrischen Antriebsmotor verbunden ist. Diese aus der Antriebsrolle und dem elektrischen Antriebsmotor bestehende Antriebseinheit wird in horizontaler Richtung bewegt, um auf diese Weise die Drehzahl des Arbeitstisches zu variieren.

Gemäß der vorliegenden Erfindung stellt das nach Art eines tiefen Topfes ausgebildete Bauteil das angetriebene Rad für die konische Antriebsrolle dar. Die Geschwindigkeit wird dadurch geändert, daß die konische Antriebsrolle unterschiedlich weit in den Innenraum des topfartigen Bauteils eintritt; dieses Bauteil wird durch die konische Antriebsrolle angetrieben. Wenn eine Töpferscheibe gemäß vorliegender Erfindung eine Standfläche einnimmt, die der Standfläche der beschriebenen konventionellen Bauart gleich ist, dann kann bei der erfindungsgemäßen Anordnung

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der Durchmesser des durch das topfartige Bauteil gebildeten angetriebenen Rades größer sein als der des konventionellen angetriebenen Rades. Als Folge davon sind das vorbestimmte Untersetzungsverhältnis sowie die Abmessungen der konischen Antriebsrolle notwendigerweise groß. (Wenn dagegen ein relativ kleines angetriebenes Rad verwendet wird₇ muß eine relativ kleine konische Antriebsrolle benutzt werden, um das erwünschte Untersetzungsverhältnis zu bekommen). Ein wesentlicher Faktor für die Verbesserung des Reibschlusses zwischen der konischen Antriebsrolle und dem Gummiring ist, daß eine größere konische Antriebsrolle verwendet werden kann. Dieser Faktor in Verbindung mit einer Verbesserung durch die Tatsache, daß der Antrieb zwischen der Antriebsrolle und dem Gummiring als innerer Antrieb gestaltet ist (Reibschluß zwischen einer konvexen Fläche und einer konkaven Fläche), hat zur Folge, daß eine Töpferscheibe gemäß vorliegender Erfindung eine lange Lebensdauer hat, obwohl sie vom direkt angetriebenen Typ ist.

Im Fall der hier beschriebenen Töpferscheibe sind eine Antriebseinheit, eine Einrichtung zur Erzeugung des Andruckes sowie eine Einrichtung zur Änderung der Drehzahl des Arbeitstisches in einem verhältnismäßig kleinen Gehäuse untergebracht, und gleichzeitig die Anzahl der verwendeten Bauteile erheblich verringert. Außerdem kann bei der erfindungsgemäßen Töpferscheibe die Änderung der Lage der Antriebseinheit von der nicht in Eingriff befindlichen Lage zu der das topfartige Bauteil antreibenden Lage und umgekehrt mit sehr sanftem Übergang durchgeführt werden.

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Bezugs zeichenaufsteilung:

1	Arbeitsscheibe	4a,	oberer	Gehäuseteil
2	Arbeitsscheibenwelle	4b,	unterer	Gehäuseteil
3	Lagergehäuse
4	Gehäuse
5	öffnung
6	Gummiring

7 topfartiges Bauteil Antriebsrad

8 Antriebseinheit

9 elektrischer Antriebsmotor

10 konische Antriebsrolle

11 Druckfeder

12 Abschlußscheibe 13

14 Stützbock

15 Bolzen

16 Stützbock

17 Bolzen

18 Pedal

19 Betätigungswelle

20 Arme

21 Zapfen

22 Stützrolle

23 Stützschiene

24 Lauffläche

25 Boden

Leerseite

Claims

Patentansprüche :

1. Töpferscheibe mit elektrischem Antrieb, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer mit der Arbeitsscheibe (1) verbundenen Arbeitsscheibenwelle (2) ein Antriebsrad (7) nach Art eines tiefen Topfes angeordnet ist, welches an seiner Innenseite im Bereich seiner Öffnung (5) einen umlaufenden Gummiring (6) trägt, daß mit dem an dem genannten Antriebsrad (7) vorgesehenen Gummiring (6) eine mit einem elektrischen Antriebsmotor (9) direkt verbundene'konische Antriebsrolle (10) in Reibverbindung steht, und daß eine Einrichtung zur Änderung der Drehzahl der Arbeitsscheibe (1) vorgesehen ist, durch die die konische Antriebsrolle (10) wenigstens annähernd vertikal verschiebbar und damit ihr auf das Antriebsrad (7) wirkender Antriebsradius veränderbar ist.

2. Töpferscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am elektrischen Antriebsmotor (9) ein mit diesem gelenkig verbundener Betätigungsarm (20) angreift, welcher seinerseits drehfest auf einer von der Bedienungsperson verdrehbaren Betätigungswelle (19) befestigt ist, und daß zur Erzeugung der zwischen der konischen Antriebsrolle (10) unddem Gummiring (6) des Antriebsrades (7) wirkenden Andruckkraft eine Druckfeder

(11) vorgesehen ist, die einerseits am Antriebsmotor (9) angreift und sich andererseits gegen das Gehäuse (4) der Töpferscheibe abstützt.

3. Töpferscheibe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Teil (4b) des Gehäuses (4) der Töpferscheibe eine Stützschiene (23) angeordnet ist, welche zur Aufnahme von durch die Druckfeder (11) auf den Antriebsmotor (9) aufgebrachten Kräften dient, wenn dieser in seine

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untere Lage bewegt wird, wobei die auf die Stützschiene (23) wirkenden Kräfte gegen Null gehen und die Andruckkraft zwischen der konischen Antriebsrolle (10) und dem Gummiring (6) sich entsprechend erhöhen, wenn die Antriebseinheit (8) nach oben bewegt wird.