专利名称：用于制造具有椭圆形状的产品的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制造椭圆物件的装置和方法。
背景技术：
作为典型的椭圆物件，是椭圆陶器。用于形成这样的椭圆陶器的传统方法包括粉浆浇铸(slip casting)和模压成型(press molding)。铸浆成型是通过多个模子的组合以定出适合于陶器的空腔(cavity)并且将粘土浇注入该空腔而形成椭圆陶器的方法。这种方法的问题在于，因为使用了低密度的粘土，所以不能形成高质量的陶器。模压成型利用冲模(die)和挤压冲床(presspunch)。对应于椭圆陶器的下(或上)部分的形状在冲模中被定出，而对应于椭圆陶器的上(或下)部分的形状在下压冲床(lowering press punch)中被定出。虽然在模压成型中粘土的密度可被增加到一定程度，但是该陶器的质量与通过轮掷(wheel throwing)制造的(圆形)陶器相比是劣化的。同时，旋转型的成形装置(jigger)能够制造圆形陶器，并且其优点在于陶器的强度可被增加，并且其变形可通过在从四周方向对粘土施加压力的同时排列粘土颗粒而被降低。但是通过使用传统的陶器旋盘、成形装置、滚轧机等只能够形成圆形物件的陶器形成装置则很难制造具有椭圆形状而不是精确的圆形的陶器。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种用于制造椭圆物件的装置和方法，特别是提供一种使用在使得工件自转的同时形成或成形该工件的工具(tool)来制造椭圆物件的装置和方法。
本发明的另一目的是提供一种用于形成椭圆陶器的成形装置。
本发明的另一目的是提供一种用于制造椭圆物件的装置，其能够调整每个物件的椭圆的偏心率(伸长的程度)。
本发明的另一目的是提供一种用于制造椭圆物件的装置，其能够调整每个物件的椭圆的大小。
本发明的另一目的是提供一种用于形成椭圆物件的装置，其也能够制造具有精确的圆形的多种尺寸的物件。
本发明的另一目的是提供一种成形辊(shaping roller)以及使用该成形辊形成物件的装置和方法。
按照本发明的一个方面，它提供了一种用于通过利用工件和工具之间的相对运动形成或成形所述工件以制造其至少部分为椭圆形状的物件的装置，包括在其上安装有所述工件的工件支架；具有公转驱动单元和自转驱动单元的公转-自转装置，所述公转驱动单元用于使得所述工件支架围绕第一轴线公转，所述自转驱动单元用于使得所述工件支架绕平行于所述第一轴线的第二轴线自转；以及用于支撑所述工具和保持其置于相对于所述第一轴线的预定位置处的工具架。所述公转-自转装置将所述工件支架保持为使其公转方向与其自转方向相同，并且使其公转速度与自转速度之比为2∶1。
在本发明的一个实施方案中，公转-自转装置的自转驱动单元包括位于所述第一轴线上的固定的公转中心轴；位于所述第二轴线上且连接到所述工件支架的自转中心轴；平行于所述公转中心轴和所述自转中心轴的中间轴；用于将所述公转中心轴连接到所述中间轴的第一连杆；用于将所述中间轴连接到所述自转中心轴的第二连杆；一对分别固定于所述公转中心轴和所述中间轴并且相互接合的齿轮；以及一对分别固定于所述中间轴和所述自转中心轴并且相互接合的齿轮。另外，公转驱动单元包括围绕所述自转驱动单元并绕所述第一轴线自转的转筒(drum)；以及用于将所述自转中心轴连接到所述转筒内部的连接杆。
在本发明的另一实施方案中，公转驱动单元包括围绕所述自转驱动单元并绕所述第一轴线自转的转筒；以及穿过所述转筒的内部径向地延伸并与所述第一轴线和所述第二轴线相交的线性进给单元(linearly feeder unit)，由此所述自转中心轴与所述公转中心轴之间的距离可得到调整。线性进给单元包括固定于所述转筒的支撑块；连接到所述自转中心轴的进给块(feedingblock)；在所述两个支撑块之间穿过所述进给块延伸的丝杠(lead screw)；以及平行于所述丝杠延伸且穿过所述进给块固定于所述支撑块的导杆。
在本发明的另一实施方案中，公转驱动单元包括可旋转地安装在所述固定的公转中心轴内部的驱动轴；以及用于将所述驱动轴连接到所述自转中心轴的驱动连杆。在本发明的另一实施方案中，公转驱动单元包括公转驱动电机，自转驱动单元包括自转驱动电机。
在一个实施方案中，用于制造椭圆物件的装置是用于制造椭圆陶器的装置。这时，工件支架可以是具有与椭圆陶器的一部分相符的形状的模具。所述工具可以是成形辊。可选地，所述工具可以是成形台车(shaping pallet)。
用于制造椭圆物件的装置能够加工木料或金属。这时，所述工具是用于加工木料或金属的切割装置(cutter)。
按照本发明的另一方面，提供一种制造其至少一部分具有椭圆形状的物件的方法，包括以下步骤将待被形成或加工的工件安装在工件支架上；使所述工件支架围绕第一轴线公转并同时绕第二轴线自转；以及将工具置于距所述第一轴线预定距离的位置。
在本发明的一个实施方案中，该方法进一步包括调整所述第一轴线和所述第二轴线之间的距离的步骤。另外，该方法进一步包括调整所述第一轴线和所述工具之间的距离的步骤。
按照本发明的另一方面，提供一种通过利用成形装置对可成型材料进行成形以制造圆形或椭圆物件的方法，包括以下步骤将所述可成型材料的工件安装在模具上；使所述模具绕自转轴线自转；以及将成形辊放置于相对于所述模具的自转轴线的预定位置处，所述成形辊绕着与所述模具的所述自转轴线不同的另一转动轴线转动。
按照本发明的另一方面，提供一种用于通过对可成型材料的工件进行成形以制造圆形或椭圆物件的成形装置，包括其上安装有所述可成型材料的工件的模具；用于使得所述模具绕自转轴线自转的驱动单元；以及绕着与所述模具的所述自转轴线不同的另一转动轴线转动的成形辊。
按照本发明的另一方面，提供一种安装在成形装置上以形成可成型材料的工件的成形辊，包括自转轴；以及固定于所述自转轴的圆形体，所述圆形体具有与所述工件接触的圆周表面。
附图简要说明为了使本领域技术人员更好地理解本发明的目的和方面，下面参照附图对本发明的实施方案进行描述，其中
图1是待利用根据本发明的用于制造椭圆物件的装置的一个实施方案所述的成形装置制造的一件陶器的平面图、右视图和主视图，其中右视图和主视图以局部剖视的形式示出；图2是根据本发明的用于制造椭圆物件的装置的一个实施方案所述的成形装置的示意图；图3是图2所示的成形装置的公转-自转装置的立体图，其中转筒被部分地切除；图4是图2所示的成形装置的公转-自转装置主视图，其中转筒以剖面形式示出；图5是图2所示的成形装置的公转-自转装置的平面图，其中转筒以剖面形式示出；图6a到6e是用于解释使用图2所示的成形装置的公转-自转装置修整椭圆形状的操作原理的图；图7a到7c是表示待形成的物件的椭圆形状与图2所示的成形装置的公转-自转装置的公转中心轴和自转中心轴间的距离之间的关系的图；图8是表示椭圆形状与图2所示的成形装置的公转-自转装置的公转中心轴和工具间的距离之间的关系的图；图9是表示应用于本发明另一实施方案之中的成形装置的具有不同结构的公转-自转装置的立体图；以及图10a到10i是表示在本发明的制造椭圆物件的装置中使用的工具的多个实施例的图。
优选实施方案的详细说明下面将参照附图对本发明的实施方案进行详细描述。
参照图1，其中示出了待用按照本发明的用于制造椭圆物件的装置的一个实施方案的成形装置来形成的一件椭圆陶器。作为一个实施例，椭圆陶器10是普通椭圆盘，其具有长轴Da和短轴Db(其中长轴Da是短轴Db的两倍长)、下延伸边缘(extended rim)12、小的厚度t和底座(bottom foot)14。该椭圆陶器的剖面在图中用阴影表示。因为使用成形装置形成的椭圆陶器10在随后的烘干和第一与第二焙烧处理过程中收缩，所以其首先被形成得比最终产品要稍大。
参照图2，其中示出按照本发明的用于制造椭圆物件的装置的一个实施方案的成形装置20。该成形装置20包括支架22、公转-自转装置24、模具26和工具架28。支架22包括由钢制成的底座30以及覆盖该底座且具有足够的强度以支撑后面将要描述的转筒的转动的支架盖32。支架盖32在图2中以剖面形式示出。驱动电机34安装在底座30上。本发明中利用的驱动装置并不仅限于上述驱动电机。例如，驱动电机34配备有减速齿轮(或者传动齿轮)，也可具有安装在其末端上的电机轴36和皮带轮38。
公转-自转装置24接收来自电机36的驱动力并传递该驱动力以使得模具26公转和自转，如下所述。将被形成为工件的粘土被置于模具26上然后被形成为椭圆陶器10。在图2中，模具26和作为工件被置于其上的椭圆陶器10以剖面形式示出。同时，成形装置20还具有工具架28。工具架28包括固定到底座30的杠杆支架42、枢接地连接到杠杆支架42的可旋转杠杆44以及安装在可旋转杠杆44的底部上作为工具的成形辊46。
成形辊46被安装为绕它的中心轴转动。成形辊优选地被安装成使得该成形辊的转轴与公转-自转装置24的公转中心轴相交。辊驱动电机47安装在杠杆46上，其延伸超过枢轴点以便该辊驱动电机的轴可被连接到成形辊46的轴以使得成形辊46转动。在实际操作中，当操作者抓住并降低杠杆44的末端处的柄48时，辊46被转动并且挤压作为工件的粘土以形成椭圆陶器。如果该辊被连接到辊的中心轴的辊驱动电机以数倍与模具的自传速度的速度转动，那么其优点在于该陶器的表面变得平滑并且粘土的颗粒被排列得更均匀和致密。
参照图2到5，公转-自转装置24通常包括公转驱动单元、自转驱动单元和线性进给单元。在本示例性实施方案中，线性进给单元也起到一部分公转驱动单元的功能。公转驱动单元具有转筒50。转筒50通过皮带52连接到皮带轮38使得其能够接收来自电机34的驱动力然后被转动。这时，转筒50被安装在支架盖32上的上支承轴承54可旋转地支撑。该转筒也被配置在转筒和后面将要描述的固定轴(如图4)之间的下支承轴承56可旋转地支撑。
如图3到5中所具体示出的那样，自转驱动单元使用设在三个轴之间的连杆和齿轮使得连接到模具轴的模具26自转。公转-自转装置24包括作为公转中心轴的固定轴58、中间轴60和作为自转中心轴的模具轴62，它们通过连杆平行地相互连接。固定轴58固定到底座30且被定位于转筒50的转轴上。模具轴62连接到模具26且在围绕固定轴58公转的同时自转。固定轴58通过第一连杆64连接到中间轴60。虽然图中没有具体表示，但轴承被置于第一连杆64和固定轴58之间以及第一连杆64和中间轴60之间。与此同时，中间轴60通过第二连杆66连接到模具轴62。虽然图中没有具体表示，但轴承被置于第二连杆66和模具轴62之间以及第二连杆66和中间轴60之间。第二连杆66被置于第一连杆64的上方。虽然本实施方案中描述的第一连杆64的长度与第二连杆66的长度相同，但本发明并不局限于此。
仍然参照图3到5，固定齿轮68被固定到固定轴58。与固定齿轮68接合的第一中间齿轮70被固定到中间轴60。另外，第二中间齿轮72被固定到位于第一中间齿轮70上方的中间轴60。第二中间齿轮72与固定到模具轴62的自转齿轮(即模具齿轮74)接合。
在图3到5所示的实施方案中，第一中间连杆64的长度与第二中间连杆66的长度相同。也就是说，固定轴58和中间轴60之间的距离与中间轴60和模具轴62之间的距离相同。另外，在本实施方案中，固定齿轮、第一中间齿轮、第二中间齿轮和模具齿轮的各自的节圆(pitch circle)的直径之比为1.5∶1.5∶1∶2。但是本发明并不局限于此。连杆70和72的长度和这些齿轮的节圆之比可改变。只要模具轴62在其围绕固定轴58公转两次的同时自转一次，就可使用这些齿轮的节圆的直径之比的任何组合。
公转-自转装置24包括用于将模具轴62向着固定轴58或远离固定轴58线性进给的线性进给单元76。线性进给单元76包括位于转筒50的两个直径端并固定到上述两个直径端的支撑块78。进给块80被置于支撑块78之间。模具轴62贯穿进给块80并且通过轴承可旋转地连接到进给块80。丝杠82从支撑块78之一经过进给块80延伸至另一个支撑块78。丝杠82的一端超过支撑块78而伸出，可用手转动的转盘84连接到丝杠的该端。丝杠82被支撑块78可旋转地支撑。丝杠82与设在进给块80内部的进给螺母(feedingnut)(未示出)协同工作以使得当转盘84被转动时丝杠82可线性地移动进给块80。虽然丝杠在本实施方案中被用于进给块90的线性移动，但是该线性进给单元的结构不限于此。导杆(guide rod)86设在丝杠82的两侧且平行于丝杠82。导杆86在穿过进给块80延伸的同时固定到两个支撑块78。进给块80的线性移动被导杆86引导。同时，因为线性进给单元76固定到转筒50且连接到模具轴62，所以其将转筒50的转动传递到模具轴62以同时作为使得模具轴62公转的公转连杆。
参照图3到5描述模具轴62的公转和自转的操作。通过皮带52受到来自电机34的驱动力的转筒50绕固定轴58转动。虽然本实施方案中的转筒50被描述为以在图3中箭头指示的顺时针方向转动，但本发明并不局限于此。转筒50的转动使得线性进给单元76作为整体转动且使得通过连杆与其连接的模具轴62和中间轴60围绕固定轴58公转。这时，第一中间齿轮70在与固定齿轮68接合的同时公转，且同时绕中间轴60的中心轴自转。该第一中间齿轮的自转被传递到中间轴60且由此通过第二中间齿轮72到达模具齿轮74。
这时，在模具轴62中，自转方向与公转方向相同，自转速度是公转速度的一半。特殊地，当离中心线预定距离的自转轴以顺时针方向围绕该中心线公转时，假设在自转轴和中心线之间没有中间物(medium)，那么自转轴在公转一次的同时以顺时针方向自转一次。相反地，在本实施方案中，由于有固定齿轮68、中间齿轮70和72和模具齿轮74在固定轴58和作为自转轴的模具轴62之间作为中间物，所以这些齿轮的接合产生驱动力使得模具齿轮74以公转速度一半的速度反时针自转。驱动力然后传递到模具轴。因此，模具轴的实际的自转速度被降低一半。结果，模具轴以与公转相同方向、以公转速度一半的速度自转。
接着，将参照图6a到6e描述当公转和自转方向相互相同、公转和自转速度之间的比为2∶1、工件在以下条件下移动、以及工具被固定时用于将工件形成为椭圆的操作。图6a到6e表示了一次公转的过程。在这些图中，P指示的是模具轴的位置，T指示的是固定轴的位置，S指示的是工具的一点。在图6a中，点S对应于将要形成的椭圆的长轴的一端。另外，图6a中的点R对应于通过点S将要形成的椭圆的短轴的一端。在参照图6a到6e给出的描述中，TS代表点T和点S之间的距离，L代表模具轴的中心线和驱动轴之间的距离(即，点P和点T之间的距离)，圆代表模具轴的公转轨道。在图6a到6e中，将要形成的椭圆以虚线表示，在该工件经过表示工具的一点的点S时而实际形成的椭圆的部分以实线表示。同时，在图6b和6c中由点划线表示的椭圆是为了与在缺少本实施方案中的齿轮68、70、72和74时的椭圆位置进行比较的目的而被示出，它与本发明并不直接相关。
图6a所示的状态是开始位置的实施例，其中工具S、模具轴的公转中心T和中心P位于相同的直线上。这时，模具轴的中心和工具之间的距离PS(即TS和L的和)是将要形成的椭圆的长轴Da的一半。TS和L之间的差是将要形成的椭圆的短轴Db的一半。该椭圆的长轴与PS重合，而短轴与PS正交。
图6b所示的状态是模具轴沿着公转轨道公转90度后的状态。这时，该工件已经自转了45度。因此，将要形成的椭圆的长轴和短轴与公转中心轴和工具之间的线段TS以45度角相交。在模具轴移动到图6b所示的位置时，由实线表示的一部分椭圆已经形成。
图6c所示的状态是模具轴沿着公转轨道公转180后的状态。这时，该工件已经自转了90度。因此，将要形成的椭圆的长轴与公转中心轴和工具之间的线段TS正交，而其短轴与线段TS重合。在模具轴移动到图6c所示的位置时，由实线表示的一部分椭圆已经形成。
图6d所示的状态是模具轴沿着公转轨道公转了在180度到360度范围内的任意角度后的状态。这时，该工件已经自转了上述公转角度一半的角度。在模具轴移动到图6d所示的位置时，由实线表示的一部分椭圆已经形成。
图6e所示的状态是模具轴公转360度后的状态。这时，该工件已经自转了180度。因此，将要形成的椭圆的长轴与公转中心轴和工具之间的线段TS重合，而其短轴与线段TS正交。在模具轴移动到图6e所示的位置时，由实线表示的一部分椭圆(即该椭圆的一半)已经形成。
当模具轴被致使再公转一次以重复图6a到6e所示的状态时，椭圆的剩余一半被形成。当该工件被致使以公转速度(公转数)与自转速度(自转数)之比为2∶1进行公转和自转且点S位于以这样的方式从公转中心T以预定距离隔开的位置时，工件上经过点S的点画出椭圆轨道，因此最终形成了该椭圆。
接着，参照图7a到7c描述改变椭圆的长轴与短轴之比的方法。这可以通过线性移动模具轴62以改变模具轴62的中心和固定轴58的中心之间的距离来实现。例如，参照图7a，假设公转中心T和工具S之间的距离是TS，且公转中心T和自转中心P之间的距离是L，那么长轴是TS+L的两倍长，短轴是TS-L的两倍长。如图7a所示，如果TS是16.5且L是1.5，那么长轴Da是36，短轴Db是30。如图7b所示，如果TS是17.5且L是7.5，那么长轴Da是50，短轴Db是20。因此，就可形成具有不同长轴与短轴之比的椭圆。另外，如果公转中心T被致使与自转中心P重合，那么L变成零。如果TS是10，那么就形成了长轴和短轴彼此相等的圆(即，直径D为20)。
参照图8，可以理解工具的位置的改变的影响。如果通过固定公转中心T和自转中心P使得公转中心T和自转中心P之间的距离L保持恒定而通过改变工具的位置使得公转中心和工具之间的距离TS变化，则椭圆的周线可以改变。例如，如果TS1是17.5且L是2.5，那么长轴Da1是40，短轴Db1是30。这里，如果只有TS2变为7.5，那么长轴Da2是20，短轴Db2是10。也就是说，可以得到其长轴和短轴的差恒定但具有不同的大小和偏心率的椭圆。在图7a到7c和8中，点I代表中间轴的中心，各点之间的实线代表中间连杆。
图9中所示的按照本发明的另一实施方案的成形装置的公转-自转装置924通常包括公转驱动单元和自转驱动单元。即使在本实施方案中，线性进给单元也起到后面描述的公转-自转装置的一部分的作用。公转驱动单元具有中心驱动轴950，与前面的实施方案相反，其接收来自电机而不是转筒50的转动力。中心驱动轴950穿过固定轴958的中心，其间置有轴承。
仍然参照图9，自转驱动单元使得通过使用设置在三个轴之间的连杆和齿轮连接到模具轴的模具自转。公转-自转装置924包括固定轴958、中间轴960和模具轴962，它们通过连杆平行地相互连接。固定轴958固定到底座(bottom frame)。模具轴962连接到模具且在围绕固定轴958公转的同时自转。固定轴958通过第一连杆964连接到中间轴960。轴承被置于第一连杆64和中心驱动轴950之间，以及第一连杆964和中间轴960之间。同时，中间轴960通过第二连杆966连接到模具轴962。虽然图中没有具体表示，但是轴承被置于第二连杆966和模具轴962之间，以及第一连杆964和中间轴960之间。第二连杆966被置于第一连杆964上方。
仍然参照图9，固定齿轮968固定于固定轴958。与固定齿轮968接合的第一中间齿轮970固定于中间轴960。另外，第二中间齿轮972固定于位于第一中间齿轮970上方的中间轴960。第二中间齿轮972与固定到模具轴962的自转齿轮(即模具齿轮974)接合。
即使在图9所示的实施方案中，第一中间连杆964的长度与第二中间连杆966的长度相同。也就是说，固定轴958和中间轴960之间的距离与中间轴960和模具轴962之间的距离相同。另外，在本实施方案中，固定齿轮、第一中间齿轮、第二中间齿轮和模具齿轮的各节圆的直径之比为1∶2∶1.5∶1.5。
公转-自转装置924的公转驱动单元包括公转驱动连杆976和连杆支架978，它们依靠中心驱动轴950的自转而自转。连杆支架978固定到驱动轴950。模具轴962固定到驱动连杆976。连杆支架978的上部形成有孔，驱动连杆976穿过该孔延伸。驱动连杆976在操作中相对于连杆支架978是静止的。如果需要，驱动连杆976(最终是，模具轴962)可从静止状态被松开，然后经过连杆支架978的孔线性移动。本领域技术人员应该理解，驱动连杆的这种固定和松开可使用固定螺丝来实现。通过使驱动连杆976相对于连杆支架978移动，就可改变作为公转中心的驱动轴950的中心和作为自转中心的模具轴962的中心之间的距离。另外，虽然没有详细描述，但是本领域技术人员应该理解，第一中间连杆964和驱动轴950、连杆支架978和驱动轴950也可通过可松开的固定螺丝被分别相互连接。
仍然参照图9，当驱动轴950自转时，连杆支架978和驱动连杆976自转以使得模具轴962公转。这时，通过连杆964和966连接到其的中间轴960也公转。第一中间齿轮970在与固定齿轮968接合的同时公转并且同时绕中间轴960自转。第一中间齿轮的自转传递到中间轴960并由此通过第二中间齿轮972到达模具齿轮974。因此，模具轴974以期望的方向和期望的速度自转。这时，其自转方向与公转方向相同，自转速度是公转速度的一半。
参照图10a到10i，其表示了用于按照本发明的制造椭圆物件的装置中的工具的多个实施例。图10a和10b分别是图2所示的成形辊46的立体图和沿着从该成形辊的转轴径向地延伸的平面的剖视图。辊46具有中心轴88和设于其上的圆形体90。圆形体90以这样的方式配置两个圆形截顶的锥体轴向排列使得它们的直径向着该圆形体的中心减小(即它们的顶点相互面对)。在两个圆形截顶的锥体之间设有凹槽(groove)92。椭圆陶器的底座通过凹槽92形成。由两个圆形截顶的锥体的斜度定出的角度是椭圆陶器的底部和延伸边缘之间形成的角度。
图10a和10b仅仅表示了按照本发明的成形辊的一个实施例。本发明并不局限于此。作为另外的成形辊的实施例，可具有其中两个圆形截顶锥体相互接合成使它们的底部相互接合的成形辊(参见图10c)，以及其中柱体和圆形截顶锥体相互连接的成形辊(参见图10d)。在以圆形截顶锥体和柱体形式的辊中，通过经过从该辊的转轴径向延伸的平面切割而得到的周线(由辊的表面定出的线)是直线(参见图10b、10c和10d)。但是，上述周线可以是凹曲线(参见图10e)、凸曲线(参见图10f)，或者直线和曲线的结合。成形辊的这些实施例除了用于按照本发明的成形装置中的椭圆陶器的制造外，也可被用于在传统成形装置中的圆形陶器的制造。
图10g表示了使用成形台车46a形成一件陶器10。该台车被形成为与陶器的底部、座和延伸边缘的形状相符。图10h表示用于成形陶器10的内部形状的成形台车46b。成形台车46b的形状被形成为与陶器的内底部和延伸边缘的形状相符。
图10i表示其中的工件10d(例如金属或木料)通过使用车刀(bite)46d被加工为椭圆的例子。工件10d被在前面实施方案中描述的公转-自转装置所驱动，且车刀46d是固定的。除了车刀46d外，这样的椭圆可通过使用例如铣刀的切削工具或者例如磨石的磨削工具加工而得到。
虽然本发明已经结合实施方案进行了描述，但是其并不局限于此。该工件被描述为整体为椭圆。但是，形成其部分为椭圆的物件(如图10i所示)也在本发明的范围内。另外，虽然在这些实施方案中粘土被采用作为工件然后通过成形装置形成，但是除了粘土，由其它可成型的材料(例如具有某种程度可塑性的橡胶用陶土(rubber clay)或面团(flour dough))的工件形成陶器是可能的。
在这些实施方案中的公转-自转装置中，公转速度与自转速度之比通过使用机械动力转化部件被调整为2∶1。也可考虑其它类型的公转-自转装置。例如，在其他实施方案中可单独配备公转驱动电机和自转驱动电机。也就是说，公转驱动电机使得模具轴公转，而自转驱动电机则使得模具轴自转。这时，自转驱动电机产生驱动力用于使得模具轴以与公转方向相反的方向、以公转速度一半的速度自转。然后，模具轴最终通过因为公转自发地产生的自转以及由自转驱动电机产生的自转以公转的方向、以公转速度一半的速度自转。
按照本发明，本发明的目的可完全实现，并且它提供了一种用于制造整体或者部分为椭圆的物件的装置。例如，它提供了用于形成椭圆陶器的装置(即成形装置)。通过使用按照本发明的成形装置，可以制造具有通过使用传统的成形装置制造的通常的圆形陶器可具有的高质量的椭圆陶器。因此，可以使用被认为只能形成圆形物件的轴的转动来半自动或自动地制造具有椭圆形状而不是具有精确的圆形(该圆形通过使用传统的陶器旋盘、成形装置、滚轧机等制造)的陶器。
按照本发明，它可以通过使用单个的制造装置制造不同大小和偏心率(伸长的程度)的具有椭圆形状的物件。另外，使用该制造装置制造圆形物件是可能的。按照本发明，还提供了用于在成形装置中形成例如粘土的可成型材料的成形辊。
虽然本发明通过结合实施方案和实施例得到了描述，但是应该理解可以在不脱离本发明的范围和精神的前提下进行各种变化、修改和补充。
权利要求
1.一种用于通过利用工件和工具之间的相对运动形成或成形所述工件以制造其至少部分为椭圆形状的物件的装置，包括在其上安装有所述工件的工件支架；具有公转驱动单元和自转驱动单元的公转-自转装置，所述公转驱动单元用于使得所述工件支架围绕第一轴线公转，所述自转驱动单元用于使得所述工件支架绕平行于所述第一轴线的第二轴线自转；以及用于支撑所述工具和保持所述工具置于相对于所述第一轴线的预定位置处的工具架，其中，所述公转-自转装置将所述工件支架保持为使其公转方向与其自转方向相同，并且使其公转速度与自转速度之比为2∶1。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述公转-自转装置的自转驱动单元包括位于所述第一轴线上的固定的公转中心轴；位于所述第二轴线上且连接到所述工件支架的自转中心轴；平行于所述公转中心轴和所述自转中心轴的中间轴；用于将所述公转中心轴连接到所述中间轴的第一连杆；用于将所述中间轴连接到所述自转中心轴的第二连杆；一对分别固定于所述公转中心轴和所述中间轴并且相互接合的齿轮；以及一对分别固定于所述中间轴和所述自转中心轴并且相互接合的齿轮。
3.如权利要求2所述的装置，其中所述第一连杆的长度与所述第二连杆的长度相同。
4.如权利要求2所述的装置，其中所述公转驱动单元包括围绕所述自转驱动单元并绕所述第一轴线自转的转筒；以及用于将所述自转中心轴连接到所述转筒内部的连接杆。
5.如权利要求2所述的装置，其中所述公转驱动单元包括围绕所述自转驱动单元并绕所述第一轴线自转的转筒；以及穿过所述转筒的内部径向地延伸并与所述第一轴线和所述第二轴线相交的线性进给单元，由此所述自转中心轴与所述公转中心轴之间的距离可得到调整。
6.如权利要求5所述的装置，其中所述线性进给单元包括固定于所述转筒的支撑块；连接到所述自转中心轴的进给块；在所述两个支撑块之间穿过所述进给块延伸的丝杠；以及平行于所述丝杠延伸且穿过所述进给块固定于所述支撑块的导杆。
7.如权利要求2所述的装置，其中所述公转驱动单元包括可旋转地安装在所述固定的公转中心轴内部的驱动轴；以及用于将所述驱动轴连接到所述自转中心轴的驱动连杆。
8.如权利要求1所述的装置，其中所述公转驱动单元包括公转驱动电机，所述自转驱动单元包括自转驱动电机。
9.如权利要求1所述的装置，其中所述公转-自转装置进一步包括用于调整所述第一轴线和所述第二轴线之间距离的线性进给单元。
10.如权利要求1到9中的任一项所述的装置，其中所述物件是椭圆陶器。
11.如权利要求10所述的装置，其中所述工件支架是具有与所述椭圆陶器的一部分相符的形状的模具，而所述椭圆陶器的其它部分使用所述工具形成。
12.如权利要求11所述的装置，其中所述工具是用于在绕轴线转动时形成所述陶器的辊。
13.如权利要求12所述的装置，其中所述辊被布置为使所述辊的转动轴线与所述公转中心轴的轴线相交。
14.如权利要求12所述的装置，其中所述辊由沿着所述辊的转动轴线布置的两个圆形截顶锥体构成。
15.如权利要求10所述的装置，其中所述工件支架是具有与所述椭圆陶器的一部分相符的形状的模具，用于形成所述椭圆陶器的其它部分的所述工具是成形台车。
16.如权利要求1所述的装置，其中所述工件是木料或金属，并且所述工具是用于加工所述木料或金属的切割装置。
17.一种制造其至少一部分具有椭圆形状的物件的方法，包括以下步骤将待被形成或加工的工件安装在工件支架上；使所述工件支架围绕第一轴线公转并同时绕第二轴线自转；以及将工具置于距所述第一轴线预定距离的位置。
18.如权利要求17所述的方法，进一步包括调整所述第一轴线和所述第二轴线之间的距离的步骤。
19.如权利要求17所述的方法，进一步包括调整所述第一轴线和所述工具之间的距离的步骤。
20.如权利要求17所述的方法，其中所述放置所述工具的步骤包括放置作为所述工具的成形辊的步骤和使得所述成形辊转动的步骤。
21.一种通过利用成形装置对可成型材料进行成形以制造圆形或椭圆物件的方法，包括以下步骤将所述可成型材料的工件安装在模具上；使所述模具绕自转轴线自转；以及将成形辊放置于相对于所述模具的自转轴线的预定位置处，所述成形辊绕着与所述模具的所述自转轴线不同的另一转动轴线转动。
22.如权利要求21所述的方法，进一步包括使所述成形辊转动的步骤。
23.一种用于通过对可成型材料的工件进行成形以制造圆形或椭圆物件的成形装置，包括其上安装有所述可成型材料的工件的模具；用于使得所述模具绕自转轴线自转的驱动单元；以及绕着与所述模具的所述自转轴线不同的另一转动轴线转动的成形辊。
24.如权利要求23所述的成形装置，其中所述成形辊的所述转动轴线与所述模具的所述自转轴线相交。
25.如权利要求23所述的成形装置，其中所述成形辊具有用于驱动其转动驱动单元。
26.一种安装在成形装置上以形成可成型材料的工件的成形辊，包括自转轴；以及固定于所述自转轴的圆形体，所述圆形体具有与所述工件接触的圆周表面。
27.如权利要求26所述的成形辊，进一步包括用于驱动所述自转轴转动的驱动单元。
全文摘要
用于形成例如盘、碗等椭圆陶器的陶器旋盘具有用于将待被成形的粘土定位的冲模(26)和公转－自转装置(24)。公转－自转装置(24)提供该冲模关于第一轴线的公转以及关于第二轴线的自转。在相对于第一轴线的预定位置具有工具。自转方向与公转方向相同时，自转速度是公转速度的一半。
文档编号B28B1/02GK1684805SQ03822513
公开日2005年10月19日 申请日期2003年9月17日 优先权日2002年9月19日
发明者赵显权 申请人:赵显权