mechatroniker

Anfang 2016 bis Ende 2017

Töpferscheibe, die Dritte

Seit zwei Jahren sind wir Besitzer eines alten Brennofens zum Töpfern und versuchen uns an einem neuen Hobby. Schon nach kurzer Zeit wünsche ich mir eine Töpferscheibe dazu, da ich mir einbilde damit leichter (haha) zu ansehnlichen Ergebnissen zu kommen. Käufliche Töpferscheiben sind teuer und wenig verlockend. Man kann an ihnen sehr schön die Entwicklungsschritte der Mechatronik sehen: Drehscheiben wurden jahrhundertelang mit den Füßen an einem großen Schwungrad angetrieben. Als dann der elektrische Antrieb verfügbar war, wurde er durch ein Reibrad oder einen Riemen an die Antriebsscheibe angekoppelt. Durch die Position des Reibrades weiter außen oder weiter innen konnte man bei einigen Scheiben die Drehzahl einstellen. So musste der Motor einfach konstante Drehzahl bei ausreichender Leistung liefern. Da nun die Fußscheibe überflüssig war, wurden auch kleinere Modelle entwickelt, bei denen der Motor über einen Riemenantrieb an die Achse angekoppelt wurde. Der große Motor und der Riemen entwickeln gemeinsam ordentlich Laufgeräusche. Töpferscheiben alle dieser Generationen finden sich heute immer noch in den meisten Werkstätten und Katalogen.

Eigentlich erfüllen alle diese Iterationen aber nicht den angepeilten Zweck: Man möchte, am liebsten unhörbar, eine konstante, aber einstellbare Drehzahl, auch wenn man beim Formen des Tons die Scheibe deutlich bremst und damit mehr Leistung abrufen müsste. In der Automatisierung und Robotik kennt man dieses Problem seit vielen Jahren und nutzt dafür bürstenlose Gleichstrommotoren mit Sensoren für die Motorposition. Motorcontroller nehmen einem die ganze komplizierte Ansteuerungsarbeit ab und sorgen mit Hilfe der Regelungstechnik über mehr oder weniger komplizierte Mathematik für wahlweise konstantes Drehmoment, konstante Drehzahl oder konstante Position.

Mein Ehrgeiz als Elektrotechniker ist geweckt und ich fange an zu experimentieren: Ein Nähmaschinenmotor mit Reibrad an einer schweren mechanischen Scheibe funktioniert nicht. Ich bestelle also einen 1000W- Radnabenmotor für ein E-Bike für 70 EUR in China (70 EUR Porto) und ersteigere einen gebrauchten Motorcontroller der Firma Elmo Motorcontrol bei Ebay.

Das Hauptproblem ist nun eine verdrehsichere Verbindung zwischen der kurzen Motorachse und dem Gestell, die ich nach vielen Experimenten aus einer 1 Zoll Wasserrohrmuffe und irgendwelchen Messingteilen aus der Heizungsbau-Kiste herstelle. Wenn schon Wasserrohre, dann gleich richtig – also baue ich auch das Untergestell aus ¾ Zoll Rohren. Die nach oben herausragende zweite Achse des Fahrradmotors schneide ich ab, öffne den Motor, setze vier Bohrungen, schneide Gewinde und setze den Motordeckel wieder drauf. Nun kann man eine MDF-Platte aus dem Baumarkt draufsetzen und dank der Motordrehung auch rund zuschneiden.

Das Parametrieren der Regelungstechnik im Motorcontroller macht der Controller weitgehend selbständig und so setzt sich die Scheibe recht bald in Bewegung.

Für die Vorgabe der Solldrehzahl bestelle ich ein Fußpedal für Keyboards. Es gibt da für diesen Zweck brauchbare Effektpedale, die einfach nur ein Potentiometer enthalten. Man sagt dem Controller also, dass er die Spannung vom Effektpedal als Sollwert für die Geschwindigkeit nehmen soll. Den Strom liefert ein einfaches Einbaunetzteil für 24V.

Nun ist die Töpferscheibe fertig und funktioniert wie erhofft, zumindest für mich. Meine Frau, die im Gegensatz zu mir schon an echten Scheiben gesessen ist, testet sie kurz und findet sie „hm … interessant“. Die Scheibe verschwindet im Keller, nachdem ich bei 30 Versuchen drei kaffeetassengroße Schüsselchen zustande gebracht habe.

Heuer kurz vor Weihnachten kommt die Frage nach einer kommerziellen Scheibe wieder auf den Tisch. Die selbstgebaute ist wegen des Gestells aus Wasserrohren wackelig, zu leicht und zu hoch. Weder kann man, noch traut man sich richtig fest gegen den Ton zu drücken. Ich verschwinde wieder im Keller und verbaue einen Sonnenschirmständer aus Granit (30 kg), einen großen Blumentopf (10 kg) und zwei dicke Balken und zurre alles mit einer Gewindestange zusammen. Die Verdrehsicherung leisten jetzt zwei dicke Metallverbinder. Jetzt rutscht nichts mehr weg, wenn man dagegen drückt. Nach den Feiertagen muss ich noch einen Plastikblumentopf als Spritzschutz dazu bauen und das wars. Der erste Versuch damit wird gleich was und erreicht schon Tellergröße. Nix da kaufen!

Mittlerweile sind im aktuellen Katalog für den Töpfereibedarf auch die Scheiben der „fünften Generation mit Direktantrieb“ für 1000 € aufgetaucht.

(Georg Passig)