Kugelform geben

Kugelformen bedeutet, Material unter Druck in eine Kugel oder Kugelform zu zwingen, typischerweise beim Metallumformen oder Kunststoffspritzgießen. Das Verfahren wird verwendet, um Kugellager, kugelförmige Ventilsitze, Pumpenlaufräder und andere gerundete Komponenten herzustellen, die durch konventionelles Drehen oder Extrudieren nicht einfach gefertigt werden können. Das Material wird unter Druck verdichtet oder verformt, bis es eine kugelförmige Geometrie annimmt.

In der Lagerherstellung bezieht sich Kugelformen auf das Kalt- oder Warmumformen von Stahldraht oder Stabmaterial zu Kugelrohllingen vor dem Schleifen und Polieren auf Endgröße. Eine typische Lagerkugel kann je nach Lagertyp 10 mm bis 50 mm Durchmesser haben. Die Rohlinge werden in Gesenksets eingeführt, die das Material schrittweise reduzieren und abrunden, oft in mehreren Schritten. Bei manchen Verfahren schließen sich zwei Halbkugel-Gesenke auf einem Drahtsegment, schneiden es ab und formen gleichzeitig die Kugel.

Kugelformen tritt auch beim Kunststoffspritzgießen auf, wenn Thermoplaste unter hohem Druck und Temperatur in kugelförmige Kavitäten gepresst werden. Polystyrol-Kugeln für Verpackungen, thermoplastische Rückschlagventile mit Kugel und kugelförmige Linsenelemente werden auf diese Weise gefertigt. Der Kunststoff muss eine ausreichende Fließtemperatur erreichen, um die Formhohlraum vollständig ohne Poren oder Abflachungen zu füllen.

Häufige Probleme und Varianten

Unvollständiges Kugelformen erzeugt Abflachungen, ellipsoidale Formen oder Oberflächenwelligkeit. Dies geschieht, wenn Gesenkspiele falsch sind, die Materialtemperatur zu niedrig ist oder der Druck unzureichend ist. Beim Metallumformen kann Verfestigung den vollständigen Materialfluss verhindern und erfordert Zwischenglühung. Die Oberflächengüte ist wichtig: raues Eingangsmaterial hinterlässt Werkzeugspuren, die den Umformprozess überstehen und nachträglich weggeschliffen werden müssen.

Der Begriff ist am häufigsten in der Lagerherstellung verbreitet, wo er seit Anfang des 20. Jahrhunderts verwendet wird. Er unterscheidet den Umformvorgang vom Weiterdrücken (das typischerweise verlingert) und vom Tiefziehen (das Hohlformen erzeugt). Das Wort spiegelt das Endergebnis wider: Das Material wird in eine Kugel gezwungen, statt nur um eine kugelförmige Form herum verformt zu werden.