Wie Ventilkugeln ihre Spiegeloberfläche bekommen

Was die Kugel leisten muss

Ein Kugelhahn öffnet und schließt mit einer Vierteldrehung. Die Kugel hat eine Durchgangsbohrung: steht sie in Rohrrichtung, ist der Hahn offen; um 90 Grad gedreht, zeigt die volle Seite der Kugel zum Durchfluss, und der Hahn ist zu. Zwei Dichtsitze, meist aus PTFE, liegen beidseitig an der Kugel an.

Dieser Kontakt ist die ganze Dichtung. Damit er funktioniert, muss die Kugel sein:

• Rund: eine unrunde Kugel drückt ungleichmäßig auf die Sitze und leckt oder klemmt.
• Glatt: Kratzer, Ringe und matte Zonen werden zu Leckwegen und verschleißen die weichen Sitze bei jeder Betätigung.
• Fehlerfrei: wird die Kugel beschichtet, bildet die Beschichtung die Oberfläche darunter ab, sodass jede Markierung im Messing auf der fertigen Kugel sichtbar bleibt.

Vom Rohling zur fertigen Kugel

Messingkugeln für Wasser- und Gasarmaturen entstehen meist in diesen Schritten:

1. Rohling. Der Kugelrohling wird warm geschmiedet oder von der Messingstange abgestochen.
2. Vordrehen. Hartmetallwerkzeuge bringen den Rohling nahe an das Maß und lassen ein kleines, gleichmäßiges Aufmaß zum Schlichten.
3. Bohrung und Nut. Die Durchgangsbohrung wird gebohrt und die Nut für die Schaltwelle gefräst.
4. Fertigdrehen. Auf einer Kugeldrehmaschine oder mit einer Kugeldrehvorrichtung schwenkt das Schlichtwerkzeug um den Kugelmittelpunkt, während die Kugel rotiert. So entsteht eine echte Kugelform. Ein monokristallines Diamantwerkzeug macht diesen letzten leichten Schnitt und hinterlässt eine Spiegeloberfläche.
5. Beschichtung, falls vorgesehen. Viele Messingkugeln werden anschließend beschichtet, meist verchromt; manche werden unbeschichtet eingesetzt.
6. Prüfung. Durchmesser, Rundheit und Oberfläche werden vor der Montage geprüft.

Hinterlässt der Schlichtschnitt keinen Spiegel, muss ein Polierschritt folgen. Polieren kostet Zeit, bringt zusätzliches Handling und kann die Rundheit verschlechtern. Deshalb schlichten viele Armaturenhersteller die Kugel mit einem Diamantwerkzeug.

Warum der letzte Schnitt mit Diamant erfolgt

Ein monokristalliner Diamant, Naturdiamant oder MKD, lässt sich zu einer Schneide polieren, die weit schärfer und gerader ist als jede Hartmetallschneide. Die Kugeloberfläche ist eine Kopie dieser Schneide. Auf Messing hinterlässt ein monokristallines Diamantwerkzeug auf einer stabilen Maschine eine spiegelnde Oberfläche direkt aus dem Schnitt. Die Schneide bleibt auf Messing außerdem lange scharf, sodass das Ergebnis über lange Serien gleich bleibt.

Diamant ist nur für den Schlichtschnitt da. Vordrehen, Bohren und Nutfräsen erledigt Hartmetall, denn monokristalliner Diamant ist sehr hart, aber spröde und verträgt keine schweren oder unterbrochenen Schnitte. Nut und Bohrung unterbrechen den Schnitt bei jeder Umdrehung, daher muss das Schlichtwerkzeug einen leichten, gleichmäßigen Schnitt machen.

Worauf es beim Schlichtwerkzeug ankommt

• Die passende Form für die Maschine. Kugeldrehmaschinen haben eigene Werkzeughalter und Schaftmaße. Das Werkzeug muss passen, und seine Spitze muss genau auf Mitte stehen.
• Der richtige Eckenradius. Der Spitzenradius bestimmt zusammen mit dem Vorschub, wie fein die Drehriefen sind. Ein zu Kugelgröße und Vorschub passender Radius ergibt Riefen, die das Auge nicht sieht.
• Eine saubere, ausbruchfreie Schneide. Ein kleiner Ausbruch im Diamanten zieht eine feine Linie um jede Kugel, und die Beschichtung verdeckt sie nicht. Prüfen Sie die Schneide, sobald Linien auftreten.
• Eine stabile Aufspannung. Schwingungen hinterlassen Rattermarken und können den Diamanten ausbrechen lassen. Kurze Auskraglänge und eine gut gespannte Kugel helfen.
• Spankontrolle. Messingspäne, die sich um die Kugel wickeln, zerkratzen die frische Oberfläche. Bei bleiarmem Messing mit längeren Spänen ist das noch wichtiger. Siehe bleifreies Messing: was sich für das Werkzeug ändert.

Typische Fehler an der fertigen Kugel

Edelstahl- und Industriekugeln

Nicht jede Ventilkugel ist aus Messing. Edelstahlkugeln und die hartbeschichteten Kugeln vieler Industriearmaturen lassen sich nicht mit Diamant fertigbearbeiten: Diamant reagiert bei Schnitttemperatur mit Eisen und verschleißt schnell. Diese Kugeln werden geschliffen und anschließend geläppt oder poliert. Diamantdrehen ist das Verfahren für Kugeln aus Messing und anderen Nichteisenmetallen.

Was Bulunmaz macht

Bulunmaz fertigt monokristalline Diamantwerkzeuge zum Kugelschlichten aus Naturdiamant und MKD, passend für Ihre Kugeldrehmaschine oder Kugeldrehvorrichtung, und schleift sie nach, wenn die Schneide verschleißt. Senden Sie uns Ihr Maschinenmodell und ein Foto des heutigen Werkzeugs; wir prüfen die Passung vor dem Angebot. Siehe unsere Diamantwerkzeuge für Ventilkugeln und Messingfittings und Messing auf Hochglanz bearbeiten.

Wir fertigen keine Armaturenteile im Lohn und verkaufen keine Kugeldrehmaschinen.