Melonenkugel (Segmentkugel)
Vollkugel aus n gleichen Segmenten — Kugeltank, Gaskugel oder Dämmkugel.
Wie genau ist die Abwicklung?
Die Fläche ist facettiert oder trianguliert, die Abwicklung ist also eine Näherung. Der Fehler ist bekannt und steht als Zahl auf der Zeichnung — er wird nicht versteckt.
Die Maße werden eingegeben als: Innenmaße. Die Abwicklung selbst wird immer auf der neutralen Faser gerechnet — bei Ø800 in 3 mm Blech beträgt der Unterschied zwischen Innen- und Außenmaß 18,8 mm in der abgewickelten Breite, und dann trifft die Naht nicht.
Über die Figur
En hel kugle bygget af lige store gore-blade (lune-blade) i skiftevis to farver — som en melon eller en strandbold. Hvert blad er en smal kile af kuglefladen fra pol til pol.
Demonstrations- og dekorationskugler, kuglebeholdere og kuppellamper, hvor gore-princippet vises tydeligt. Samme udfoldning bruges på alle kugleflader i pladearbejde.
Smed og metalsmed — kugle- og kuppelemner: kupler, spir-afslutninger, dekorative kugler og kuglebeholdere.
Rustfri, kobber eller stål 1–3 mm i lune-blade (gores). Kobber til bygningsbevaring (kupler/spir).
Quelle: Materialelære + samlinger: metalsmed-artikler i src/lib/skoler/indhold/data.ts. Fremstillingsfælder: docs/PLAN-UDFOLDNINGSBIBLIOTEK.md §9.2/§4.
Gore-/lune-metoden
Til kugler og kupler, der ikke kan udfoldes rent — de deles i smalle 'appelsinbåde' (gores).
En kugleflade kan ikke foldes helt fladt, så den deles i N ens lune-blade. For hvert blad afsættes meridianbuen (sand bue R·vinkel) som en lodret midterlinje, opdelt i stationer. I hver station måles bladets halve bredde (π·R·sin/N) ud til begge sider, og punkterne forbindes til et spidst, symmetrisk blad. Alle blade er ens.
Was die Maße bedeuten
- Radius — Radius
- Kuglens radius R i mm; sætter både omkreds (2πR) og meridianlængde (πR).
- Gores — Anzahl Segmente
- Antal blade N kuglen deles i (lige tal, fx 12). Flere blade = rundere kugle.
Die Abwicklung selbst anreißen
Schritt für Schritt mit Zirkel und Winkel — erst in Pappe, dann im Blech.
- 01Aflæs antal blade N direkte fra Gores-parameteren. Hvert blad dækker 360°/N rundt om kuglen og går hele vejen fra sydpol til nordpol.
- 02Meridianbuen er en halv storcirkel fra pol til pol; dens sande længde er π·R. Tegn den som lodret midterlinje i fuld størrelse og del den i fx 12 lige stationer (én ved hver pol, resten imellem).
- 03Hver station svarer til en breddevinkel φ målt fra ækvator (−90° ved sydpol, 0° ved ækvator, +90° ved nordpol). I hver station måles bladets halve bredde ud til begge sider: halv bredde = π·R·cos(φ)/N.
- 04Bredden er størst ved ækvator (φ=0) og går mod 0 ved begge poler, så bladet bliver en symmetrisk 'appelsinbåd', spids i begge ender.
- 05Klip ÉT blad og brug det som skabelon til alle N blade. Skift evt. farve på hvert andet blad for melon-effekten.
- 06Buk hvert blad let på tværs så det følger kuglekrumningen, og saml dem kant-mod-kant hele vejen rundt; alle spidser mødes i de to poler.
Med kun 4–6 blade bliver kuglen tydeligt kantet (en 'lanterne'); 12 og opefter ser rund ud. Da bladet er symmetrisk om ækvator behøver du kun måle den ene halvdel og spejle den.
Achtung
- En kugleflade har Gauss-krumning ≠ 0 og kan IKKE foldes rent fladt (Theorema Egregium) — den deles i lune-blade/petaler eller presses fra en ronde. Et «fladt mønster» af en kuppel lyver.
- Flere blade (16–24) giver en rundere kugle med mindre kantbukning, men mere svejsning; 12 er den klassiske afvejning.
- Husk svejsesvind på bladbredderne ved tyk plade — ellers bliver kuglen for lille i omkreds.
Fachsprache der Biegetechnik
Die Wörter und Formeln, die das Handwerk für eine Abwicklung benutzt. Die Symbole sind in ganz Discebo dieselben: α ist der Biegewinkel in Grad, R der innere Biegeradius, t die Blechdicke und K der K-Faktor — alles in Millimetern.
- Abwicklung
- Die Oberfläche des Teils flach ausgelegt als eine zusammenhängende Schnittkontur — so, wie das Blech VOR dem Biegen oder Runden aussieht. Nur eine abwickelbare Fläche lässt sich exakt abwickeln; eine doppelt gekrümmte Fläche kann nicht flach gelegt werden, ohne den Werkstoff zu strecken.
- Gestreckte Länge
- Die flache Länge, in der das Teil zugeschnitten werden muss, damit die Maße nach dem Biegen stimmen. Sie ergibt sich entweder aus der Summe der Außenmaße abzüglich der Biegeverkürzungen oder aus der Summe der flachen Schenkel zuzüglich der Biegezugaben — beide Wege müssen dieselbe Zahl liefern.L = Σ(udvendige mål) − Σ(BD) = Σ(flade ben) + Σ(BA)
- Biegezugabe
- Die Werkstofflänge, die im Biegebogen selbst steckt, gemessen entlang der neutralen Faser. Die Biegezugabe ist immer positiv und wird zu den flachen Schenkeln addiert.BA = (π/180) · α · (R + K · t)
- Biegeverkürzung (Biegeabzug)
- Der Betrag, der von der Summe der Außenmaße abgezogen wird, weil die beiden Außenmaße die Ecke zusammen doppelt zählen. Hier wird die Biegeverkürzung POSITIV gerechnet und abgezogen; DIN 6935 schreibt dieselbe Größe als Ausgleichswert v mit umgekehrtem Vorzeichen.BD = 2 · OSSB − BA
- Rücksprung des Außenmaßes (outside setback)
- Der Abstand vom theoretischen äußeren Eckpunkt bis dorthin, wo der Bogen beginnt. Über 90° wird tan(α/2) nach DIN 6935 auf höchstens 1 begrenzt, damit der Wert gegen 180° nicht explodiert.OSSB = tan(α/2) · (R + t)
- Ausgleichswert v nach DIN 6935
- Die Schreibweise der Norm für denselben Eckverlust: die gestreckte Länge ist a + b + v, wobei v negativ ist. Unsere Biegeverkürzung ist also dieselbe Größe mit umgekehrtem Vorzeichen — dreh nie die eine ohne die andere.L = a + b + v ⇒ v = −BD
- K-Faktor
- Die Lage der neutralen Faser im Blech, angegeben als Bruchteil der Blechdicke. DIN 6935 schreibt den Korrekturfaktor k, der für die neutrale Linie in der Form (R + t·k/2) gilt; die amerikanische CAD-Konvention schreibt (R + K·t), also ist K = k/2.k = 0,65 + 0,5 · log₁₀(R/t), k ≤ 1,0 ⇒ K = k/2
- Neutrale Faser
- Die Schicht im Blech, die beim Biegen weder gestreckt noch gestaucht wird. Die Abwicklung wird immer auf der neutralen Faser gerechnet — deshalb macht es einen Unterschied, ob die Maße auf der Zeichnung Innen- oder Außenmaße sind.
- Biegewinkel
- Der Winkel, um den der Werkstoff gedreht wird — nicht der Winkel zwischen den Schenkeln. Der Biegewinkel ist 180° minus dem Öffnungswinkel: eine rechtwinklige Ecke hat 90°, ein Falz 180°.α = 180° − åbningsvinklen
- Innerer Biegeradius
- Der Radius auf der Innenseite des Bogens. Er wird vom Werkzeug und vom Werkstoff bestimmt, nicht von der Zeichnung — ein zu kleiner Radius reißt das Teil in der Außenfaser.
- Plattendicke
- Die Dicke des Werkstoffs. Sie steckt in jeder einzelnen Biegezugabe — ein Blech, das 0,2 mm dicker geliefert wurde als bestellt, verschiebt die gestreckte Länge an jedem Bogen.
- Biegelinie
- Die Linie auf der Abwicklung, an der das Teil gebogen wird. Sie wird mitgezeichnet, aber nie durchgeschnitten — in einer Laserdatei liegt sie deshalb auf einem eigenen Layer.
- Probebiegung
- Ein Streifen mit bekannter Rohlänge, gebogen im Werkstoff und im Werkzeug der späteren Produktion. Misst man danach die beiden Außenschenkel, lassen sich Biegeverkürzung und K-Faktor zurückrechnen. Die eigene, gemessene Biegetabelle der Maschine schlägt jede Tabelle.BD_målt = (A + B) − L₀
DIN 6935 gilt nur für das Kaltbiegen von Flacherzeugnissen aus Baustahl. Nichtrostender Stahl, Aluminium, Kupfer, Messing und Titanzink sind nicht erfasst — dort sind die Formeln eine Extrapolation, und eine Probebiegung im richtigen Werkstoff entscheidet.
Die Maße, die du eingibst
6 Felder. Die Startwerte gehören der Figur selbst — sie stehen an einer Stelle im Code, damit Werkzeug, Teilen-Link und Rauchtest sich nie darüber uneinig werden können, was «Standard» ist.
| Maß in mm | Intervall | Standard | Erklärung |
|---|---|---|---|
| InnendurchmesserTreiberD_indv | 200–4.000 mm · Schrittweite 10 | 1.000 mm | Innenmaß der Kugel — das, was das Gas/die Flüssigkeit ausfüllt. Das Blech wird auf D_i + t geformt. |
| Anzahl Segmente (Gores)gores | 6–24 stk · Schrittweite 1 | 12 stk | 12 ist der klassische Kompromiss: 1,15 % Blattfehler gegen 12 senkrechte Nähte pro Halbkugel. Mehr Segmente = weniger Fehler, mehr Naht. |
| Polöffnung Ø (0 = Spitze)polhul | 0–600 mm · Schrittweite 5 | 0 mm | Öffnung an jedem Pol für Stutzen, Mannloch oder obere Rosette. 0 = die Segmente laufen in eine Spitze aus, die von einer kleinen Ronde verschlossen wird. |
| Wanddicket | 0,5–12 mm · Schrittweite 0,5 | 3 mm | — |
| Material / Legierunglegering | Edelstahl 1.4301 / AISI 304 · Edelstahl 1.4404 / AISI 316L · Baustahl S235JR · Feuerverzinkt DX51D+Z · Aluminium AlMg3 (5754) · Kupfer Cu-DHP · Titanzink | Edelstahl 1.4301 / AISI 304 | — |
| Anzahl gleicher Kugelnantal | 1–20 stk · Schrittweite 1 | 1 stk | Der Blechplan verschachtelt ein Blatt nach dem anderen — die Anzahl zählt in Stückliste und Gewicht. |
Fertige Vorlagen
Eine Vorlage setzt alle Maße auf einmal. Der Name ist oft das Wort, unter dem das Teil in der Werkstatt läuft — die Suche in der Bibliothek kennt sie alle.
Gaskugel Ø2000 — 12 Segmente aus Stahl
Horton-Kugel in S235: 12 Melonensegmente, Äquatornaht und senkrechte Nähte — π·D/12 = 523,6 mm am Äquator
Auch genannt: gaskugle · horton-kugle · kugletank · trykkugle · LPG-kugle
Prozess-Kugeltank Ø1000 — Edelstahl, 12 Segmente
1.4301, 12 Segmente: die Kugel fasst π·D³/6 = 523,6 L, 1,15 % Segmentfehler werden auf jedes Blatt eingedrückt
Auch genannt: kugletank · kuglebeholder · procestank · rørtank · kugle
Kugelbehälter Ø600 — 8 Segmente
8 Segmente lassen sich leicht walzen, aber der Blattfehler ist 2,58 % — gegenüber 1,15 % bei 12 Segmenten. Der Kompromiss steht in der Tabelle
Auch genannt: kuglebeholder · lille kugletank · kuglekar · Behälter · kugle
Dämmkugel Ø400 — 16 Segmente aus Alu
Ummantelung über einem Kugelhahn: 0,8 mm AlMg3, 16 Segmente, damit der Fehler 0,65 % beträgt und die Ummantelung dicht anliegt
Auch genannt: isoleringskugle · ventilkappe · kugleisolering · kappekugle · isoleringskappe
Gaskugel Ø3000 mit Pol-Mannloch Ø600 — 18 Segmente
18 Segmente in S235; die Polöffnung Ø600 kappt die Segmente, damit sie nicht in eine unmögliche Spitze auslaufen
Auch genannt: gaskugle · mandehulskugle · inspektionskugle · kugletank mandehul · manhole sphere
Molkerei-Kugeltank Ø1200 — 1.4404, 12 Segmente
Molybdänlegierter 316L für chlorhaltiges CIP; Äquatornaht gegen die senkrechten versetzt, keine Dreiblechkreuzungen
Auch genannt: mejerikugle · hygiejnisk kugletank · procestank · CIP-kugle · fødevaretank
Demonstrationskugel Ø300 — 12 Segmente aus Alu
Der Wasserball für den Unterricht: 12 Melonensegmente in 0,8 mm Alu zeigen das Gore-Muster in der Hand vor dem großen Teil
Auch genannt: strandbold · demokugle · øvekugle · modelkugle · melon
Vorbehalt
Lies sie, bevor das Teil geschnitten wird. Sie stehen hier, weil sie sich nicht wegrechnen lassen — nicht als Jura, sondern als Handwerk.
- Druckbeanspruchte Kugelbehälter (Gaskugel, LPG-Kugel) sind zertifizierte Ausrüstung und müssen nach DS/EN 13445 und PED 2014/68/EU berechnet und zugelassen werden. Die Abbildung liefert die GEOMETRIE — sie dimensioniert weder Druck, Materialstärke noch Schweißklasse.
- Die Gore-Methode ist NÄHERUNGSWEISE. Jedes Blatt ist (π/n)/sin(π/n) − 1 breiter als die Sehne, die es überspannen soll (n = 12 ⇒ 1,15 %), und dieser Unterschied muss in das Blech gewalzt/getrieben werden. Die Blätter liegen nicht plan.
- Die Dicke nach dem Walzen und Treiben ist nicht die Blechdicke: Das Material wird in den doppelt gekrümmten Zonen ausgedünnt. Festigkeits- und Gewichtsberechnungen müssen die GEFORMTE Dicke verwenden, gemessen an einem fertigen Blatt.
- Die Kugel wird aus zwei Halbkugeln mit einer Rundnaht am Äquator gebaut; jedes physische Melonenblatt besteht aus zwei halben Spindeln, die am Äquator zusammengeschweißt sind. Eine andere Aufteilung (z. B. drei Bänder in der Höhe) ist ebenso gültig, wird aber von dieser Abbildung nicht geliefert.
- Die Rundnähte (senkrecht + Äquator) tragen bei einer Kugel keinen Kantzuschlag: Der Motor hat noch keine Zuordnung vom Rand zur Schnittkontur für «Kalotte». Sicke, Überlappung und Wurzelöffnung müssen dort von Hand hinzugefügt werden.
- Stutzen, Flansch, Blindflansch oder Dachrosette der Poläffnung sind NICHT Teil der Abbildung und müssen separat dimensioniert werden. Die Öffnung wird nur als Kürzung der Spindeln (Kugelsegmentbahnen) erfasst.
- Die Hygieneregeln (keine Spalten, glatte Nähte, Ablauf, CIP) folgen den Grundsätzen der EHEDG. Sie ersetzen keine Zulassung nach Verordnung (EG) 1935/2004 oder eine HACCP-Bewertung.
Von hier aus weiter
- In der 3D-Werkstatt ansehen Dreh die Figur und stell an den Zahlen. Das 3D-Modell heißt weiterhin «melon-sphere» — die Bibliothek hat es übernommen, aber die ID ist unveränderlich.
- Gewölbter Boden Isolering · skabelon
- Metaltrykning – blank-diameter Metallbauer
- Cylinder – pladelængde til krop Metallbauer
- Pladeudfoldning med K-faktor Technischer Zeichner
- Der Kasten-Abwickler Eine ganze Kiste abgewickelt, mit Maßen auf allen Seiten — dieselbe Biegemathematik.
- Die 3D-Werkstatt Alle 3D-Figuren der Plattform, auch die ohne Abwicklung.
- Die ganze Bibliothek Alle Figuren, gruppiert und durchsuchbar nach den Wörtern, unter denen du sie kennst.