Nach der Produktion müssen Rohre und Profile meist noch einer Nachbearbeitung unterzogen werden, um sie zu einem Endprodukt für die weitere industrielle Nutzung zu formen.
 
Das Biegen ist einer der häufigsten industriellen Prozesse und kann manuell oder durch computergesteuerte Maschinen durch Warm- oder Kaltumformungsverfahren durchgeführt werden. Abhängig vom Biegeprozess selbst können sich die physikalischen und mechanischen Eigenschaften des Ausgangsmaterials ändern, aber das Endziel, wie der Bau einer industriellen Vorrichtung für den Gas- und Flüssigkeitstransport, bleibt unabhängig von der verwendeten Technik gleich.

 

Grundsätze des Rohrbiegens: Biegekräfte

Wenn sich das Rohr oder Profil biegt, beginnt sich die Außenwand am Punkt der Biegung zu dehnen und zu verdünnen. Gleichzeitig wird das Werkstücksegment auf der Innenseite dicker und komprimierter. Die Kontrolle dieser physikalischen Verformungsgrade ist wichtig, um eine glatte abgerundete Biegung zu erzeugen. Dickwandige Rohre, die in einem großen Radius gebogen sind, weisen im Vergleich zu dünneren Rohren wahrscheinlich einen relativ geringen Verformungsgrad auf.

Eine Kombination aus Biegeradius und Wandfaktor wird verwendet, um die Komplexität der Biegung anzuzeigen. Unter Parametern, bei denen die Innen- und Außenwände nicht ernsthaft involviert wären, kann ein Standard-Biegeverfahren mit einem Basissatz von Matrizen durchgeführt werden, wie z. B. Ausrichtung, Klemmung und Schnurdruck. Das Klemmwerkzeug hält das Rohr an Ort und Stelle, während der Druck es auf das Biegewerkzeug drückt, um es in die gewünschte Form zu biegen.

 

Dornfunktionen

In vielen Fällen erfüllt das Rohrwerkstück nicht die idealen Kriterien und kann mit einer einfachen Ausklinkmaschine nicht richtig geformt werden. Wenn die Wandfaktormessung aufgrund der Verdünnung der Außenwand zunimmt, wird auch der Biegeradius enger und erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass eine abgeflachte Biegung entsteht. Dies geschieht normalerweise, wenn die Wand zu dünn ist, um ihre Integrität im Biegewinkel aufrechtzuerhalten. Ein Dorn wird oft verwendet, um diese Schwäche auszugleichen. Ein Dorn ist eine Vorrichtung, die an der Innenseite des Rohrs an der Biegung angebracht werden kann, um während des gesamten Vorgangs Unterstützung zu bieten. Es kann als einzelner Stecker oder als eine Reihe von Kugeln konstruiert sein, die sich entsprechend der Biegung biegen und anpassen. Neben der Bereitstellung einer inneren Stütze für dünne Rohre kann der Dorn auch verwendet werden, um zusätzliche Biegekraft auf dickere Rohre auszuüben, die schwieriger zu formen sind.

 

Wischermatrix

Unter strengeren Biegebedingungen, wie z. B. bei dünnen Rohren, die durch einen engen Biegeradius verlaufen, kann sich die Innenwandkompression ungleichmäßig entwickeln, was zu einem Crimpdefekt führt. Abstreifer, der erforderlich sein kann, um das Risiko einer Faltenbildung der Arbeitsteile zu verringern. Diese Rakel ist so konstruiert, dass sie in den Schlitz zwischen dem Rohr und dem Biegewerkzeug passt, und hat eine dünne Spitze, die bis zu dem Punkt reicht, an dem sich das Rohr zu biegen beginnt. Der Wischer vervollständigt den Spalt zwischen dem Crimpeinsatz und dem Rohr, lässt das Rohr verjüngt und beseitigt jeglichen Raum zum Crimpen. Abstreifer werden häufig in Kombination mit einem Dorn verwendet, um die Möglichkeit einer Verformung weiter zu verringern.

 

Verlängerung

Dehnung ist der Grad, bis zu dem ein Rohr gedehnt werden kann, bevor es zu strukturellem Versagen oder Rissbildung kommt. Da bei fast allen Rohrbiegeprozessen eine Materialdehnung auftritt, kann die Dehnung ein wichtiges Thema für Hersteller sein. Im Allgemeinen dehnt sich das Material mehr, wenn der Biegeradius enger wird. In manchen Fällen wird die Materialwahl durch das zu erwartende Dehnungsniveau bestimmt. Zum Beispiel hat Edelstahl eine höhere maximale Dehnung als andere Stahlsorten, wodurch er sich leichter biegen lässt, ohne in einem engen Radius zu brechen.

 

Biegewerkzeuge und -techniken

Rohrhersteller bieten in der Regel eine Reihe unterschiedlicher Grundformen an, z. B. runde oder quadratische Formen, und viele kundenspezifische Formen sind verfügbar. Ihre Produkte sind häufig in der Industrie für Metallbearbeitung, Agrar-, Luft- und Raumfahrt-, Bau-, Automobil-, Medizin- und Elektroindustrie zu finden. Die meisten Rohre, die in diesen Industrien  verwendet werden, bestehen aus Metall oder Kunststoffmaterialien. Standardbiegeverfahren verwenden eine Vielzahl von Werkzeugen und Techniken, von Nadeln, die die Rohre biegen, während sie geformt werden, bis hin zu dreieckigen Rollvorrichtungen, die an vorgeformten Rohren arbeiten. Obwohl viele aktuelle Rohrbiegeprozesse automatisiert sind und unter computerisierten Parametern arbeiten, bleibt die Werkzeugausstattung ein wichtiges Anliegen bei der Rohrherstellung.

Die Auswahl von Werkzeugmaterialien und -einstellungen in der Industrie für Metallbearbeitung, wie z. B. spezielle Dornkonfigurationen, Gesenksätze oder Abstreifer, ist eine vorbereitende Phase, die den eigentlichen Biegeprozess beeinflussen kann. Die Werkzeugkosten können ebenfalls hoch sein, sodass die Schätzung des geeigneten Biegeradius basierend auf den Anwendungsanforderungen oder Standardgrößenparametern vor dem Biegen die Herstellungskosten senken kann. Die Verwendung desselben Radius für mehrere Durchgänge ist eine weitere Möglichkeit, die Kosteneffizienz zu verbessern.

 

Rammbiegen

Rammbiegen ist eines der ältesten und billigsten Biegeverfahren, das heute verwendet wird. Dabei wird das Rohr an zwei äußeren Punkten fixiert, während der Biegestift gegen die Mittelachse des Werkstücks drückt. Die Kraft wird durch einen vertikalen Stopfzylinder übertragen und ein Kolben drückt das Rohr gegen ein Paar feststehender Rollen, wodurch es sich um die Matrize biegt. Größere Kurven können durch inkrementelle Schritte gebildet werden. Rammbiegen wird üblicherweise verwendet, um Automobilauspuffrohre herzustellen und elektrische Leitungen zu formen. Es eignet sich für Anwendungen, bei denen kein runder Querschnitt erforderlich ist, da das Fehlen von Dornen und inneren Stützen zu Verformungen führen kann, die zu einem ovalen Querschnitt führen.

 

Rotationsbiegen

Rotationsbiegen ist die am häufigsten verwendete Methode für Anwendungen, die präzise Rohrdurchmesser und eine hochwertige Verarbeitung erfordern. Dieses Verfahren verwendet einen Werkzeugsatz, der aus einem formgebenden Werkzeug mit festem Radius und einem stationären Zählwerkzeug besteht. Das Rohr wird durch die Gegenmatrize geführt, die das Werkstück entlang der Biegeachse in Richtung der Umformmatrize schiebt. Das Rotationsbiegen kann ein hohes Maß an Genauigkeit bieten, da die beiden Matrizen einen konsistenten Mittellinienradius haben. Darüber hinaus können einige Biegemaschinen so programmiert werden, dass sie komplexe Biegevorgänge an mehreren Werkstücken wiederholen, wodurch die Präzision und Gleichmäßigkeit eines Produktionslaufs verbessert werden. Drehzugbiegerohre und -rohre werden üblicherweise für eine Reihe von Anwendungen verwendet, darunter:

• Rohrbiegen

• Handläufe

• Automotive Schutzkäfige und Fahrgestelle

• Dekoratives Eisen

• Anhängerrahmen

 

Biegen der Ringrolle

Das Ringwalzenbiegen ist effektiv beim Formen von Rohren mit großen Umfängen und Mittellinienradien. Bei diesem Verfahren werden Biegemaschinen verwendet, die normalerweise aus drei dreieckigen Ringwalzen bestehen, die auf separaten Wellen angeordnet sind. Wenn beim Biegen von Rohren  das Rohr zwischen den Walzen hindurchgeführt wird, übt die obere Walze einen nach unten gerichteten Druck aus, wodurch das Werkstück gegen die unteren Walzen gedrückt wird und das Rohr gebogen wird. Diese Walzen sind oft manuell oder hydraulisch verstellbar. Das Ringwalzenbiegen erzeugt relativ gleichmäßige Querschnitte mit geringer Verformung und wird zur Herstellung von Walzen, Geräterahmen, Gitterrohren und anderen abgerundeten Komponenten mit großem Durchmesser verwendet.

 

Dornbiegen

Das Dornbiegen ist ein relativ präziser Prozess, der nur sehr geringe Verformungen in den Rohren erzeugt. Es ist in der Lage, dünne Materialien mit einem kleineren Radius zu biegen, als sie sonst aushalten könnten, ohne zu brechen oder sich aufgrund der Verwendung von internen Verstärkungen zu verformen. Ein flexibler Innendorn wird in dem Winkel, in dem der Lauf gebogen wird, in den Laufschaft eingeführt. Dieser Schaft verhindert eine unbeabsichtigte Verformung des Inneren, wenn das Werkstück durch das Gegenbiegewerkzeug und einen Satz Umformwerkzeuge gezogen wird. Dornbiegen wird üblicherweise zur Herstellung von Auspuffrohren, Ansaug- und Wärmetauscherrohren sowie Milchrohren verwendet.

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