Profilbiegemaschinen bringen Rohre in Rundungen
Kunststoffprofile werden ausschliesslich extrudiert. Holzprofile werden gefräst. Mittelgrosse Profile werden auf Extrusionsmaschinen gefertigt. Extrudieren ist ein Giess-Press-Verfahren. Das Metall, beispielsweise Stahl oder Aluminium, wird in zylindrischen Blöcken geliefert und mit hohem Druck durch eine Matrize gepresst. Gleichzeitig wird das Metall bis zu seinem Schmelzpunkt erhitzt. Die vormaligen Einzelblöcke verschmelzen beim Extrudieren in ein Langmaterial von beliebiger Länge. Wurde die gewünschte Länge erreicht, wird der Strang einfach abgesägt und die nächste Profilstange gefertigt.
Profile haben im Gegensatz zu Vollmaterial oder Flachblechen in jeder Richtung eine hohe Stabilität. Das macht sie für den Einsatz als Konstruktionselemente ideal. Mit einem geringen Eigengewicht erreichen die Profile eine hohe Verwindungssteifigkeit und Biegestabilität. Standardprofile sind Rundrohre mit kleinem Querschnitt, Vierkantrohre, T- und Doppel-T-Träger. Darüber hinaus gibt es zahlreiche Spezialprofile. Profile, die im Fensterbau eingesetzt werden, haben besonders komplexe Querschnitte.
Frisch extrudiert, sind Profile lang und vor allem gerade. Mit dem Zusägen in handliche Grössen kann zwar bereits viel erreicht werden. Metallprofile können aber noch mehr: Durch ein geschicktes Zubiegen kann die Einsatzfähigkeit dieser speziellen Halbzeuge erheblich gesteigert werden. Von effizienteren Konstruktionen bis zu besser planbaren Pipelinestrecken kann mit gebogenen Profilen vieles optimiert werden. Dazu kommen Profilbiegemaschinen zum Einsatz.
Es sind nur Profile aus Metall biegbar. Holz- und Kunststoffprofile müssen bereits bei der Fertigung in den gewünschten Radius gebracht werden. Die Schwierigkeit beim Biegen eines Profils besteht darin, es gezielt und exakt der gewünschten Form zuzuführen. Beim Biegen eines Profils besteht immer die Gefahr des Knickens. Einmal geknickt, ist ein Profil irreparabel beschädigt und wird zum Ausschuss. Selbst gebastelte Lösungen, um ein Profil in eine gewünschte Form zu bringen, bergen deshalb immer die grosse Gefahr, nichts als Schrott zu produzieren.
Es sind verschiedene Bautypen von Profilbiegemaschinen entwickelt worden. Die einfachsten zu diesem Zweck sind die sogenannten Dornbiegemaschinen. Sie werden auch als rein manuelle Geräte gefertigt und sind in der Installationstechnik und im Bau von Abgasanlagen von Autos sehr beliebt. Eine Dornbiegemaschine besteht aus einem Dorn, woher die Maschine ihren Namen hat, dem eigentlichen Biegewerkzeug, einem Biegekopf und einem Gegenlager. Beim Verbiegen eines Profils, beispielsweise eines Rohrs, wird das Werkstück mit einer Seite über den Dorn geschoben und im Biegewerkzeug fixiert. Dieses wird nun so lange gedreht, bis der gewünschte Radius im Profil erreicht wurde.
Wie stark dieser Radius ausgeprägt ist, ist wiederum vom Werkzeug abhängig. Die Radien sind bei Dornbiegemaschinen wechselbar, so dass auf derselben Maschine eine beliebige Anzahl an Radien gefertigt werden kann. Neben der manuellen Muskelkraft stehen auch elektromechanisch oder hydraulisch betriebene Profilbiegemaschinen zur Verfügung.
Das Gegenlager gibt der gesamten Maschine die notwendige Stabilität. Die Kräfte, welche zum gezielten Verbiegen eines Rohres notwendig sind, können sehr gross werden. Mit einer robusten Konstruktion und vor allem einem hinreichend dimensionierten Gegenlager wird der Biegeprozess sehr sicher und kontrollierbar. Der Kraftaufwand, welcher für das Verbiegen des Profils notwendig ist, ist umso höher, je anspruchsvoller das Ausgangsmaterial ist. Dünnwandige Werkstoffe knicken und verbeulen leichter als starkwandiges Material. Harte und spröde Werkstoffe brechen leichter als weiche und gut formbare Metalle. Kleine Radien sind aufwendiger zu fertigen als grosszügige Bogenradien. Das Dornbiegeverfahren ist besonders für kleine Biegeradien in bester Bogenqualität geeignet.
Als Werkstoff kommen bei Dornbiegemaschinen nur gehärtete Einsatzstähle infrage. Das Biegen ist ein Prozess, bei dem sehr hohe Punktlasten auf das Werkzeug und vor allem auf den Biegedorn wirken. Zu weiches Material würde sich bei diesen Prozessen stauchen, was zu einer Wellenbildung führen würde. Diese Wellen wirken einprägend auf das verarbeitete Halbzeug, so dass mit einer minderwertigen Maschine schnell und viel Ausschuss produziert werden kann. Vor Sonderangeboten und Schnäppchen sollte man bei diesen Werkzeugen deshalb Abstand nehmen. Oft werden die günstigen Preise durch das Verwenden ungeeigneter Werkstoffe erreicht.
Bei hochwertigen Maschinen und sehr anspruchsvollen Materialien stehen Faltenglätter zur Verfügung, auf denen die gefertigten Profile nachbearbeitet werden können. Ein anderes Verfahren zum Verhindern von Falten und Stauchungen ist, das Profil vor dem Biegen in einem Glühofen vorzubehandeln. Das Dornbiegen ist besonders für die Serienfertigung geeignet.
Das andere Bauprinzip für Profilbiegemaschinen sind die Pyramidenbiegemaschinen. Die Wirkmechanik dieser Maschinen besteht aus drei in einem Dreieck angeordnete Rollen, von denen die mittlere beweglich ist. Das Profil wird auf die beiden unteren Rollen aufgelegt. Nach dem Auslösen des Biegevorgangs fährt die mittlere Rolle zwischen die beiden Rollen der Basis des Dreiecks. Dabei wird das eingelegte Profil gezielt verbogen. Mit dem Wechseln der Rollen kann auf diesen Maschinen jeder beliebige Profiltyp bearbeitet werden. Diese Maschinen eignen sich besonders für Einzelfertigungen.
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