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Biegen

Entwicklung eines Industriestandards für die Biegetechnik

Dipl.-Wirt.-Ing. Christopher Kuhnhen

Ausgangssituation

Für Biegebauteile ist eine stetig steigende Marktnachfrage zu beobachten. Grund hierfür ist der vermehrte Wunsch nach flexiblen Geometrien über ein großes Einsatzspektrum. Dieses reicht von Verrohrungen im Anlagen- und Maschinenbau, über Medienleitungen in der Chemie- und Lebensmittelindustrie, bis hin zu Trägerstrukturen im Flug- und Fahrzeugbau. Darüber hinaus bieten Rohre und Profile, aufgrund ihres geringen Gewichts bei vergleichsweise hoher Steifigkeit, Voraussetzungen steigende Leichtbauanforderungen zu erfüllen. Neben unterschiedlichen zum Einsatz kommenden Werkstoffen, Rohrlängen, -durchmessern und -wanddicken werden Rohre unterschiedlicher Komplexität gebogen. Weitere Anforderungen an Rohr- und Profilbiegebauteile sind z. B. ein ansprechendes Design oder eine qualitativ hochwertige Oberfläche.

Hinsichtlich der Fertigungsprozesse legt der Designer oder Konstrukteur die Biegebauteile oftmals unzureichend und entgegen fertigungstechnischen Möglichkeiten aus. Hieraus entstehen in der Produktion Missverständnisse und Fehleinschätzungen, welche die Serienfertigung verzögern und den Entwicklungsprozess verteuern. Die Ursachen hierfür sind mangelnde Kenntnisse über die Möglichkeiten und Grenzen der Herstellverfahren oder die fehlenden Normvorschriften. Hieraus resultierende Änderungen am Bauteil müssen in Rücksprachen mit dem Konstrukteur erfolgen und gegebenenfalls die Bauteile konstruktiv neu ausgelegt werden. Problematisch ist hierbei der derzeit fehlende Standard, in welchem das Einsatzspektrum der Biegebauteile katalogisiert, die Machbarkeit analysiert und die erreichbaren Toleranzen aufzeigt werden.

Die Biegebranche besteht überwiegend aus kleinen und mittelständischen Unternehmungen, welche oftmals eigenständige betriebsinterne Lösungen entwickelt haben. Zur Erreichung der an das Biegebauteil gestellten Anforderungen arbeiten die Hersteller von Rohr- und Profilbiegebauteilen darüber hinaus häufig in einem engen Verbund, zusammen mit den Maschinenherstellern. Als Folge dessen werden individuelle, für den jeweiligen Einsatzzweck verwendbare Maschinen gefertigt.

Ziel des Forschungsprojektes

Das Ziel des Forschungsprojekts ist es, den entwickelten Industriestandard in eine DIN-Norm zu überführen. Die Grundlage hierfür soll eine Entscheidungsmatrix sein. Wie in Bild 1 schematisch dargestellt, soll es möglich werden anhand der Biegegeometrien des Bauteils, den Werkstoffen und Halbzeugen sowie den geforderten Toleranzklassen, auf ein mögliches und dabei kostengünstiges Biegeverfahren zu schließen.

Um einen übergreifenden Standard für die Biegetechnik zu implementieren, werden Normen und Richtlinien für Halbzeuge sowie Rohr- und Profilbögen recherchiert, analysiert und im Anschluss katalogisiert.

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Bild 1: Entscheidungsmatrix zur Auswahl von Biegeverfahren

Für eine repräsentative Abbildung des Markts für Biegebauteile müssen zusätzlich Werksnormen mit einbezogen werden. Hierdurch kann auf Einstellungsvorschriften, verfahrensspezifische Grenzen und erreichbare Toleranzen geschlossen werden, die in Normen nicht abgebildet sind.

Neben der Auswertung von Halbzeugnormen werden die verschiedenen Biegeverfahren gegenübergestellt und die Verfahrensgrenzen ermittelt. Dieses Vorgehen ist notwendig, um die Wechselwirkungen zwischen Halbzeug, Biegegeometrie und dem Biegeverfahren analysieren und verstehen zu können.

Derzeitige Ergebnisse

Abgeschlossene Recherchen stellten dar, dass Rohre in Normen ausreichend abgebildet sind. Im Gegensatz dazu, lassen sich notwendige Informationen über Rohrbögen nur aus Werksnormen erheben. Die hierin verwendeten Begriffe unterscheiden sich zum Teil recht stark zwischen den einzelnen Werksnormen. Einheitliche Bemaßungsgrundlagen existieren nicht. Hieraus entstehen üblicherweise Missverständnisse zwischen Konstruktion und Fertigung sowie miteinander arbeitenden Unternehmungen.