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Grundlagenwissen

Was Sie über eine Rohrbiegemaschine wissen sollten

| Autor: Stéphane Itasse

Die Rohrbiegemaschine ist eine Sonderform der Biegemaschine und auf die Bearbeitung von rohrförmigen Werkstücken ausgelegt. Das Spektrum der Rohrbiegemaschinen ist bereits aufgrund ihrer Größe sehr weit.

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Rohrbiegemaschinen bringen das Werkstück Rohr in den gewünschten Winkel.
Rohrbiegemaschinen bringen das Werkstück Rohr in den gewünschten Winkel.
(Bild: Itasse)

Rohrbiegemaschinen bringen das Werkstück Rohr in den gewünschten Winkel.
Rohrbiegemaschinen bringen das Werkstück Rohr in den gewünschten Winkel.
(Bild: Itasse)

Die Größe der Biegemaschine bestimmt wiederum den Einsatzbereich und die Größe der Werkstücke, die damit bearbeitet werden können.

Was ist eine Rohrbiegemaschine?

Eine Rohrbiegemaschine ist eine Maschine, die auf das Biegen von rohrförmigen Werkstücken ausgelegt ist, also beispielsweise auf die Formung von Heizungsrohren, Rohren an Musikinstrumenten aus Blech, Wasserleitungen oder auch Fahrradständern. Der Einsatz der Rohrbiegemaschine ist also sehr umfassend und durchaus nicht nur auf die Anfertigung von Versorgungsleitungen beschränkt.

In den Rohrbiegemaschinen wird das Werkstück in den gewünschten Winkel beziehungsweise die angestrebte Form gebracht. Um dies wirtschaftlich zu realisieren, finden sich zahlreiche verschiedene Arten der Rohrbiegemaschine. Einfache Varianten werden von Hand betrieben und sind in der Regel mobil. Größere und automatisch arbeitende elektrische Rohrbiegemaschinen können hingegen Bestandteil einer Fertigungskette und somit mit anderen Maschinen verbunden sein. Sie werden für gewöhnlich über Computerprogramme gesteuert. Ihr Einsatz rentiert sich vor allem, aber nicht nur, beim Biegen von Serienteilen und Kleinserien.

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Rohrbiegemaschinen können nicht nur zur Bearbeitung von runden Rohren verwendet werden. Auch eckige, abgeflachte oder ovale Durchmesserformen lassen sich in den Biegemaschinen formen.

Beispielvideo Rohrbiegemaschine:

Beispiele für den Einsatz einer Rohrbiegemaschine

Ein einfaches und weit verbreitetes Beispiel für den Einsatz der Rohrbiegemaschine ist die Formung von Versorgungsleitungen, wie Wasser-, Heizung- und Stromrohren. Die Rohrbiegemaschine gehört daher auch bei vielen Monteuren und Handwerkern zum häufig genutzten Gerät.

Wie erwähnt, können damit jedoch auch Elemente von Musikinstrumenten in die benötigte Form gebracht werden. Neben dem Instrumentenbau finden sie zudem Einsätze bei Baugerüsten, bei Ständern für Schilder, Poller, Fahrradständern und Rahmen.

Beispielvideo Einsatz einer Rohrbiegemaschine:

Das Ziel des Biegens kann aufgrund der Vielseitigkeit des Einsatzbereichs sehr unterschiedlich ausfallen. Möglich sind unter anderem:

  • Platz sparende Einbringung: Es ist selten möglich, Leitungen beziehungsweise Versorgungsrohre durchgängig gerade verlaufen zu lassen. Der Verlauf muss sich den örtlichen Gegebenheiten anpassen, was das Biegen der Rohre erforderlich macht. Auch in kleineren oder geschlossenen Systemen, beispielsweise in einem Flugzeug, gilt dieses Prinzip. Hinzu kommt noch, dass gebogene Rohre platzsparender sind als gerade Verläufe.
  • Kompaktheit und Klang: Diese Ziele gelten selbstverständlich bei Musikinstrumenten. Ein gutes Beispiel hierfür sind Posaunen. Durch die Biegung des Zuges sind die Instrumente kompakter und dadurch überhaupt praktisch spielbar, was bei einem geraden Verlauf des runden Rohrs nicht möglich wäre. Wichtig bei diesem Einsatz der Rohrbiegemaschinen ist zudem, dass der Verlauf den gewünschten Klang erzeugt.
  • Stütze: Bei Baugerüsten kommen Rohre mitunter als stützende Elemente zum Einsatz. Die Form muss also der Funktion folgen und entsprechend belastbar sein. Gleiches gilt für Griffe, Fahrradständer und dergleichen.
  • Harmonische oder dekorative Optik: Gebogene Rohre wirken meist harmonischer und dekorativer, weswegen sie teils auch aus optischen Gründen zum Einsatz kommen. Rahmen und Halterungen von Schildern sind weitverbreitete Beispiele. Auch sichtbare Leitungen gehören in diese Kategorie.

Arten von Rohrbiegemaschinen

Wie erwähnt, finden sich verschiedene Arten von Rohrbiegemaschinen. Die einfachsten Varianten werden von Hand betrieben, funktionieren also manuell. Am anderen Ende des Spektrums finden sich elektrisch betriebene Rohrbiegemaschinen, die programmierbar sind und elektrisch betrieben werden.

Manuelle Rohrbiegemaschinen

Wenn Monteure und Handwerker Rohre vor Ort formen müssen, um sie an die Gegebenheiten individuell anzupassen - wie es beispielsweise bei Heizungsrohren der Fall sein kann - sind manuelle und mobile Rohrbiegemaschinen die erste Wahl. Durch sie können Werkstücke direkt auf Bausteilen beziehungsweise am Einsatzort gebogen werden, was Nachmessungen und eventuell notwendige Anpassungen erheblich vereinfacht und beschleunigt. Zudem kommen manuelle Rohrbiegemaschinen auch dann zum Einsatz, wenn es sich um sehr feine und empfindliche Materialien handelt.

Mobile Rohrbiegemaschinen

Kleinere und dadurch mobile Rohrbiegemaschinen sind ebenso wie die manuellen Modelle ideal, wenn sie häufig an einem anderen Einsatzort genutzt werden. Wiederum also auf Baustellen, bei der Montage, bei Reparaturen oder dem Ersatz von Leitungselementen. In der Regel handelt es sich dabei um manuell betriebene Modelle. Kompakte elektrische Ausführungen können aber ebenfalls mobil sein.

Elektrische Rohrbiegemaschinen

Sowohl kleinere und kompakte als auch größere Rohrbiegemaschinen können elektrisch betrieben werden. Die Einrichtung und Bestimmung des Biegevorgangs kann wie bei den manuellen Modellen weiterhin von Hand erfolgen oder aber durch ein Programm festgelegt werden.

Gängig ist vor allem bei einem häufigen Gebrauch der Rohrbiegemaschine die Verwendung von Programmen zur Vornahme des Biegevorgangs. Das erleichtert unter anderem die Fertigung von Werkstück-Serien und ist oftmals wirtschaftlicher.

Automatisierte beziehungsweise CNC-Rohrbiegemaschinen

Automatisierte beziehungsweise CNC-Rohrbiegemaschinen werden nicht nur elektrisch betrieben, sondern in jedem Fall auch durch Programme gesteuert. Die Abkürzung CNC steht hierbei für Computerized Numerical Control, also die rechnergestützte numerische Kontrolle.

Aufgrund der Steuerung durch Computerprogramme können Rohrbiegemaschinen dieser Art automatisch Werkstücke nach der jeweiligen Vorlage geformt werden. Das gilt auch für komplexe Formen und Abläufe. Sinnvoll ist der Einsatz der CNC-Rohrbiegemaschine unter Augenmerk der Wirtschaftlichkeit daher vor allem bei komplexen Formen und Serienproduktionen.

Die automatischen Biegemaschinen haben zudem den Vorteil, dass sie als Teil einer Bearbeitungsbeziehungsweise Produktionskette genutzt werden können. So kann beispielsweise eine Stanzmaschine vor oder nach der Rohrbiegemaschine geschaltet und beide Maschinen miteinander verbunden werden, um serielle Abläufe effizienter zu gestalten.

Dank neuer Technik ist es möglich, die notwendigen Programme sehr einfach und schnell zu erstellen. Zudem können die Programme gespeichert werden, um sie später wieder abzurufen und erneut zu verwenden. Das vereinfacht den Einsatz der Maschine und spart sowohl Zeit als auch Aufwand.

Beispielvideo Mewag Rohrbiegemaschine Saphire 100:

Sonstige Unterscheidungen der Rohrbiegemaschine

Bei der Rohrbiegemaschine findet neben der Unterscheidung nach der Betriebsart und der Möglichkeit des mobilen Einsatzes auch eine Einteilung in die möglichen Biegearten statt. Nicht jede Rohrbiegemaschine bietet jede Biegeart an. Daher ist es wichtig, die Rohrbiegemaschine auch passend zum jeweiligen Bedarf entsprechend der Biegearten auszuwählen.

Arten des Biegens mit der Rohrbiegemaschine

Ebenso wie sich die Arten der Rohrbiegemaschinen und der Rohre unterscheiden, finden sich auch unterschiedliche Arten des Biegens. Grundlegend werden die Biegearten in das Kaltbiegen und das Warmbiegen unterschieden.

Kaltbiegen

Beim Kaltbiegen wird das Werkstück nicht erhitzt, sondern rein mechanisch verformt. Die verformenden Zug- und Druckkräfte lasten auf dem gesamten und an sich steifen Material. Das Kaltbiegen wird weiterhin unterteilt in:

  • Rotationszugbiegen,
  • Pressbiegen und
  • Rollbiegen.

Das Rotationszugbiegen oder Zugrotationsbiegen ist die häufigste Biegeart. Das zu formende Werkstück wird dabei zugleich gezogen und um die eigene Biegeachse rotiert Der Vorgang erfolgt durchgängig und ist daher sehr präzise. Allerdings kann die Biegestelle hierbei sehr eng und eckig gebogen werden. Um die Biegestelle zu stabilisieren, kann die Einführung eines Dorns in das Rohr erforderlich sein.

Beim Pressbiegen wird das Rohr gegen beziehungsweise um einen Biegewinkel gepresst und dadurch geformt. Durch das Pressen gegen diesen Widerstand ist diese Art des Biegens sehr einfach zu realisieren. Allerdings wird die Biegestelle dabei oval verformt.

Das Rollbiegen setzt Druck und Gegendruck ein. Das Werkstück wird gegen bis zu drei Rollen gepresst, die ebenfalls gegen das Werkstück gedrückt werden. Bei Bedarf kann das Werkstück während des Formens auch über die Rollen geleitet werden. Das Verfahren ist ideal für größere Werkstücke und Bögen sowie weitläufige Winkel.

Warmbiegen

Im Gegensatz zum Kaltbiegen wird das Werkstück beim Warmbiegen durch Induktion punktuell an der Biegestelle erhitzt. Das erleichtert die Verformung in der Rohrbiegemaschine und entlastet das Werkstück. Daher kommt das Warmbiegen bei größeren Werkstücken zum Einsatz, wie beispielsweise bei Pipelinerohren.

Biegeart nach Verfahren unterschieden

Neben der Unterscheidung nach der Temperatur des Werkstücks werden die Biegearten auch nach dem angewandten Verfahren voneinander abgegrenzt. Dabei erfolgt wiederum eine grundlegende Unterscheidung in das freie Biegen und das formgebende Biegen.

Freies Biegen

Bei dem freien Biegen ist das Werkstück in der Rohrbiegemaschine relativ "frei". Es hat maximal einen Auflagepunkt beziehungsweise einen Widerstand, um den es geführt wird. Anfang und Ende des Rohres werden dabei entsprechend fixiert, um die erforderliche Kraft gezielt auswirken zu können. Ein Vorteil dieses Verfahrens ist, dass das Rohr von innen sehr einfach stabilisiert werden kann. Beispielsweise durch das Einführen eines Dorns an der Biegestelle. Abweichungen vom gewünschten Effekt werden somit vermieden.

Formgebendes Biegen

Bei dem formgebenden Biegen wird das Rohr gewissermaßen in die gewünschte Form gepresst. Die Form ist dabei nicht durchgängig beschaffen, sondern besteht aus Biegewinkeln oder Schienen. Hierbei wird nicht nur an eine Stelle Druck auf das Rohr ausgeübt, sondern auf das gesamte Werkstück. Das macht es wiederum schwierig, das Rohr von innen zu stabilisieren. Dafür lassen sich durch das formgebende Biegen in der Rohrbiegemaschine besser bogenförmige Verläufe realisieren.

Effekte der Formung auf die Werkstücke in der Rohrbiegemaschine

Bei der Verformung in der Rohrbiegemaschine wirken enorme Kräfte auf das Werkstück. Am besten lässt sich das beim Biegen eines Rohrs um einen Winkel oder eine Rolle erklären. Die innenliegende Seite des Rohrs wird dabei in der Rohrbiegemaschine gestaucht und verdickt sich durch diese Stauchung des Materials. Die außenliegende Seite wird hingegen gestreckt und dadurch dünner. Damit dieser Vorgang nicht zum Nachteil bei der Funktion der Rohre wird, müssen das Material und das Biegeverfahren passend ausgewählt werden. Generell gilt, dass dickwandigere Rohre stabiler sind, jedoch auch eine stärkere Verdickung auf der gestauchten Seite aufweisen. Je enger der Biegewinkel, desto größer die Stauchung und umso eher kann in der Biegung eine Engstelle entstehen. Bei Leitungen ist das selbstverständlich ein Nachteil. Die größere Stabilität an der gestreckten Seite ist wiederum von Vorteil, da das Material durch seine Dicke nicht dazu neigt, rissig oder porös zu werden oder sogar zu platzen.

Bei dünneren Materialien fällt die Stauchung und daraus resultierende Verdickung geringer aus. Das erlaubt die Formung von engeren beziehungsweise spitzeren Winkeln ohne größere Einschränkungen des Durchflusses. Bei größeren Streckungen der Außenseite wird das Material jedoch auch sehr dünn und damit anfälliger für Schäden. Zudem ist es weniger belastbar.

Bei der Formung von Werkstücken durch eine Rohrbiegemaschine müssen also Material, Biegewinkel und Einsatzzweck beachtet werden, um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Neben einem Kompromiss bei der Materialstärke ist hier auch das Biegeverfahren entscheidend.

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