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Normvorschlag für Profil-Biegeteile

Mai 2018 — In einem BMWi-Förderprogramm wurde ein Normvorschlag erarbeitet, der die Eigenheiten von Biegeteilen besser berücksichtigt, insbesondere von Profilen mit nicht-kreisrundem Querschnitt. Er ermöglicht, gebogene Bauteile auf Basis von vier Biegequalitäts-Klassen zu bewerten.

Für das Biegen von Langgut gibt es unterschiedliche Fertigungsverfahren. Dies resultiert aus den sehr verschiedenen Einsatzgebieten der Bauteile. Zwar werden Biegeteile oft nach DIN ISO 2768 bemaßt und abgenommen. Da diese Norm aber für das Biegen und für den Einsatzbereich von Biegeteilen nur bedingt geeignet ist, kommt es oft zu Problemen. Standards könnten insoweit helfen, die Kommunikation zwischen Kunden und Fertigern zu vereinfachen. Daher forschen Fachhochschule Südwestfalen und Universität Siegen an einem Projekt, in dem ein Vorschlag für einen Standard erarbeitet wird. Dabei wurden Maschinenhersteller, Anwender und Kunden eingebunden und befragt. Der Standard soll den Zusammenhang herstellen zwischen Biegefehlern, erreichter Qualität und Einstellparametern der Maschinen.

Im Rahmen des Projekts ist ein System entstanden, das die Bewertung der Eigenschaften von Profil-Biegeteilen durch Biegequalitätsklassen (BQ) ermöglicht. Diese definieren typische Biegequalitätsmerkmale und teilen sie in vier Klassen ein, siehe Tabelle. Die sieben dort dargestellten, Qualitätsmerkmale werden zusammengefasst unter den Hauptgruppen „Biegekontur“, „Querschnitt“ und „Oberfläche“. Die BQ-Klasse kann für die jeweilige Hauptgruppe unterschiedlich oder einheitlich gewählt werden. Ebenfalls entwickelt wurde eine Messvorschrift zur einheitlichen Ausrichtung und Vermessung für gebogene Bauteile. Dieser Vorschlag soll in eine VDI-Norm einfließen und wird durch den VDI Fachausschuss Biegetechnik diskutiert.

Klassifizierung von Profil-Biegeteilen

Wichtiges Qualitätskriterium ist die Konturabweichung. Sie ist für Profile mit nichtkreisrunden Querschnitten besser geeignet und wird in ähnlicher Form bereits von Biegedienstleistern zu Grunde gelegt. Gemessen in mm wird der maximale Abstand der Ist- von der Soll-Kontur orthogonal zur Soll-Geometrie. Er wird oft mit Lehren oder Schablonen bestimmt. Möglich ist auch das Vermessen mit Hilfe eines taktilen oder berührungslosen Systems. Dies wird hauptsächlich bei komplexen Bauteilen eingesetzt.
Im Projekt ist eine Vorgehensweise entwickelt worden, mit der die Konturabweichung einheitlich ermittelt werden kann. Sie soll als Vorschlag für den praktischen Gebrauch dienen. Sie ist in erster Linie  für 2D-Profile mit nicht-kreisrundem Querschnitt gedacht. Ausgerichtet werden die Teile auf einer ebenen Fläche. Hinzu kommen drei Anschlagspunkte. Die Position der Anschläge hängt von der jeweiligen Biegegeometrie ab. Die Konturabweichung wird entlang der Biegekontur ermittelt.

Geometriegruppe 1a
… für Teile, die überwiegend aus einem Bogen/Halbkreis bestehen. Der Biegewinkel muss größer 180 Grad sein. Zur Bestimmung der Geometrieabweichung wird das Teil an zwei Referenzpunkten am Innenbogen (AP1 und AP2) fixiert. AP1 wird symmetrisch zum Biegeradius in X Richtung (Kreismittelpunkt) positioniert. AP2 wird 90 Grad zu AP1 positioniert. Der Abstand von 1xProfilquerschnitt von AP2 zum Bogenende muss eingehalten werden. Andernfalls ist das Teil analog zur Geometriegruppe 1b auszurichten.

Geometriegruppe 1b
Hierzu gehören ebenfalls Teile, die überwiegend aus einem Bogen/Halbkreis bestehen. Der Biegewinkel darf kleiner 180 Grad (mindestens 90 Grad) sein, die Bogenlänge mindestens 5xProfilquerschnitt. Die Position von AP1 ist wie in (1a). AP2 ist im Abstand 1xProfilquerschnitt vom Ende des Innenbogens anzubringen, je nach Profilverlauf am geraden Schenkel oder am Ende des Biegeradius. Über eine Markierung oder einen Anschlagpunkt (AP3) kann das Profil fixiert werden. Teile mit geraden Schenkeln und kleiner 4xProfilquerschnitt am Bogenende können nach Vorgaben Gruppe 1a oder 1b zugeordnet werden, solange die anderen Anforderungen erfüllt sind.

Geometriegruppe 2
Gruppe 2 umfasst Teile, die einen Biegewinkel >30 Grad und einen geraden Schenkel mit >4xProfilquerschnitt Länge haben. Sie werden über drei Punkte positioniert: AP1 und AP2 als Anlegepunkte am Anfang und am Ende des längsten geraden Schenkel. AP3 wird am Schenkel nach dem Biegeradius platziert. Bei Geometrien mit mehreren geraden und/oder gebogenen Abschnitten ist der gerade Abschnitt zu verwenden, der dem Ende/Anfang der Biegekontur am nächsten ist und die Voraussetzungen für die Mindestlänge sowie den Mindestbiegewinkel der Gruppe erfüllt.

Geometriegruppe 3
Hierzu gehören Teile, die meist aus aufeinander folgenden Bogenelementen bestehen und bei denen eine Ausrichtung über den geraden Schenkel nicht möglich ist. Sie werden über den längsten Bogen ausgerichtet. AP1 und AP2 dienen als Anschlag für den Bogen. AP3 wird, je nach Verlauf, am Ende des nächsten Bogens oder folgenden Schenkels positioniert. Bei sehr kleinen Biegewinkeln ist statt des Anschlagpunkts AP3 die Verwendung einer Markierung zu empfehlen.

Geometriegruppe 4
Zur Gruppe 4 gehören Teile, die Biegewinkel von <30 Grad haben und mindestens einen Schenkel mit einer Länge von > 4xProfilquerschnitt. Empfohlen wird Positionierung ausschließlich über den längeren geraden Schenkel. AP1 und AP2 werden als Anlegepunkte für den längeren äußeren Schenkel verwendet. Weiterer Punkt ist der Anschlagpunkt AP3 oder eine Markierung am Ende des Schenkels.

Geometriegruppe 5
Gruppe 5 umfasst Teile, die aus der Mitte heraus vermessen und ausgerichtet werden müssen. AP1 wird in der Symmetrieebene mittig positioniert; AP2 und AP3 am Ende des Bauteils vor oder nach dem letzten Bogen. AP2 und AP3 müssen so angepasst werden, dass das Teil an den beiden Anschlagpunkten anliegt. Dabei ist darauf zu achten, dass die Anpassung der beiden Punkte immer um das gleiche Maß erfolgt, also symmetrisch.

Das Forschungsprojekt „Qualitätsrückführungsstandard für die Profil- und Rohrbiegetechnik“ – QuaBiRu – wird  gefördert aufgrund eines Beschlusses des deutschen Bundestags im BMWI-Förderprogramm „Transfer von FuE-Ergebnissen durch Normung und Standardisierung“. 

Die unbearbeitete Fassung des Beitrags finden Sie unter 

www.umformtechnik.net/whitepaper/vorschlag-fuer-einen-qualitaetsstandard-fuer-profilbiegebauteile_34031

Fachhochschule Südwestfalen
Baarstraße 6, 58636 Iserlohn
Ansprechpartner sind Matthias Hermes und Viktor Holstein
Tel.: +49 291 9910-4690
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