Falzen

 

Falzarbeiten spielen bei Biegeumformverfahren wie dem Schwenk- oder Gesenkbiegen eine große Rolle. Verschiedene Falzformen wie offene oder geschlossene Umschläge, mit langen oder kurzen Schenkeln, sowie Umschläge für Steckprofile usw. werden benötigt. Wir gehen nachstehend auf diese Thematik ein und erläutern die Machbarkeit mit den genannten Biegeverfahren.

Motor-Abkantmaschinen

Motor-Akantmaschinen haben durch Ihre zwei Ständer-Bauweise naturgemäß einen besonderen Vorteil beim Falzen von Blechen. Durch die meist geringere Arbeitslänge im Vergleich zu Langabkantmaschinen, verteilt sich die Zudrückleistung der Oberwange gleichmäßiger auf das zu schließende Profil. Nichts desto trotz kommt es aber auch hier auf die Blechdicke sowie den mechanischen Übersetzungskomponenten der Oberwange an. Ein hydraulischer Oberwangenantrieb über Zylinder besitzt die höchste Zudrückleistung, gefolgt von den Spindelantrieben und den Exzentermechanismen.

Mit einer CNC-Steuerung lassen sich auch offene Umschläge wie z. B. einen Wasserfalz für ein Ortblech programmieren. Hierbei drückt die Oberwange das Blech nur auf einen vorgegebenen Wert zu, der Falz bleibt offen. Wichtig hierfür ist das die Maschine das Blech gleichmäßig zudrückt, damit nicht ein Teil des Umschlags weiter offen ist als der andere. Motor-Abkantmaschinen haben wie bereits anfangs erwähnt durch die kompakte zwei Ständer-Bauweise und dem mechanischen Antrieb hierbei in der Regel eher weniger ein Problem damit, einen offenen Umschlag gleichmäßig zu schließen. Die Zudrückleistung liegt in der Regel bei 50% der Biegeleistung.

Der komplette Falzvorgang ist bei Schwenkbiegemaschinen deutlich einfacher als bei Abkantpressen. Das Blech wird zunächst auf den maximalen Biegewinkel gekantet. Danach wird der umgekantete Teil zwischen Ober- und Unterwange gelegt. Der Anwender fährt die Biegewange jetzt nach unten. Sollte auf der CNC-Steuerung ein offener Umschlag einprogrammiert worden sein, stoppt die Maschine wenn der angegebene Wert erreicht ist, ansonsten fährt die Biegewange mit vollen Druck auf die beiden Schenkel auf und drückt diese gegen die Unterwange... der Falz wird komplett geschlossen. Wichtig ist natürlich das dass Blech richtig positioniert wird. Sollte es zu weit eingelegt werden wird der Falz nicht richtig geschlossen. Dies kann passieren, da oft kein Anschlag beim schließen eines Falzes benutzt wird. Langabkantmaschinen haben hierbei oft eine Falznut in der Oberwange, bei welchem das umgekantete Blech eingehängt und als Wasserfalz zugedrückt werden kann.

Offene Umschläge können zwar in der Steuerung programmiert werden, aber nur mit vorgegebenen Werten. Schwenkbiegemaschinen haben bei dieser Thematik anders als Abkantpressen allgemein das Problem, dass die Oberwange keine Wegmessung besitzt. Die Maschine fährt bei einem offenen Umschlag auf werksseitig programmierte Totpunkte, es findet aber keine Wegmessung der Oberwange statt.

Schwenkbiegemaschinen haben den Vorteil keine speziellen Werkzeuge zum Falzen von Blechen zu benötigen, anders als dies bei Abkantpressen der Fall ist. Diese müssen bei Falzarbeiten meist aufwendig umgerüstet werden.

Langabkantmaschinen

Bei Langabkantmaschinen ist diese Thematik deutlich komplexer. Durch die große Arbeitslänge, die offenere Bauart, den hydraulischen Antrieb, sowie der multiplen Ständereinheiten Konstruktion müssen Hersteller oft mit Zusatzelementen dafür sorgen, dass die Kräfte beim Zudrücken gleichmäßig verteilt werden. Da die Krafteinwirkung nicht von wenigen sondern vielen einzelnen Punkten hydraulisch erfolgt, ist es deutlich schwerer ein gleichmäßiges Zudrückverhältnis zu erreichen.

Hersteller gehen hier mit verschiedenen Methoden auf diese Problematik ein. Bei einigen wird eine Steuerwelle in der Oberwange verbaut, die ein Gleichschließen der Oberwange erzwingt. Andere Hersteller verbauen spezielle Druckbegrenzungspatronen in die Hydraulikzuleitungen Ihrer Oberwangenzylinder welche maßhaltig elektronisch abriegeln sobald der gewünschte Wert erreicht ist. Diese Einstellung kann über die Steuerung programmiert werden. Ansonsten gleicht sich der Falzvorgang wie bei den oben beschriebenen Motor-Abkantmaschinen. Die maximale Zudrückleistung bei Umschlägen beträgt auch hier ca. 50% der Biegeleistung.

Abkantpressen

Zum Falzen werden bei Abkantpressen spezielle Werkzeuge benötigt. Es gibt hier verschiedene Möglichkeiten. Zum einen gibt es speziell aufeinander abgestimmte Werkzeugsets, bei welchen die Matrizenöffnung gleich der Oberwerkzeugbreite ist. Beide Werkzeuge passend genau ineinander, wobei die Matrize allerdings keine sonst typische V-förmige Öffnung besitzt, sondern eine längliche gleich tief der Stempellänge. Die Öffnungsbreite muss der Blechdicke angepasst werden. Das Oberwerkzeug biegt das Blech dann auf den maximal möglichen Winkel. Das Oberwerkzeug ist abgesetzt und besitzt zudem einen „Amboss“. Die Matrize besitzt eine plane Auflagefläche. Der Anwender kann dann das vorgekantete Blech nehmen und auf die Plane Fläche der Matrize legen. Das Oberwerkzeug fährt dann mit seiner kompletten Länge in die Matrize. Der „Amboss“ des Oberwerkzeugs drückt hierbei das Blech gegen die Plane Fläche der Matrize und drückt das vorgekantete Profil platt oder erzeugt einen offenen Umschlag, welcher über die CNC-Steuerung programmiert werden kann. Einige Hersteller bieten hier eine pneumatische Matrizenverschiebung an, welche ermöglicht entweder mit zwei verschiedenen Matrizenöffnungen zu arbeiten, oder mit speziellen Falzmatrizen welche sich nach dem Vorkanten zu einer planen Fläche verschieben, damit das Blech zugedrückt werden kann. Dies kann einprogrammiert werden und passiert dann automatisch. Über ein pneumatisches System verschiebt sich dann die jeweilige Öffnung zentrisch zum Abkantpunkt. Diese Funktion ist nur bei großen Maschinentischen möglich. Sollte ein Umschlag mit besonders langen Schenkeln benötigt werden, müssen die Werkzeuge nach dem Vorkanten mit normalen Werkzeugen gegen Falzwerkzeuge mit komplett planer Fläche getauscht werden. Diese besitzen überhaupt keine Öffnung und keinen Winkel. Durch die breitere Auflagefläche können längere Schenkel umgeschlagen werden.

Falzen

Eine andere Möglichkeit Bleche zu Falzen besteht in einer federgelagerten Zudrückmatrize. Hierbei können verschiedene Oberwerkzeuge verwendet werden, allerdings müssen diese wie bei allen Abkantwerkzeugen einen geringeren Winkel aufweisen als die Matrize mit 35° - 26°. Die Matrize ist am Boden federgelagert und wird beim Vorkanten mit dem kompletten Blech nach unten gedrückt. Am untersten Punkt fängt das Oberwerkzeug an den Druck auf das Blech zu übertragen. Das Blech wird auf den maximal möglich Winkel vorgekantet. Die Matrize besitzt im unteren Bereich eine Art Plane Fläche mit „Amboss“. Hier wird das Blech nach dem Vorkanten reingesteckt. Das Oberwerkzeug fährt erneut in die Matrize, drückt diese über die Federlagerung nach unten, und somit das Blech mit dem Amboss der Matrize platt.

Es besteht nach diesem Prinzip auch die Möglichkeit der Anwendung einer pneumatischen Zudrückmatrize. Hierbei wird Druckluft in einen hierfür vorgesehenen Zylinder gedrückt, der anstelle der Feder sitzt. Das Prinzip bleibt das gleiche. Pneumatische Zudrückmatrizen sind verschleißärmer, dafür in der Anschaffung kostenintensiver. Offene oder geschlossene Umschläge sind hier möglich.

Durch die vertikale Krafteinwirkung und das bereits vorhandene Wegmesssystem des Pressbalkens über optische Sensoren und Glasmessstäbe, haben Abkantpressen in der Regel keine Probleme mit offenen Umschlägen. Es werden keine zusätzlichen Module oder ähnliches für eine Verbesserung der Genauigkeit benötigt.

Beim Gesenkbiegen lassen sich offene Umschläge mit Blechdicken von bis zu 3,0mm Stahlblech 450 N/mm² realisieren, hierfür werden 70 Tonnen pro Abkantmeter benötigt, sowie 2,0mm V2A 700 N/mm² bei 50 Tonnen pro Abkantlänge. Bei geschlossenen Profilen sind ebenfalls Umschläge bis 3,0mm Stahlblech 450 N/mm² möglich bei 100 Tonnen pro Abkantmeter, sowie 2,0mm V2A 700 N/mm² bei 130 Tonnen pro Abkantmeter.

Hiermit bestätigen wir, dass Maschinenberatung.de diese Arbeit selbständig verfasst und keine anderen Quellen und Hilfsmittel verwendet hat. Wir weisen speziell darauf hin das sich verschiedene Vor- und Nachteile sowie Eigenschaften nicht auf alle Fabrikate anwenden lassen. Oft sind andere Faktoren maßgeblich entscheidend, auf welche Hersteller individuell eingehen, um somit Ihre Produkte zu verbessern. Dieser Text soll als ein genereller Leitfaden angesehen werden, welcher sich bedingt durch unsere langjährige Erfahrung so darstellt. Ausnahmen bestätigen aber auch hier die Regel.

München im November 2016

 

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