Generelle Unterschiede: Motor-Abkantmaschinen und Langabkantmaschinen

 

Der elementare Unterschied der beiden Schwenkbiegemaschinen liegt in der Bauweise und im Antrieb. Beide Maschinen arbeiten nach dem Schwenkbiegeverfahren, dem Biegeumformen mit drehender Werkzeugbewegung. Während Motor-Abkantmaschinen hauptsächlich mechanisch betrieben und mit einer Arbeitslänge von bis zu 4.000mm gebaut werden (vereinzelt auch länger erhältlich oder mit hydraulischen Antrieben), werden Langabkantmaschinen grundsätzlich hydraulisch angetrieben und mit einer Arbeitslänge von bis zu 12.000mm konstruiert (länger als Sonderanfertigung möglich). Wir erläutern Ihnen nachstehend detailliert die Unterschiede.

Motor-Abkantmaschinen / Motor-Schwenkbiegemaschinen

Diese Maschinenart wird in der Grundbauweise mit zwei seitlich abschließenden Maschinenständern, also in geschlossener Form gebaut. In den beiden Ständereinheiten rechts und links ist sowohl die Biegewange mit den entsprechenden Drehpunkten, als auch die Oberwange montiert. Übersetzungselemente der Antriebe sind im Seitenständer integriert. Der Biegewangenantrieb erfolgt in den meisten Fällen komplett mechanisch. Die mechanischen Komponenten bestehen hauptsächlich aus Zahnrädern und Ketten. Die Oberwange wird entweder über einen Exzenter-Mechanismus, in Wellen, Gewindespindeln oder seltener hydraulisch mit Zylindern verfahren, je nachdem welche Klemmkraft benötigt wird. Der größte Vorteil der mechanischen Übersetzung ist die Schnelligkeit der Maschine in den Arbeitszyklen. Aber auch hier sind Unterschiede vorhanden. Oberwangen die mit Gewindespindeln angetrieben werden sind langsamer als Wellen oder Exzenter-Mechanismen, allerdings ist die Klemmkraft hier deutlich höher, was die Zudrückleistung steigert und einen Vorteil bei Umschlägen und beim Falzen von Blechen bedeutet.

Die Blechdicken-/Radiuseinstellung erfolgt über die Biegewange. Diese lässt sich entsprechend absenken (Biegewangenabsenkung), entweder manuell/mechanisch oder motorisch (selten hydraulisch). Bei letzterem somit automatisch über eine CNC-Steuerung. Es gilt zu unterscheiden ob sich lediglich die Biegewange absenkt, oder eine komplette Drehpunktverstellung erfolgt. Der Drehpunkt wird hierbei versetzt/angepasst. Letzteres dient zur zusätzlichen Optimierung der Biegeradien. Bei einigen Herstellern lässt sich zudem die Unterwange absenken/verstellen, damit sich diese der Biegewange anpassen kann. Dies ist von Vorteil um noch optimalere Biegeradien bei speziellen Anwendungsfällen zu erhalten (z. B. bei Radiuswerkzeugen). Die Bombierung zur Kompensation des Biegewinkels erfolgt über einen Vorspann-Mechanismus, welcher in der Biegewange integriert ist. Die Biegewange wird punktuell vorgespannt und dem Biegeprozess angepasst, um Verwindungen zu eliminieren. Dies erfolgt in der Regel manuell und mechanisch, kann aber auch motorisch oder sogar hydraulisch erfolgen, je nach Größe der Maschine. Auch existieren dynamische Bombiersysteme, bei welchen Sensoren die Durchbiegung automatisch messen und an die Steuerung übermitteln, damit eine entsprechende Korrektur der Bombierung vorgenommen werden kann.

Durch die Bauweise von nur zwei Ständereinheiten rechts und links, werden Motor-Abkantmaschinen in der Regel nur bis zu einer Abkantlänge von 4.000mm gebaut. Darüber hinaus wird die Bauform unwirtschaftlich, da die Maschinen mit Ihren Komponenten zu groß dimensioniert werden müssten, um eine entsprechende Leistung über die komplette Länge zu übersetzen. Die Biegewange wird bei Motor-Abkantmaschinen nur in den beiden Seitenständern gelagert und angetrieben, während dies bei Langabkantmaschinen von mehreren Punkten aus erfolgt (an jedem Ständer). Auch ist hier zu erwähnen das nicht alle Motor-Abkantmaschinen einen beidseitigen Antrieb besitzen, sondern gerade bei kleineren Maschinen oft die Biegewange von nur einer Seite angetrieben wird und die anderen Seite die Bewegung synchronisiert und simultan mechanisch, mithilfe einer Welle übersetzt. Bei Maschinen mit geringerer Biegeleistung wird dies aus Kostengründen so realisiert. Bei größeren Maschinen werden beide Seiten der Biegewange jeweils mit einem Motor angetrieben.

Bedingt durch die geschlossene Bauform ist dass Handling langer Bleche bei Motor-Abkantmaschinen umständlicher als bei Langabkantmaschinen. Dieser Nachteil wird durch die Möglichkeit kompensiert, dass Blech hinter der Maschine (oft auf langen Anschlagtischen) besser zu handlen. Dies ist wiederum bei Langabkantmaschinen nicht möglich, da diese durch die Maschinenständer hinten geschlossen sind. Einige Hersteller verbauen an Ihren Motor-Abkantmaschinen eine drehbare Oberwange. Beide Seiten der Oberwange sind hierbei mit einer Aufnahmeschiene für Werkzeuge ausgestattet. Dadurch können schnelle Werkzeugwechsel durchgeführt werden. Zudem besitzen beide Seiten der Oberwange eine unterschiedliche Geometrie. Je nachdem welches Profil gekantet werden muss, kann dies einen Vorteil darstellen.

Bei der Verwendung einer Rollenschere ist auf Einschränkungen zu achten. Motor-Abkantmaschinen können konstruktionsbedingt nicht mit einer Parkstation für eine solche ausgestattet werden. Die Rollenschere wird bereits im Arbeitsbereich in die Oberwange eingehängt bzw. installiert. Dadurch ist meist kein Abschnitt über die komplette Abkantlänge möglich. Auch werden (wenn überhaupt) nur manuelle Rollenscheren angeboten. Die meisten Hersteller bieten allerdings überhaupt keine Rollenschere an sondern raten zum Kauf einer Tafelschere.

Die Maschinen lassen sich sowohl mit einem Drehrad für die Biegewinkelvorwahl (Potentiometer), einer NC-Steuerung, als auch mit einer 3D-Grafik CNC-Steuerung mit automatischer Biegereihenfolgenberechnung ausstatten.

Ein großer Unterschied besteht auch bei der Nutzung von Werkzeugen. Bei Langabkantmaschinen ist in der Regel die Werkzeugschiene ein fester Bestandteil der Oberwange, die am Ende entsprechend geformt und geschliffen wurde, oder es wird eine Profilschiene verwendet die mit der Oberwange verschraubt wird. Dies ist aber nicht für schnelle Werkzeugwechsel vorgesehen, sondern für einen Austausch bei Verschleiß. Die Oberwange selbst besteht aus einem langen Flachmaterial, welches an den Ständereinheiten (i. d. R.) verschraubt wird. Dies ist für einen Austausch der Oberwange bei Verschleiß oder bei Instandhaltungsarbeiten (z. B. Richtarbeiten) vorgesehen. Auf Wunsch lassen sich oft Werkzeuge mit einer speziellen Geometrie anfertigen. Motor-Abkantmaschinen besitzen austauschbare Werkzeuge für die Oberwange. Das Portfolio an nutzbaren Werkzeugen ist hier recht umfangreich. Es lassen sich Scharfschienen, Rundschienen mit entsprechenden Radien oder auch Geißfußschienen verwenden bzw. schnell in die Maschine einsetzen. Einen großes Alleinstellungsmerkmal ist hier die Möglichkeit der Nutzung von segmentierten Werkzeugen, mit welchen sich auch Kästen realisieren lassen. Dies ist bei Langabkantmaschinen überhaupt nicht möglich. Ein Austausch der Werkzeuge erfolgt bei Motor-Abkantmaschinen recht schnell, je nachdem mit welcher Aufnahmeschiene die Maschine ausgestattet ist. Hier gibt es Schraub-/ oder Schnellwechselsysteme.

Die Tiefenanschläge bei Motor-Abkantmaschinen sind in verschiedenen Varianten erhältlich. Sie haben bei CNC-gesteuerten Maschinen in der Regel standardmäßig einen Meßbereich von bis zu 1.000mm, lassen sich aber gegen Aufpreis verlängern (1500mm, 2000mm, 3000mm usw.), und auch in Form individuell gestalten (z. B. U- oder J- Form) Da die Motor-Abkantmaschine nach hinten offen ist, gibt es hier kaum grenzen. Ebenso besteht die Möglichkeit für den Anwender bei größeren Anlagen die Maschine von hinten zu bedienen. Hierbei steht der Anwender im Bereich des Anschlags. Dies kann Vorteile bei Arbeitsabläufen oder für den Produktionsprozess haben, oder ist je nach Profil besser für das Handling der Bleche. Die Tiefenanschläge werden immer motorisch verfahren und sind mechanisch über Kugelumlaufspindeln oder Zahnstangengetriebe übersetzt. In den meisten Fällen werden Sie über einen AC-Servomotor angetrieben. Es stehen verschiedene Typen von Anschlagfingern zur Verfügung.

Langabkantmaschinen

Die Langabkantmaschine ist in Ihrer Bauweise mit deutlich mehr und zudem einer variablen Anzahl von Ständereinheiten ausgestattet, welche in einem Abstand über die komplette Maschinenlänge verteilt sind. An den Ständereinheiten ist die Oberwange montiert. Die Anzahl und Entfernung der Ständereinheiten variiert je nach Maschinenlänge und der maximalen Biegeleistung. Je länger die Maschine und je höher die Biegeleistung, desto enger stehen die Ständereinheiten zusammen, desto massiver sind diese, und desto mehr werden über die Maschinenlänge verbaut. Jede Ständereinheit besitzt einen eigenen Oberwangenzylinder. Mit einer zunehmenden Anzahl von Ständereinheiten erhöht sich bei gleichbleibender Abkantlänge zudem die Zudrückleistung der Maschine. Die ganze Konstruktion ist seitlich offen und für das Handling langer Bleche bestens geeignet, dadurch aber nach hinten geschlossenen und in der Tiefe begrenzt. Jede Maschine besitzt eine begrenzte Einlegetiefe, welche in der Regel 1.000mm oder heute vermehrt 1.250mm ist. Für die Rollenschere ist eine Parkstation möglich, und es kann somit über die komplette Maschinenlänge geschnitten werden.

Langabkantmaschinen werden ausschließlich hydraulisch angetrieben. Die hydraulische Energie wird über Ober-/ und Biegewangenzylinder übertragen. Es existieren mechanische Übersetzungen im Bereich des Tiefenanschlags und der Biegewange. Oft wird auch die Rollenschere hydraulisch angetrieben und mit einem Stahlseil gezogen. Üblicherweise werden Langabkantmaschine ab einer Baulänge von 4.000mm bis zu einer Baulänge von 12.000mm angeboten (Sonderlängen lassen sich realisieren). Die gängigen Baulängen befinden sich aber im Bereich von 4.000mm – 8.000mm, speziell 6.000mm. Es lassen sich Blechdicken von bis zu maximal 4,0mm Stahl (400 N/mm²) verarbeiten.

Die Bombierung sowie Blechdicken-/Radiusverstellung erfolgt anders als bei der Motor-Abkantmaschine nicht über die Biegewange sondern über die Ständereinheiten. Bei der Radiusverstellung werden alle Ständereinheiten entsprechend der Blechdicke über die CNC-Steuerung etwas vor oder zurück gesetzt. Somit setzt die Profilschiene an der Oberwange etwas zurück, weiter vorn, oder parallel der Unterwange auf, und gleicht somit den Luftspalt zur Biegewange aus, je nachdem welches Material oder welche Materialdicke gekantet wird. Die Bombierung bzw. Winkel-Kompensation erfolgt über die Vorspannung einzelner Ständereinheiten. Diese können individuell justiert werden. In der Regel erfolgt dies manuell durch den Anwender.

Bei Langabkantmaschinen stehen bei vielen Herstellern alle Steuerungsarten zur Verfügung. Von einer konventionellen 2-Achsen Steuerung, oder einer numerischen Steuereinheit bis hin zu einer 3D CNC-Steuerung mit automatischer Biegereihenfolgenberechnung und Schnittstelle zum Auslesen von externen CAD/CAM Dateien.

Die Rollenscheren werden ebenfalls (meistens) hydraulisch angetrieben (auch manuell erhältlich), und verfahren somit anders als bei den Motor-Abkantmaschinen automatisch. Es können Abschnitte von 1,5mm Stahl 400 N/mm² realisiert werden (auch Varianten bis 3,0mm Stahl sind verfügbar).

Die Anschläge besitzen verschiedene Übersetzungsmechanismen. In der Regel werden diese aber von einem Zahnriemen über eine Profilschiene gezogen. Bei konventionellen Steuerungen (2-Achsen) gibt es bei wenigen Herstellern noch die Möglichkeit eines manuellen Anschlagsystems, welches über ein Handrad verfahren wird. Es stehen verschiedene Anschlagfinger-Typen zur Verfügung.

Doppel-Abkantmaschinen

Sowohl im Bereich der hydraulischen Langabkantmaschinen als auch im Bereich der Motor-Abkantmaschinen existieren seit nun knapp zwei Jahrzehnten auch Doppel-Abkantmaschinen. Hier erfolgt das Schwenkbiegen von unten und von oben. Die Maschinen sind entweder mit zwei Biegewangen ausgestattet (oben und unten), oder besitzen eine Biegewange welche die Möglichkeit besitzt sich zu entkoppeln und am unteren oder oberen Drehpunkt wieder einzuhängen. Das Blech wird hierbei umfahren, da die Biegewange sich aus einer Halterung nach hinten versetzt.

Die Version mit zwei Biegewangen ist ausschließlich bei Langabkantmaschinen anzutreffen, während die Version mit einer Biegewange nur bei Motor-Abkantmaschinen wiederzufinden ist. Dies hat konstruktionsbedingte Gründe, da sich zum einen keine zwei Biegewangen an einer Motor-Abkantmaschine installieren lassen, und es andersrum keine Möglichkeit gibt eine Langabkantmaschine mit nur einer entkoppelbaren Biegewange auszustatten, da diese anders als bei der Motor-Abkantmaschine an allen Ständereinheiten befestigt wird.

Durch das Doppelbiegen ist positives und negatives Biegen möglich. Das Drehen des Profils entfällt vollständig, das Wenden des Profils in den meisten Fällen auch. Hilfspersonal wird somit kaum noch benötigt, da das Blechhandling praktisch entfällt. Eine Doppelbiegemaschine stellt immer eine automatische bzw. halbautomatische Maschine dar. Die einzelnen Kantvorgänge müssen nicht mehr manuell bestätigt bzw. ausgelöst werden. Die Maschine fährt ein festgelegtes Programm ab. Sollte das Eingreifen des Anwenders (durch Wenden) doch noch notwendig sein, wird dies an der Maschine angezeigt und der Biegeprozess stoppt bis der Anwender die Aktion durchgeführt und bestätigt hat.

Große Unterschiede bestehen bei Doppelabkantmaschinen (mit zwei Biegewangen) im Anschlagsystem. Hierbei werden zwei verschiedene Systeme verbaut. Zum einen der vollautomatische Anschlag, welcher die Möglichkeit besitzt bereits gekantete Profile mit Klemmfingern zu Übergreifen, und somit das Blech sowohl schieben als auch ziehen kann. Hierbei wird zwischen pneumatischen und hydraulischen Klemmfingern unterschieden. Pneumatische Klemmfinger können ein kleineres Anschlagmass realisieren. Dafür können hydraulische Klemmfinger eine größere Schenkelhöhe übergreifen. Zum anderen werden auch konventionelle Anschlagsysteme mit Anschlagfingern verbaut, welche das Blech zwar schieben aber nicht umgreifen oder ziehen können (halbautomatisch). Hierbei ist es häufiger notwendig dass das Blech durch den Anwender manuell neu positioniert werden muss.

Einige Hersteller bieten als Option einen automatischen Einzugstisch an. Hierbei wird das Blech nach dem Einlegen automatisch eingezogen und am Anschlag geklemmt. Auch werden optional zusätzliche Vakuum-Greifer angeboten, welche vorgekantete Profile am Anschlag positionieren. Zudem existieren Kurzteilklemmfinger die besonders kurze Werkstücke rechtwinklig einspannen können (optional). Diese bestehen aus einer Einheit mit zwei Klemmfingern nebeneinander. Hierbei können kurze Werkstücke ordentlich eingespannt werden, die ansonsten bedingt durch Ihre Länge, nur durch einen einzelnen Finger geklemmt werden könnten. Konische Anschlagmöglichkeiten stehen genauso wie bei konventionellen Maschinen zur Verfügung. Hierbei wird entweder eine zusätzliche konische Anschlageinheit verbaut, mit welcher sich besonders hohe Konizitäten realisieren lassen, oder die komplette Anschlageinheit lässt sich über einen Drehpunkt schrägstellen. Bei letzterem ist zwar die mögliche Konizität geringer als bei einer autonomen Einheit, dafür können aber alle Anschlagfinger genutzt werden.

Bei Doppelabkantmaschinen haben die Multiproportionalen Hydraulikaggregate in jüngster Vergangenheit eine immer größer werdende Bedeutung. Diese können mehrere Achsen der Maschine simultan bewegen. Das bedeutet das eine Achse nicht auf die vollständige Beendigung der Achsbewegung einer anderen warten muss, sondern bereits mit Ihrem programmierten Verfahrweg starten kann, bevor die andere zum stehen kommt. Das beschleunigt die Arbeitsprozesse bei diesen Voll- oder Halbautomaten enorm.

Hiermit bestätigen wir, dass Maschinenberatung.de diese Arbeit selbstständig verfasst und keine anderen Quellen und Hilfsmittel verwendet hat. Wir weisen speziell darauf hin, dass 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 September 2016

 

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