Biegevorrichtung für Rohre

Volker Cseke

Der Bau einer Biegevorrichtung für Rohre

"Hallo, ich stehe vor dem Bau einer Haube für einen alten Segler. Wie biege ich 2 bzw. 3mm Messingrohr?"
Aus dieser Frage im Forum entstand die folgende Anleitung zum Bau einer Vorrichtung zum Biegen von Rohren:

Das Prinzip

Ein Messingrohr mit den vorgegebenen Wandstärken muss beim Biegen gestützt werden. Dies ist von innen oder von außen möglich.  Von innen geht das allerdings sehr schlecht, da sich nur extrem feiner Sand noch einfüllen und verdichten lässt. Ausgießen oder Füllen mit niedrig schmelzenden Metallen hat den Nachteil, dass man nicht immer alles wieder sauber heraus bekommt.

Also bleibt nur das Stützen von außen. Jeder kann sich vorstellen, dass ein Rohr, welches in einem Klotz steckt, in den ein Loch mit dem Rohrdurchmesser gebohrt wurde, sich beim Biegen innerhalb des Klotzes nicht verformt, sondern nur der Teil, der sich außerhalb des stützenden Klotzes befindet.
Wenn die Länge des Klotzes sehr viel kleiner als das Rohr ist, wird das Rohr immer noch genau an der Stelle des Klotzes gestützt. Jedes Rohrbiegegerät geht diesen Weg. Das Rohr liegt beim Beginn des Biegens an einer Scheibe mit einer Nut, die genau den halben Querschnitt des Rohres hat. Von der anderen Seite wird jetzt eine Rolle mit der gleichen Nut dagegen gepresst. Folglich ist das Rohr an einer Stelle komplett umfasst und gestützt. Wenn jetzt die äußere Rolle über der inneren Rolle abrollt, so wird das Rohr um die innere Rolle gebogen, dabei aber immer gestützt.

Die Rahmenbedingungen

2,5cm bis 5cm Biegeradius (zur Sicherheit machen wir daraus 15 bis 60mm).

• Es geht auch noch etwas enger und natürlich auch weiter, aber man muss ja irgendwo anfangen. Das Wesentliche ist nur, dass man für jeden Biegeradius eine passende Innenrolle braucht.

3mm Rohr

3mm Rundmeißel

• Kaufen oder selbst fertigen (kaufen kann man bei DEUSS, Katalog-Seite 37 (Preis-seh-und-stöhn). Der Meißel muss passen, sonst wird das Rohr so rund wie der Meißel, das Selbermachen wird weiter unten erläutert.

Im Anhang gibt es eine Materialliste, passend zu WILMS, benötigt werden an Werkzeugen Feile, Bohrer, Gewindeschneider, Schrauben und Kleinkram.

Die Anfertigung des Rundmeißels

Vor der Frage nach der Anfertigung des Drehmeißels stand ich auch vor einiger Zeit. Es galt, eine Rundbiegemaschine für Ringe aus 3 mm Edelstahlrohr mit einem Ringdurchmessern von ca. 50 mm zu entwerfen. Als erstes wurde natürlich erst mal geschaut, wo man etwas abkupfern kann. Im Ansatz fündig wurde ich bei:

Frank Arbeiter: Besseres Drehen und Fräsen (NV-Verlag)

4.2.5. Radiendrehmeißel für konkave Radien Bei Radiendrehmeißeln der nachfolgend beschriebenen Art gibt es keine Beschränkungen hinsichtlich der Radiengröße. In der HSS - Ausführung ist allerdings nur eine Größe bis R <= 3 sinnvoll. Ein Stück rundes HSS- oder HM - Material wird unter Einhaltung eines Freiwinkels an einen runden Schaft hartgelötet. Im Falle des HSS - Materials muss man aber schon sehr gut hartlöten können - andernfalls wird die Schneide weich. Als Lot muss Silberlot L-Ag40Cd und ein geeignetes Flussmittel Verwendung finden. Das Erhitzen auf die Arbeitstemperatur von 610°C und das Löten muss spätestens nach 60s abgeschlossen sein. Eine geschickte Wärmeführung, bei der zuerst das Schaftmaterial erwärmt wird, ist ebenfalls Voraussetzung für ein Gelingen, d. h. kein nennenswerter Härteverlust. Im Falle des HM - Materials kann das gleiche Lot nur bei sehr hoch kobalthaltigen HM - Sorten eingesetzt werden. Bei anderen Sorten muss ein Speziallot für Hartmetalle verwendet werden. Zu bedenken ist aber, dass die Möglichkeit vorhanden sein muss, die HM - Schneide zu schleifen. (HM – Hartmetall)

Wenn man jedoch die vielen Wenn und Aber liest, kommt einem sofort in den Sinn, dass es auch anders gehen müsste. Da wir unsere Biegerollen aus Alu oder Messing machen, sind die Zerspannungskräfte nicht so hoch. Vielleicht geht ja auch ein Klemmhalter.

Der Grundgedanke mit dem Drehling gefiel mir schon mal. Die 3mm HSS-Stähle sind preiswert zu bekommen. Der Halter aus ST37k ist kein unüberwindliches Problem, auch wenn man keine Fräse hat. Man kann und darf gerne bei mir anfragen, vielleicht habe ich ja Zeit und ich bin käuflich - zumindest wenn es um die Herstellung der Grundform geht.

Mein Entwurf sieht so aus: Der Halter fixiert formschlüssig den Drehling. Mit einem Gewindestift kann die Schneidkantenhöhe exakt eingestellt werden und ein zweiter Gewindestift übernimmt die Sicherung gegen Verdrehen und Verlieren. Da der Halter keine großen Kräfte aufnehmen kann, sollte der 3mm Halbrund mit einen Spitzmeißel vorgearbeitet werden. Da der Keilwinkel 0° beträgt, bewegen wir uns im Bereich des Schabens.

Die Profilverzerrung bei dem gewähltem Freiwinkel von 8° beträgt mal gerade 14/1000mm. Ich denke, die Ungenauigkeiten im Rohr gehen in dieser Toleranz auf.

Hier die Übersichtszeichnung:

Schritt 1

Ausgangspunkt ist ein ST37k Flachstahl mit ca. 120x25x10mm. Dieses Material ist bei WILMS preiswert zu bekommen, wenn man keine günstigere Quelle hat. Der Baustahl lässt sich noch ganz gut feilen und sägen.

Als Erstes wird sauber abgelängt und die Sägekanten werden gesäubert und entgratet. Auf einer Seite, als kleine Handübung, die Schnittfläche in alle Richtungen winklig überfeilen, um eine Bezugsfläche zu bekommen. Dann das Teil entfetten und auf 400er Papier abziehen. Als erstes den 8°-Keil anzeichnen.

Tip 1:
Wenn die Malerei mit der Anreißfarbe nicht klappt oder keine zur Hand ist, einen EDDING 5000 nehmen - die Großen mit dem ganz dicken Strich - geht sehr gut, ist fast in jedem Supermarkt zu bekommen und färbt gut ein. Ich bevorzuge schwarz.

Den Keil an allen Seiten auszeichnen und dann die Eckpunkte und Linien mit Körnerschlägen ganz vorsichtig markieren. Bei den Linien ist der Abstand der Körnerschläge nicht so wichtig, sondern die genaue Lage auf der Linie. Wenn man gut angerissen hat, so ist mit einem kleinen, spitzen Körner die Linie zu ertasten und die Spitzen des Körners genau in die Linie zu stellen.

Tip 2
Einen kleinen, feinen Körner kann man sich gut aus einem abgebrochenen Gewindebohrer machen. Und selbst wenn man keinen abbricht, lohnt sich der Kauf eines M3-Bohrers und der Umschliff auf eine kegelige Spitze mit ca. 80°. Wie man eine schöne Spitze schleift wisst ihr. -- Ja, Ja - den Gewindebohrer in den Stiftschleifer spannen, den Schleifbock anwerfen und den Stiftschleifer mit kleiner Drehzahl drehen lassen. Jetzt den Gewindebohrer vorsichtig unter dem gewünschtem Winkel an die Scheibe halten. Kühlen nicht vergessen! Zum Schluss noch das Vierkantende des Gewindebohrers gerade schleifen und schon ist der Microkörner für die Kontrollkörnungen fertig.

Anschließend wird der Keil sauber ausgearbeitet. Alle Ankörnungen sind nur noch zur Hälfte zu sehen und die Fläche des Winkels ist schön eben. Ich weiß - wenn man es nicht jeden Tag macht, ist es eine Herausforderung. Aber wir wären nicht hier, wenn wir Herausforderungen nicht annehmen würden. Wenn der erste Keil gar nicht gelingen will, ruhig noch mal versuchen. Bis jetzt ist nur etwas Arbeitszeit und für 0,5 Euro Material verbraucht worden. Deshalb das Stück Flachstahl erst nach Fertigstellung des Winkels abschneiden.