Lernfeld 7 · Prüfung Teil 1

Kaltumformen, Biegevorrichtungen und Profilbiegemaschinen

Kaltumformen im Metallbau: Biegen von Flachstahl, Profilen und Rohren, Biegevorrichtungen, Profilbiegemaschine, Segmentbögen und Ovalität.

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Darum geht es

Viele Bauteile des Metallbaus entstehen durch Kaltbiegen: Geländerbögen aus Flachstahl, Handläufe aus Rohr, Torbögen aus Rechteckrohr oder Winkelstahl. Kalt gebogen wird ohne Anwärmen, das spart Energie und Zunder, verlangt aber mehr Kraft und einen ausreichend großen Biegeradius. Flachstahl biegt man bevorzugt flach; hochkant gebogen verzieht sich der Querschnitt zum Trapez, die Innenkante staucht sich und die Außenkante wird dünner.

Für Einzelstücke reichen Biegegabel, Windeisen und Schablonen. Für Serien baut man Vorrichtungen, etwa eine Biegeplatte mit Lochraster und Steckbolzen, damit jedes Teil gleich wird. Große Radien entstehen auf der Dreiwalzen-Profilbiegemaschine durch schrittweises Zustellen der Rollen. Rohre werden auf Rohrbiegemaschinen über eine Biegeform gebogen; die Außenwand wird dünner, der Querschnitt oval. Die Ovalität vergleicht man mit der Vorgabe aus Auftrag oder Herstellerangabe.

Beim Aufmaß für Segmentbögen nimmt man Sehne und Stich auf und berechnet daraus den Radius; umgekehrt prüft man einen gebogenen Bogen mit einem Lineal als Sehne über die Stichhöhe. Nichtrostender Stahl wird nur mit eigenen Werkzeugen oder Kunststoffbacken gebogen, sonst entsteht Fremdrost. Rückfederung gleicht man durch Überbiegen aus, das am ersten Teil ermittelt wird.

Das solltest du dir merken

Flachstahl flach biegen, wenn die Gestaltung es zulässt; hochkant verzieht sich der Querschnitt.
Für Serien eine Biegevorrichtung oder Schablone verwenden.
Biegeradius bei Rohren auf die Rohrachse beziehen.
Edelstahl nur mit eigenen Werkzeugen oder Kunststoffbacken biegen.
Segmentbogen aus Sehne und Stich berechnen und mit der Stichhöhe prüfen.

Formeln

Radius eines Segmentbogens: $R = \frac{s ^{2} /4 + h ^{2}}{2 \cdot h}$; $R$ Radius in mm, $s$ Sehnenlänge in mm, $h$ Stichhöhe in mm
Stichhöhe bei bekanntem Radius: $h = R - R^{2} - (s /2)^{2}$; $h$ Stichhöhe in mm, $R$ Radius in mm, $s$ Sehnenlänge in mm
Ovalität eines gebogenen Rohrs: $O = \frac{D _{ma x} - D _{min}}{D} \cdot 100 %$; $O$ Ovalität in %, $D_{ma x}$ , $D_{min}$ größter und kleinster gemessener Durchmesser, $D$ Nenn-Außendurchmesser

Typische Fehler in der Prüfung

Im Segmentbogen den ganzen statt des halben Sehnenmaßes quadriert.
Edelstahlrohr auf demselben Werkzeug wie Baustahl gebogen; später zeigen sich Rostpunkte.
Rückfederung nicht am ersten Teil ermittelt und die ganze Serie zu offen gebogen.
Zweiten Bogen ohne Prüfung des ersten gebogen; der Fehler wandert ins ganze Teil.

Tipps aus der Werkstatt

Segmentbogen: R = (s²/4 + h²) / (2h); s ist die ganze Sehne, s²/4 das Quadrat der halben. Häufigster Prüfungsfehler ist s² statt s²/4. Edelstahl nur mit eigenem Werkzeug oder Kunststoffbacken biegen, sonst rostet der Handlauf.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

14 Aufgaben zu „Kaltumformen, Biegevorrichtungen und Profilbiegemaschinen“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

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Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Metallbauer/-in (2002), Lernfeld 7 (Herstellen von Umformteilen). Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.