Schwenkbiegemaschinen Ratgeber
Schwenkbiegemaschinen gehören zu den ältesten bekannten Industriemaschinen. Eine Schwenkbiegemaschine nutzt eigentlich ein relativ einfaches technisches Prinzip, um trotzdem Biegearbeit hocheffektiv auszuführen. In der Grundform wird zwischen starrer Ober- und Unterwange ein Blech eingespannt und dann von einer Biegewange mit Hebelkraft bewegt, um das Werkstück entlang der Wangen in eine Winkelform zu biegen.
Biegeumformen durch Schwenkbiegemaschine und Schwenkbiegen
So wie beim Rundbiegen oder Walzbiegen erfolgt das die Bearbeitung des Werkstücks beim Schwenkbiegen durch ein drehendes Werkzeug. Das Schwenkbiegen gehört zu den Fertigungsverfahren zum Umformen bzw. Biegeumformen und eignet sich besonders gut zum Biegen von Blechen, deren Randbereich umgeformt werden soll. Das Schwenkbiegen gehört zu einer der häufigsten Anwendungen im Rahmen von Fertigungsverfahren zum Umformen und wird dem entsprechend häufig sowohl in Handwerksbetrieben, als auch in der Industrie verwendet.
Durch Schwenkbiegen bearbeitende Materialien für zahlreiche Produkte
Das Schwenkbiegen eignet sich bestens zur Bearbeitung von Zinkblechen sowie Blechen aus Stahl bzw. Edelstahl, Aluminium, Kupfer und andere flächigen Materialien aus Kunststoff. Je nach Größe und Ausführung einer Schwenkbiegmaschine kann man Werkstücke mit unterschiedlichen Arbeitslängen sowie verschiedenen Blechstärken verarbeiten. Dabei bestimmt die Größe der Maschine auch die maximale Öffnungsweite und damit die größtmögliche Breite der zu biegenden Werkstücke.
Mit einer Schwenkbiegemaschine kann man Edelstahlbleche oder beschichtetes Blech mit empfindlicher Oberfläche biegen, weil sich das Werkzeug beim Biegen kaum auf der Oberfläche der zu biegenden Materialien bewegt. Da bei einer Schwenkbiegmaschine das Werkstück eingespannt wird, erlaubt die Maschine auch das Schwenkbiegen von Lochblechen. Auch das so genannte Stepbiegen ist möglich, bei dem kurze Segmente aneinandergereiht werden, um beliebige Radien zu biegen.
Die durch Schwenkbiegen hergestellten Werkstücke eignen sich für viele Zwecke. So werden beispielsweise Türen, Möbelteile, Schilder, Gehäuse und Verkleidungen bzw. Teile dafür daraus hergestellt.
Schwenkbiegemaschinen gibt es mit manuellem oder mit motorischem Antrieb für fast jede individuelle Anwendung
Handelsüblich steht ein breites Sortiment von Schwenkbiegemaschinen unterschiedlicher Bauarten zur Auswahl. Dabei ist die Bandbreite der am Markt verfügbaren Schwenkbiegemaschinen ist so groß, dass es praktisch für jede individuelle Anforderung die passende Maschine gibt.
So genannte 2-fach segmentierte Schwenkbiegemaschinen verfügen über Ober- und Biegewange, während 3-fach segmentierte Schwenkbiegemaschine über Ober-, Unter- und Biegewange verfügen. Der Druck zum Einspannen der Werkstücke zwischen Ober- und Unterwange wird bei Schwenkbiegemaschinen durch eine Spindel, einen Exzenter oder durch Hydraulikstempel erzeugt. Die dazu benötigte Kraft kann rein manuell erzeugt werden. Manuelle Schwenkbiegemaschinen eignen sich vorzugsweise zum Bearbeiten kleiner bis mittlerer Mengen und werden deshalb meist in der Werkstattfertigung bzw. in handwerklichen Betrieben eingesetzt.
Im Gegensatz zu den rein manuell bedienten Maschinen werden die Werkzeuge bzw. deren Antriebe motorisch angetriebener Schwenkbiegemaschinen mit Hilfe von Elektromotoren bewegt. Je nach Bauart wird die Motorleistung einer Schwenkbiegemaschine entweder über einen Spindelantrieb, hydraulisch oder durch einen Kettenantrieb übertragen. Allgemein sind motorisch angetriebene Maschinen spätestens ab mittelgroßen Anwendungen zum Schwenkbiegen sinnvoll. So werden motorisch angetriebenen Schwenkbiegemaschinen im Gegensatz zu den manuellen Maschinen auch in der industriellen Fertigung eingesetzt. Dort teilt man die Biegevorgänge zum Schwenkbiegen häufig auf mehrere Stationen auf, um komplexere Biegeteile ohne Werkzeugwechsel fertig zu stellen zu können. Darüber hinaus werden mit Motorantrieb versehene Schwenkbiegemaschinen auch in Verbindung mit Maschinen anderen Typs eingesetzt. Dabei ist von Vorteil, dass motorische Schwenkbiegemaschinen auch durch CNC-Steuerungen programmierbar sind und sich deshalb besonders gut für eine Integration in Gesamtproduktionsprozesse von Großfertigungen eignen.
Präzision der Biegewinkel beim Einsatz von Schwenkbiegemaschinen
Die Genauigkeit einer modernen Schwenkbiegemaschine sichert die exakte Wiederholung einmal eingestellter Biegevorgänge, denn das Schwenken der Biegewange führen Schwenkbiegemaschinen mit großer Genauigkeit aus. Diese Präzision sichert auch bei Wiederholung eines Biegevorgangs eine gleich bleibend exakte Ausführung der Biegeteile. Auch Ungenauigkeiten beim Zuschnitt werden beim Einsatz einer Schwenkbiegemaschine teilweise ausgeglichen, da beim Schwenkbiegen nicht nur der einzelne Biegeschenkel, sondern das gesamte zu bearbeitende Teil angeschlagen wird.
Ein weiteres Problem beim Umformen durch Biegen stellen häufig Toleranzen in der Blech- bzw. Materialdicke dar, die das Biegeergebnis beeinflussen können. Da beim Schwenkbiegen die Biegewange der Maschine immer die Außenseite des zu biegenden Materials bzw. Blechs als Referenz annimmt, haben beim Schwenkbiegen Toleranzen in der Materialdicke praktisch keinen Einfluss auf die Qualität des Biegeresultats. Für besonders exakte Biegeergebnisse ist es bei einer Schwenkbiegemaschine jedoch unerlässlich, die richtige Einstellung zum Verschieben des Biegeradiusmittelpunkts zu wählen.
Zusätzliche Bombierung – Die Steifigkeit einer Schwenkbiegemaschine und ihrer Werkzeuge erhöht die Geradheit der Biegung
Die Stabilität der Maschinenkonstruktion bestimmt entscheidend deren Steifigkeit und damit auch über die gerade Ausführung von Biegungen bzw. Biegekanten. Robuste Ganzschweißstahlkonstruktion des Rahmens bzw. Gestells einer Schwenkbiegemaschine tragen wesentlich zur Steifigkeit der Maschinen bei. Mindestens genau so wichtig für die Steifigkeit ist die Qualität der Werkzeuge. So federn die unter Druck stehenden Wangen bei wachsender Blechdicke der Werkstücke immer stärker zurück und erfordern deshalb zur Sicherung der Steifigkeit und Präzision eine zusätzliche Ausstattung der Maschine in Form von Bombiersystemen.
Bei der Bearbeitung von Dünnblechen sorgt schon eine tiefe Biegewange dafür, dass kein Bombiersystem zur Verbesserung der Steifigkeit benötigt wird. Erst bei Verarbeitung von relativ stärkeren Blechdicken ist ein Einsatz von Bombiersystemen empfehlenswert, um beim Biegevorgang die Durchbiegung der Biegewange zu kompensieren. Bombiersysteme erhöhen dann die Biegewange in der Mitte, um Durchbiegungen der Biegewange zu kompensieren.
Grundsätzlich unterscheidet man zwischen einer statischen und einer dynamischen Bombierung. Eine statische Bombierung gewährleistet unabhängig vom zu biegenden Winkel, dass eine eingestellte Krümmung der Unter-, Ober- oder Biegewange über den gesamten Biegevorgang hinweg gleich bleibt.
Die dynamische Bombierung erlaubt eine Anpassung an die Rückfederungskraft der Wangen. Die Rückfederungskraft beim Biegen hängt von der Stärke des Materials, von seiner Festigkeit sowie der Walzrichtung des Blechs ab. Entscheidend ist jedoch der zu biegende Winkel, der die Krümmung der Biegeschiene und damit die Rückfederungskräfte beim Biegeprozess stark beeinflusst. Hier sorgt eine dynamische Bombierung für die Lösung des Problems. Die dynamische Bombierung einer Schwenkbiegemaschine erlaubt es dem Bediener, die Biegeschienenkrümmung während des Biegeprozesses zu ändern und damit an die Rückfederungskräfte während eines Biegevorgangs anzupassen.
Die Bedienung der Bombierung einer Schwenkbiegemaschine erfolgt relativ unkompliziert. Während die Bombierung bei manuellen Schwenkbiegemaschinen per Hand justiert wird, erfolgt die Einstellung der Bombierung automatisch, wenn die Maschine über eine Hydraulik verfügt.
Schwenkbiegen im Vergleich zum Biegen auf der Abkantbank bzw. auf einer Gesenkbiegemaschine
Schwenkbiegemaschinen werden auch als Abkantbänke bezeichnet. Die Bezeichnung Abkantbank für eine Schwenkbiegmaschine ist jedoch nicht zutreffend, da Abkantbänke nach dem Prinzip des Gesenkbiegens arbeiten. Richtigerweise kann man eine Abkantbank als Gesenkbiegemaschine oder als Gesenkbiegpresse bezeichnen.
Tatsächlich können plane Werkstücke wie vorzugsweise Bleche nicht nur auf einer Schwenkbiegemaschine, sondern auch auf einer Abkantbank gebogen werden. Dazu ist eine Abkantbank zum Biegen von Blech mit anderen Werkzeugen ausgestattet als eine Schwenkbiegemaschine. Ein auch als Schwert bezeichneter Biegestempel dient als Oberwerkzeug, dem als Unterwerkzeug ein so genanntes Biegegesenk gegenüberliegt. Das Biegegesenk ist zum Biegestempel hin mit einer v-förmigen Öffnung versehen und bildet sozusagen eine Matrize, welche die gewünschte Biegung des Werkstücks vorgibt. Vor dem Abkanten wird das Blech zwischen dem Stempel und dem Gesenk positioniert. Das Biegen selbst erfolgt dann beim Abkanten bzw. Gesenkbiegen durch eine Abwärtsbewegung des Biegestempels. Dieser drückt das Werkstück in das Gesenk, sodass das Blech die Form der v-förmigen Matrize annimmt.
Einer der größten Nachteile einer Abkantbank im Vergleich zu einer Schwenkbiegemaschine besteht darin, dass das Verfahren des Gesenkbiegens bei Biegen sehr kurzer Schenkel schnell an seine Grenzen stößt. Mit einer Schwenkbiegemaschine hingegen kann man auch sehr kurze Schenkel ohne große Probleme biegen.
Außerdem bewegt sich das Werkstück bei dieser Art des Biegevorgangs vor allem gegen das Gesenk, das dadurch einem gewissen Verschleiß unterliegt. Umgekehrt wirkt sich die Scheuerbewegung auch auf das zu biegende Material aus, sodass zum Beispiel Bleche mit empfindlicher Oberfläche in der Regel nicht durch Abkanten bzw. Gesenkbiegen auf einer Abkantbank umgeformt werden.
Die Steuerung und Automatisierung von Schwenkbiegmaschinen
Mit einer modernen CNC-Steuerung stellen sich Schwenkbiegemaschinen automatisch auf die Dicke der zu verarbeitenden Werkstücke sowie auf den gewünschten Biegeradius ein. Die Steuerung ermittelt die erforderliche Biegefolge und zeigt die benötigte Zuschnittlänge. Dabei berücksichtigt die Steuerung bereits die Biegeverkürzung, um zum Beispiel genaue Abwicklungen für die Laserstrahlfertigung oder das Stanzen zu gewährleisten. Darüber hinaus erleichtern moderne CNC-Steuerungen mit gespeicherten Biegeprogrammen die Bedienung von Schwenkbiegemaschinen, indem der für jedes Werkstück programmierte Biegevorgang von der Maschine automatisch ausgeführt wird und der Bediener der Schwenkbiegemaschine während des Biegevorgangs jeden einzelnen Biegeschritt kontrollieren kann.
Schwenkbiegemaschinen lassen sich gut automatisieren und eignen sich deshalb auch zur Integration in flexible Fertigungszellen. Werden Schwenkbiegemaschinen mit der neuesten Generation der Steuerungstechnik kombiniert, sind die Maschinen nicht nur effizienter, sondern eignen sich besonders gut zur Integration in komplexere Fertigungsprozesse.
Die Bedienung von Schwenkbiegemaschinen ist unkompliziert
Auch wenn Schwenkbiegemaschinen sich z.B. in der Antriebsart, der Arbeitsgeschwindigkeit und der möglichen Blechdicke der Werkstücke unterscheiden, so ist der Arbeitsvorgang jeder Schwenkbiegemaschine grundsätzlich der gleiche. Zuerst wird das Werkstück durch ein Anschlag- und Hochhaltesystem positioniert. Danach spannt die Oberwange das Werkstück gegen die Unterwangen, sodass das Werkstück schließlich durch die Biegewange auf den jeweils gewünschten Winkel gebogen werden kann.
Um die flächigen Werkstücke wie Bleche mit der der Oberwange spannen zu können, wird diese je nach Bauart der Schwenkbiegemaschinen durch Spindeln, Exzenter oder Hydraulikzylinder bewegt und fixiert. Die meistens Schwenkbiegemaschinen sind mit einem Hochhaltesystem ausgestattet. Hochhaltesysteme sorgen dafür, dass ein Bediener ausreicht, um selbst schwere und große Werkstücke alleine zu handhaben. Das flächige Werkstück bleibt beim Biegen in der Maschine liegen, ohne z.B. vom Bediener oder einer mechanischen Vorrichtung zusätzlich gehalten werden zu müssen.
Richtiges Einstellen der Wangen verhindert Materialbruch und Rissbildung. Bei Schwenkbiegemaschinen, die Dünnbleche verarbeiten, reicht es meistens, nur die Biegewange auf die Blechdicke einzustellen. Bei dickeren Blechen mit Stärken von mehr als ca. 2 mm ist für exakte Ergebnisse sowohl die Biegewange als auch die Unterwange einzustellen. Ein Werkzeugwechsel ist bei den meisten Schwenkbiegemaschinen innerhalb weniger Minuten möglich und wird durch automatisches Spannen der Ober- und Biegewange noch weiter erleichtert.
Das Maschinengewicht spielt vor allem dort eine Rolle, wo es um den mobilen Einsatz von Schwenkbiegemaschinen geht. Kleinere, manuell betriebene Schwenkbiegemaschinen sind leicht transportabel und deshalb auch für den mobilen Einsatz außerhalb fester Werkstätten zum Beispiel auf Baustellen einsetzbar. Die großen Maschinentypen werden stationär betrieben.
Die Bedienung einer Schwenkbiegemaschine stellt deshalb kaum spezielle Anforderungen an die Bediener, sodass in der Regel Einweisungen des Bedienpersonals ausreichen, um mit einem überschaubaren Übungsaufwand qualitativ gute Biegeergebnisse zu erreichen. Darüber hinaus machen Sicherheitsausstattungen wie Sicherheitsschaltungen und NOTAUS-Funktionen die Bedienung von Schwenkbiegemaschinen sicher. Lediglich bei großen, motorisch angetriebenen bzw. automatisch arbeitenden bzw. CNC gesteuerten Maschinen dieses Typs erfordert die Vorbereitung, Programmierung und Kontrolle der Fertigung zusätzliche Fähigkeiten vom Bediener. So muss unter anderem die Software von CNC-Schwenkbiegemaschinen auf die Eigenschaften des Materials sowie der verwendeten Biegewangen eingestellt werden. Zusätzlich sind ggf. die Bombierungen richtig zu justieren.
Schwenkbiegemaschinen sind robust, arbeiten verschleißarm und benötigen wenig Wartung
Schwenkbiegemaschinen sind sehr strapazierfähig und ihre meist robuste Konstruktion sorgt für lange Lebensdauer.
Da sich beim Schwenkbiegen die Bleche und die Werkzeuge kaum gegeneinander bewegen, arbeiten die Werkzeuge von Schwenkbiegemaschinen sehr verschleißarm. Dem entsprechend selten ist es nötig, Werkzeuge gegen neue auszutauschen und der Bedarf an Ersatzteilen dieser Art ist begrenzt.
Darüber hinaus gewährleisten die relativ einfache Bauweise und die ausgereifte Konstruktion von Schwenkbiegemaschinen nicht nur einen vergleichsweise störungsfreien Betrieb, sondern auch die Anforderungen an die Wartung sind relativ gering. In der Regel reicht es deshalb aus, die Wartung intern zu organisieren und nur in Ausnahmefällen sollte es nötig sein, für die Instandhaltung oder Reparatur externe Wartungsspezialisten hinzuzuziehen.
Für Schwenkbiegemaschinen ist Zubehör verfügbar
Die Maschinen und Werkzeuge sind flexibel einsetzbar. So reicht für die meisten Anwendungen ein universell einsetzbarer Werkzeugsatz, um Werkstücke verschiedener Blechdicken mit unterschiedlichen Schenkellängen Biegeradien und Biegewinkeln herzustellen. Für die individualisierte Anwendung von Schwenkbiegemaschinen ist jedoch auch Sonderzubehör erhältlich. Um mit einer Schwenkbiegemaschine Werkstücke unterschiedlicher Längen und Geometrien herzustellen, kann man die Oberwange, die Unterwange und die Biegewange der Maschine auswechseln. Mit Wangen unterschiedlicher Dimensionen wird die Schwenkbiegemaschine in die Lage versetzt, eine größere Vielfalt an unterschiedlichen Längen und Geometrien der zu biegenden Teile herzustellen.
Zur Erhöhung des Arbeitskomforts können die Maschinen zum Beispiel mit Ablagen für Werkzeuge oder Halterungen zur Befestigung von Zeichnungen ausgestattet werden und für mobil einzusetzende Schwenkbiegemaschinen sind zusätzliche Einrichtungen zur Erleichterung des Transports verfügbar.
Die Wirtschaftlichkeit beim Einsatz von Schwenkbiegemaschinen
Ganz gleich, ob im handwerklichen Umfeld oder in der industriellen Fertigung, durch den Einsatz von Schwenkbiegemaschinen werden Biegearbeiten nicht nur mit hoher Präzision, sondern auch rationell und wirtschaftlich erledigt. Weitere wirtschaftliche Vorteile bieten viele Typen von Schwenkbiegemaschinen auch durch ihren flexiblen Möglichkeiten bei der Ausführung unterschiedlicher Biegeteile und -verfahren. Eine relativ einfache Bedienung senkt die Arbeitskosten und schnelle Werkzeugwechsel senken auch die Rüstkosten. Darüber hinaus sorgen geringe Wartungskosten für wein wirtschaftliches Arbeiten mit Schwenkbiegemaschinen. Zusätzlich sorgt die robuste Bauweise sorgt für eine lange Lebensdauer von Schwenkbiegemaschinen.
Für unseren Schwenkbiegemaschine Vergleich und Ratgeber wurden 13 unterschiedliche Produkt berücksichtigt und verglichen.
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