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Biegeradiusberechnen.jpg

Hallo zusammen!
Ich beschäftige mich im Moment mit dem Thema Aluminiumrohre biegen. Zur Verfügung habe ich eine Rotationszugbiegemaschine, optional mit Biegedorn.
Leider kenne ich mich noch sehr wenig mit diesem Thema aus.

Ich wollte, bevor ich Tests durchführe, erst mal eine analytische Rechnung durchführen. Allerdings stellt sich die komplizierter dar als gedacht, zumal ich in Höhere Festigkeitslehre in der Uni nur die Elastizitätstheorie gelernt habe. Zudem fällt mir die praktische Anwendung schwer... Hat sich hier schon jemand damit beschäftigt? Ich wäre über jeglichen Input froh!
Zudem bin ich bei der Materialauswahl noch unsicher. Ich nehme an, dass ich eine duktile Legierung mit einer hohen Bruchdehnung brauche. Hat jemand Materialempfehlungen oder weitere Hinweise, was das Material können muss?`

Vielen dank schonmal!
Gruß, Moritz

[Diese Nachricht wurde von moritz123 am 05. Jan. 2016 editiert.]

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Du hast also diese Rotations-Zug-Biegemaschine zur Verfügung und sollst damit Alu-Rohre biegen.
Das klingt so, als ob Du an einem Institut oder in einer Firma gelandet bist, wo diese Maschine rumsteht und keiner weiß, was man damit machen kann.
Schon mal nach der Bedienungsanleitung gesucht? Mit ein bisschen Glück sind darin ja nicht nur die reinen Maschinenfunktionen erklärt, sondern auch die Anwendung, im Sinne: Welchen Werkzeugsatz mit / ohne Dorn nehme ich für welche Rohrabmessung und welchen Werkstoff?

An das gebogene Rohr werden ja im Allgemeinen so einige Anforderungen gestellt, und nur eine davon ist, dass es sich überhaupt biegen lassen muss. Insofern erscheint es mir etwas praxisfern, den Werkstoff allein nach den Umformeigenschaften auszuwählen.
Falls z. B. die Anwendung einen Werkstoff mit hoher Festigkeit und mäßiger Bruchdehnung verlangt, lassen sich evtl. immer noch Rohrbögen herstellen, wenn der Biegeradius groß genug gewählt wird.

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Ja ich bin Werksstudent in einer kleinen Firma. Ich bin in dieser Firma leider der einzige, der sich mit Aluminiumrohren biegen beschäftigen kann. Bisher werden nur Stahlrohre gebogen.
Ehrlichgesagt hab ich noch nicht nach der Bedienungsanleitung gesucht. Aber guter Tipp, ich werde mal nachfragen!

Leider habe ich auch nur diese vage Aussage "such eine Legierung die sich gut biegen lässt und probiere rum!". Mein erster Gedanke als Student war natürlich, erst mal theoretisch an die Sache heranzugehen. Aber das ging ja wie gesagt vorerst in die Hose.
Noch haben wir keinen Auftrag, d.h. keine speziellen Anforderungen an das Rohr. Es soll aber in die Richtung "medienführende Leitungen" gehen. Also Kühlwasserrohre, Hydraulikrohre und dergleichen.
Hast du denn eine Ahnung, wie ich meine Rahmenbedingungen berechnen kann? Materialdaten von ca. 10 Legierungen habe ich mir herausgesucht, die laut Internet "gut Umformbar" sind. Ich bräuchte halt einen Anhaltspunkt, wie ich für die Berechnungen vorgehen muss...

Gruß, Moritz

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10 gut umformbare Legierungen, das ist ja schon mal ein Anfang.
Dann frage doch mal Eure Halbzeuglieferanten, aus welchen dieser Werkstoffe Rohre im gewünschten Abmessungsbereich lieferbar sind.

(Ich gehe mal davon aus, dass Du fürs Probieren nicht beliebig viel Material bestellen darfst. Bei Abnahme von mehreren Tonnen könntest Du vermutlich so manchen Rohrhersteller überreden, Rohre aus Deinem Wunsch-Werkstoff zu fertigen.)

Ergänzung:
Was möchtest Du denn eigentlich rechnen?
Wenn auf der Maschine bereits Stahlrohre gebogen werden, dann schafft sie mit ganz hoher Wahrscheinlichkeit auch Alu-Rohre mit denselben Abmessungen (vorausgesetzt, Du wählst keine hochfeste Alu-Legierung, deren Streckgrenze höher als die der verwendeten Stahlsorte ist.)
Beim Umformen spielt immer auch Reibung eine große Rolle. Kennst Du die Reibungskoeffizienten für Deine Legierungen, Werkzeugoberflächen und ggf. Schmiermittel (am Dorn).
Ob z. B. Faltenbildung an der Innenseite auftritt, hast Du eine zuverlässige Berechnungsmethode dafür? Oder für Wanddickenunterschied innen / außen oder für Ovalität?
Ich würde mit dem Rechnen erst anfangen, wenn es sich gar nicht mehr vermeiden lässt.

Ich bleibe dabei, dass die Werkstoffauswahl im Zusammenhang mit der Anwendung zu sehen ist, z. B.
- Kühlwasser: korrosionsbeständig gegen Wasser und vermutlich auch gegen Frostschutzmittel (welches?), geeignet für den gesamten Temperaturbereich
- Ölhydraulik: möglicherweise werden wegen hoher Drücke nahtlose Rohre gefordert? (Alu-Rohre werden gern strahnggepresst und können dann sog. Pressnähte haben, es gibt aber auch stranggepresste nahtlose Rohre und natürlich auch Rohre, die nie eine Strangpresse gesehen haben.)

[Diese Nachricht wurde von ulrix am 04. Jan. 2016 editiert.]

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Die wichitgste Kenzahl biem Biegenist natürlich die Reißdehnung.
Also der Faktor wo das Rohr anfaängt zu reißen.

Daraus ergibt sich rein geometrisch, wenn die neutrale Faser in der Mitte liegt, der kleinste Bigeradius.
Evetnuell ist da noch ein Sicherheitszuschlag notwendig.
Die Reißdehnung sollte ich allen Datenblättern angegeben sein.

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Klaus

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Biegeradiusberechnen.jpg

Danke schon mal für den Support!

Also tatsächlich gibt es nicht für alle Legierungen Rohre, aber durch das Analysieren der Legierungen hab ich jetzt ein gewisses Grundverständnis bekommen.
Dass die Biegemaschine das geforderte Moment aufbringen kann, bezweifle ich nicht. Es wurde vor paar Jahren mal ein Alu Rohr gebogen, was aber dann gerissen und an einer anderen Biegestelle, die nicht gerissen ist, an der Druckseite Faltenbildung und an der Zugseite Einfallstellen aufgekommen sind. Dann wurde es nicht mehr weiter verfolgt...
Ich weiß keine Kriterien, die mir rechnerisch zeigen, dass bei den gewählten Parametern Faltenbildung, Einfallstellen oder dergleichen auftritt. Wahrscheinlich hast du recht und ich sollte die gesamte Berechnung erst mal ruhen lassen...

Am besten, ich lasse mir von verschiedenen Legierungen Rohre liefern, dann kann ich gleich verschiedene Kategorien bilden (gute Korrosiven Eigenschaften, hohe Streckgrenze usw..). Das hatte ich zwar sowieso zum Testen vor, aber nicht für eine Kategorisierung, guter Tipp!

@N.Lesch: Die Reißdehnung ist ja die Bruchdehnung, wenn ich mich nicht irre. Dann folgt für den maximalen Biegeradius theoretisch

R=(D/2)*A mit D = (Halbmesser vom Rohr), A = Bruchdehnung
bzw. mit Sicherheit hab ich eine Formel gefunden, die 2/3A verwendet.

Weitere Formeln, die ich bisher gefunden habe siehe Anhang.

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" R=(D/2)*A mit D = (Halbmesser vom Rohr), A = Bruchdehnung "

Ja das könnte so hinkommen. allerdings verwndet man A hier meistens für die Brucheinschnürung und D für den Durchmesser.
Deswegen ist die Formel sehr verwirrend.
Die Reißdehnung ist ein Faktor und dafür verwendet man meistens Epsilon.

Das Verhältinis innerer Bigeradius zu mitlerem Biegeradius ( neutrale Faser ) muß deutlich kleiner sein wie
die Reißdehnung.

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Klaus

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