Metall verformen, (biegen) man kennt 2 verschiedene Methoden

Beim Metall verformen kommt es auf eine exakte Ausführung im Millimeterbereich an, eine sorgfältige Planung ist daher nötig

Metall verformen, man kennt zwei verschiedene Methoden, Metall zu biegen. Erstens das Verformen innerhalb der Elastizitätsgrenze des jeweiligen Werkstoffs – nach Aufhebung der Biegebelastung federt das Material in seine ursprüngliche Form zurück.

Metall verformen, (biegen) man kennt zwei verschiedene Methoden

Metall verformen

Zweitens das Metall verformen über die Elastizitätsgrenze hinaus – durch Stauchen und Strecken verändert das Material dauerhaft seine Form. Nur mit dieser Arbeit, dem dauerhaften Verformen, wollen wir uns an dieser Stelle beschäftigen.

Die Kraft, die zum Biegen aufgebracht werden muss, richtet sich nach Form und Größe des zu bearbeitenden Querschnitts und nach der materialspezifischen Elastizität, auch Streckgrenze genannt. Ferner ist ausschlaggebend, ob das Material kalt oder warmglühend verformt (gebogen) werden soll.

 

Metall verformen, Plastizität

Zum Kaltverformen eignen sich nur Werkstoffe, die nach Überschreiten der Streckgrenze über eine hinreichende Dehnbarkeit (Plastizität) verfügen. Diese Eigenschaft wird bei. der Werkstoffnormung in „Prozent Bruchdehnung“ angegeben. Sie beträgt bei Baustahl (St 37) ca. 20 Prozent, bei Aluminium 10 bis 16 Prozent, bei den meisten Guss Werkstoffen unter 5 Prozent. Dem Heimwerker nützen abstrakte Zahlen wenig. Er sollte die Eignung eines Werkstoffes an einer kleinen Probe ermitteln.

Bleche sind im allgemeinen so dünn, dass sie immer kalt verformt werden können – dickere Stücke heißen auch nicht mehr Blech, sondern Tafel. Beim Abkanten von Blechen wird grundsätzlich mit der äußersten Kante begonnen und dann nach innen hingearbeitet. Das bedeutet bei einem Kasten, dass zunächst der äußere Falz – die Bördelung, die der Konstruktion Festigkeit gibt – geschlagen werden muss. Dann folgen eventuelle Verbindungslaschen (wenn die Seiten nicht stumpf zusammengelötet bzw. geschweißt werden sollen), und erst zum Schluss werden die Seiten und Fronten umgeschlagen.

 

Arbeitsplan beim Metall verformen

Überdenken Sie die Arbeitsschritte vor Arbeitsbeginn, und machen Sie sich einen Plan. Wenn Sie einen Schritt vorziehen, können Sie das Werkstück nicht mehr richtig einspannen, und die Arbeit misslingt.

Wie bei anderen Metallarbeiten auch benötigen Sie beim Abkanten von Blechen Zulagen aus Hartholz. Vermeiden Sie, mit dem Hammer direkt auf das Blech einzuschlagen – ein Zulage Holz verteilt die Kräfte gleichmäßig auf die ganze Breite, und Sie schaffen auf diese Weise eine gleichmäßig gerade und scharfe Kante.

Spiralfedern als Zulagen werden bei dünnen Rohren von außen aufgeschoben; bei dünneren Rohren dient eine Feder im Rohr zum Ausgleich des Biegedrucks.

 

Abkanten beim Metall verformen

Metall verformen, (biegen) man kennt zwei verschiedene Methoden

Mit einem Stück Hartholz wird das Blech herumgezogen und leicht angedrückt, die Voraussetzung für eine saubere Kante.

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Mit Schlagholz und Hammer wird endgültig angeschlagen und abgekantet. Das Schlagholz verteilt den Druck gleichmäßig auf das Blech.

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Rundungen ziehen Sie um ein Rundholz. Eventuell mit Hammer und Schlagholz nachhelfen; nicht über den Winkel hinausgehen!

 

 

Bördeln

Durch Bördeln (Umschlagen der Kantel bewirken Sie eine Versteifung der Blechkanten. Begonnen wird immer mit einer 90o-Abkantung. Dann spannen Sie ein Flachprofil auf und schlagen die Kante ganz herum. Ganz zum Schluss das Flacheisen herausziehen und das Blech an der Außenkante anschlagen – nicht am Knick! Wenn Sie einer Konstruktion durch Um Bördeln mehr Steifigkeit geben wollen, tun Sie dies, bevor Sie die Seiten umschlagen.

Metall verformen, (biegen) man kennt zwei verschiedene Methoden

So wird’s gemacht: erst abkanten (links), dann umschlagen (Mitte), zum Schluss anschlagen (rechts).

Metall verformen, (biegen) man kennt zwei verschiedene Methoden

Eine Drahtkante sorgt für eine besonders feste Aussteifung – die Rundung gibt sehr viel Stabilität.

 

Treiben beim Metall verformen

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Aus einer Scheibe wird eine Schale: Mit gleichmäßigen Schlägen rundherum und von außen nach innen das Blech auf dem Pilzkopf formen.

Metall verformen, (biegen) man kennt zwei verschiedene Methoden

Gleichmäßige Schläge mit der Hammerfinne (die Spitze) auf die Außenkante der „Kurve“ erzeugen eine regelmäßige Biegung.

Messing- und Kupferbleche eignen sich am besten zum Treiben – andere Metalle sind für den Heimwerker in den meisten Fällen zu zäh oder spröde. Ohne eine Vorbehandlung geht es jedoch nicht.

Das Blech muss zunächst einmal bis zur Rotglut erwärmt werden, am besten mit einem Gasbrenner. Dann schrecken Sie es im kalten Wasser ab. Dadurch wird die Metallstruktur entspannt.

 

Sie können nach der Negativ- oder nach der Positivmethode arbeiten.

Für die Negativmethode formen Sie eine Zulage aus Hartholz mit einer entsprechenden Mulde und treiben das Werkstück mit der kugelförmigen Hammerspitze ein. Für die Positivmethode benötigen Sie einen Pilzkopf der gewünschten Wölbung.

 

Metall verformen, Tipp

Metall verformen, (biegen) man kennt zwei verschiedene Methoden

Fixieren Sie den Aussteifungsdraht mit einem Schraubendreher, und schlagen Sie das Blech mit dem Schlosserhammer herum – so sparen Sie einmal Umspannen.

 

Flacheisen fachgerecht biegen

Flacheisen können warm oder kalt gebogen werden. Wofür Sie sich beim Metall verformen entscheiden, ist – wie bei den anderen Verformungstechniken – eine Frage der Materialdicke und des Kraftaufwands. Grundsätzlich gilt, dass Kaltbiegen sehr hohen Krafteinsatz erfordert. Der größte kalt zu biegende Querschnitt ist bei normalem Baustahl 50 x 8 mm. Jenseits dieser Grenze sind die Federkräfte des Stahls zu stark und die Streckung auf der Außenseite ist so groß, dass das Material einreißt oder aufbricht.

Grundsätzlich benötigen Sie einen schweren Maschinenschraubstock und einen schweren Schlosserhammer (400-500 Gramm). Um das Material zum Glühen zu bringen, brauchen Sie einen leistungsstarken Azetylen Brenner. Das Material darf während der Arbeit nicht zu stark abkühlen, es muss rotglühend bleiben.

Unterschätzen Sie die Federwirkung des Materials nicht. Wenn Sie mit dem Hammer draufschlagen, kann es passieren, dass das Flacheisen zurückspringt. Dabei kann es leicht zu Verletzungen kommen. Biegen Sie das Material aus diesem Grunde
zunächst soweit wie möglich von Hand um.

 

Metall verformen, Stauchen

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Wenn Sie einen einwandfreien, scharfen Winkel wollen, wird das Material vorher geglüht und gestaucht. So bleibt genug „Fleisch“ für eine gleichmäßig dicke Ecke.

Metall verformen, (biegen) man kennt zwei verschiedene Methoden

Das Flacheisen wird fest in den Schraubstock eingespannt und zunächst, soweit es geht, von Hand vor gebogen. Dann mit dem Schlosserhammer schlagen.

Metall verformen, (biegen) man kennt zwei verschiedene Methoden

Auf den richtigen Knick kommt es an. Oben ein kalt gebogener, unten ein warm gebogener, vorher gestauchter Winkel: eine überall gleichmäßig dicke Ecke.

Metall verformen, (biegen) man kennt zwei verschiedene Methoden

Spitze Winkel biegen Sie folgendermaßen: zunächst das Flacheisen auf 90° umschlagen, dann eine Zulage ansetzen und etwas höher einspannen.

 

Metall verformen, Verdrehen

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Ein Windeisen, mit dem normalerweise Gewindeschneider eingedreht werden, eignet sich gut, um ansehnliche Zierstäbe aus Vierkantstahl zu drehen.

Vierkantige Flachstähle (so lautet der Fachausdruck für Stäbe mit quadratischem Querschnitt) lassen sich gut verwinden. Ohne Kraftaufwand funktioniert das allerdings nicht.

Wann immer es geht, sollten Sie ein Windeisen als Drehwerkzeug verwenden. Sie können den Kraftaufwand verringern, wenn Sie links und rechts passende Rohre aufstecken – das verstärkt die Hebelwirkung. Ist der Stahl für das Windeisen zu dick, fertigen Sie ein Flacheisen mit passendem Durchbruch.

 

Zier-Öse

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Metall verformen. Eine Zier-Öse lässt sich leicht um ein passendes Rundeisen herumziehen. Setzen Sie die Stücke im Schraubstock fest. Ziehen Sie dann eng herum; mehrmals ansetzen!

 

Entspannen

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Metall verformen. Mit der Lötflamme erhitzen Sie das Material bis zur Rotglut. Ein Umbau aus Schamott- oder Ziegelsteinen fängt die Flamme ab.

Metall verformen, (biegen) man kennt zwei verschiedene Methoden

Metall verformen. Durch mehrmaliges Übergießen mit kaltem Wasser (wenn es geht: eintauchen) wird das Material „abgeschreckt“ und entspannt.

Wie alle Metalle hat auch Kupfer eine Materialspannung, die es recht schwierig macht, das Material zu verformen oder zu biegen. Es gilt, diese Spannung zu vermindern. Das gelingt am besten mit einer Lötlampe, mit der Sie das Rohr bis zur Rotglut erwärmen. Eine einfache Sache; Sie sehen deutlich, wann die richtige Temperatur erreicht ist!

Einige Vorsichtsmaßnahmen sind allerdings nötig. Die unmittelbare Umgebung muss vor der Flamme geschützt werden! Bauen Sie sich dazu eine Art „Paravent“ aus Ziegel – oder Schamott steinen. Ferner sollten sich im Raum keinerlei leicht entflammbare Stoffe befinden; die Hände schützen Sie mit Arbeitshandschuhen.

 

Kupferrohre exakt biegen

Für Sanitär- und Wasserinstallationen übliche Kupferrohre, wie man sie etwa an Mischbatterien montiert, sind normalerweise aus entspanntem Material und lassen sich leicht biegen. Müssen Sie andere Rohre verarbeiten, kommen Sie nicht umhin, das Material zuvor zu entspannen. Die Schockwirkung – heiße Flamme und kaltes Wasserbad – nimmt die Steifigkeit aus dem Material. Es wird „kurvenfreundlich“ und lässt sich biegen.

 

Materialspannung

Das Hauptproblem beim Biegen von Metall ist die Materialspannung an der Außenwand, der „Außenkurve“. Hier entstehen die größten Spannungen, und bei einer gewissen Grenze, die von Material zu Material unterschiedlich – aber auch abhängig von der Materialdicke – ist, reißt das Metall hier auf. Durch das Entspannen wird die Grenze weiter nach oben verschoben.

Rohre neigen beim Biegen dazu, von der Innenseite her einzuknicken. In der Innenkurve gibt es nämlich einen Stau, eine Materialverdichtung. An der Außenkurve hingegen streckt sich das Material. Der Querschnitt verändert sich zwangsläufig, wenn die auftretenden Kräfte nicht aufgefangen und verteilt werden.

Metall verformen, (biegen) man kennt zwei verschiedene Methoden

Metall verformen. Mit der Biegefeder bringen Sie das Kupferrohr in jede gewünschte Form. Es gibt Biegefedern für alle Standard-Durchmesser.

Metall verformen, (biegen) man kennt zwei verschiedene Methoden

Metall verformen. Bei schwierigen Formen nehmen Sie zunächst mit einem Draht das Profil ab und biegen das Rohr dann mit der entsprechenden Biegefeder.

Frei Hand lassen sich nur ganz leichte Radien biegen: je enger der Radius, desto mehr wird der Querschnitt zum Flachoval, bis schließlich ein Knick entsteht und das Rohr dicht ist – dann ist der Versuch gescheitert, das Rohr dahin.

 

Biegekräfte abfangen

In der Regel reicht es aus, die Biegekräfte mit einer von außen aufgeschobenen Biegefeder abzufangen. Sie erlaubt sehr enge Radien, hindert aber das Rohr daran, seinen Querschnitt zu verändern.

Arbeiten Sie von der Mitte heraus zu den Seiten, damit Sie die Biegefeder zum Schluss gerade abziehen können und nicht mühsam um alle Kurven herum müssen.

 

Tipp

Wenn Sie für ein Rohr keine geeignete Biegefeder finden oder – das allgemein bekannte „Wochenendproblem“ – nicht mehr besorgen können, versuchen Sie es mit einer Sandfüllung. Verwenden Sie vollständig trockenen, feinen Sand (z. B. Vogelsand), der im Rohr keine Feuchtigkeit freisetzt, wenn es nochmals geglüht werden muss. Füllen Sie den Sand vollständig ein und verdichten Sie ihn, mit einem Dübel Holz etwa. Das gefüllte Rohr sollte an beiden Enden fest verschlossen sein, sonst rieselt der Sand während des Biegens heraus, und das Rohr wird von innen nicht genügend abgestützt.

 

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