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Daniel Wilhelm

CEO

Ihr 3D-Messtechnik Spezialist für taktile Messtechnik.

Aktualisiert am 06.08.2024 - Lesedauer: ca. 2 Minuten

Biegeverkürzung durch gestreckte Länge ausgleichen

Wenn ein gerades Rohr in einer Biegemaschine verbogen wird, kürzt es sich zwangsläufig. Die Kürzung nimmt mit der Krümmung und der Anzahl der eingefügten Radien immer weiter zu. Deshalb ist es wichtig, diese Verkürzung im Voraus zu berechnen. Damit vermeidet man zuverlässig, dass das fertig gebogene Rohr für den Einbau zu kurz ist. Das gewählte Rohr hat im geraden Zustand die „gestreckte Länge“. Nach der Bearbeitung hat sich das Rohr auf die gewünschte Strecke verkürzt und passt in den gewünschten Einbauzustand.

Warum verkürzen sich Rohre durch Biegen?

Durch die Mitte eines Rohres verläuft die „Neutrale Faser“. Diese gedachte Linie muss man sich wie einen Bindfaden vorstellen. Diesen kann man strecken oder in Radien verlegen, er verändert seine Länge nicht. Der Außenbereich des Rohrwinkels muss jedoch einen längeren Weg zurücklegen. Wie lang dieser Weg ist, hängt vom Durchmesser des Rohres ab. Je mehr Rohrstrecke durch Winkel „verbraucht“ wird, desto stärker kürzt sich das Rohr insgesamt. Die der gestreckten Länge gegenüberliegende Stelle wird entsprechend „gestauchte Länge“ genannt. Diese ist aber für das Berechnen uninteressant und wird vernachlässigt.

Gestreckte Länge berechnen

Um die gestreckte Länge berechnen zu können, bedient man sich der einfachen Kreismathematik. Für einen Kreisrechner braucht man lediglich den Biegeradius, den Teilkreisdurchmesser und den Rohrdurchmesser. Je stärker der Durchmesser des Rohres ist, desto gravierender wirkt sich die Rohrverkürzung aus.

Die Formel für die Biegeverkürzung in EINEM Bogen mit 90° Winkel lautet:

L = a´+b´+ (?/2)(r+t/2)

L = Gesamtlänge des Rohrstücks
a´= gerade Strecke vor der Biegung
b´= gerade Strecke hinter der Biegung
r = Innenradius der Biegung
t = Durchmesser des Rohres

Handelt es sich nicht um einen 90° Bogen, muss der Biegewinkel in die Rechnung mit einbezogen werde. Dazu wird der Kreisrechner durch den Faktor b°/360° ergänzt. Zusammengefasst lautet die Formel folgendermaßen:

L= t x ? x b° / 360°

Korrekturfaktor bei schmalen Rohren oder Blechen

Je schmaler die Bleche oder geringer der Durchmesser der Rohre wird, desto weiter verschiebt sich die neutrale Faser zur Innenseite der Biegung hin. Deshalb muss für die gestreckte Länge ein Korrekturfaktor hinzugefügt werden, um die Berechnung zu gewährleisten. Das verkompliziert die Rechnung erheblich. Erschwerend kommt hinzu, dass diese Rechnung so oft wiederholt werden muss, wie Bögen in das Rohr eingebracht werden. Aus diesem Grund gibt es heute Apps, Tools und Programme, mit denen sich die gestreckte Länge wesentlich einfacher berechnen lässt. Ein bekanntes Tool, mit dem man sich eine solche Rechenhilfe selbst erstellen kann, ist beispielsweise Excel.

In der Praxis werden jedoch häufig Rohre so ausgelegt, dass sie mit einem geraden Stück beginnen oder enden. Für die Fertigung wählt man einfach ein längeres Rohr und kürzt es anschließend, bis es an den gewünschten Einbauort passt. Diese Handhabung ist bei Heizungsbauern, Installateuren, Stahlbauern und Schiffbauern das übliche Verfahren.

Wo die gestreckte Länge berechnet werden muss

Die gestreckte Länge zu berechnen wird dann wichtig, wenn das fertig gebogene Rohr beidseitig in einen festen Verbund eingebaut werden soll. Je fester das Rohr installiert wird, desto relevanter wird seine exakte Berechnung. Das gilt vor allem für eingeschweißte Rohre. Ein falsch berechnetes Rohr würde Spannungen aufbauen, die vor allem im Biegeradius der Bögen sichtbar werden. Doch auch gerade Rohre können unerwünschte Spannungen entstehen lassen. Bei kilometerlangen Pipelines führt bereits eine geringe Wärmeausdehnung zu einer erheblichen Druckspannung im System. Deshalb werden in regelmäßigen Abständen Expansionsschleifen in die Rohrsysteme eingebracht. Sie haben die Aufgabe, sich bei Temperaturschwankungen definiert zu dehnen oder zusammen zu ziehen. Das Langrohr wird dadurch entlastet und kumulierte Spannungen abgeführt.

Berechnung nicht immer erforderlich

Abflussrohre bestehen aus vorgefertigten, genormten Winkeln, Bögen und Teilstücken. Eine gestreckte Länge tritt hierbei nicht auf, da sich ein zusammen gesetztes Kunststoffrohr nicht aus einem geraden Langrohr ableitet.

Ragt eine Seite des Rohrs ins Freie, kann man mit einer ausreichenden Länge auf die weitere Berechnung verzichten. Deshalb spart man sich diesen aufwendigen Weg beispielsweise bei Nachbauten von Abgasrohren für Fahrzeuge.

Berechnung möglich, aber schwierig

Die Vielzahl der Faktoren, welche die gestreckte Länge beeinflussen, macht ihre Berechnung kompliziert. In den meisten Fällen wird sich die Arbeit gespart und das fertig gebogene Rohr einfach am Einbauort angepasst. Wenn die gestreckte Länge aber berechnet werden muss, ist die Verwendung eines Tools empfohlen. Damit werde Rechenfehler vermieden und präzise Ergebnisse garantiert. Versierte Excel-Anwender können sich mit diesem Programm ein solches Rechnungstool auch selbst erstellen.

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