Blechflansche: Typen, Konstruktionsregeln und Fertigung

Blechflansche

Ein Blechflansch bezeichnet eine gerade oder abgewinkelte Fläche, die sich von einer Biegelinie (oder Formgebungsstelle) bis zu den Blechkanten erstreckt. Man könnte meinen, die Flansche seien einfache Bauteile. MetallverarbeitungSie bieten jedoch strukturelle Verstärkung, Befestigungsflächen für sekundäre Bauteile und erleichtern die Montage. 

Bei der Herstellung von Blechteilen mit Flanschen müssen verschiedene Aspekte in Bezug auf Konstruktion, Materialart, Montagekompatibilität und Biegevorgänge berücksichtigt werden.

In den folgenden Abschnitten werden Flanschtypen, Konstruktionsregeln, die Auswirkungen der Materialauswahl, Fertigungsschritte und häufig auftretende Probleme behandelt.

Was sind Blechflansche? 

Metallteile mit Flanschen

Flansche sind die flachen Blechflächen, die durch die Biegelinie und die vorhandene Blechkante definiert werden. Ein einfaches Beispiel sind die beiden Schenkel eines U-förmigen Metallprofils, das durch Biegen eines Blechstreifens entsteht. Ähnlich verhält es sich mit einer Vielzahl von Bauteilen und Produkten, die Flansche enthalten. 

Zur Definition von Form, Größe und Eigenschaften von Metallflanschen werden unterschiedliche Variablen verwendet. BlechbearbeitungDazu gehören Flanschfläche, Länge, Höhe, Dicke, Bolzenlöcher und Dichtungsfläche. Konstrukteure und Hersteller legen diese Parameter sorgfältig bei der Konstruktion und Fertigung fest. 

Arten von Blechflanschen 

Arten von Metallflanschen 

Je nach dem Bauteil, das Sie herstellen, und den Anforderungen der Anwendung können Sie zwischen Flach-, Winkel-, Bördel-, Laschen- oder anderen Flanschtypen wählen. 

Betrachten wir nun die einzelnen Arten von Blechflanschen:

• Flachflansch: Eine ebene und glatte Oberfläche dient zur Montage der Teile, die durch Biegen um 90° ohne Versatz oder Krümmung hergestellt werden.
• Abgewinkelter Flansch: Der Flansch, der durch Biegen des Blechs in einem anderen Winkel als 90° oder mit einer vorgegebenen Krümmung entlang des freien Endes entsteht. 
• Rohrflansch: Rohrflansche erleichtern, wie der Name schon sagt, das Verbinden von Rohrleitungsabschnitten. Sie verfügen über Gewindebohrungen zum Verschrauben und können auch verschweißt werden, um dauerhafte Verbindungen herzustellen.
• Saumflansch: Es handelt sich um einen Flansch mit zur Blechoberfläche hin gebogenen Kanten; dabei kann es sich um einen gerollten oder einen abgewinkelten Flansch handeln. Der Blechfalz verstärkt scharfe Kanten und verbessert die Optik.  
• Laschenflansch: Bei Laschen handelt es sich nicht um Flansche im eigentlichen Sinne, sondern um kurze, durch Biegen geformte Verlängerungen, die dazu dienen, die Teile beim Zusammenbau zu verbinden, zu verriegeln und zu positionieren. 
• Ohr-/Bügelflansch: Wie der Name schon sagt, ist ein Ohrflansch eine kurze Lasche mit einem Loch für ein Befestigungselement, um ihn mit anderen Metallteilen oder Halterungen zu verbinden. 
• Lochflansch: Es handelt sich um einen kreisförmigen Ring um ein Loch in einem Blechteil, der durch Umformen oder Prägen hergestellt wird und hauptsächlich zu Verstärkungs- und Befestigungszwecken dient. 
• Gerillter Flansch: Es handelt sich um einen Flansch am Rand des Blechs, der eine kleine Nut oder einen Kanal aufweist und typischerweise zum Abdichten oder Verbinden verwendet wird. 
• Gewölbte Flansche: Ein Übergang, der dazu dient, nicht parallele oder versetzte Kanten zu trennen und verwendet wird, wenn unterschiedliche Konturen zu einem nahtlosen Produkt/Bauteil verbunden werden müssen. 

Konstruktionsregeln für Blechflansche

Blechflanschkonstruktion

Für Blechflansche gelten verschiedene Konstruktionsregeln, wie z. B. die Einhaltung einer Mindestflanschhöhe und -länge, die Dimensionierung von Laschen und Bördeln sowie Montageüberlegungen. Im Folgenden werden fünf wichtige Konstruktionsregeln für Flansche und verwandte Blechmerkmale näher erläutert. 

Mindestflanschhöhe und -länge 

Flanschhöhe und -länge

Einhaltung des Mindeststandards Flanschlänge bei Blechteilen ist nicht nur für die Aufrechterhaltung der strukturellen Festigkeit von entscheidender Bedeutung, sondern auch unerlässlich, um jegliche Fehlausrichtung (oder ein Abrutschen aus der Matrize) während des Pressbiegens zu vermeiden. 

Mindestlänge = 2 bis 4 × Dicke (t), abhängig vom Materialtyp 

Mindesthöhe = 4 × Dicke + Biegeradius (r)

Falls eine geringere Flanschhöhe benötigt wird, biegen Sie das Blech zunächst auf die Mindestwerte und schneiden Sie es anschließend per Laser oder Fräse auf die gewünschte Höhe zu. Detaillierte Maßangaben finden Sie in der Standard-Flanschtabelle. 

Laschen- und Saumspezifikationen 

Saum- und Laschenblech 

Diese kleinen Vorsprünge müssen so dimensioniert und gestaltet sein, dass sie sich leicht verarbeiten lassen und beim Biegen nicht beschädigt werden. Auch die richtige Laschen- und Saumlänge ist für die Funktionalität unerlässlich, ohne dass das Material zu dick aufträgt.

Empfohlene Saumlänge = 1.5 × Blechdicke (t) für die meisten Metalle 

Mindestlänge der Lasche = 2 × Blechdicke (t)

Maximale Länge der Lasche  ≤ 4 × Breite (w)

Löcher und Schlitze 

Blechlöcher und -schlitze

Wenn Sie Bohrungen oder Schlitze in Flanschen konstruieren, sollte der Abstand von der Biegelinie zu diesen mindestens dem Dreifachen der Blechdicke entsprechen. Dieser Abstand ist entscheidend, um Festigkeitsverluste oder Materialversagen zu vermeiden. Daher ist die Berechnung und Berücksichtigung des minimalen Bohrungsdurchmessers ebenso wichtig. 

Mindestabstand von der Biegelinie zu Löchern (oder Schlitzen) ≥ 3 × Blechdicke (t) 

Minimaler Lochdurchmesser = Blechdicke (t) bis 2 × Blechdicke (t), abhängig vom Materialtyp

Innenbiegeradius

Innenradius

Zu enge Biegeradien können beim Umformen zu Rissen im Material führen. Wählen Sie daher einen Biegeradius, der größer als die Blechdicke ist.

Mindestradius der Innenbiegung (r) ≥ Blechdicke (t)

Überlegungen zur Montage 

Berücksichtigen Sie die Montagefaktoren wie den Abstand zwischen den zusammenpassenden Flanschen, die Vermeidung von Verbindungsstörungen, die Positionen der Befestigungslöcher und die richtige Biegezugabe. 

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Auswirkungen der Materialauswahl 

Die Materialauswahl für Flansche beeinflusst hauptsächlich die funktionalen Anforderungen und die einfache Handhabung. BlechumformungDaher müssen Sie die erforderlichen Eigenschaften ermitteln und analysieren, welches Metall diese Eigenschaften erfüllt und gleichzeitig eine gute Umformbarkeit und ein gutes Kosten-Nutzen-Verhältnis bietet. 

Gängige Werkstoffe für Blechflansche sind Edelstahl, Aluminium, Baustahl und Kupfer. Jeder dieser Werkstoffe weist spezifische physikalische und mechanische Eigenschaften sowie unterschiedliche Umformbarkeit auf.

• Rostfreier Stahl: Es zeichnet sich durch hervorragende Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit, Dauerfestigkeit und gute Umformbarkeit aus. Allerdings ist es teurer als Baustahl und andere Legierungen.
• Aluminium: Hohe Umformbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und Eignung für Leichtbauanwendungen. Allerdings sind die minimalen Biegeradien für Aluminium größer als die für Edelstahl und Stahllegierungen. 
• Stahl: Kostengünstiger als Edelstahl und Aluminium, hohe Zähigkeit und Verwendung im Schwermaschinenbau und bei Konstruktionsanwendungen. 
• Kupfer: Hervorragende Formbarkeit, Wärme- und elektrische Leitfähigkeit sowie ästhetisches Erscheinungsbild.
• Messing: Ausgewogene Festigkeit und Leitfähigkeit, korrosionsbeständig und geeignet für Armaturen, Sanitärinstallationen usw. 

Schrittweiser Blechbördelprozess

V-Biegung von Flanschen

Das Bördelverfahren umfasst mehrere Schritte, darunter Konstruktion, Blechzuschnitt, Maschineneinrichtung, Blechbiegen und Oberflächenbehandlung. In manchen Fällen sind spezialisierte Verfahren erforderlich. Aluminium Herstellungstechniken Verfahren wie Stanzen und Walzprofilieren werden zur Herstellung von Flanschen eingesetzt.

Die folgende Liste veranschaulicht den schrittweisen Prozess des Blechbördelns: 

• Design: Zunächst wird eine Blechkonstruktion in einer CAD-Software erstellt. Dabei sind Größe, Toleranzen und alle flanschbezogenen Merkmale zu berücksichtigen. 
• Materialauswahl: Wählen Sie ein geeignetes Blech und die passende Dicke. Markieren Sie anschließend die Oberfläche für den Flansch gemäß der Konstruktion.
• Blechzuschnitt: Schneiden Sie den großen Blechrohling in kleinere Stücke; die benötigte flache Größe, um das gewünschte Teil zu formen. 
• Betriebseinrichtung: Einstellen Sie die Matrize und die Abkantpresse. Wenn Sie eine CNC-Maschine verwenden, erstellen und laden Sie anschließend die G- und M-Code-Datei hoch.
• Biegevorgang: Das Blech wird zugeführt, und die Abkantpresse presst es zusammen und formt die Biegung. 
• Inspektion und Fertigstellung: Nach dem Biegen auf Mängel prüfen und die Maßgenauigkeit und -konsistenz mit Messinstrumenten kontrollieren. Anschließend gegebenenfalls entgraten, polieren oder beschichten. 

Häufige Probleme beim Bördeln von Blechen und wie man sie vermeidet?

Flanschfehler

Die Berücksichtigung potenzieller Probleme und Präventionsstrategien während des Bördelns ist von entscheidender Bedeutung. Präzisionsmetallverarbeitung bei Flanschen, insbesondere wenn Präzision, Genauigkeit und Gesamtqualität die Anwendungsleistung beeinflussen.

Spaltung Am häufigsten tritt eine Beschädigung an der Außenfläche der Endlinie auf, die typischerweise durch engere Biegeradien verursacht wird. Spuren der Stanzpresse Prägespuren und der Stempelabdruck könnten an der Oberfläche sichtbar sein. 

Wenn Sie die Rückfederung nicht berücksichtigt, ein falsches Werkzeugspiel eingestellt oder eine Fehlausrichtung festgestellt haben, wirkt sich dies direkt auf die... aus. Genauigkeit des BiegewinkelsDarüber hinaus besteht die Gefahr von Verformungen der Bauteile und Welligkeit der Flansche.

Um Probleme mit dem Flansch zu vermeiden, können Sie folgende Präventionsstrategien in Betracht ziehen.

• Berücksichtigen Sie die Fertigungsgerechtigkeit (Design for Manufacturability, DFM), unabhängig davon, welche Fertigungstechnik Sie für das Blechbördeln verwenden.
• Wählen Sie geeignete Wandstärke, Biegeradien, Flanschhöhe, Länge und andere Maßparameter. 
• Achten Sie auf einen ausreichenden Abstand zwischen der gebogenen Linie und Merkmalen an den Flanschen, wie z. B. Löchern und Schlitzen.
• Versuchen Sie, Größe, Form, Merkmale und Toleranzen zu standardisieren.

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Anwendungsbereiche von Blechflanschen 

Flansche sind nicht nur einzelne Bauteile; sie kommen in unzähligen Blechteilen und -produkten vor, von einfachen Halterungen bis hin zu komplexen Gehäusen und Baugruppen. 

Betrachten wir nun die Anwendungsgebiete von Flanschen.

• Strukturelle Versteifung: Flansche werden verwendet, um die Steifigkeit von Konstruktionen zu verbessern, ohne die Dicke zu erhöhen. Beispiele hierfür sind Elektronikgehäuse und Montagehalterungen. 
• Montage: Flansche bieten eine ebene Fläche für die Montage und Verbindung (Schweißen, Nieten, Verschrauben usw.). Beispiele hierfür sind Halterungen für Kfz-Steuergeräte, Gehäuse und Gehäuseteile, Rahmen und Befestigungswinkel. 
• Sicherheit und Kantenbearbeitung: Die Flansche integrieren außerdem die Säume für die Endbearbeitung, was eine sichere Handhabung der Teile ermöglicht.
• Positionierung: Flansche werden auch bei Metallteilen verwendet, um die zusammenpassenden Komponenten zu positionieren und auszurichten, von elektrischen Gehäusen bis hin zu Kühlschrankpaneelen. 
• Fügefläche: Flansche werden als Verbindungsfläche bei Blechbehältern, Dachelementen, industriellen Rohrleitungen usw. verwendet. 

Wenn wir die Branche aus einer bestimmten Perspektive betrachten, Automobilindustrie, Bauwesen, Luft- und Raumfahrt, Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik, Architektur, ElektronikAuch in vielen anderen Branchen werden Blechteile mit Flanschen verwendet.

Fazit 

Flansche sind wichtige Bauteile in Blechteilen; sie dienen der Verstärkung, bieten eine Kontaktfläche für die Montage und erfüllen zudem spezifische Funktionen. Allerdings müssen bei der Konstruktion, der Materialauswahl und dem Umformprozess verschiedene Faktoren berücksichtigt werden. 

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Häufig gestellte Fragen

Was ist ein Flansch in der Blechbearbeitung?

Ein Flansch ist ein verlängerter Abschnitt von der Biegelinie bis zur bestehenden Blechkante. Er ist ein Bestandteil eines Blechteils und kein eigenständiges Bauteil oder Produkt. 

Wozu dient ein Metallflansch?

Der Metallflansch sorgt für strukturelle Festigkeit, dient als Montagefläche, unterstützt die Montagearbeiten und erleichtert das Positionieren der zusammenpassenden Teile. 

Wie groß ist der minimale Flanschabstand?

Der empfohlene Mindestabstand des Flansches (von der Biegelinie bis zur Kante) beträgt das Vierfache der Blechdicke, kann aber je nach Metallart und verwendetem Werkzeug variieren.