Blechteile kommen in nahezu jeder Branche zum Einsatz, weil sie vielseitig und kostengünstig sind. Da sie jedoch relativ dünn sind, fehlt es ihnen unter bestimmten Belastungen oft an Steifigkeit und Festigkeit. Mit den richtigen Konstruktionsentscheidungen können Sie Blech deutlich versteifen und verstärken – häufig ohne einfach die Blechdicke zu erhöhen.
Dieser Beitrag stellt vier Konstruktionstipps vor, mit denen Sie die Festigkeit und Steifigkeit von Blechbauteilen erhöhen. Als Beispiel dient die unten abgebildete Maschine: Ein Förderband transportiert Werkstücke zu einem Drehtisch, ein zweites Förderband bringt die Werkstücke vom Drehtisch zum nächsten Prozessschritt. Die gelben Winkel, die die Förderbänder tragen, sind die Teile, die wir verstärken.
Blech versteifen: vier Methoden im Überblick
Jede Methode hat ihre eigenen Vorteile und Grenzen. Die Tabelle gibt Ihnen einen schnellen Überblick, bevor wir die einzelnen Methoden im Detail betrachten.
| Methode | Zusatzteil | Verbindung | Hauptvorteil | Zu beachten |
|---|---|---|---|---|
| Geschweißte Rippe | Ja (Rippe) | Schweißen | Gängigste und wirksamste Methode zur Verstärkung | Rippenecken ausklinken, damit der Biegeradius frei bleibt |
| Geschraubte Rippe | Ja (Rippe) | Schrauben | Lässt sich nach der Montage des Winkels ergänzen | Kollision der Schraubenköpfe und begrenzte Gewindegänge im Untergrund |
| Eingeprägte Versteifungssicke | Nein | Keine – in die Biegung eingeprägt | Keine Zusatzteile, kein zusätzliches Material | Geringerer Festigkeitsgewinn als mit Rippen |
| Verstärkungswinkel | Ja (Winkel) | Schrauben durch Langlöcher | Gleicht Breitenabweichungen aus, keine Schrauben in den Untergrund | Benötigt einen gegenüberliegenden Winkel zum Verbinden |
1. Rippen an den Winkel schweißen
Die erste Lösung, die einem einfällt, sind Rippen. Wie in der Abbildung oben gezeigt, wird eine Rippe in den Winkel eingeschweißt und versteift den Winkel zwischen den beiden Schenkeln. Rippen sind die am häufigsten eingesetzte Methode, um die Festigkeit von Blechteilen zu erhöhen.
Achten Sie auf die Biegung, die mit dem roten Kreis markiert ist. Klinken Sie die Ecke der Rippe so aus, dass um den Biegeradius des Winkels Platz bleibt. So liegt die Rippe an beiden Schenkeln plan an, statt auf dem Radius aufzuliegen, und die Schweißverbindung kann die Last sauber übertragen. Bei meviy lassen sich solche Winkel und Plattenbaugruppen über den Bereich Geschweißtes Blech als Schweißteile bestellen.
2. Rippen an den Winkel schrauben
Stellt sich nach der Montage des Winkels heraus, dass die Biegung zu schwach ist, können Sie Rippen auch anschrauben. So lässt sich der Winkel nachträglich ohne Schweißen verstärken.
Achten Sie darauf, dass sich die Schraubenköpfe nicht gegenseitig behindern, wie mit dem roten Kreis markiert. Prüfen Sie außerdem, wie die Rippe am Untergrund befestigt wird, auf dem der Winkel montiert ist: Bei dünnem Blech lässt eine Gewindebohrung nur wenige Gewindegänge zu. In diesem Fall sind Einpressmuttern oder fließgeformte Gewindebohrungen sinnvolle Alternativen – planen Sie die Schraubverbindung daher sorgfältig.
3. Versteifungssicken in die Biegung einprägen
Kommt das Anschweißen von Rippen nicht infrage, lässt sich die Biegung auch mit einer eingeprägten Versteifungssicke versteifen. Dabei wird eine dreieckige Versteifungsrippe direkt in die Biegung des Winkels eingepresst. Das erhöht die Steifigkeit, ohne zusätzliche Bauteile oder mehr Material.
Der Festigkeitsgewinn fällt allerdings geringer aus als mit Rippen. Eingeprägte Versteifungssicken sind eine gute Wahl, wenn Sie nur etwas mehr Steifigkeit benötigen und auf Zusatzteile verzichten möchten.
4. Einen Verstärkungswinkel einsetzen
Reicht die Steifigkeit nach der Montage der Winkel immer noch nicht aus, setzen Sie einen Verstärkungswinkel ein, der die beiden gegenüberliegenden Winkel miteinander verbindet. Im Beispiel wird er zwischen die beiden Förderbandstützen geschraubt und steift sie gegeneinander aus.
Die Durchgangsbohrungen für die Schrauben sind länglich ausgeführt. Diese Langlöcher, die sich einfach per Laserschneiden herstellen lassen, gleichen Abweichungen in der Breite des Förderbands aus. Anders als bei geschraubten Rippen sind bei dieser Konstruktion keine Schrauben in den Untergrund nötig – Kollisionen zwischen Rippen- und Untergrundschrauben sind damit ausgeschlossen.
Kundenspezifische Blechteile von meviy
meviy fertigt individuell konstruierte, kundenspezifische Blechteile nach Ihren eigenen 3D-CAD-Daten – keine Standard- oder Katalogteile. Winkel, Rippen und Verstärkungswinkel wie in diesem Beispiel sind typische meviy-Teile.
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Häufige Fragen: Blech versteifen
Wie kann ich Blech steifer machen, ohne die Dicke zu erhöhen?
Ändern Sie die Geometrie statt der Dicke. Rippen, eingeprägte Versteifungssicken in den Biegungen und zusätzliche Verstärkungswinkel erhöhen die Steifigkeit – oft mit deutlich weniger zusätzlichem Material und Gewicht als ein dickeres Blech.
Sollte ich Rippen an einen Blechwinkel schweißen oder schrauben?
Geschweißte Rippen sind die gängigste und wirksamste Lösung, wenn Sie das Teil neu konstruieren. Geschraubte Rippen eignen sich, wenn Sie einen bereits montierten Winkel verstärken müssen oder auf Schweißen verzichten möchten – prüfen Sie dann aber den Freiraum für die Schraubenköpfe und die Gewindeoptionen im Untergrund.
Was ist ein Knotenblech bzw. eine Eckversteifung in der Blechkonstruktion?
Ein Knotenblech ist eine dreieckige Verstärkung, die den Winkel zwischen zwei Schenkeln eines Teils versteift. Es kann eine separate Rippe sein, die in den Winkel eingeschweißt oder eingeschraubt wird, oder eine Versteifungssicke, die direkt in die Biegung eingeprägt wird.
Blech versteifen: die richtige Verstärkung wählen
Geschweißte Rippen bieten bei Neukonstruktionen die höchste Festigkeit, mit geschraubten Rippen lassen sich Teile nachträglich verstärken, eingeprägte Versteifungssicken erhöhen die Steifigkeit ohne Zusatzteile, und Verstärkungswinkel steifen gegenüberliegende Winkel aus und gleichen dabei Maßabweichungen aus. Wenn Sie Blech versteifen möchten, wählen Sie die Methode nach der erforderlichen Festigkeit, dem verfügbaren Bauraum und danach, ob das Teil bereits montiert ist.