Brennschneidmaschinen: Auswahl und Konfiguration von Brennschneidanlagen

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Maschinenangebote für Brennschneidmaschinen

Brennschneidmaschinen und ergänzende Produkte für Brennschneider

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Autogene Brennschneidmaschinen Plasmaschneidmaschinen Multifunktionsschneidanlagen
Mit einem massiven Bohrkopf und einem …
Autogenbrenner Brennerhöhensteuerung, Z-Achse, Sensorik CNC Maschinensteuerungen, Elektroausrüstung, Antriebs- und Steuerungstechnik Höhrenregelung Z-Achsen
APC System mit Operator Terminal
Bedienung über Tablet
APC ist ein Autogenschneidsystem als …
Brennerhöhensteuerung, Z-Achse, Sensorik Höhrenregelung Z-Achsen
M 4000 CAP ist ein robustes und …
Autogen- und Plasmaschneidanlagen Schneidanlage mit 3D-Fasenkopf
Solide Konstruktion und hohe Effizienz …
Schneidanlage für Tafel- und Rohrbearbeitung Schneidanlage mit 3D-Fasenkopf
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Wo setzt man Brennschneidmaschinen ein?

Brennschneidanlagen trifft man vor allem in Stahlservice-Centern und bei Lohnschneidern an, die Grobblech beispielsweise ab 10 mm und dicker verarbeiten. Bevor man mit einer autogenen Brennschneidmaschine wirtschaftlich arbeiten kann, steht die richtige Konfiguration und Auswahl an, damit man nicht zu schnell an die Grenzen des Verfahrens stößt. Es existieren spezielle Brennschneidmaschinen für spezielle Aufgaben:

  • Sonderanlagen für das Besäumen großer Bleche,
  • Schneidanlagen mit besonders schmalen Brennerwagen für das Schneiden von gleichzeitig vielen Streifen,
  • Spezialschneidanlagen für Konturschnitte und Fasenschnitte sowie
  • universell einsetzbare Brennschneidmaschinen, die als Kompromiss ein weites Gebiet aller Spezialfälle abdecken können.
  • kombinierte Brennschneidanlagen mit Plasma oder mechanischen Bohrspindeln und vielen weiteren Werkzeugen

Vornehmlich kommt dabei die Portal-Bauform zum Einsatz. Moderne Brennschneidmaschinen unterscheiden sich kaum von modernen Plasmaschneidanlagen. Beide Schneidverfahren nutzen das gleiche synchron arbeitende Antriebssystem, bei dem beide Seiten (Konsolen) des Schneidportals jeweils mit einem eigenem Motor angetrieben werden, der über eine spezielle Gantry-Funktion über die CNC synchronisiert wird.

An die CNC-Steuerungen von Brennschneidanlagen werden die gleichen hohen Anforderungen gestellt, wie bei den anderen Schneidprozessen. In bestimmten Fällen, nämlich wenn es sich um reine Autogenschneidanlagen handelt, kommen jedoch einfachere, kleinere Antriebe zum Einsatz. Für den reinen autogen Schneidprozess genügen Antriebsmotoren mit einer mittleren Dynamik und somit weniger Antriebsleistung. Grund: Beim Autogenschneiden sind nur geringe Beschleunigungen erforderlich im Gegensatz zum Plasma- oder Laserschneiden. Der Unterschied in der Beschleunigung kann schnell das zehnfache und mehr im Gegensatz zu der für das Brennschneiden erforderlichen Leistung ausmachen.

Oben im Foto sieht man zwei baugleiche Schneidportale auf einer gemeinsamen langen Antriebsschiene adaptiert. Die Portale sind bauähnlich, das rechte ist nur mit Plasmabrennern bestückt, das linke Schneidportal hingegen mit Plasma- und Autogenbrennern.

Die Qualität der Schneidportale für den schweren Dauerbetrieb ist normalerweise als besonders hochwertig zu bezeichnen, so dass der Anschaffungspreis sich nicht wesentlich von Plasmaschneidmaschinen unterscheidet, mit Ausnahme der Kosten für die Schneidtechnologie.

Herausforderungen und Gefahren für Brennschneidanlagen

Thermischer Einfluss

  • Damit die beim Brennschneiden anfallende parasitäre thermische Energie keinen Schaden anrichten kann, sind aufwendige Hitzeschutzmaßnahmen erforderlich, die das Brennportal vor Ausdehnung und damit mechanischer Beschädigung schützen. Brennschneidanlagen für den schweren Betrieb besitzen meistens ein Hitzeschutzschild unterhalb der Portalbrücke.
  • Darüber hinaus werden die Trägerprofile der Portalbrücken mit Ventilatoren gekühlt, falls dies von Seiten der Anwendung erforderlich sein sollte.
  • Energieketten, Kabel und Schläuche erhalten oftmals einen zusätzlichen Hitzeschutz.

Je nach Hersteller sind auch andere Schutzmaßnahmen möglich. Fragen Sie bei Ihren Hersteller speziell danach. Hersteller für Brennschneidmaschinen können Sie in unserem Marktplatz auswählen und anfragen.

Funkenflug

Nicht nur beim Lochstechen entsteht ein erheblicher Funkenflug. Erfahrende Bediener wissen bereits vorher, wohin die heiße Schlacke spritzen wird und legen daher die Anstiche so, dass der Schaden möglichst gering ist. Moderne Proportionalventile beaufschlagen den Sauserstoffdruck nicht plötzlich, sondern lassen den Druck langsam ansteigen, so dass auch hierbei weniger Funkenflug entsteht. Funken haben die Eigenschaft Löcher in die Materialien zu brennen und sorgen für Störungen und Ausfälle der Maschine.

Gewichte, Erschütterungen, Kollision

Da bei Brennschneidanlagen in der Regel dickeres Material geschnitten wird, sprechen wir hier auch über hohe Stückgewichte, sowohl was die zu schneidenden Blechtafeln angeht, als auch dem Gewicht der ausgeschnittenen Konturen. Alle diese Teile werden in der Regel mit Hilfe eines Krans und entsprechenden Lastmagneten abgeräumt, dennoch bleibt es nicht aus, dass schon mal ein Teil auf den Brenntisch fällt oder am Haken schwingend gegen die Portalachse kracht.

  • Als Abhilfe werden daher in der Regel die Brenntische von den Antriebs-Lineareinheiten mechanisch entkoppelt. Man spricht dann von modularer Bauweise, bei der die Antriebsachse samt Brückenportal gesondert und getrennt vom Brennschneidtisch montiert werden, so dass Stöße auf den Tisch sich nicht direkt in das mechanische System einkoppeln können.
  • Außerdem werden die linearen Antriebsachsen häufig durch eine Art Bumper oder Leitplanken, die am Boden angedüpelt sind, vor Zusammenstößen mit dem Gabelstapler geschützt.
  • Des weiteren werden Brennschneidanlagen besonders groß dimensioniert, so dass ein sogenannter Bahnhof Platz findet, in dem das Portal außerhalb der Reichweite des Krans sicher geparkt wird, wenn der Tisch abgeräumt werden soll.

Was kostet eine Brennschneidmaschine?

Je nach Ausstattung und Ausführung schwanken die Preise für Brennschneidmaschinen von unter 50.000,- Euro bis 500.000 ,- Euro und auch darüber hinaus.

Brennschneidanlagen können auch einen Wert von über 1 Mio. Euro erreichen, wenn sie für spezielle Anwendungen konfiguriert worden sind. Beispielsweise existieren Brennschneidanlagen mit einer Brückenbreite von 28.000 mm und einer Schneidlänge von über 100 m. Brennschneidanlagen können mit Spezialbrenntischen ausgestattet sein, die das zu schneidende Material befördern, den Schmutz entsorgen, die Blechtafeln drehen, die Teile gleich mit strahlen oder reinigen, stempeln, markieren, mechanisch bearbeiten oder Schweißfasen mit mehreren Schneidköpfen anbringen etc. - den Anforderungen der Anwender sind kaum Grenzen gesetzt. Dementsprechend breit gefächert ist auch der Preis - es gibt keinen Normal- oder 0815-Preis. Die Kosten hängen immer von der Anwendung und den Sonderwünschen ab.

Preiskriterien für Brennschneidanlage:

  • Ausführung der autogenen Brennschneidanlage: Portal oder Ausleger
  • Größe der Brennschneidanlage: 1.000 x 2.000 mm oder eine Großanlage von 8.000 mm x 50.000 mm oder größer unterscheiden sich erheblich
  • Mit oder ohne Brennschneidtisch: Sie finden hierzu ein eigenes Kapitel über die Bedeutung der Brennschneidtische mit viel praxisbezogenem Detailwissen
  • Mit oder ohne Automatisierungstechnik: Der Brennschneidtisch kann eine automatisierte Förderanlage für herabfallende Teile und Schlacke besitzen, die den Preis je nach Tischgröße um einige Zehntausend Euro anhebt.
  • Automatisierungstechnik der Brenner: Hierzu haben wir ein eigenes Kapitel im Bereich der Automatisierungstechnik verfasst, in dem wir eine Auswahl an Möglichkeiten vorstellen, wir das Brennschneiden wirtschaftlicher gestaltet werden kann.
  • Anzahl der Brenner
  • Brennerarten: Mit Zündung, Höhensteuerung, proportionalen Ventilen etc.
  • Mit 3D Schweißnahtvorbereitung
  • Mit 3-Brenneraggregat, ebenfalls für die Fasenbearbeitung
  • CNC-Steuerung und Vernetzung
  • Digitalisierung
  • CAD/CAM-System, Anzahl von Arbeitsplätzen die einzurichten sind
  • Blechdickenbereich: Es ist ein Unterschied ob bis 200 mm Dicke oder bis 1.200 mm Dicke geschnitten werden soll
  • Digitalisierung, sowohl der Autogenbrenner als auch der gesamten Brennschneidanlage
  • Anzahl der Schichten, für die der Einsatz des Systems geplant ist
  • Mehrfachportalachsen auf einem Brenntisch: Oftmals fahren zwei oder mehr Schneidportale über einem oder mehr Brennschneidtischen. Nicht selten werden die Anlagen so angeordnet und mit Sensorik ausgestattet, dass ein Maschinenbediener zwei oder mehr Brennschneidportale bedienen kann  
  • Absaug- und Filtertechnik, die heute mehr denn je eine besondere Bedeutung hat. Auch hierzu finden Sie ein gesondertes Kapitel über Filtertechnik.
  • Besondere bauliche oder Umweltvorschriften
  • Aufstellungsvorgaben
  • Die Kosten für die Fundamente dürfen nicht vernachlässigt werden, die können je nach Größe der Anlage 30.000,- Euro oder mehr betragen
  • Die Kosten für die Energieanschlüsse, besonders eine vernünftig ausgelegte Gasversorgung ist von hoher Bedeutung, wenn es später um einen störungsfreien Betrieb gehen soll. Auch diese Kosten können schnell 15.000,- Euro und mehr betragen.
  • Die Kosten für Intralogistik, Krananlagen, Stellfläche, Lager etc. müssen mit erfasst werden  
  • Schulungskosten des Personals
  • u. s. w.

    Bauformen für Brennschneidmaschinen: Vor- und Nachteile der Portalbrücke

    Brennschneidanlage mit 2 Plasmabrennern und 1 Autogenbrenner. Besonders wirtschaftlich, da die Schneidanlage in das Fundament eingelassen wurde - kurze Beschickungszeiten!
    Brennschneidanlage mit 2 Plasmabrennern und 1 Autogenbrenner. Besonders wirtschaftlich, da die Schneidanlage in das Fundament eingelassen wurde - kurze Beschickungszeiten!

    Man unterscheidet generell die beiden Bauarten: Portalbrücke versus Ausleger

    Vorteile der Brennschneidmaschinen mit Portalbrücke:

    • Brückenportale sind stabil, tragen auch viele Schneidköpfe und Brennerwagen
    • Schwingungsarm
    • Synchronisierter Gleichlauf: Die Schnittergebnisse sind auf allein Seiten der Maschine gleich gut. Hierzu setzen die Hersteller oftmals zwei Grenzschalter ein, die als Referenzendschalter ausgeführt sind. Beim Einschalten der Maschine sucht diese die Referenzendschalter und setzt ihren Referenzpunkt für jede Seite der Portalbrücke auf Null, sie kalibriert sich beim Einschalten selber. Dies sorgt für maximalen Gleichlauf und hohe Genauigkeit.
    • Kleinere Konturen erzeugbar
    • Automatisierbarkeit ist möglich, z.B. Brennerdistanzverstellungen
    • Kombination mit anderen Werkzeugen möglich

    Nachteile der Portalbrücke:

    • Kosten höher
    • Anspruchsvolle Antriebstechnik und Synchronisierung erforderlich
    • I. d. R. Fremdwartung durch Fachpersonal erforderlich

    Vor- und Nachteile der Auslegerbrennschneidanlage

    Gute Auswahl mit passender Auslegung: Autogenanlage, Baujahr ca. 1988 mit CNC-Steuerung. Auf dieser Seite befinden sich die Brenner, auf der linken (nicht sichtbaren) Seite befindet sich das optische Abtastgerät
    Ausleger Autogenanlage, Baujahr ca. 1988 mit NC-Steuerung. Auf dieser Seite befinden sich die Brenner, auf der linken (nicht sichtbaren) Seite befindet sich das optische Abtastgerät

    Eigenschaften der Auslegerbauform von Brennschneidmaschinen:

    Wir treffen noch immer eine Fülle an Ausleger-Brennschneidmaschinen in deutschen Betrieben an. In der Startzeit der NC-Steuerungen in den 1970ern, war es kaum möglich zwei Antriebssysteme 100% zu synchronisieren, zumindest nicht mit vertretbarem Aufwand. So entwickelte man das Konzept des Auslegers, bei dem nur ein Motor für den Längsantrieb benötigt wird.

    Die Steuerungen sind einfach gehalten und viele besitzen keinen oder nur einen sehr kleinen Programmspeicher. Um Daten reproduzierbar ausschneiden zu können, entwickelte man ein optisches Lesegerät, dass man idealerweise auf der anderen Seite des Auslegerarms montierte.
    Unter die Lese-Abtastoptik legte man eine geeignete Zeichnung, positionierte den Lesekopf darüber und startete die Autogenbrenner. Zuvor legte man natürlich das gewünschte Material auf den Brenntisch. Leider besaßen und besitzen die alten Anlage oftmals keine Absaugvorrichtungen oder Filtersysteme. Der PC war noch nicht geboren, so dass auch niemand eine serielle oder gar Ethernet-Schnittstelle vermisste. Der Lesekopf tastet nun die gezeichnete Kontur ab und übertrug die Geometriedaten an die NC-Steuerung, die ihrerseits die Antriebe entsprechend steuerte. Der Bediener stellte nur die benötigte Schneidgeschwindigkeit ein und legte los. Die Höhe optimierte er durch Sichtkontrolle und mit Hilfe seiner Erfahrungen.
    Das System ist nach wie vor einfach zu bedienen und stellte an die Bediener keine besonders hohen Programmier-Anforderungen. Wobei die Stärke des Bedieners in seiner Erfahrung im Umgang mit dem thermischen Schneidprozess lag und nicht hoch genug eingeschätzt werden kann. Es ist erstaunlich, welch hohe Schnittqualität auch mit diesen alten Schneidanlagen möglich ist, wenn der Bediener genau weiß, was er tut.

    Die Schnittgeschwindigkeiten beim Autogenschneiden sind standesgemäß langsam, üblicherweise je nach Materialdicke bewegen wir uns im Bereich von 80mm/min bis 800mm/min. Die Beschleunigungskräfte derartiger Auslegerschneidanlagen sind sehr gering, so dass in der Regel die Lager und Führungen wenig belastet wurden und lange halten. Anlagen dieser Art werden nicht selten 20 bis 30 Jahre alt und man findet noch heute viele intakte Maschinen. Um auf Nummer Sicher zu gehen, verschleifen die NC-Steuerungen die Ecken auch noch, d.h. der Zuschnitt einer scharfen 90° Ecke oder gar einer 30° Spitze waren mit solchen Anlagen kaum möglich, ohne bestimmte Tricks einzusetzen. Die Ecken wurden generell mit einem einstellbaren Radius geschnitten – dies hatte weder die Anwender noch die Endkunden sonderlich gestört – es war eben „state of the art“. Aufgrund des Alters sind derartige Auslegerschneidanlagen jedoch von der Ersatzteilversorgung stark gefährdet, viele elektronische Platinen sind nicht mehr erhältlich oder nur zu extremen Preisen. Geschickte Tüftler helfen so manchem Schneidbetrieb aus der Misere indem sie die Platinen, die seinerzeit mit diskreter Elektronik hergestellt wurden, manuell reparieren - die dazu erforderlichen Leistungstransistoren und Dioden sind zum Teil noch heute im Elektrofachhandel erhältlich und können mit dem Lötkolben einfach ausgewechselt werden.

    In einigen Fällen kann sich jedoch eine Modernisierung der Anlage mit moderner CNC-Steuerung und neuen Antrieben lohnen! Hier empfehlen wir das Kapitel über Retrofitting zu lesen.

    Ist die bewährte Auslegerbauform ausgestorben?

    Nein, die Auslegerbauform ist bei weitem nicht tot. Einige Maschinenhersteller bieten sogar wieder Ausleger-Systeme an, jedoch mit modernster CNC-Technik und mit hochwertigen Antrieben ausgestattet, natürlich dann ohne optischen Auslegerarm, da die Optik im Zeitalter des PCs in der Regel nicht mehr benötigt wird. Trotzdem kann auch eine moderne CNC-gesteuerte Schneidanlage optional über eine CCD-Kamera verfügen, die Zeichnungen oder Bauteile vektorisieren kann und die Daten unmittelbar in CNC-Code umwandelt.

    Übrigens: Obwohl Internet, PC und CAD-Systeme überall Einzug gehalten haben, so gibt es dennoch konkrete Anwendungen, bei denen optische Leseköpfe sinnvoll sind, z.B. im Reparaturdienst von Baufahrzeugen, wenn Baggerschaufeln schnell repariert werden müssen, jedoch aufgrund des Alters keine CAD-Zeichnungen vorliegen. In diesem Fall kommen moderne Abtastsysteme mit CCD-Kameras bestückt zum Einsatz. Oftmals sind die Systeme derart leistungsfähig, dass sie ohne Zeichnungen auskommen, man legt einfach das Musterteil unter die Kamera – diese scannt die Kontur ab und speichert die so erzeugten Geometriedaten in einem CNC-Code, der dann rückwärts auf den PC geladen werden kann und so für weitere Serien zur Verfügung steht.
    Dies ist natürlich von Hersteller zu Hersteller verschieden, daher prüfen Sie vorher das Angebot Ihres Lieferanten welche Optionen verfügbar sind.

    Vorteile des Auslegers:

    • Robuster und einfacherer Aufbau als bei Portalbrücken
    • Durch Auslegerarm eine hohe Zugänglichkeit zum Brenntisch
    • Weniger Platzbedarf
    • Sehr flexibel
    • Häufig einfache Reparaturen und Wartungen selber durchführbar bei alten Systemen
    • Klarer Aufbau und Funktion
    • Preiswertere Lösung als ein Portal
    • Handling, Materialbeschickung ist einfacher, evtl. auch schneller
    • Schnelle manuelle Verschiebbarkeit des Auslegerarms, wenn das Getriebe entkuppelt werden kann
    • Aus Platz- und Beschickungsgründen werden noch heute Ausleger für Plasma-, Autogen- und Wasserstrahlanwendungen gebaut, die bei entsprechender Statik und Robustheit durchaus die dynamischen Anforderungen erfüllen

    Nachteile des Auslegers:

    • Mit alter Abtastoptik: Zeichnungen altern, vergilben, verändern durch Luftfeuchtigkeit ihre Abmessungen.
    • Durch den optischen Ausleger-Lesearm bei Altanlagen wurde zusätzliche Stellfläche benötigt.
    • Bei Altanlagen: Hohe Ungenauigkeiten durch "wacklige", schwingungsanfällige Konstruktion. Hohe Geschwindigkeiten, die für Plasma oder Laser erforderlich sind, nur bedingt bis gar nicht möglich.
    • Bei Altanlagen: Geringe Wirtschaftlichkeit, auch wenn schon lange steuerlich abgeschrieben wurde. Dadurch bei heutigen Lohnkosten: eingeschränkte Eignung für Serienproduktion
    • Generell: Begrenzt in Dynamik und Geschwindigkeit. Begrenzt im Tragen von schweren Brennerwagen.
    • Besonders stabiler Maschinenbau erforderlich, um Schwingungen gering zu halten.

    Auswahl und Konfiguration einer Brennschneidmaschine

    Spezialanlage mit Wasserschneidbecken für hochfeste Stähle: 2 Autogenbrenner und 1 Plasmabrenner
    Spezialanlage mit Wasserschneidbecken für hochfeste Stähle: 2 Autogenbrenner und 1 Plasmabrenner

    Die geplante Anwendung und das zu schneidende Material bestimmt die Konfiguration der Brennschneidanlage. Einige Gedanken hierzu haben wir bereits erörtert:

    • Die Größe der Anlage ist durch nichts zu ersetzen. Wurde die Anlage zu klein ausgewählt, fehlt der Bahnhof zum Parken des Portals, kann nicht die ganze Tafel bearbeitet werden, ergeben sich in der Praxis potentielle Probleme und nur eine geringe Wirtschaftlichkeit.
    • Die Auslastung der Anlage muss ermittelt werden, um zu entscheiden, ob das System mit einem oder zwei Portalbrücken bestückt werden muss.
    • Wie soll die Lage der CNC-Steuerungen bestellt werden? Kann ein Bediener zwei Anlagen problemlos bedienen?
    • Wie soll der Tisch aufgebaut sein? Kratzförderer, Schwingungstisch, Wassertisch?
    • Anforderungen an das Fundament?
    • Wieviel Brenner sind sinnvoll und erforderlich?
    • etc.  

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