Arten von Metallbälgen

Metallbälge sind unverzichtbare Komponenten für Anwendungen, die flexible Dichtungen, Bewegungsanpassung und Drucksensoren erfordern. Die Vielfalt an Herstellungsverfahren und Geometrien für Metallbälge bietet einzigartige Möglichkeiten, erhöht jedoch auch die Komplexität für Designer und Ingenieure.

In diesem Beitrag untersuchen wir die fünf Haupttypen von Metallbälgen – geformte, geschweißte, galvanisch geformte, mehrlagige und kantengeschweißte – und erläutern ihre unterschiedlichen Eigenschaften, Vorteile und Einschränkungen. Wenn Sie die Nuancen der einzelnen Typen verstehen, können Sie sicher den optimalen Metallbalg für Ihre Anwendung auswählen.

Was sind Metallbälge

Metallbälge sind flexible, dünnwandige Metallkomponenten, die komprimiert, gedehnt oder gebogen werden können, um Bewegungen oder Vibrationen aufzunehmen. Sie sind so konzipiert, dass sie Druck, Vakuum oder mechanische Kräfte in einer Vielzahl von Anwendungen aufnehmen können. Metallbälge werden aus dehnbaren Metallen wie Edelstahl, Nickellegierungen, Titan oder Kupfer hergestellt und verfügen über eine Reihe von Windungen oder Wellen, die Flexibilität ermöglichen.

Arten von Metallbälgen

Geformte Bälge

Geformte Bälge werden durch Hydroforming- oder Tiefziehverfahren hergestellt. Beim Hydroforming wird ein Metallrohr in eine Form gelegt und dann einer Flüssigkeit unter hohem Druck ausgesetzt, wodurch das Metall die Form der Form annimmt. Beim Tiefziehen hingegen wird ein flaches Metallblech in eine Matrize gepresst, um die gewünschte Form zu erzeugen. Diese Fertigungsmethoden machen geformte Bälge für die Produktion großer Stückzahlen kostengünstig.

Ein Vorteil geformter Bälge ist ihre moderate Flexibilität, die es ihnen ermöglicht, axiale, seitliche und winklige Bewegungen aufzunehmen. Allerdings haben sie im Vergleich zu anderen Balgarten eine geringere mechanische Festigkeit, was ihren Einsatz in Anwendungen mit hohem Druck oder hoher Belastung einschränken kann.

Geschweißte Bälge

Geschweißte Bälge entstehen durch das Zusammenschweißen einzelner Membranen. Die Membranen werden typischerweise aus Blechen gestanzt oder geformt und dann mit verschiedenen Schweißverfahren wie Laser-, Elektronenstrahl- oder Widerstandsschweißen verbunden. Dieses Fertigungsverfahren ermöglicht die Herstellung von Bälgen mit hoher Präzision und Langlebigkeit.

Aufgrund ihrer Festigkeit eignen sich geschweißte Bälge für anspruchsvolle Umgebungen, beispielsweise mit hohen Temperaturen, Drücken oder korrosiven Medien. Der Schweißprozess kann jedoch potenzielle Schwachstellen an den Schweißverbindungen verursachen, die anfällig für Ermüdung oder Korrosion sein können.

Galvanisch geformte Bälge

Galvanisch geformte Bälge werden durch galvanisches Aufbringen von Metall auf einen präzisionsgefertigten Dorn oder eine Form hergestellt. Beim Galvanisierungsprozess werden dünne Schichten aus Metall, wie Nickel oder Kupfer, auf den Dorn aufgebracht, bis die gewünschte Dicke erreicht ist. Anschließend wird der Dorn entfernt, wodurch ein nahtloser, dünnwandiger Balg übrig bleibt.

Die dünnen Wände galvanisch geformter Bälge bieten extreme Flexibilität und sind daher ideal für Anwendungen, die ein hohes Maß an Bewegungs- oder Schwingungsisolierung erfordern. Sie sind außerdem leicht und können mit hoher Präzision hergestellt werden. Der Galvanoformungsprozess begrenzt jedoch die verfügbaren Materialoptionen und die daraus resultierenden Bälge können im Vergleich zu geschweißten Konstruktionen eine geringere Haltbarkeit aufweisen.

Mehrlagige Bälge

Mehrlagige Bälge bestehen aus mehreren übereinander gestapelten Lagen dünner Metallbleche. Die Lagen werden üblicherweise durch Kleben oder Löten miteinander verbunden. Die Anzahl der Lagen und die Dicke jeder Lage können variiert werden, um die gewünschte Festigkeit und Flexibilität zu erreichen.

Die mehrschichtige Konstruktion erhöht die Festigkeit und Flexibilität dieser Bälge und macht sie für Anwendungen mit hohem Druck oder zyklischer Belastung geeignet. Die mehreren Schichten sorgen außerdem für Redundanz und verringern das Ausfallrisiko, wenn eine Schicht beschädigt wird.

Kantengeschweißte Bälge

Kantengeschweißte Bälge werden hergestellt, indem dünne Metallmembranen an ihren Kanten verschweißt werden, um Falten zu erzeugen. Durch dieses Verfahren entstehen Bälge mit einer hohen Anzahl an Falten und einer kleinen Steigung, die eine außergewöhnliche Flexibilität bieten.

Das Kantenschweißverfahren ermöglicht die Herstellung leckdichter Dichtungen, wodurch diese Bälge ideal für Anwendungen mit Vakuum oder hochreinen Gasen geeignet sind. Die hohe Flexibilität kantengeschweißter Bälge ermöglicht es ihnen außerdem, erhebliche axiale, seitliche und winklige Verschiebungen auszugleichen.