Was ist der Unterschied zwischen geschweißten und geformten Bälgen?

Faltenbälge sind in zahlreichen industriellen Anwendungen unverzichtbare Komponenten und sorgen für Flexibilität und Präzision in Maschinensystemen. Allerdings sind nicht alle Faltenbälge gleich – geschweißte und geformte Faltenbälge haben unterschiedliche Eigenschaften, die ihre Eignung für unterschiedliche Anwendungsfälle beeinflussen.

In diesem Artikel werden die wichtigsten Unterschiede zwischen geschweißten und geformten Bälgen untersucht, einschließlich Herstellungsverfahren, Materialoptionen, Leistungsmerkmalen, Kostenüberlegungen und typischen Anwendungen.

Was ist ein geschweißter Balg?

Ein geschweißter Balg ist eine Art Metallbalg, der durch Zusammenschweißen einzelner Membranen oder Scheiben hergestellt wird. Die Membranen werden normalerweise aus dünnen Metallblechen gestanzt und dann mit einem kleinen Abstand zwischen den einzelnen Schichten übereinander gestapelt. Die Kanten der Membranen werden dann entweder mit Laser-, Elektronenstrahl- oder WIG-Schweißverfahren verschweißt, um einen abgedichteten, flexiblen Balg zu bilden.

Beim Schweißen werden die Membranen zu einer starken, homogenen Struktur zusammengefügt. Dadurch können geschweißte Bälge aus Materialien mit einer Dicke von nur 0,002 Zoll hergestellt werden, was eine sehr hohe Flexibilität ermöglicht. Die gestapelte Konstruktion verleiht geschweißten Bälgen außerdem ihr charakteristisches ziehharmonikaartiges Aussehen.

Was ist ein geformter Balg?

Geformte Bälge, auch hydrogeformte oder hydraulisch geformte Bälge genannt, werden aus einem einzigen Stück dickwandiger Rohre hergestellt. Das Rohr, dessen Dicke zwischen 0,005 und über 0,040 Zoll liegen kann, wird in eine Formform gelegt. Anschließend wird Hochdruck-Hydraulikflüssigkeit in das Rohr gepumpt, wodurch es sich ausdehnt und die Form der umgebenden Form annimmt.

Beim Hydroforming werden umlaufende Wellen entlang der Rohrlänge erzeugt, die dem Rohr die Form eines Balgs verleihen. Die Tiefe, Anzahl und Gesamtform der Wellen wird durch die Formgebung des Formwerkzeugs bestimmt. Nach der Formgebung werden die Enden des Balgs normalerweise zugeschnitten und durch Anschweißen von Endstücken oder Flanschen fertiggestellt.

Hauptunterschied zwischen geschweißten und geformten Bälgen

Fertigungsverfahren

Geschweißte Bälge werden hergestellt, indem einzelne Membranen zu einem Balg zusammengeschweißt werden. Bei diesem Verfahren kommen Präzisionsschweißverfahren wie Laserschweißen, WIG-Schweißen oder Widerstandsschweißen zum Einsatz. Die Membranen werden in der Regel aus dünnen Blechen gestanzt oder hydrogeformt, bevor sie zusammengeschweißt werden.

Geformte Bälge werden durch ein Verfahren namens Rollformen oder Hydroformen hergestellt. Ein dünnwandiges Rohr wird über einen Dorn gelegt und dann innen unter Druck gesetzt, wodurch sich das Rohr ausdehnt und Falten bildet. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis die gewünschte Anzahl Falten erreicht ist. Die Enden des geformten Balgs werden dann zugeschnitten und fertiggestellt.

Materialoptionen

Geschweißte Bälge bieten im Vergleich zu geformten Bälgen eine größere Auswahl an Materialien. Sie können aus verschiedenen Metallen hergestellt werden, darunter Edelstahl, Inconel, Hastelloy, Titan und andere exotische Legierungen.

Geformte Bälge sind hinsichtlich der Materialauswahl eingeschränkter. Sie werden normalerweise aus duktilen Metallen hergestellt, die den Formungsprozess ohne Risse oder Brüche überstehen. Die gängigsten Materialien für geformte Bälge sind Edelstahl, Messing und Bronze.

Leistungsmerkmale

Geschweißte Bälge bieten im Allgemeinen bessere Leistungsmerkmale als geformte Bälge. Aufgrund ihrer mehrlagigen Konstruktion und der Festigkeit der Schweißverbindungen können sie höheren Drücken und Temperaturen standhalten. Geschweißte Bälge bieten außerdem mehr Flexibilität und Bewegungsfreiheit, da sich die einzelnen Membranen unabhängig voneinander biegen können.

Geformte Bälge sind zwar nicht so robust wie geschweißte Bälge, bieten aber innerhalb ihrer Konstruktionsgrenzen dennoch eine gute Leistung. Sie eignen sich für Anwendungen mit mäßigen Druck- und Temperaturanforderungen. Geformte Bälge haben im Vergleich zu geschweißten Bälgen eine geringere Federrate, was bedeutet, dass zum Zusammendrücken oder Ausdehnen weniger Kraft erforderlich ist.

Kosten

Die Kosten für geschweißte Bälge sind aufgrund des komplexeren Herstellungsprozesses und der Verwendung von Hochleistungsmaterialien in der Regel höher als für geformte Bälge. Die Präzisionsschweißtechniken und der Bedarf an qualifizierten Arbeitskräften tragen zu den höheren Kosten geschweißter Bälge bei.

Geformte Bälge sind in der Regel kostengünstiger herzustellen. Der Rollform- oder Hydroformprozess ist stärker automatisiert und erfordert im Vergleich zum Schweißen weniger Facharbeit. Darüber hinaus sind die für geformte Bälge verwendeten Materialien häufig kostengünstiger als die für geschweißte Bälge verwendeten.

Anwendungen

Geschweißte Bälge werden häufig in der Luft- und Raumfahrt, Öl- und Gasindustrie, Kryotechnik und Vakuumsystemen eingesetzt. Geschweißte Bälge sind ideal für Anwendungen mit extremen Temperaturen, hohem Druck oder korrosiven Medien.

Geformte Bälge eignen sich für eine Vielzahl von Allzweckanwendungen, bei denen die Leistungsanforderungen weniger anspruchsvoll sind. Sie werden häufig in HLK-Systemen, Automobilabgassystemen und Industrieanlagen verwendet. Geformte Bälge werden auch häufig verwendet in Gleitringdichtungen, Dehnungsfugen und flexible Kupplungen.