Was sind Faltenbälge?
Ein Faltenbalg ist ein elastisches, oft rotationssysmmetrisch gefaltetes Schutzelement, das Bewegungen von Bauteilen folgen kann und gleichzeitig verhindert, dass Fremdstoffe in empfindliche Bereiche eindringen. Durch seine Geometrie kann der Balg gestaucht, gedehnt oder gebogen werden, ohne seine Schutz- oder Dichtfunktion zu verlieren. Faltenbälge werden in verschiedensten Geometrien hergestellt z. B. zylindrisch, konisch oder rechteckig. An den Enden werden sie oft durch Klemmen, Flansche oder anvulkanisierte Ränder befestigt. Faltenbälge dienen nicht nur als Schutz, sondern auch als führendes, abdichtendes oder kompensierendes Bauteil.
Typische Arten von Faltenbälgen:
- Schutzbälge: gegen Schmutz, Staub und Flüssigkeiten
- Kompensatorbälge: Ausgleich von Bewegungen, Vibrationen oder Wärmedehnungen
- Druckbälge: Abdichtung gegen Flüssigkeiten oder Gase unter Druck
- Gewebebälge: für hohe Bewegungsfreiheit bei geringem Gewicht und gleichzeitig hoher mechanischer Festigkeit
Dank moderner Elastomer- und Verbundwerkstoffe können Faltenbälge auch bei hohen Temperaturen, chemischer Belastung oder unter Vakuumbedingungen zuverlässig eingesetzt werden.
Funktionen & Anwendungen von Faltenbälgen
Faltenbälge übernehmen mehrere zentrale Schutz- und Funktionsaufgaben in technischen Systemen. Sie schützen bewegliche Teile, gleichen Bewegungen aus und tragen zur Langlebigkeit und Betriebssicherheit von Maschinen und Geräten bei:
- Schutzfunktion: Abdichtung gegen Staub, Späne, Feuchtigkeit und andere Umwelteinflüsse
- Bewegungsausgleich: Kompensation axialer, radialer oder seitlicher Bewegungen
- Dämpfung: Reduktion von Stößen und Vibrationen durch elastisches Verhalten
- Führung und Zentrierung: Stabilisierung von beweglichen Achsen oder Kolben
- Abdichtung: zuverlässiger Schutz gegen Flüssigkeiten, Gase oder Öle
- Sicherheitsfunktion: Schutz des Bedienpersonals vor bewegten Maschinenteilen
Typische Anwendungen:
- Maschinenbau: Schutz von Spindeln, Führungen und Gelenken in Werkzeugmaschinen
- Fahrzeugtechnik: Achs-, Lenk- und Stoßdämpferbälge zum Schutz vor Schmutz, Feuchtigkeit und Salz
- Hydraulik und Pneumatik: Schutz von Kolbenstangen und Dichtungen vor Schmutz
- Medizintechnik: flexible, hygienische Abdeckungen und Dichtungen
- Energie- und Umwelttechnik: Kompensatoren in Rohrsystemen zur Aufnahme von Dehnungen und Toleranzausgleich
- Robotik und Automation: Abdeckungen von Gelenken und Achsen in bewegten Systemen
Faltenbälge sind damit sowohl funktionale Dichtungselemente als auch aktive Schutzkomponenten, die Wartungsintervalle verlängern und die Lebensdauer sensibler Mechanik erhöhen.
Bauteile & Materialien von Faltenbälgen
Faltenbälge werden aus verschiedenen Werkstoffen gefertigt, abhängig von Temperatur, Medien und Umgebungseinflüssen denen sie ausgesetzt werden sollen. Ziel ist eine optimale Kombination aus Flexibilität, Dichtheit, chemischer Beständigkeit und mechanischer Haltbarkeit.
Typische Materialien:
- NBR: öl- und kraftstoffbeständig, für Hydraulik- und Maschinenanwendungen
- EPDM: ozon-, witterungs- und dampfbeständig, ideal für Außen- und Klimaeinsatz
- CR (Neopren): gute Witterungs- und Alterungsbeständigkeit
- Silikon: temperaturbeständig von –60 °C bis +200 °C und biokompatibel, geeignet für Medizin und Lebensmitteltechnik
- NR: hohe Elastizität, sehr gutes Rückstellverhalten
- TPE (Thermoplastische Elastomere): formstabil, recyclingfähig, besonders für Serienfertigung geeignet
- Verbundwerkstoffe: Gummi-Gewebe– oder Gummi-Kunststoff-Kombinationen für erhöhte Stabilität
Faltenbälge können im Konstruktionsprozess gezielt auf Beweglichkeit, Dichtheit und Haltbarkeit optimiert werden:
- Faltgeometrien zur gleichmäßigen Verformung und Lastverteilung
- Verstärkte Endzonen für sichere Befestigung mit Schellen oder Flanschen
- Axiale und radiale Faltenformen zur Anpassung an verschiedene Bewegungsrichtungen
- Gleichmäßige Wandstärken zur Vermeidung von Materialermüdung
- Dichtlippen oder Doppelfalten für zusätzliche Abdichtwirkung