Aufbau und Typen von Metallwellrohren
Veröffentlichungsdatum:
2018-10-23
Die Eigenschaften eines Metallwellrohrs hängen von seiner Konstruktion ab; unterschiedliche Konstruktionen weisen jeweils spezifische Leistungsmerkmale auf, die sich in der Wellenform widerspiegeln. Die Wellenform bezeichnet die Art und Gestalt der Wellen, die sich nach einer axialen Querschnitts‑ bzw. Längsschnitts‑Aufteilung ergibt. Grundsätzlich lassen sich die Wellenformen des Wellrohrs in U‑, C‑, Ω‑ und S‑Form unterteilen. Zur Erhöhung der Druckbelastbarkeit und zur Verringerung der Steifigkeit wurden zudem mehrschichtige Wellrohre sowie Wellrohre mit Verstärkungsringen entwickelt.
Insgesamt ist ein ringförmiger Querschnitt hinsichtlich seiner Fähigkeit, hohe Drücke aufzunehmen, überlegen, weist jedoch eine geringere zulässige Verformung auf. Ein U‑förmiger Querschnitt ermöglicht größere Verformungen, besitzt jedoch eine vergleichsweise niedrigere Drucktragfähigkeit. Im Allgemeinen werden in der nationalen Praxis vorwiegend U‑förmige Wellenprofile eingesetzt. Bei höheren Betriebsdrücken und größeren Verformungen kommt dagegen eine mehrschichtige U‑förmige Wellenstruktur zum Einsatz. C‑förmige Wellrohre verfügen über eine hohe Steifigkeit, weisen jedoch eine geringe Empfindlichkeit und erhebliche nichtlineare Fehler auf; sie werden in der Regel als Dichtungs‑ bzw. Trennelemente oder als flexible Verbindungselemente verwendet. Ω‑förmige und S‑förmige Wellrohre finden vor allem dort Anwendung, wo hohe Betriebsdrücke und nur geringe Arbeitsverformungen auftreten – beispielsweise als Dichtungs‑ und Trennelemente in Hochdruckventilen.
Endkonstruktionsformen von Metallwellrohren
Die Endkonstruktionen der Anschlussbereiche beider Enden des Faltenbalgs weisen fünf grundlegende Bauformen auf:
(1) Innenverwendung wird mit N angegeben.
(2) Äußere Kombination wird mit W angegeben.
(3) Die geschlossene Unterseite wird mit D bezeichnet.
(4) Kein gerader Wandabschnitt, der an der Wellenkrone mit einem QD‑Messgerät abgeschnitten wird.
(5) Kein gerader Wandabschnitt, der im Wellental abgeschnitten wird; bezeichnet mit Qd.
Die Endkonstruktionen der beiden Enden des Wellrohrs können beliebig aus den oben genannten fünf Konstruktionsarten kombiniert werden; für ein und dasselbe Wellrohr ergeben sich somit 14 verschiedene Konstruktionsvarianten.
Die beiden Enden des Wellrohrs sind mit den zugehörigen Bauteilen zu verschweißen. Für Werkstoffe wie Messing, Zinnbronze und Berylliumbronze kommen Hartlöt‑ oder Silberlötverfahren zum Einsatz; bei Edelstählen sowie Materialien wie Inconel 718 können Schutzgasschweißverfahren (z. B. WIG‑Schweißen), Rollschweißen sowie Elektronenstrahlschweißen eingesetzt werden. Die Endgeometrie des Wellrohrs beeinflusst die Umformbarkeit; dabei weist die W‑förmige Ausführung eine besonders gute Verarbeitbarkeit auf und wird daher vorzugsweise empfohlen. Die N‑förmige Ausführung hingegen ist weniger gut formbar; deren Durchmesser D1 und Länge L1 sollten gemäß den einschlägigen Normen und Produktkatalogen ausgewählt werden und dürfen nicht willkürlich festgelegt werden. Werden D1 und L1 zu groß dimensioniert, kommt es im Verlauf der Wellrohrumformung häufig zu Rissen an dieser Stelle.
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