Feder- und Dichtelement in Metallfaltenbalg-GLRD. Metallfaltenbälge werden unterteilt in Rollbälge und Lamellenbälge. Das Funktionsprinzip ist bei beiden Balgtypen gleich: Die gewünschte Federkraft wird durch Vorspannen des Metallbalges auf eine bestimmte Einbaulänge erzeugt. Sie ist abhängig von der Wanddicke (bei mehrwandigen Bälgen auch von der Anzahl der Lagen), der Anzahl der Wellen, der Länge des Vorspannweges und der Wellenprofilhöhe. Die hydraulische Funktion eines GLRD-Metallfaltenbalges wird hier an einem

 

d = Innen-ø Gleitfläche

D =Außen-ø Gleitfläche

d_i = Innen-ø Balg

d_a = Außen-ø Balg

d_H = hydr. ø =

allgemeingültigen, vereinfachten Modell erläutert, das nicht näher auf die Eigensteifigkeit und Profilierung des Balges eingeht. Das Modell ist auf Metallfaltenbalgdichtungen in Standardbauart bezogen.

Kräfte und Flächenmodell bei Außenbeaufschlagung des Wellenpaares mit p₁

p₁ = Druck

A = Fläche

F = Kraft

A₁, A₂, A₃, A₄,

= projizierte Flächen der Lamelle weil d_H = ist gilt:

A₁ = A₂ = A₃ = A₄

weil p · A = F ist folgt daraus:

F₁ = F₂ = F₃ = F₄

F₂ und F₃ sind gleich groß und entgegengerichtet, erzeugen Spannung im Blech und in der Schweißnaht.

F₄ wird über die äußere Schweißnaht in den Balgträger und weiter in die Welle geleitet. F₁ und F₅ sind entgegengerichtet, F₅ < F₁. Daraus folgt: F₁ - F₅ = F_H, die hydraulisch schließende Kraft. Dieses Wirkprinzip ermöglicht es, auch hydraulisch entlastete GLRD auf durchgehend glatten Wellen anzuordnen, da das Verhältnis zwischen der hydraulisch belasteten (Rest-) Fläche und der Gleitfläche (Belastungsfaktor k) in weiten Grenzen variierbar ist.