Kraftmesstechnik in ihrer ganzen Vielfalt
Hebetechnik und Fördertechnik intelligent überwachen
– mit Kraft- und Drehmomentsensoren
In unserer von Technik geprägten Welt werden viele Dinge befördert und bewegt, die sicher ihr neues Ziel erreichen müssen. Dazu stehen zahlreiche technische Hilfsmittel in Form von Anlagen und Geräten mit elektrischen Antrieben zur Verfügung, in denen unsere Kraftaufnehmer oder Drehmomentsensoren zum Einsatz kommen.
Beispiele hierfür sind:
- Regalbediengeräte
- Hebezeuge
- Hebebühnen
- (Scheren-)Hubtische
- Hebeböcke
- Hubpodien
- Arbeitsplattformen
Beispiele für elektrische Antriebe in der Hebe- und Fördertechnik
Schubketten
Eine Schubkette ist ein mechanisches Bauteil, das ähnlich wie eine Kette funktioniert, jedoch speziell dafür konstruiert ist, Druckkräfte (also Schubkräfte) aufzunehmen und zu übertragen – im Gegensatz zu herkömmlichen Ketten, die nur Zugkräfte übertragen.
Schubketten bestehen aus miteinander verbundenen Gliedern, die sich bei Bewegung gegenseitig abstützen und dadurch eine stabile, druckbelastbare Struktur bilden. Sie werden häufig in Linearantrieben verwendet, um eine Vorwärtsbewegung unter Last zu ermöglichen.
Hubgetriebe
Ein Hubgetriebe ist ein mechanisches Getriebe, das dazu dient, eine rotatorische Bewegung (Drehbewegung) in eine lineare Bewegung (Hubbewegung) umzuwandeln. Hubgetriebe werden verwendet, um Lasten anzuheben, abzusenken oder zu positionieren.
Elektrozylinder
Ein Elektrozylinder ist ein linearer Antrieb, der elektrische Energie in eine lineare Bewegung (also einen Schub- oder Zughub) umwandelt. Er funktioniert ähnlich wie ein Hydraulik- oder Pneumatikzylinder, verwendet jedoch einen Elektromotor anstelle von Flüssigkeit oder Druckluft.
Stellantriebe
Ein Stellantrieb ist ein Antriebselement, das in Automatisierungs- oder Regelungssystemen eingesetzt wird, um mechanische Bewegungen (Drehung oder Linearbewegung) auszulösen, basierend auf einem elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Steuersignal
(Servo-)Spindelantriebe
Ein (Servo-)Spindelantrieb ist ein linearbewegender Antrieb, der eine Drehbewegung eines Motors – meist eines Servomotors – über eine Spindel in eine lineare Bewegung umwandelt. Diese Antriebsform wird häufig dort eingesetzt, wo präzise, dynamische und kraftvolle Linearbewegungen erforderlich sind.
Plattformhubwerke
Ein Plattformhubwerk ist ein Hebesystem, bei dem eine horizontale Tragplattform durch einen oder mehrere mechanische Antriebe (z. B. Spindeln, Scheren, Zylinder) gesteuert auf eine bestimmte Höhe angehoben oder abgesenkt werden kann.
Überwachung durch DMS-basierte Sensoren
Um in der Zukunft sichere Betriebszustände in den oben aufgeführten Geräten und Anlagen zu gewährleisten, müssen diese „intelligenter“ gemacht werden. Das lässt sich durch eine sichere und schnelle Überwachung von Kräften und Momenten mit entsprechenden DMS-basierten Sensoren kostengünstig und ohne großen Mehraufwand realisieren. Kraftmesssensoren und Drehmomentsensoren lassen sich in den meisten Fällen problemlos in die Antriebskette integrieren, sodass (Axial-)Kräfte direkt gemessen werden können.
Hydraulisch und pneumatisch betriebene Antriebselemente werden zunehmend durch eine Kombination aus Elektromotor und mechanischen Schubaggregaten ersetzt. Eine Druckmessung zur Überwachung und Regelung ist in diesen Fällen nicht mehr möglich. Auch hier stellen DMS-basierte Kraft- und Drehmomentsensoren die ideale Lösung dar.
Was wird dabei genau überwacht?
Im Wesentlichen geht es bei der Erfassung der Kräfte und Momente in diesen Anwendungen darum, unsichere Zustände in Anlagen zu vermeiden. Dazu gehören zum Beispiel Überlastzustände, die Menschen gefährden oder Maschinen und Anlagen beschädigen könnten. Gleichzeitig sollen die in der Hebetechnik und Fördertechnik eingesetzten Anlagen möglichst effizient und materialschonend betrieben werden.
Bei Hubtischen und Hubpodien, bei denen jeder Auflagepunkt durch Kraftsensoren überwacht wird, wird häufig auch die Lastverteilung auf der Plattform überwacht. Bei Bedarf kann daraus sogar rechnerisch die Position des Lastschwerpunkts ermittelt werden.
Standardsensor oder lieber maßgeschneidert?
Viele unserer Kunden setzen in ihren Geräten und Anlagen unsere Kraft- oder Drehmomentsensoren ein und vertrauen auf deren Zuverlässigkeit. Primosensor bietet ein umfangreiches Portfolio an Standardsensoren, entwickelt und fertigt aber ebenso häufig maßgeschneiderte Lösungen, die individuell auf den Kunden und seine Bedürfnisse zugeschnitten sind. Das erleichtert die Integration der Sensorik in Maschinen, Aggregate und Anlagen.
Kundenspezifische Lösungen gehören zu unserem Kerngeschäft und betreffen vor allem die Sensorgeometrie und -abmessungen, Nennlasten und -momente, aber auch die elektrischen Ausgangssignale.
Standardausgangssignale unserer Sensoren sind:
- 4…20 mA (2- und 3-Leiter)
- Redundant mit 2 x 4…20 mA
- 0…10 V
- +/-10 V
- mV/V
- CANopen
Typische in den genannten Anwendungen eingesetzte Kraftaufnehmergeometrien sind:
Auch unsere statischen Drehmomentsensoren wie DMS und DMR kommen an Antrieben gerne zum Einsatz. Die direkte Drehmomentmessung im Antriebsstrang ist entscheidend für die Leistungsüberwachung von Maschinen und Anlagen – insbesondere wenn eine Überwachung über Kraftsensoren nicht gewünscht oder nicht möglich ist.
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