Kraftmesstechnik in ihrer ganzen Vielfalt
Wägezellen begegnen einem – meist unbemerkt – an vielen Stellen im Alltag: ob bei der Personenwaage im Bad oder in der Obst- und Gemüseabteilung eines Supermarkts. In der Industrie ist die Wägezelle ebenfalls nicht wegzudenken. In der Logistik und der Produktion überwachen Wägezellen den Bestand und Materialfluss und gewährleisten damit, dass Maschinen und Anlagen nicht still stehen.
Darüber hinaus unterscheidet sich die Wägezelle noch in weiteren Punkten von anderen Kraftaufnehmern: Eine Wägezelle ist für die Erfassung von Gewichtskräften ausgelegt, also Kräfte, die über die Erdanziehung in Richtung Erdmittelpunkt wirken; andere Kräfte, die natürlich in allen möglichen Richtungen wirken können, werden dagegen üblicherweise mit mit einem Kraftaufnehmer gemessen. Wägezellen sind eher für tendenziell statische Anwendungen konzipiert; Kraftaufnehmer eher für dynamische bis hochdynamische Anwendungen mit vielen Lastwechseln. Anders als bei Kraftaufnehmern hat bei der Wägetechnik die Genauigkeit eine hohe bis sehr hohe Priorität. Messbedingte Abweichungen bewegen sich in einem Bereich von 0,01 bis 0,05 Prozent.
Fest steht jedoch: Beide Sensortypen sind nicht ganz eindeutig zu trennen. Stattdessen gibt es hier auch deutliche Überschneidungen in den technischen Eigenschaften, zum Teil auch in den Anwendungsbereichen.
Dass Wägezellen trotz aller Unterschiede zu den Kraftaufnehmern zählen, liegt an ihrem ähnlichen Aufbau und der Funktionsweise: So bestehen Wägezellen wie auch viele Kraftaufnehmer aus einem Federkörper. Auf dem Federkörper befinden sich Dehnungsmessstreifen, angeordnet in Form einer Wheatstoneschen Brückenschaltung. Diese registrieren, wenn der Federkörper bspw. gedehnt oder gestaucht wird und setzen diese Information in eine elektrische Widerstandsänderung um. Anhand der Widerstandsänderung, die elektrisch ausgewertet wird, lässt sich dann die Gewichtskraft bzw. die Druck- oder Zugkraft bestimmen, die auf den Federkörper einwirkt.
Um auch bei verschiedensten Temperaturen korrekte Messergebnisse zu garantieren, enthält die Wägezelle eine eingebaute Temperaturkompensation. Wichtig wird das vor allem dort, wo die Wägeeinrichtung starken Temperaturschwankungen bspw. der Witterung ausgesetzt ist, so wie bei einer LKW- oder Silo-Waage im Aussenbereich.
Wägezellen kommen in den verschiedensten Bereichen zum Einsatz: Etwa in der Prozess- und Verfahrenstechnik, im Maschinen-, Behälter- und Anlagenbau, in der Lebensmittelindustrie genau wie im medizinischen oder landwirtschaftlichen Bereich. In vielen Bereichen ist es wichtig, Gewichtskräfte exakt zu messen und zu dokumentieren. Zum Teil ist es sogar gesetzlich vorgeschrieben: Ein Beispiel dafür sind Abfüllanlagen in der Lebensmittelindustrie. Hier stellen Wägezellen sicher, dass alle Dosen, Flaschen oder Tüten das gleiche Füllgewicht enthalten.
In der Fertigung lassen sich mithilfe von Wägezellen Materialbestand und -verbrauch oder die Qualität von Zwischen- und Endprodukten bestimmen. Je nach Anwendungsfall und zu messenden Lasten gibt es Wägezellen in verschiedenen Bauformen und einer großen Bandbreite an Nennlasten – etwa für eine Nennlast von 100 Gramm bis hin zu einer von 1000 Tonnen.
So kommen Wägezellen in Feinwaagen zum Einsatz, die auf 0,01 Gramm genau messen, aber auch in Silo- und Behälterwaagen, Plattformwaagen, Dosierwaagen oder LKW-Waagen, wo viele Tonnen auf sie einwirken.
Um exakte Messungen und eine möglichst lange Lebensdauer des Sensors zu garantieren, sind ein korrekter Einbau und Einsatz wichtig. Um beides zu ermöglichen, haben wir optionale Montagehilfen und Einbausätze entwickelt, mit deren Hilfe sich die Wägezellen leicht installieren und in Betrieb nehmen lassen. Gerne beraten wir Sie und helfen Ihnen, die optimalen Komponenten für Ihre Anwendungen zu finden.
Das Wägemodul WMS1, bestehend aus einer Doppelscherstab-Wägezelle aus Edelstahl mit hoher Schutzart (IP 68) und einem sehr robusten Einbausatz, wurde speziell zum präzisen Verwiegen von mittelgroßen bis großen Silos und Behältern sowie dem Einsatz in Fahrzeugwaagen im Innen- und Außenbereichentwickelt. Das Wägemodul ist mit Nennlasten von 5t bis 100t lieferbar.
S-förmige Zug/-Druckkraftaufnehmer oder Wägezellen sind Standard in der Industrie. Sie werden zur Messung von Zug- und/oder Druckkräften bzw. -lasten genutzt. Üblicherweise werden die Kräfte oder Lasten über Gelenkköpfe eingeleitet. Vorteile von S-Typen sind Ihre hohe Genauigkeit, die Möglichkeit Zug- und Druckkräfte zu messen, der einfache Einbau sowie der rotationssymmetrische Aufbau.
Rotationssymmetrische Drucklast-Wägezellen überzeugen durch ihre kompakte Bauweise und Abmessungen selbst bei sehr hohen Lasten oder Kräften. Durch die Robustheit bei gleichzeitig sehr guter Genauigkeit ist die Wägezelle MDW für eine Vielzahl klassischer wägetechnischer Anwendungen geeignet.
Biege- und Scherstabwägezellen sind die am häufigsten in der industriellen Wägetechnik eingesetzten Typen von Wägezellen für die Verwiegung von kleinen bis mittelgroßen Behältern und Plattformen mit typischerweise meist 3 oder 4 Auflagepunkten oder Füßen. Biegestabwägezellen werden dabei für die kleineren Lastbereiche eingesetzt. Sie sind typisch lieferbar mit Nennlasten von 5kg bis 500 kg.
Scherstabwägezellen werden dann für die höheren Lasten eingesetzt. Sie sind steifer als Biegestäbe und typisch lieferbar mit Nennlasten ab 300 kg bis 10.000 kg. Beide Typen zeichnen sich durch sehr hohe Schutzarten aus mit IP68/69k und werden komplett aus Edelstahl gefertigt. Passende Einbausätze ermöglichen die einfache Montage und den schnellen Aufbau einer sehr gut funktionierenden Plattform- oder Behälterwaage.
Biegestab-Kraftaufnehmer oder -Wägezellen sind in der Industrie ein weit verbreiteter Standard. Vor allem bei wägetechnischen Anwendungen im kleinen bis mittleren Lastbereich werden sie zur Messung von Druckkräften bzw. -lasten genutzt. Der Vorteil von Biegestabwägezellen ist die Möglichkeit, auch kleine Lasten mit sehr hoher Genauigkeit zu messen, bei gleichzeitig hohem IP-Schutz und hoher Robustheit.
Scherstab-Kraftaufnehmer oder -Wägezellen sind verbreiteter Standard in der Industrie. Vor allem bei wägetechnischen Anwendungen im mittleren Lastbereich werden sie zur Messung von Druckkräften bzw. -lasten genutzt. Vorteile von Scherstabwägezellen sind die hohe Genauigkeit, Robustheit und Querkraftunempfindlichkeit.
Plattformwägezellen besitzen eine sehr spezielle Geometrie. Diese gestattet es, Plattformwaagen mit nur einer zentrisch unter der Plattform angeordneten Wägezelle aufzubauen. Daher auch die Bezeichnung Plattformwägezelle oder im englischen Sprachgebrauch „single point load cell“. Sie sind nach Art eines Parallellenkers konstruiert, was ihnen ermöglicht, durch exzentrische Krafteinleitung entstehende Biege- und Drehmomente aufzunehmen ohne dass es sich ungünstig auf das Messergebnis auswirkt. Plattformwägezellen zeichnen sich durch hohe Genauigkeiten aus und sind lieferbar mit Nennlasten ab 150 g bis 2000 kg. Gefertigt werden sie meist aus Aluminium, sind optional aber auch aus Edelstahl mit hoher Schutzart lieferbar. Die jeweils empfohlene, maximal mögliche Plattformgröße bei den verschiedenen Ausführungen ist in den entsprechenden Datenblättern angegeben.
Die Wägezelle PZ1 ist eine hochgenaue Wägezelle und wurde speziell für den Einsatz in kleinen Plattformwaagen mit entsprechend kleinen Lasten entwickelt. Sie ist mit Nennlasten von 300 g bis 3000 g lieferbar.
Die Wägezelle PZ2 wurde speziell für den Einsatz in kleinen bis mittleren Plattformwaagen mit entsprechend kleinen und mittleren Lasten entwickelt und bietet eine hohe Genauigkeit. Die Wägezelle PZ2 ist mit Nennlasten von 2,5 kg bis 200 kg lieferbar.
Die Wägezelle PZ3 wurde speziell für den Einsatz in mittelgroßen Plattformwaagen mit entsprechenden Lasten entwickelt und bietet eine hohe Messgenauigkeit. Die Wägezelle ist mit Nennlasten von 30 kg bis 500 kg lieferbar.
Die Wägezelle PZ4 wurde speziell für den Einsatz in mittleren bis großen Plattformwaagen mit entsprechenden Lasten entwickelt und bietet eine hohe Messgenauigkeit. Die Wägezelle ist mit Nennlasten von 50 kg bis 635 kg lieferbar.
Die Wägezelle PZ5 wurde speziell für den Einsatz in kleinen Plattformwaagen mit entsprechend kleinen Lasten entwickelt und bietet eine hohe Messgenauigkeit. Sie ist mit Nennlasten von 300 g bis 3000 g lieferbar.
Die Wägezelle PZ6 ist die größte lieferbare Plattformwägzelle und wurde speziell für den Einsatz in großen Plattformwaagen mit entsprechend hohen Lasten entwickelt und bietet eine hohe Messgenauigkeit. Sie ist mit Nennlasten von 750 kg bis 2000 kg lieferbar.
Dieser Plattform-Kraftaufnehmer mit integrierter Verstärkerelektronik wurde speziell für Anwendungen mit exzentrischer Krafteinleitung bzw. in kleinen Plattformwaagen entwickelt. Die besondere Geometrie erlaubt es, nur einen Kraftaufnehmer unter einer Plattform einzusetzen. Der Sensor wird möglichst zentrisch montiert.
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