Wägezellen

Wägezellen - So funktionieren die Kraftsensoren

Neben den Wägetransmittern und der Waagenanzeige gilt die Wägezelle als wichtigster Bestandteil einer jeden Waage. Ihre Qualität entscheidet darüber, wie genau eine Waage misst. Die Anforderungen an geeichte Waagen sind hoch, weshalb die Kraftsensoren von Schumann für höchste Qualität und Genauigkeit stehen. Sie werden dann benötigt, wenn Kräfte oder Gewichte gemessen werden müssen. Da es sich um eine besondere Form der Kraftsensoren handelt, werden diese in Gramm, Kilogramm oder Tonnen justiert und nicht in Newton. Der wichtigste Teil einer Wägezelle ist der Federkörper. Das kleine Metallteil verformt sich unter Gewicht, wird über einen Dehnungsstreifen erfasst und in ein elektrisches Signal umgewandelt. Dabei handelt es sich um das Funktionsprinzip einer jeden Wägezelle. Man unterscheidet zwischen Plattformwägezellen, Druckkraft-Wägezellen, Zugkraft-Wägezellen, sowie Scherstab- und Biegewägezellen. Alle Informationen zu den einzelnen Wägezellen haben wir für Sie im Folgenden zusammengefasst:

Plattformwägezellen

Plattformwägezellen, auch Single-Point-Wägezellen genannt, gehören zu den meist verwendeten Wägezellen. Sie werden in der Regel in Plattformen eingebaut, die nur eine Wägezelle benötigen und mit geringen Nennlasten arbeiten. Besonders beliebt sind sie aufgrund ihrer vielseitigen Einsetzbarkeit und der einfachen Montage. Außerdem gelten sie unempfindlich gegenüber Eck- und Seitenlasten, was bedeutet, dass sie selbst dann genau messen, wenn die Last auf nur einer Ecke der Plattform liegt. Zu finden sind Plattformwägezellen beispielsweise in Plattformwaagen, Verkaufswaagen, Tisch- und Bodenwaagen, sowie Dosierwaagen im Wägebereich bis zu einer Tonne. Auch in vielen weiteren Waagen kommen sie zum Einsatz.

Druckkraft-Wägezellen

Druckkraft-Wägezellen sind in der Wägeindustrie weit verbreitet. Wie der Name schon sagt, sind die säulenförmigen Sensoren darauf spezialisiert Druckkräfte zu messen. Ihr Einsatz erfordert eine zentrische Krafteinleitung. Druckkraft-Wägezellen werden vor allem in Waagen mit hohen Lastbereichen mit mehreren Tonnen eingesetzt und in der Regel unter dem zu messenden Gegenstand installiert. Man unterscheidet nochmal zwischen Pendelwägezellen und Kompaktwägezellen. Die Pendelwägezellen eignen sich für extrem hohe Nennlasten und werden in industriellen Hochlastwaagen, LKW-Waagen oder Silowaagen verbaut. Wohingegen die Kompaktwägezellen bei geringer Platzverfügbarkeit zum Einsatz kommen. Sie sind niedriger, aber ebenso stabil und genau. Typische Einsatzgebiete sind hier Förderbandwaagen, sowie LKW- und Bodenwaagen.

Zugkraft-Wägezellen

Bei der Messung von Zugkraft kommen die sogenannten Zugkraft-Wägezellen zum Einsatz. Was diese so vielseitig macht, ist die Tatsache, dass sie neben der Zugkraft auch Druckkraft messen kann. In den meisten Fällen werden diese Wägezellen für die Gewichtsbestimmung von hängenden Lasten oder für Hebevorrichtungen verwendet. Die Wägezellen verfügen über einen oberen und einen unteren Arm und werden aufgrund ihrer Form auch als S-Typ bezeichnet. Diese Form ermöglicht, dass die Befestigungspunkte auf der Mittelachse ausgerichtet werden können. Anwendungsgebiete der Zugkraft-Sensoren sind zum Beispiel Kranwaagen, hängende Lastträger oder hängende Behälterwaagen.

Biegestabwägezellen

Biegestabwägezellen werden durch die Belastung mit einem Gewicht gebogen und sind daher mit einem Sprungbrett zu vergleichen. Das eine Ende ist befestigt, das andere freischwingend. Symmetrische Varianten hingegen sind an beiden Enden befestigt und in der Mitte belastbar, wie eine Hängematte.  Der wichtigste Bestandteil der Biegestabwägezelle ist auch hier der Federkörper mit dem damit verbundenen Dehnungsmessstreifen. Da in Wägeeinrichtungen mit großem Wägebereich und großen Abmessungen keine Plattformwägezellen eingebaut werden können, kommen hier die Biegestabwägezellen zum Einsatz. Wie bei allen Sensoren wird die Veränderung über den Dehnungsmessstreifen registriert und in ein elektrisches Signal umgewandelt. Man findet die Biegestabwägezellen in Dosierwaagen oder Hängebahnwaagen, beispielsweise zum Verwiegen von Vieh oder der Dosierung von Tierfutter. Sie sind aber auch in Plattformwaagen zu finden. Wird mehr als eine Wägezelle benötigt, müssen dies Kraftsensoren parallel geschaltet werden.Die Scherstabwägezelle funktioniert vom Prinzip her genauso, wie die Biegestabwägezelle. Man findet diese aber vor allem in Waagen für den mittleren Lastbereich.

ATEX- und FM-Bescheinigungen bei Kraftsensoren

Welche Wägezellen Sie benötigen, hängt vom jeweiligen Einsatzgebiet ab. Je nach Waage werden unterschiedliche Anforderungen an die Kraftsensoren gestellt. Für den Einsatz in explosionsgefärdeten Umgebungen benötigen Sie eine entsprechende ATEX- und FM-Bescheinigung. Die Bescheinigung erklärt, dass die Wägezellen keine Funken bilden, was in einer Umgebung mit brennbaren Gasen oder Däpfen von höchster Bedeutung ist. Eine ATEX-Bescheinigung wird häufig in der Halbleiter, sowie Elektronikindustrie oder in der Chemie- und Lebensmittelindustrie benötigt.