Das sollten Sie wissen über

Single-Point-Wägezellen

Biegewägezellen

Scherwägezellen

Doppelte Scherwägezellen

Zug- und Druckwägezellen

Single-Point-Wägezellen sind eine spezielle Art von Wägezellen, die häufig in kleineren Waagen verwendet werden, wie etwa Plattform-, Tisch- und Kontrollwaagen. Sie sind besonders vielseitig und zeichnen sich dadurch aus, dass sie das Gewicht an einem einzelnen Punkt erfassen können. Dies macht sie ideal für Anwendungen, bei denen das Gewicht gleichmäßig über die gesamte Wägeplattform verteilt wird.

Eigenschaften und Funktionsweise

• Unempfindlichkeit gegenüber Belastungslage: Single-Point-Zellen sind so konstruiert, dass sie auch dann präzise messen, wenn das Gewicht nicht exakt in der Mitte der Plattform platziert wird. Das bedeutet, dass eine exzentrische Belastung (das Gewicht liegt an einem anderen Punkt als der Mitte) die Messgenauigkeit kaum beeinträchtigt. Diese Eigenschaft wird als off-center load compensation bezeichnet.
• Kompakte Bauform: Die Zellen bestehen aus einem massiven Aluminium- oder Stahlblock, in den Dehnungsmessstreifen integriert sind. Diese Konstruktion macht sie robust und gleichzeitig kompakt, was sie ideal für Waagen mit kleineren Plattformen macht.
• Einsatzbereich: Sie werden vor allem in kleinen bis mittelgroßen Plattformwaagen (bis etwa 1000 x 1000 mm) verwendet und sind für Lasten von wenigen Gramm bis zu mehreren Hundert Kilogramm ausgelegt.
• Einfacher Einbau: Single-Point-Wägezellen können mit minimalem mechanischem Aufwand direkt unter einer Plattform installiert werden, was sie besonders anwenderfreundlich macht.

Technische Merkmale

• Nennlasten: Single-Point-Zellen sind in einer Vielzahl von Nennlasten erhältlich, die von wenigen Kilogramm bis zu mehreren Hundert Kilogramm reichen.
• Material: Sie bestehen häufig aus Aluminium oder Edelstahl, um Korrosionsschutz und Stabilität zu gewährleisten.
• Genauigkeit: Viele Single-Point-Zellen sind für eichpflichtige Anwendungen geeignet und erfüllen die Anforderungen der Genauigkeitsklassen C3, C4, C5 oder C6.

Anwendungen

Single-Point-Wägezellen finden in vielen Bereichen Anwendung, wie zum Beispiel:

1. Industriewaagen: Plattformwaagen zur Materialkontrolle.
2. Handelswaagen: Tischwaagen für Lebensmittel oder Einzelhandelsanwendungen.
3. Verpackungsmaschinen: Waagen zur Abfüllung und Kontrolle von Verpackungseinheiten.
4. Labortechnik: In Analysewaagen für präzise Messungen.

Vor- und Nachteile

Vorteile:

• Einfache Installation.
• Kostengünstig in der Herstellung und Wartung.
• Hohe Messgenauigkeit, auch bei exzentrischen Lasten.

Nachteile:

• Begrenzte Größe der Plattformen.
• Bei sehr großen Plattformen nimmt die Genauigkeit ab.

Fazit

Single-Point-Wägezellen sind eine ausgezeichnete Wahl für Anwendungen, bei denen Präzision bei kleiner bis mittlerer Plattformgröße gefordert wird. Sie sind kompakt, flexibel und einfach zu installieren und bieten eine zuverlässige Lösung für viele industrielle und kommerzielle Waagenanwendungen.

Biege- und Scherwägezellen sind zwei gängige Arten von Wägezellen, die für verschiedene Anwendungsbereiche in der Messtechnik genutzt werden. Beide Typen arbeiten nach dem Prinzip der Dehnungsmessung, verwenden jedoch unterschiedliche Konstruktionen, um die Last in ein messbares elektrisches Signal umzuwandeln. Biegewägezellen nutzen das Prinzip der Biegebalkenmechanik. Dabei wird die Last über den Balken geleitet, der sich bei Belastung verbiegt. Durch diese Verformung entsteht in den aufgebrachten Dehnungsmessstreifen (DMS) eine proportional messbare elektrische Widerstandsänderung. Diese Art der Wägezelle ist besonders geeignet für:

• Kleine bis mittlere Lastbereiche (bis ca. 500 kg).
• Anwendungen, bei denen es auf hohe Genauigkeit ankommt, z. B. in Plattformwaagen, Laborwaagen und Prüfeinrichtungen.
• Kompakte Designs aufgrund der relativ einfachen Bauweise.

Ein Vorteil der Biegewägezellen ist, dass sie eine hohe Empfindlichkeit und geringe Bauhöhe bieten. Allerdings sind sie durch ihre Konstruktionsweise anfälliger für Schwingungen und müssen daher gut montiert und abgestützt sein.

Scherwägezellen basieren auf der Scherkraftmechanik. Diese Zellen messen nicht die Biegung, sondern die Scherkräfte, die auf den Balken wirken. Im Gegensatz zu Biegewägezellen ist die Lastaufbringung bei Scherwägezellen so konzipiert, dass sie eine Scherverformung verursacht, die über die Dehnungsmessstreifen gemessen wird. Scherwägezellen bieten:

• Höhere Lastbereiche (bis zu mehreren Tonnen).
• Hohe Messgenauigkeit und Robustheit, wodurch sie für industrielle Anwendungen wie Silowaagen und Schwerlastwaagen geeignet sind.
• Weniger Empfindlichkeit gegenüber Seitenkräften, was die Installation vereinfacht und die Fehleranfälligkeit minimiert. 

Hauptunterschiede und Einsatzbereiche

• Biegewägezellen sind ideal für Anwendungen, bei denen eine hohe Empfindlichkeit bei kleinen Lasten gefragt ist. Typische Einsatzbereiche sind Tisch-, Plattform- und Einzelbehälterwaagen.
• Scherwägezellen werden verwendet, wenn es um Stabilität und Robustheit geht, z. B. bei Palettenwaagen, Schwerlastwaagen und in industriellen Anwendungen, bei denen größere Lasten gemessen werden müssen.

Beispiele für Bauformen

• Einfach-Biegebalken: Die gängigste Bauform für kleine bis mittlere Lasten. Typisch für Tisch- und Plattformwaagen.
• Doppelbiegebalken: Erhöhte Stabilität bei ähnlicher Funktion. Einsatz in Präzisionswaagen.
• Einfach-Scherstab: Üblich für größere Lasten wie Paletten- und Fahrzeugwaagen.
• Doppel-Scherstab: Für noch höhere Lasten und robustere Anwendungen, z. B. Silos.

Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Wahl zwischen Biege- und Scherwägezellen hauptsächlich von der zu erwartenden Last, der erforderlichen Genauigkeit und der Empfindlichkeit gegenüber äußeren Einflüssen abhängt.

"Doppelte Scherwägezellen" oder auch "Doppel-Scherstab-Wägezellen" sind eine spezielle Bauform von Wägezellen, die insbesondere in Anwendungen mit hohen Lasten und hohen Anforderungen an die Stabilität zum Einsatz kommen. Sie basieren auf dem Messprinzip der Scherkraft, bieten jedoch im Vergleich zu einfachen Scherwägezellen eine deutlich erhöhte Messstabilität und Robustheit. Im Folgenden eine detaillierte Beschreibung der Funktionsweise, Eigenschaften und Vorteile:

Funktionsweise und Aufbau

Bei einer Doppel-Scherwägezelle wird die Belastung symmetrisch auf zwei parallele Scherbereiche (Scherbalken) aufgebracht. Dadurch entsteht eine Scherverformung, die an zwei verschiedenen Scherpunkten auftritt. Dehnungsmessstreifen (DMS) sind auf diesen Scherbereichen platziert, um die resultierenden Spannungsänderungen präzise zu messen. Das Konstruktionsprinzip sorgt für:

• Höhere Stabilität: Da die Scherkräfte auf zwei Punkte verteilt sind, kann die Zelle größere Lasten bewältigen, ohne dass es zu einer Überlastung kommt.
• Geringe Empfindlichkeit gegenüber Seitenkräften: Doppel-Scherstab-Wägezellen sind besonders unempfindlich gegenüber Querkräften und Torsion, was sie ideal für raue Industrieumgebungen macht.

Eigenschaften und Einsatzbereiche

Diese Wägezellen sind typischerweise für hohe Kapazitäten ausgelegt und finden Verwendung in schweren industriellen Anwendungen wie Silowaagen, Brückenwaagen und Fahrzeugwaagen. Sie sind oft aus robusten Materialien wie Edelstahl gefertigt und bieten:

• Hohe Genauigkeit: Aufgrund der symmetrischen Scherverteilung sind sie sehr präzise und liefern stabile Messwerte, selbst bei wechselnden Lasten.
• Hohe Kapazitäten: Sie können Lasten von mehreren Tonnen aufnehmen und sind für den Einsatz in Schwerlastanwendungen ausgelegt.
• Langlebigkeit und Beständigkeit: Die doppelte Scherkonstruktion minimiert mechanischen Verschleiß und sorgt für eine lange Lebensdauer.

Hauptvorteile der Doppel-Scherwägezellen

1. Gleichmäßige Lastverteilung: Die doppelte Scherung sorgt dafür, dass die aufgebrachten Kräfte gleichmäßig auf beide Balkenbereiche verteilt werden, was zu einer geringeren mechanischen Beanspruchung und einer höheren Messgenauigkeit führt.
2. Weniger Empfindlichkeit gegenüber Querkräften: Quer- oder Seitenkräfte, die bei anderen Wägezellen zu Messfehlern führen können, haben bei dieser Bauweise einen geringeren Einfluss.
3. Hohe Belastbarkeit: Dank der Konstruktion eignen sich Doppel-Scherwägezellen auch für sehr hohe Lasten, bei denen normale Wägezellen versagen würden.
4. Widerstandsfähigkeit: Die Verwendung hochwertiger Materialien und die robuste Konstruktion machen sie widerstandsfähig gegenüber rauen Umgebungen, Chemikalien und anderen äußeren Einflüssen.

Typische Anwendungen

• Industrie- und Schwerlastwaagen: Z.B. in Brücken- und Fahrzeugwaagen, wo es auf hohe Belastbarkeit und Präzision ankommt.
• Silowaagen: Bei denen das Gewicht von großen Mengen an Schüttgütern über einen längeren Zeitraum stabil und zuverlässig gemessen werden muss.
• Behälterwaagen: Besonders in Anwendungen, bei denen die Aufbringung der Last dynamisch ist und häufige Änderungen vorkommen.

Vergleich zu einfachen Scherwägezellen

Im Gegensatz zu einfachen Scherwägezellen, bei denen die Last nur auf einem Scherbereich gemessen wird, verteilt die doppelte Scherkonstruktion die Last auf zwei Balken. Dadurch wird die Belastung reduziert, die Zelle ist weniger anfällig für Defekte und liefert präzisere Messungen, besonders in Situationen mit großen Lasten oder dynamischen Belastungen.

Fazit

Doppel-Scherstab-Wägezellen bieten ein hohes Maß an Genauigkeit, Robustheit und Zuverlässigkeit. Durch ihre symmetrische Konstruktion sind sie weniger anfällig für mechanische Belastungen, die bei normalen Scherwägezellen zu Messfehlern führen können. Sie sind daher besonders für Anwendungen geeignet, bei denen hohe Lasten gemessen und extreme Genauigkeit gewährleistet werden müssen.

Zugwägezellen

Zug- und Druckwägezellen sind zwei grundlegende Typen von Wägezellen, die jeweils auf unterschiedliche Weise auf die Kräfte reagieren, die auf sie einwirken. Sie unterscheiden sich hauptsächlich in ihrem Einsatzgebiet, der Bauweise und der Art der Lastaufnahme. Hier eine detaillierte Beschreibung und die wichtigsten Eigenschaften:

Eigenschaften von Zugwägezellen

• Bauweise: Typischerweise in Form von stabförmigen Zellen oder Ringwägezellen. Die Konstruktion ist darauf ausgelegt, hohe Zugkräfte gleichmäßig aufzunehmen und die durch die Zugspannung verursachte Verformung in elektrische Signale umzuwandeln.
• Messprinzip: Die aufgebrachte Zugkraft wird an den Enden der Wägezelle befestigt, und die Spannung, die durch die Dehnungsmessstreifen erfasst wird, gibt die Stärke der Zugkraft an.
• Anwendungen: Häufig in Seil- und Kranwaagen, Hebe- und Fördertechnik, Hängesystemen oder in Prüfständen zur Ermittlung von Zugkräften.
• Vorteile: Hohe Genauigkeit und Empfindlichkeit gegenüber Zugkräften, robuste Bauweise und lange Lebensdauer.

Beispielhafte Einsatzgebiete

• Hängewaagen: In der Landwirtschaft und im industriellen Bereich, um die Masse von Materialien oder Gütern zu ermitteln.
• Kraftmesssysteme: Bei Materialtests, um die Belastbarkeit von Werkstoffen zu prüfen.
• Sicherheits- und Überlastüberwachung: In Seilbahnen oder Krananlagen, um die Stabilität und Sicherheit der Systeme zu gewährleisten.

Druckwägezellen

Druckwägezellen messen stattdessen Druckkräfte, die senkrecht zur Zelle wirken und zu einer Stauchung des Wägekörpers führen. Bei dieser Art von Wägezellen wird die einwirkende Kraft als Kompression (Druck) aufgezeichnet, wobei Dehnungsmessstreifen die Stauchung des Materials in ein entsprechendes Signal umwandeln.

Eigenschaften von Druckwägezellen

• Bauweise: Meist zylindrisch oder scheibenförmig, mit stabilen Lagerflächen, um die Last gleichmäßig zu verteilen. Einige Modelle sind speziell für Punktlasten ausgelegt, andere für flächige Belastungen.
• Messprinzip: Die aufgebrachte Druckkraft wirkt auf die Zelle, was zu einer Stauchung führt. Diese mechanische Verformung wird durch die aufgebrachten Dehnungsmessstreifen als elektrische Spannung erfasst.
• Anwendungen: Verwendet in Plattformwaagen, Fahrzeugwaagen, Tank- und Behälterwaagen, in Silowaagen oder in industriellen Press- und Stauchvorrichtungen.
• Vorteile: Besonders widerstandsfähig gegen hohe Drucklasten, kompakte Bauweise und sehr präzise Messungen, selbst bei hohen Lasten.

Beispielhafte Einsatzgebiete

• Silowägesysteme: Zur Überwachung der Materialmengen in großen Tanks und Silos.
• Fahrzeug- und Brückenwaagen: Bei denen es auf eine hohe Belastbarkeit und exakte Gewichtsermittlung ankommt.
• Industrielle Presssysteme: Zum Messen der Druckkräfte in Produktionsanlagen.

Unterschiede zwischen Zug- und Druckwägezellen

• Krafteinwirkung: Zugwägezellen reagieren auf Zugkräfte, die von der Mitte der Zelle nach außen wirken, während Druckwägezellen auf Kräfte reagieren, die auf die Zelle einwirken und diese stauchen.
• Bauform: Zugwägezellen sind häufig schlanker und länglicher, während Druckwägezellen eher kompakt und zylindrisch sind.
• Einsatzgebiete: Zugwägezellen finden primär in hängenden Systemen oder zur Kraftmessung Anwendung, während Druckwägezellen für Plattformen oder Drucksysteme genutzt werden.

Kombinierte Zug- und Druckwägezellen

Es gibt auch Wägezellen, die sowohl Zug- als auch Druckkräfte messen können. Diese Art von Wägezellen ist flexibler in ihrer Anwendung und wird häufig in dynamischen Messsystemen eingesetzt, bei denen sowohl Zug- als auch Druckbelastungen auftreten können, wie z.B. in Testsystemen oder Kraftmessanwendungen.

Fazit

Die Wahl zwischen Zug- und Druckwägezellen hängt stark von der Anwendung und den spezifischen Anforderungen ab. Während Zugwägezellen vor allem bei hängenden und hebenden Anwendungen zum Einsatz kommen, sind Druckwägezellen die bevorzugte Wahl für Plattformwaagen und Tankwaagen. Beide Wägezellenarten bieten hohe Präzision und Robustheit und sind für industrielle Anwendungen unverzichtbar.