Zuglast Wägezellen

Unter Wägezelle versteht man das eigentliche Kraft-Messelement.

Bei Standard Wägezellen handelt es sich dabei um einen metallischen Körper, der über die aufgebrachte Kraft definiert verformt wird. Die Verformung wird üblicherweise über aufgeklebte Metall- DMS (DehnungsMessStreifen) gemessen und in ein Spannungssignal gewandelt.

Bei kleinen bis mittleren Kräften verwendet man sogenannte Biege- oder Scherstäbe. Bei größeren Kräften werden in der Regel zylindrische Körper oder Doppelscherstäbe eingesetzt.

Wenn die Wägezelle mit einer definierten Kraft belastet wird, gibt sie ein zur Last proportionales, normiertes Signal ab (mV/V). Das Wägemodul hat die Funktion, die Kraft in der gewünschten Richtung in die Wägezelle einzuleiten.

Bei Behältern hat das Modul die Funktion, den Behälter auf der Wägezelle zu fixieren und ein Umkippen zu verhindern. Dabei sollte die Genauigkeit der Wägezelle nicht, oder nur sehr gering beeinträchtigt werden.

Einige Wägemodule haben zusätzlich noch integrierte Transport-, Einbau- und Überlastsicherungen. Unabhängig von der Genauigkeit der Wägezelle ist das Modul von elementarer Bedeutung für die Systemgenauigkeit der Wägung.

Um eine optimale Genauigkeit zu erreichen, sollten alle Abstützpunkte verwogen werden. Hinsicht der Anzahl der Wägezellen gibt es, außer den Kosten, keine wirkliche Begrenzung. Da die Verteilung der Last möglichst gleich sein sollte, sind 3 oder 4 Stützen einfacher auszugleichen als 12. Bei analogen Wägezellen ist, wegen der Parallelschaltung, darauf zu achten, dass der Messverstärker die benötigte Anzahl von Zellen speisen kann.

Eine Abhebesicherung an Silos und Behältern kommt zum Einsatz, wenn beispielsweise Windlasten oder Erdbebenlasten zu berücksichtigen sind und die Gefahr besteht, dass das Silo kippen kann. Bei Wind  ist, insbesondere bei niedrigem Füllstand, die Windkraft im Verhältnis zur Gewichtskraft des Silos groß. Bei leerem Silo ist daher die Kippneigung am größten. Es gibt Wägemodule mit integrierter und separater Abhebesicherung.

Integrierte Abhebesicherung:
Die Abhebesicherung verhindert das Kippen des Silos oder Behälters. Die für die Siloverwiegung eingesetzten Wägemodule „Safemount“ und Baby-Safemount“ verfügen durch ihren Aufbau über eine integrale Abhebesicherung. Die obere und untere Montageplatte der Module sind über Bolzenverbindungen mit der Wägezelle verbunden. Dadurch kompensiert das Modul eine gewisse Ausdehnung (z.B. durch unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen Stahl und Fundamentmaterial) der Gesamtkonstruktion, begrenzt jedoch gleichzeitig den Weg des abhebenden Silos.

Zusätzliche Abhebesicherung:
Eine zusätzliche Abhebesicherung kommt häufig bei Wägemodulen zum Einsatz, die nicht über integrale Abhebesicherungen verfügen. Dabei kann die Abhebesicherung am Wägemodul selbst, oder direkt am Silo angebracht sein. Für die Safemount Wägemodule bis 40 t sind, wenn statisch erforderlich, zusätzliche Abhebesicherung, die direkt am Wägemodul angebracht sind, verfügbar. Dabei werden zwei vertikale Gewindestangen in die untere Montageplatte geschraubt. Die Gewindestangen ragen durch eine Bohrung in der oberen Montageplatte ohne die Platte zu berühren. Die maximale Abhebestrecke wird durch eine gekonterte Mutter oberhalb der oberen Platte auf 2 – 3 mm begrenzt.

Bei zylindrischen Wägezellen mit sogenannten „Pendellagern“, sind Lenker erforderlich, um eine Rotation des Behälters zu verhindern. Die Lenker begrenzen die horizontale Bewegung des Behälters; lassen jedoch eine vertikale Bewegung möglichst reibungsfrei zu.

Seitliche Kräfte wie Windlasten gleichen sich durch die Parallelschaltung der Wägezellen weitgehend aus. Wenn die eine Seite des Silos durch den Wind entlastet wird, erhöht sich die Belastung der gegenüberliegenden
Seite. Die Summe der Kräfte bleibt also gleich. Lediglich bei starken Böen sind Windlasten erkennbar, wenn die Mittelwertbildung (Dämpfung) des Messverstärkers stark reduziert wird.

Alle „modernen“ Messverstärker haben einen sogenannten „Sense“ Eingang. Zum Messen benötigt man bei Standard Wägezellen nur vier Adern. Dabei sind zwei Adern für die Speisung (5 – 15V) und zwei Adern für das Messsignal vorgesehen. Bei Entfernungen von mehr als 10 m empfehlen wir 2 zusätzliche Adern für die sogenannte „Sense“ Leitung. Der Messverstärker „misst“ über die Sense Leitung wieviel Spannung auf dem Leitungsweg verloren geht und gleicht den Spannungsverlust rechnerisch aus. Bei ausreichendem Leitungsquerschnitt und separater Verlegung der geschirmten Verbindungsleitung, sind Entfernungen bis 200 m realisierbar. Bei größeren Distanzen empfehlen wir den Einsatz eines Verstärkers vor Ort am Silo oder eine Busverbindung über die intelligente Klemmdose.