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Siemens Druckkraftwägezellen für industrielle Prozess- und Behälterwaagen

Siemens Druckkraftwägezellen erfassen statische und dynamische Lasten über Dehnungsmessstreifen-basierte DMS-Brücken in einem druckbeanspruchten Sensorkörper. Sie sind für den Einsatz in Behälter-, Silo-, Tank- und Fahrzeugwaagen ausgelegt, bieten hohe Überlastfestigkeit, gute Linearität und Reproduzierbarkeit sowie eine robuste, häufig hermetisch gekapselte Edelstahlausführung mit hohen IP-Schutzarten und optionalen ATEX-Ausführungen.

FAQ zu Siemens Druckkraftwägezellen

Wie funktioniert eine Siemens Druckkraftwägezelle grundsätzlich?

Der Lastaufnehmer besteht aus einem mechanisch elastischen Körper, auf dem Dehnungsmessstreifen appliziert sind. Bei Belastung verformt sich der Körper geringfügig, die DMS ändern ihren elektrischen Widerstand und erzeugen in einer Wheatstone-Brücke eine lastproportionale Ausgangsspannung, die von einer Wägeelektronik verstärkt und in Masse umgerechnet wird.

Worin liegt der Unterschied zwischen Druckkraft- und Zugkraftwägezellen?

Druckkraftwägezellen sind konstruktiv auf Druckbelastung ausgelegt, die Kraft wird über Auflage- oder Montagesätze von oben eingeleitet. Zugkraftwägezellen werden hingegen in Zugrichtung belastet, beispielsweise über Kraftaufnahmepunkte mit Gewinde oder Laschen. Eine Druckkraftwägezelle darf in der Regel nicht in Zugrichtung betrieben werden.

Welche typischen Anwendungen gibt es für Siemens Druckkraftwägezellen?

Typische Anwendungen sind Behälter- und Silowaagen, Tank- und Prozessbehälter, Trichter- und Bunkerwaagen, Fahrzeug- und Plattformwaagen sowie Dosier- und Batchprozesse, in denen vertikal wirkende Lasten präzise erfasst werden müssen.

Welche Genauigkeitsklassen sind üblich?

Je nach Typ stehen industrietaugliche Genauigkeitsklassen nach OIML R60, beispielsweise C3 oder C6, zur Verfügung. Diese definieren maximalen Fehler, Reproduzierbarkeit und Kriechverhalten in Prozent des Nennmessbereichs und ermöglichen auch eichfähige Anwendungen, wenn die übrige Wägekette entsprechend ausgelegt ist.

Wie hoch ist die zulässige Überlast einer Druckkraftwägezelle?

Die zulässige mechanische Überlast liegt typischerweise im Bereich von 150 % bis 200 % der Nennlast, die Bruchlast oft noch deutlich höher. Exakte Werte sind typspezifisch und müssen aus dem Datenblatt entnommen werden, da sie für die Auslegung von Sicherheitsreserven und mechanischen Anschlägen entscheidend sind.

Welche Rolle spielt Quer- und Seitenlastempfindlichkeit?

Druckkraftwägezellen sind für vertikale Krafteinleitung optimiert. Quer- und Seitenkräfte können zu Messfehlern oder mechanischer Überbeanspruchung führen. Spezielle Montagesätze mit Wägefuß, Pendellager oder Krafteinleitungsbolzen reduzieren Querkräfte und kompensieren Ausdehnungen der Konstruktion.

Welche Schutzarten und Materialien werden typischerweise eingesetzt?

Für raue Industrieumgebungen werden überwiegend korrosionsbeständige Edelstähle verwendet. Die Sensorkörper sind meist hermetisch verschweißt und erreichen Schutzarten bis IP68 beziehungsweise IP69K, um Feuchtigkeit, Staub und Reinigungsprozessen standzuhalten.

Welche Temperaturbereiche sind für den Betrieb zulässig?

Der übliche kompensierte Temperaturbereich liegt häufig zwischen etwa -10 °C und +40 °C, während der zulässige Betriebstemperaturbereich breiter sein kann, zum Beispiel von -30 °C bis +70 °C. Innerhalb des kompensierten Bereichs wird die Temperaturabhängigkeit des Messsignals aktiv korrigiert.

Wie erfolgt der elektrische Anschluss einer Siemens Druckkraftwägezelle?

Die Wägezellen werden über 4- oder 6-Leiter-Technik angeschlossen. Bei 6-Leiter-Anschlüssen stehen zusätzlich Sense-Leitungen zur Kompensation von Leitungswiderständen und Spannungsabfällen zur Verfügung, was insbesondere bei langen Kabeln eine höhere Messstabilität und Genauigkeit bringt.

Sind Siemens Druckkraftwägezellen für explosionsgefährdete Bereiche erhältlich?

Bestimmte Ausführungen sind in ATEX- oder IECEx-zertifizierten Varianten verfügbar. Diese ermöglichen den Einsatz in Zone-klassifizierten Bereichen mit Gas- oder Staubatmosphäre, sofern auch die verwendete Wägeelektronik die entsprechenden Zündschutzarten erfüllt.

Wie werden mehrere Druckkraftwägezellen in einer Waage kombiniert?

Bei Behälter- und Plattformwaagen werden üblicherweise drei oder vier Wägezellen parallel verschaltet. Die Wägeelektronik summiert die Signale und sorgt über Ecklastkompensation und Justagefunktionen dafür, dass Lastverlagerungen keine relevanten Messfehler verursachen.

Welche Kalibrier- und Justageschritte sind erforderlich?

Nach der mechanischen Montage werden Nullpunkt und Nennlast mit definierten Prüfgewichten oder einer Vergleichswaage eingestellt. Die Wägeelektronik bietet in der Regel Funktionen zur Ecklastjustage, Span- und Nullpunktkalibrierung sowie zur Einrichtung von Kalibrierfaktoren oder digitalen Parametern gemäß Datenblatt.

Wie wirken sich Temperaturänderungen auf die Messung aus?

Temperaturänderungen beeinflussen sowohl den Elastizitätsmodul des Sensorkörpers als auch den Widerstand der Dehnungsmessstreifen. Durch temperaturkompensierte DMS-Anordnungen und eine passende Auslegung des Messkörpers wird dieser Effekt weitgehend korrigiert. Restfehler werden im Datenblatt als Temperaturkoeffizienten für Nullpunkt und Empfindlichkeit spezifiziert.

Wie kann das Messsystem gegen EMV-Einflüsse geschützt werden?

Abgeschirmte Leitungen, korrekte Schirmauflage, Potenzialausgleich und eine fachgerechte Erdung sind wichtig. Zusätzlich sollte die Leitungsführung getrennt von leistungsführenden Kabeln erfolgen, und die Wägeelektronik sollte über geeignete EMV-Filter und Überspannungsschutz verfügen.