Bauformen von Wägezellen

Axiale Kräfte komprimieren den flachen, scheibenförmigen Körper einer Pancake-Wägezelle. Die zentrale Membran reagiert darauf mit einer symmetrischen Verformung, wodurch die integrierten Dehnungsmessstreifen die Änderung erfassen und ein proportionales elektrisches Signal erzeugen können. Die breite Bauweise sorgt für eine gleichmäßige Spannungsverteilung und reduziert die Empfindlichkeit gegenüber außermittigen Belastungen. Hochkapazitive Systeme wie Pressenüberwachung und Strukturprüfungen nutzen Pancake-Wägezellen aufgrund ihres niedrigen Profils und ihrer hervorragenden Steifigkeit.

Zug- oder Druckkräfte, die an den Gewindeenden einer S-Typ-Wägezelle angreifen, führen zu einer Durchbiegung des zentralen Biegebereichs. Der gebogene Sensorkörper konzentriert die Dehnung im schmalen Halsbereich, wo Dehnungsmessstreifen die Verformung erfassen und ein differenzielles Signal erzeugen. Hängewaagen, Zugprüfmaschinen und Kraftkalibriersysteme nutzen S-Typ-Wägezellen aufgrund ihrer bidirektionalen Messfähigkeit und kompakten Bauweise.

Scherkräfte wirken durch den Querschnitt eines Lastbolzens, wenn dieser einen strukturellen Bolzen in Gabelköpfen, Seilrollen oder Hebevorrichtungen ersetzt. Der zylindrische Sensorkörper überträgt die Last, während integrierte Dehnungsmessstreifen die entstehende Dehnung erfassen. Kräne, Hebewerke und mobile Hubsysteme verwenden Lastbolzen, um Kräfte zu überwachen, ohne dabei die mechanische Geometrie der Konstruktion zu verändern.

Druckkräfte verlaufen durch die zentrale Öffnung einer scheiben- bzw. unterlegscheibenförmigen Wägezelle und verformen den umlaufenden Ringbereich. Die dabei entstehenden radialen oder axialen Dehnungen aktivieren die integrierten Sensoren, die ein Signal proportional zur aufgebrachten Last erzeugen. Vorspannkraftüberwachung von Schrauben, Klemmkraftmessungen sowie platzkritische Konstruktionen nutzen diese kompakten, durchgangsbohrungsbasierten Wägezellen.

Eine quer wirkende Kraft im mittleren Bereich einer Scherbalken-Wägezelle erzeugt eine Scherdehnung im Balken. Der Sensorkörper widersteht dabei der seitlichen Verformung, während Dehnungsmessstreifen an den Scherbelastungspunkten die innere Verschiebung erfassen. Bodenwaagen, Behälter- und Tankverwiegungen sowie Förderbandüberwachungssysteme setzen Scherbalken-Wägezellen aufgrund ihrer robusten Konstruktion und geringen Empfindlichkeit gegenüber außermittigen Belastungen ein.

Eine Scher- oder Biegekraft führt dazu, dass sich der einseitig eingespannte Balken durchbiegt und die Dehnung sich in den bearbeiteten Aussparungen konzentriert, wo Dehnungsmessstreifen die Verformung erfassen. Das erzeugte Signal ist proportional zur aufgebrachten Last. Biegestab-Wägezellen werden häufig in Plattformwaagen, Behälterverwiegungen und industriellen Wiegesystemen eingesetzt – dank ihrer kompakten Bauform und hohen Empfindlichkeit.

Axiale Kräfte komprimieren den hohen, zylindrischen Körper einer Säulen-Wägezelle. Die Konstruktion verteilt die Spannung gleichmäßig entlang der vertikalen Achse, sodass Dehnungsmessstreifen die Verformung präzise erfassen und ein proportionales Signal erzeugen können. Strukturprüfstände, Pressenkraftüberwachungssysteme und industrielle Schwerlastwaagen setzen Säulen-Wägezellen wegen ihrer hohen Tragfähigkeit und langzeitstabilen Messleistung ein.

Vertikale Kräfte wirken durch das abgedichtete, zylindrische Gehäuse einer dosenförmigen Wägezelle und aktivieren die innere Membran oder Säule. Das Sensorelement reagiert darauf mit einer Verformung, die von der integrierten Elektronik in ein kalibriertes Ausgangssignal umgewandelt wird. Außenwaagen, Siloverwiegungen und robuste Industrieplattformen nutzen dosenförmige Wägezellen aufgrund ihrer Umweltbeständigkeit und Überlastsicherung.