Kraftaufnehmer und Wägezellen sind Präzisionsmessgeräte zur Erfassung von Kräften. Der Kraftaufnehmer besteht im Wesentlichen aus einem Federkörper aus Stahl oder Aluminium. Die einwirkende Kraft verformt diesen im elastischen Bereich des Spannungs-Dehnungs-Diagramms. Diese Verformung wird als Messgröße genutzt, um die wirkende Kraft im Einsatzfall indirekt zu bestimmen.

Der Federkörper bildet damit einen wesentlichen Bestandteil des Messsystems und hat direkten Einfluss auf die Messgenauigkeit.

Mechanische Belastungen vermeiden

Auch wenn die äußere Bauform eines Kraftaufnehmers häufig robust und widerstandsfähig wirkt, können unsachgemäße Handhabung und mechanische Belastungen die Messgenauigkeit dauerhaft beeinträchtigen. Stöße, Schläge, Scharten oder Abschürfungen können den Federkörper beschädigen oder dauerhaft verändern.

Besondere Vorsicht ist bei Kraftaufnehmern geboten, die beispielsweise als Scharnierbolzen oder Messbolzen in Kranarmen, Pleuelstangen oder vergleichbaren Konstruktionen eingesetzt werden. Diese müssen sich im eingebauten Zustand leichtgängig bewegen können. Andernfalls können zusätzliche, nicht definierte Kräfte entstehen, die das Messergebnis verfälschen – entweder nur während der Messung oder dauerhaft.

Beim Einbau dürfen Lagekorrekturen daher niemals durch Hammerschläge oder andere direkte Krafteinwirkungen auf den Kraftaufnehmer vorgenommen werden.

Dehnungsmessstreifen und vergossene Bereiche

Ein Kraftaufnehmer enthält neben dem Federkörper einen Wandler, der die mechanische Verformung des Federkörpers in ein elektrisches Signal umwandelt. In den meisten Fällen werden hierfür sehr dünne Folienwiderstände, sogenannte Dehnungsmessstreifen (DMS), verwendet. Diese werden an definierten Stellen auf dem Messkörper aufgeklebt und zu einer Wheatstoneschen Brücke verschaltet.

Die Klebestellen der DMS sind mit einer elastischen Substanz vergossen. Diese Vergussbereiche schützen die empfindlichen DMS vor mechanischen und chemischen Einflüssen.

Die vergossenen Bereiche dürfen weder beschädigt noch zur Krafteinleitung verwendet werden. Andernfalls kann die Funktion des Kraftaufnehmers beeinträchtigt werden, was zu Messungenauigkeiten oder sogar zur Zerstörung des Sensors führen kann. Beschädigungen können zudem das Eindringen von Wasser, Laugen oder anderen Stoffen begünstigen und dadurch weitere Schäden verursachen.

Schonender Umgang verlängert die Lebensdauer

Ein sachgerechter und schonender Umgang mit Kraftaufnehmern trägt wesentlich dazu bei, ihre Messgenauigkeit und Funktion langfristig zu erhalten. Werden mechanische Beschädigungen vermieden und die beschriebenen Hinweise bei Einbau und Betrieb berücksichtigt, kann die Lebensdauer der Kraftaufnehmer deutlich verlängert werden.

Bei Fragen zum richtigen Umgang mit unseren Kraftaufnehmern unterstützen wir Sie gerne.