Im Laufe der Zeit gab es immer wieder industrielle Anwendungen, die Last- oder Kraftmessungen innerhalb eines Systems erfordern, das elektrische, intelligente Linear-Aktoren oder hydraulische intelligente Aktoren umfasst. Die Durchführung der Lastmessung in diesen Anwendungen erfordert eine von zwei grundlegenden Lösungen: hydraulische intelligente Aktoren und elektrische intelligente Aktoren.

Hydraulische intelligente Aktoren

Diese Aktoren überwachen normalerweise die Zylinder- und Systemlast durch Messung des Flüssigkeitsdrucks mit einem Druckaufnehmer.  Während diese Methode dem Bediener ein Verständnis des Flüssigkeitsdruckpegels innerhalb des Systems vermittelt, ist die Messung der Kolbenkraft inhärent fehlerhaft. Abweichungen bei Flüssigkeitstemperatur, Zylindergröße, Reibung, Geometrie der Kolben-/Stangendichtung und Querlasten zusammengenommen können die Lastberechnungen um bis zu 20 % oder mehr negativ beeinflussen.

Elektrische intelligente Linear-Aktoren für den Open-Loop-Betrieb

Es wurde seit langem ein Open-Loop-Messsystem verwendet, das die Spannung und den Strom steuert, die an den Servomotor des rotatorischen Aktors gesendet werden. Bei dieser Art der Berechnung des Kraftwerts können Fehlerquoten von mehr als 15-20 % auftreten. Fehler können sowohl durch Reibung als auch durch den Zustand des Aktors auftreten.

Elektrische intelligente Linear-Aktoren für den Closed-Loop-Betrieb

Mit steigender Frequenz verlangen verschiedene Branchen nach einer wesentlich genaueren Messung von Last und Kraft innerhalb ihrer Aktorsysteme. Erreicht werden kann dies kann durch Einsatz eines Verfahrens der Kraftmessung mit auf Dehnungsmessstreifen basierenden Wägezellen und Erstellung eines intelligenten Linear-Aktors. Die Positionierung von DMS-basierten Wägezellen entweder extern oder auch im Inneren des Aktors kann präzise Kraftmessungen mit einer Genauigkeit von kleiner als +/- 1 % ermöglichen. Robuste Wägezellen ermöglichen die Messung der Kraft, die ein Aktor innerhalb des Systems ausübt, oder einer externen, auf das System wirkenden Kraft. Verschiedene Wägezellenausgänge wie mV/V, 4-20 mA, 0-5 VDC, J320 CANbus usw. senden ein Signal, mit dem dann die Leistung des Servomotors des elektrischen Aktors erhöht oder das Hydraulikventil auf die erforderliche Kraftstufe eingestellt werden kann.

OEM-Sensoren von HBM

Auf OEM-Ebene kann HBM hochgradig kundenspezifische, vollständig integrierte Wägezellen bereitstellen, die für den Einbau in Aktorgehäuse oder an anderer Stelle im mechanischen System ausgelegt sind. Dies gibt OEMs mehr Flexibilität bei der Gestaltung der Wägezelle für ihr System und ihre gewünschten Spezifikationen. Die Liste der Anwendungen, die eine präzise Kraft- und Lastmessung erfordern, wächst schnell und aus verschiedenen Gründen.

In der Fertigung sehen wir Fortschritte in den Bereichen Materialtransport, Formgebung, Stanzen und Nieten, die auf höhere Genauigkeit drängen. Durch die Kraftmessung mit Wägezellen kann in der Prozessautomatisierung ein synchronisierter Lastausgleich erreicht werden.

Geländegängige Nutzfahrzeuge werden intelligenter und bieten ein höheres Sicherheitsniveau.  Dazu gehört eine bessere Kontrolle für landwirtschaftliche Geräte beispielsweise des Anpressdrucks beim Pflanzen, dem Ausbalancieren von Getreidespeichern oder dem Überwachen von Überlastbedingungen an Scherenhebebühnen und Kranhaken.

In medizinischen Einrichtungen sehen wir Fortschritte in der Patientenversorgung mit intelligenter Steuerung von Krankenhausbetten, Treppenliften und Hubtischen.

Da in einer Vielzahl von industriellen Anwendungen Fortschritte erzielt werden, wird es einen größeren Bedarf an präzisen Last- und Kraftmessungen geben, bei denen elektrische und hydraulische intelligente Aktoren eingesetzt werden. HBM ist bereit für die Zusammenarbeit mit OEMs, um maßgeschneiderte Wägezellenlösungen zu entwickeln und zu produzieren, die auch die schwierigsten Herausforderungen von morgen meistern.