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Kraftaufnehmer

In unserem täglichen Leben treten an vielen Orten mechanische Kräfte auf. Oft ist es für den korrekten Ablauf der Produktion, aber auch für die Gewährleistung der Funktion bestimmter beweglicher Teile wichtig, diese mechanischen Kräfte genau bestimmen zu können. Das ist zum Beispiel im Fahrzeug-, Flugzeug- oder allgemein im Maschinenbau der Fall. Kraftaufnehmer sind Sensoren, die genau diese Aufgabe übernehmen. Wie Kraftaufnehmer funktionieren und wo sie eingesetzt werden, lesen Sie hier.

Kraftaufnehmer – Sensoren für Druck und Zug

Kraftaufnehmer werden in erster Linie dort eingesetzt, wo Druck-und Zugkräfte auftreten. Ein besonders wichtiges Einsatzgebiet stellt hierbei die Materialprüfung dar. Dabei benötigen die Prüfer Kraftaufnehmer, um genau bestimmen zu können, welche Kräfte ein Werkstück aushalten kann, bevor es zerstört wird. Kraftaufnehmer werden auch eingesetzt, wenn es darum geht, festzustellen, an welcher Stelle eines beweglichen Gegenstandes welche Kräfte auftreten. Die Ergebnisse derartiger Messungen fließen dann in die Planung serienreifer Produkte, die ja ihre Aufgabe störungsfrei erledigen müssen, ein. Ein gutes Beispiel hierfür ist die Entwicklung von Auto-Sicherheitsgurten. Hier werden bei Crashtests mit einem Kraftaufnehmer die Kräfte ermittelt, die die Gurte bei einem Unfall aushalten müssen. Nur mithilfe der so gewonnenen Messergebnisse können wirklich sichere Gurtsysteme entwickelt werden. Kraftaufnehmer finden auch zur Gewährleistung der Sicherheit an Arbeitsplätzen in der Industrie Verwendung. Hier verwendet man Kraftaufnehmer beispielsweise, um die mechanischen Kräfte, die bei Pressen auftreten, zu messen. Wird der Druck zu groß, sorgt der Kraftaufnehmer dafür, dass er ein wenig reduziert und so weder die Maschine, noch das Werkstück beschädigt wird (und auch der Arbeiter nicht gefährdet ist). Auf dem Markt befinden sich Kraftaufnehmer, die auf Druck- beziehungsweise Zugkräfte spezialisiert sind. Sie können aber auch Kraftaufnehmer bekommen, die beide Messungen erledigen können. Das für Ihre Zwecke am besten geeignete Modell kann Ihnen sollten Sie sich von einem Fachhändler empfehlen lassen.

Kraftaufnehmer – Verschiedene Techniken

Die Einsatzgebiete für Kraftaufnehmer sind vielfältig. Entsprechend unterschiedlich ist auch die Technologie, die beim Bau von Kraftaufnehmern Anwendung findet. Zwei der gängigsten Modelle sollen Sie nun kennen lernen: Das Kernstück eines DMS (Dehnungsmessstreifen) – Kraftaufnehmers ist ein Federkörper, der sich bei Belastungen dehnt. Mit ihm lassen sich Kräfte, die auf bestimmte Körper einwirken, gut messen. Zu diesem Zweck wird in der DMS- Kraftaufnehmer auf den Körper aufgeklebt. Dann legt man einen Strom an den Messstreifen an. Verformt sich der Körper nun, ändert sich der Widerstand des DMS- Kraftaufnehmers und damit auch der elektrische Strom. Je größer die Verformung des Körpers ist, desto stärker ändert sich der elektrische Widerstand des Kraftaufnehmers. Beim piezoelektrischen Kraftaufnehmer wirkt die zu messende Kraft auf einen Quarz, der sich dann entsprechend verformt. Durch diese Verformung produziert der Kraftaufnehmer elektrische Ladungen, die, nachdem sie verstärkt wurden, wiederum gemessen werden können. Auch bei diesem System besteht ein direkter Zusammenhang zwischen der Stärke des gemessenen Stromes und der Stärke der einwirkenden Kräfte. Piezoelektrische Kraftaufnehmer sind ideal zur Messung hoch dynamischer Kräfte, d.h. zur Messung von Kräften, die sich schlagartig ändern können. Demgegenüber eignen sich DMS- Kraftaufnehmer bei Kräften, die sich nur langsam ändern.

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