Le celle di carico estensimetriche, a seconda dell’utilizzo e dell’applicazione per cui sono progettate, si differenziano per molte caratteristiche, tra cui forma, metodo di carico, tecnologia di misura della deformazione, materiale costruttivo, portata, grado di protezione in ingresso e tante altre.

→ Leggi anche: Come scegliere una cella di carico? Guida alle caratteristiche tecniche

Vediamo insieme una carrellata delle principali tipologie di celle di carico presenti sul mercato, con un focus specifico sui modelli offerti da LAUMAS.

1. Celle di carico off-center

Conosciute anche come celle di carico single point, o celle di carico per piattaforme, le celle di carico off-center sono l’ideale quando non è possibile assicurare il centraggio del carico da pesare.

Presentano un ritaglio al centro del corpo meccanico, che spesso assume forma binocolare.
Il ritaglio è ottenuto per lavorazione alle macchine utensili e durante il collaudo viene perfezionato in modo da conferire al sensore le caratteristiche di un quadrilatero articolato simmetrico.

Questa peculiarità permette alle celle di carico off-center di ignorare le torsioni causate dal decentramento del carico e di garantire la corretta lettura del peso all'interno della sua area di lavoro.

Quindi, poste al centro di un piano di dimensioni note, le celle off-center sono in grado di pesare correttamente in qualsiasi punto venga applicata la forza peso, entro una determinata area massima indicata sul foglio dati.

Le celle di carico off-center lavorano di solito singolarmente.
Per motivi costruttivi hanno infatti una sensibilità molto diversa l’una dall’altra che, nel lavoro a gruppi, potrebbe creare interferenze tali da comprometterne l’accuratezza.

Tuttavia, non è da escludere che in determinate applicazioni debbano lavorare collegate in parallelo.
In questo caso, in fase di acquisto, è importante comunicare l’esigenza al fornitore poiché sarà necessario cercare di accoppiare le celle di carico con sensibilità simile ed equalizzarne i segnali di uscita. 

Le celle di carico off-center LAUMAS sono costruite prevalentemente in lega di alluminio, un materiale vantaggioso oltre che adatto a molte delle loro applicazioni più comuni, in cui l’acciaio inox non è un requisito necessario.
Tuttavia sono disponibili anche in acciaio inox, sia AISI 420 che 17-4 PH.

Hanno portate medie, da 250 g fino a 2000 kg, e raggiungono la classe di accuratezza C5 secondo OIML R 60.

Il grado di protezione che possono fornire (cioè il grado di resistenza all'ingresso di polvere e acqua) è elevato sia per lavaggio con getti a pressione più o meno forte (IP65, IP66 e IP69K), sia per immersioni di diversa durata e profondità (IP67 e IP68).  

2. Celle di carico a compressione

La sensibilità, espressa in mV/V, è il valore che la cella di carico restituisce quando viene applicato il carico massimo, diviso per la tensione di alimentazione.

Di fatto, tutte le tipologie di celle di carico che si utilizzano comunemente a gruppi hanno sempre un valore di sensibilità molto simile tra loro.
In fase di produzione, infatti, la sensibilità delle celle viene calibrata aggiungendo le resistenze necessarie a correggere i sensori fino al raggiungimento del valore corretto di uscita.

Le celle di carico a compressione LAUMAS sono realizzate in acciaio inox 17-4 PH o AISI 420. Sono quindi celle molto robuste.

Hanno portate da 200 kg fino a 1 000 000 di kg e sono disponibili con elevati gradi di protezione, a seconda delle esigenze (IP67 e IP68 oppure IP69K).

Una peculiarità delle celle a compressione a basso profilo LAUMAS è la loro semplicità di installazione.  
Si accompagnano infatti a kit di montaggio progettati appositamente per facilitarne e renderne più sicura l’installazione.

▷ Montaggio più facile:


i kit di montaggio serie V e serie Z vengono fissati alla struttura da pesare senza la cella di carico al loro interno. Questa viene agevolmente infilata in un secondo momento, quando saldature e manovre di montaggio sono concluse.
In questo modo non si corre mai il rischio di danneggiarla.
La stessa semplicità di installazione è garantita anche nel caso si debba sostituire una cella guasta: basterà estrarla dal kit senza smontarlo e introdurre una nuova cella di carico equivalente.

Il kit di montaggio V10000.

I kit di montaggio PV80CLS e PSCLS con vincoli antiribaltamento.

▷ Installazione più sicura:


tutti i kit di montaggio per celle di carico a compressione possono fungere anche da vincoli antiribaltamento e contro le forze laterali, assicurando stabilità alla struttura e proteggendo la cella da sollecitazioni potenzialmente dannose.

La 3-A Sanitary Standard è una norma americana che regola la progettazione, la produzione e l’utilizzo di apparecchiature igieniche, con lo scopo di proteggere il prodotto finale dai rischi collegati alla contaminazione e alla proliferazione batterica.

La certificazione è su base volontaria e attesta che il componente, in questo caso la cella di carico, è costruito in modo da potere essere sanificato e igienizzato così da non favorire la proliferazione di batteri.

I requisiti igienici della cella di carico per piedino FLC3A.

Un punto di forza della nostra cella di carico per piedino è proprio la facilità di montaggio.
La sua installazione è semplice e veloce, può essere montata sotto silos o serbatoi senza compiere modifiche meccaniche e senza alcun accessorio di montaggio.

È compatibile con la maggior parte dei piedini presenti sul mercato e, su richiesta, viene fornita anche con il suo piedino igienico.

4. Celle di carico a colonna

Cella di carico COK installata in una pesa a ponte.

Installazione di celle di carico a colonna su silos ad alta capacità.

Le celle di carico a colonna LAUMAS sono in acciaio inox 17 4-PH e in acciaio nichelato AISI 4340.
Hanno portate elevate, da 10 000 kg a 50 000 kg, ma su progetto personalizzato possono avere capacità ancora più alte.
Hanno grado di protezione IP68.

Esistono anche in versione digitale con il modello COD: celle di carico in acciaio nichelato AISI 4340, con grado di protezione IP69K, compatibili con gli strumenti per pese a ponte WINOX BGE e WTAB BGE.

Gli accessori di montaggio KITCO, KITCOK e KITCOL, adatti per pese a ponte.

Il kit di montaggio VCOKDTL, per la pesatura di sili, serbatoi, miscelatori e tramoggeo soggetti a vibrazioni.

5. Celle di carico a flessione

Cella di carico a flessione, modello FCOL.

Le celle di carico a flessione sono comunemente impiegate per realizzare sistemi di pesatura di piccola portata come dosatori e sistemi di riempimento, insaccatrici, riempitrici, confezionatrici, piccole tramogge.

Le celle di carico a flessione di norma lavorano a gruppi di 2, 3 o 4 celle di carico collegate in parallelo. Possono essere anche usate in applicazioni monocella, per es. posizionate sul tirante di una bilancia meccanica per convertirla in bilancia elettronica.

L’uso singolo tuttavia è meno frequente e prevede che la forza sia sempre applicata in modo perfettamente perpendicolare al punto di carico.

Celle di carico a flessione sotto tramoggia a 4 appoggi.

Le celle di carico a flessione LAUMAS sono costruite in acciaio inox 17 4-PH, AISI 420 e acciaio nichelato AISI 4340.
Hanno un range di portata da 5 a 500 kg circa e gradi di protezione IP67 e IP68.

Per questo tipo di celle di carico la versatilità è garantita dalla compatibilità con ben 11 kit di montaggio dotati di vincoli antivibrazione o antiribaltamento.

Se installate con adeguato accessorio di montaggio complementare, alcuni modelli di celle di carico a flessione possono lavorare in trazione per pesare carichi sospesi.

Cella di carico a flessione FCK con coppia di staffe inox STAFFECMONT per uso a trazione.

6. Celle di carico a taglio

Cella di carico a taglio, modello FT-P.

I modelli di celle di carico a taglio LAUMAS sono realizzati in acciaio inox 17-4 PH o AISI 420 e in acciaio nichelato AISI 4340 o AISI 4140.

Hanno portate medio-alte, da 300 kg a 10 000 kg e gradi di protezione IP67, IP68 e IP69K.  

Sono molto versatili, anche perché sono supportate da ben 9 diversi kit di montaggio che, a seconda dell’applicazione, possono avere anche funzioni antivibrazioni o antiribaltamento.

Per applicazioni che richiedono una pesatura molto accurata è inoltre disponibile l’accessorio di montaggio complementare ACCSFER composto da una sfera attraverso cui la forza si trasmette senza alcun attrito e quindi con la massima ripetibilità e precisione.

Alcuni modelli di celle di carico LAUMAS (FCAX, FTP, FTK) sono disponibili in due diverse versioni: a flessione e a taglio.

Pur essendo costruite con la stessa forma e lo stesso materiale si differenziano per l’applicazione degli estensimetri e per la portata:

• nelle versioni a flessione gli estensimetri sono applicati orizzontalmente e le portate sono sotto i 500 kg;
  
  

• nelle versioni a taglio gli estensimetri sono applicati verticalmente e le portate vanno da 500 kg fino a 10 000 kg.

 
7. Celle di carico a trazione

Nei casi in cui i carichi da pesare debbano venire sospesi si impiegano le celle di carico a trazione.
Sono delle speciali celle di carico a flessione o a taglio, a seconda della portata.

Grazie alle svariate opzioni che presentano, possono essere montate su tutti i sistemi di misura delle forze di tensione, attraverso collegamenti filettati o con i classici golfari/grilli da sollevamento.

Esempio di cella di carico a trazione CTL impiegata in un dinamometro.

Le celle di carico a trazione LAUMAS sono in acciaio inox, 17-4 PH e AISI 420, e in acciaio nichelato AISI 4140 e AISI 4340.
Hanno gradi IP65 e IP69K per la protezione da getti d’acqua; IP67 e IP68 per la protezione contro le immersioni.
Coprono un range di portate molto ampio: da 15 kg fino a 250 000 kg.


Per i modelli di medio-bassa portata sono disponibili snodi sferici con dado (EM – DADO), golfari che permettono alla cella di carico di lavorare sempre libera da forze torcenti, evitando quindi sia errori di pesatura sia l’eventuale danneggiamento della cella stessa.

Cella di carico a trazione CTL con 2 snodi sferici EM – DADO

Poiché le celle di carico a trazione sono impiegate nella pesatura di carichi sospesi anche come limitatori di carico, per motivi di sicurezza consigliamo di prevedere comunque sempre dei dispositivi strutturali che possano intervenire in caso di rottura meccanica delle celle dovuta a uso improprio o a evento accidentale.

Cella di carico a trazione modello TAL, con dispositivo di sicurezza.

In caso di guasto elettrico, invece, la sicurezza è garantita dall'opzione che prevede due ponti di Wheatstone estensimetrici ridondanti con due cavi di uscita, per sistemi a doppia sicurezza. 

Cella di carico a trazione CTL con due cavi in uscita per sistemi ridondanti a doppia sicurezza.

Questa soluzione è un obbligo di legge in determinate applicazioni di pesatura e limitazione del carico, come il sollevamento persone (per es. in piattaforme aeree) ma può essere scelta dal cliente ogni volta che c’è l’esigenza di garantire continuità nel funzionamento di un’applicazione anche in caso di guasto di uno dei due sistemi di pesatura.

L'opzione è disponibile anche per le celle di carico a compressione, a perno e a taglio.

8. Celle di carico a compressione e trazione

Celle di carico a compressione e trazione, modelli CL e CLBT.

Si utilizzano sia singolarmente che a gruppi, collegate in parallelo.
Le applicazioni più comuni sono: macchine prova materiali, prove in campo, macchine controllo qualità e presse.

Le celle di carico a compressione e trazione LAUMAS sono disponibili in lega di alluminio, acciaio inox 17-4 PH  o acciaio nichelato AISI 4340; con gradi di protezione IP65, IP67 e IP68.

Le portate standard vanno da 50 kg a 200 000 kg, ma in alcune versioni custom siamo arrivati fino a 500 000 kg in compressione e 250 000 in trazione.

9. Celle di carico a doppio taglio

Le celle di carico a doppio taglio DTL e DTX.

LAUMAS offre due modelli di celle di carico a doppio taglio, entrambi in acciaio nichelato AISI 4340 e con grado di protezione IP68.
La portata è elevata e va da 9000 kg a 27 000 kg.

Per quanto riguarda i kit di montaggio più adeguati:

• per la pesatura di silos di alta capacità risulta perfetta la combinazione tra la cella di carico DTL e il robusto VCOKDTL;
• per realizzare sistemi di pesatura di alte portate omologati per uso in rapporto con terzi e per la pesatura a bordo mezzi, è particolarmente indicata la cella di carico a doppio taglio DTX, omologata OIML R 60, insieme al kit di montaggio VDTX, molto compatto e resistente.

Il kit di montaggio VDTX nelle sue 2 possibilità di impiego: a trazione e compressione.

10. Celle di carico a perno

Cella di carico a perno LAU.

Il coefficiente di sicurezza è un valore di progettazione che aumenta il limite elastico e la resistenza della cella di carico: a parità di carico applicato, le celle a perno subiscono una deformazione molto minore rispetto a quelle standard e hanno un carico di rottura che è generalmente almeno 5 volte la portata nominale.

L'offerta LAUMAS

I perni hanno sempre dimensioni diverse per cui di norma LAUMAS realizza celle di carico a perno custom su specifico disegno personalizzato del cliente.

A catalogo è disponibile anche un modello standard: LAU.
LAU è in acciaio inox 17-4 PH, con portate da 5 000 a 20 000 kg e grado di protezione IP67.

11. Celle di carico per rilevazione tiro fune

La cella di carico per rilevazione tiro fune FUN.

Le celle di carico per rilevazione tiro fune sono un tipo particolare di celle di carico a doppio taglio, la cui geometria permette loro di essere perfettamente accoppiate ai più comuni modelli di funi, senza stravolgere l’installazione.

A causa dello specifico tipo di montaggio direttamente su fune, pur trattandosi di celle a doppio taglio, accuratezza e precisione risultano ridotte. Normalmente però queste celle sono utilizzate soltanto come limitatori di carico in applicazioni che non necessitano particolarmente di queste caratteristiche.

Accuratezza e precisione dipendono comunque molto anche dal grado di rigidità della fune, correlato alla sua densità, determinata a sua volta sia dal tipo di filo  che dalle dimensioni e dal numero dei trefoli.

Un trefolo è un insieme di fili elementari intrecciati insieme. La fune è composta da più trefoli avvolti insieme su un’anima centrale.

Tipicamente, le celle di carico per rilevazione tiro fune lavorano singolarmente come limitatori di carico per carroponti e gru.

La cella di carico per rilevazione tiro fune proposta da LAUMAS è FUN.

È in acciaio nichelato AISI 4140, con grado di protezione IP67.
È disponibile con portate da 2000 a 40 000 kg e supporta funi con diametro da 6 a 36 mm.

FUN è molto facile da installare: si applica come un morsetto alla fune, direttamente sotto il capo fisso, senza alcuna modifica meccanica al sistema.

La cella non è indicata per la pesatura di precisione ma è sempre solo usata come limitatore di carico.
È molto sicura: non c’è l’obbligo di prevedere un ulteriore dispositivo di sicurezza perché non ha funzione strutturale, quindi in caso di rottura meccanica non si ha alcuna conseguenza sul sistema.

12. Celle di carico per tiranti

La cella di carico per tiranti LAUMAS è CA, in acciaio inox 17-4 PH, con portate da 30 000 a 250 000 kg e grado di protezione IP68.

Può essere fornita con apposite piastre per la ripartizione del carico: piastre in acciaio zincato, rettificate, che permettono alla cella di carico di appoggiare perfettamente e quindi di distribuire il carico in modo uniforme su tutta la circonferenza.

13. Celle di carico per pedale freno

La cella di carico per pedale freno LPED.

LAUMAS offre il modello LPED, in alluminio, con grado di protezione IP65 e un’unica portata da 100 kg, ideale per l’applicazione specifica cui la cella di carico è destinata.

14. Celle di carico Speciali Custom

Quando non è possibile utilizzare una cella di carico standard per risolvere problemi di pesatura e misurazione in contesti particolari, si valuta la realizzazione di una cella di carico custom, personalizzata su disegno del cliente, progettata quindi su esigenze uniche e specifiche.

FOCUS:

Quali tipi di celle di carico hanno il ciclo di vita più lungo?

Il ciclo di vita di una cella di carico dipende da quanti cicli di lavoro la cella stessa può sostenere nell’arco della sua vita operativa.
Il ciclo di lavoro di una cella di carico si compie ogni volta che una cella viene portata da 0 a fondo scala.

Le celle di carico a taglio e quelle a compressione raggiungono circa 8 milioni di cicli di lavoro. Le celle di carico a flessione ne raggiungono invece circa 4 milioni.

LAUMAS ha realizzato anche celle di carico custom che possono raggiungere fino a 100 milioni di cicli.
Le celle che arrivano fino a 100 milioni di cicli di lavoro si dicono anche "ad alta resistenza alla fatica".

15. Digitalizzatore universale per celle di carico

LCB Profinet integrato su cella di carico a trazione e compressione CL.

In base al tipo di trasmissione del segnale, le celle di carico possono essere digitali oppure analogiche.
Le celle di carico digitali hanno un’elettronica integrata per elaborare i risultati di misura e presentarli in un formato predisposto.
Le celle di carico analogiche devono invece essere collegate a un trasmettitore o a un indicatore di peso.

LAUMAS ha ideato una proposta innovativa: i digitalizzatori universali LCB per celle di carico, trasmettitori di peso molto compatti che, avvitati direttamente su qualsiasi cella di carico con uscita analogica, la trasformano in una cella digitale.

Ne esistono 3 versioni:

• LCB - versione classica inox e versione più economica in plastica
• LCB3A - versione igienica certificata 3-A Sanitary Standards

I digitalizzatori LCB sono concepiti per un montaggio totalmente solidale al corpo della cella di carico, ma possono essere installati anche a parete.

Tutti possono essere configurati e gestiti da PC tramite il software gratuito Instrument Manager e
si collegano al PLC tramite i più diffusi bus di campo (Profinet IO, EtherNet/IP, Ethernet TCP/IP, Modbus/TCP, Profibus DP, EtherCAT, POWERLINK, CANopen, CC-Link, CC-Link IE, Sercos III, IO-Link, CC-Link IE Field Basic).

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