Mechanische tragbare Spannungsmessgeräte

Mechanische tragbare Zugkraftmesser sind analoge Instrumente zur Messung der Zugspannung, die auf Drähte, Garne, Fasern, Bänder und dünne Kabel aufgebracht wird. Sie arbeiten mit kalibrierten Feder- und Hebelsystemen und besitzen eine Skalenanzeige zum direkten Ablesen der Zugspannung, ohne jede elektrische Energieversorgung. Verbreitet sind sie in der Textilindustrie, in der Herstellung synthetischer und natürlicher Garne, beim Ziehen feiner Metalldrähte, bei Spulprozessen und in der Verarbeitung elastischer Bänder und Laminate. Robustheit, Unabhängigkeit von der Stromversorgung und einfache Handhabung machen sie zu idealen Instrumenten für schnelle Kontrollen in der Produktion.

Messprinzip mit drei Rollen

Das verbreitetste Prinzip ist das Dreirollensystem: der unter Zug stehende Draht oder das Band läuft zwischen zwei festen seitlichen Rollen und einer beweglichen mittleren Rolle hindurch, die an einer kalibrierten Feder gehalten wird. Die Zugspannung im Draht zieht die mittlere Rolle entgegen der Richtung ihrer ursprünglichen Auslenkung; die Gleichgewichtslage der Rolle, auf einer Skala mit Zeiger abgelesen, entspricht unmittelbar der Zugspannung des Drahtes. Das System ist geometrisch robust: die Anzeige ist von der Drahtgeschwindigkeit (innerhalb der Betriebsgrenzen) und vom Werkstoff unabhängig und hängt allein von der Rollengeometrie und von der Federkalibrierung ab.

Bauformen

Mechanische Zugkraftmesser unterscheiden sich in: Messbereich (von wenigen cN bei sehr feinen Textilgarnen bis zu mehreren hundert N bei Industriekabeln); Rollengeometrie (aus poliertem Metall zur Verringerung der Reibung, mit auswechselbaren Führungen für unterschiedliche Drahtdurchmesser); Genauigkeitsklasse (typisch ±2-5 % vom Endwert); Ableseart (mechanische Skala, gegebenenfalls mit Maximumzeiger); und Zubehör (ergonomische Griffe, Haken für statische Messungen). Für Messungen an breiten Bändern, Riemen und Einzelfasern gibt es eigene Ausführungen.

Anwendungen

Die wichtigsten Anwendungen liegen in der Textilindustrie: Kontrolle der Garnspannung beim Schären, Weben, Stricken und Sticken; Prüfung der Spannung an Spul-, Texturier- und Zwirnmaschinen; Kontrolle des Aufwickelns von Kreuzspulen und Spulen; Messung der Spannung elastischer Bänder, technischer Fasern und optischer Fasern. Beim Drahtziehen dienen sie der qualitativen Kontrolle der Spannung des in Bearbeitung befindlichen Metalldrahtes. In der Herstellung elektrischer und optischer Kabel kontrollieren sie die beim Verseilen und beim Ummanteln aufgebrachte Spannung.

Vorteile und Grenzen

Die wichtigsten Vorteile sind: Unabhängigkeit von der Stromversorgung (Einsatz an Orten ohne Steckdose); mechanische Robustheit (Haltbarkeit in staubigen und feuchten Umgebungen); einfache Handhabung (minimale Einweisung des Bedieners); geringe Anschaffungs- und Wartungskosten; und kein Bedarf an elektronischer Kalibrierung. Die Grenzen sind: keine Aufzeichnungs- und Datenausgabefunktionen; eine niedrigere Genauigkeitsklasse als bei elektronischen Modellen; die subjektive Ablesung (visuelles Ablesen der Skala); und die Schwierigkeit, Statistiken über Messreihen zu erstellen.

Bezugsnormen

Für mechanische tragbare Zugkraftmesser gibt es keine einheitliche internationale Norm. Die Hersteller geben die messtechnischen Kennwerte nach internen Verfahren an, die sich in der Regel an den Normen ISO 7768 (yarn tension testers) und DIN 53843 orientieren. Die regelmäßige Kalibrierung erfolgt mit kalibrierten Massen, die am Ende des Drahtes angehängt werden, um eine bekannte Zugspannung zum Vergleich mit der Anzeige des Zugkraftmessers zu erzeugen. Die typischen Kalibrierintervalle sind halbjährlich oder jährlich, je nach Einsatzintensität.

Auswahlkriterien

Bei der Auswahl des mechanischen Zugkraftmessers sind zu berücksichtigen: der erforderliche Spannungsbereich, der typische Durchmesser des gemessenen Drahtes oder Bandes, die Geometrie des Produkts (Runddraht, Flachband, elastische Faser), die Betriebsbedingungen (Schmierstoffe, Textilstaub, Schwingungen), die Portabilität für intensiven Gebrauch und das Preis-Leistungs-Verhältnis. Für genauere Messungen mit Datenaufzeichnung sind elektronische Modelle vorzuziehen; für schnelle qualitative Kontrollen und für raue Umgebungen bleiben mechanische Modelle eine gültige und zuverlässige Wahl.