Messachse Mit Dünnfilmtechnik bis 500 kn Typen F5301, F53C1, F53S1

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1 Kraftmesstechnik Messachse Mit Dünnfilmtechnik bis 500 kn Typen F5301, F53C1, F53S1 WIKA Datenblatt FO Anwendungen Messachsen in Umlenkrollen und Wälzlagerungen Krananlagen und Hebezeuge Industrielle Wägetechnik Maschinen- und Anlagenbau, Fertigungsautomation Seilzugmessung Leistungsmerkmale Messachse Typen F5301, F53C1, F53S1 Korrosionsbeständige Edelstahlausführung Integrierter Verstärker Große Langzeitstabilität, große Schock- und Vibrationsfestigkeit Für statische und dynamische Messungen Gute Reproduzierbarkeit, einfache Montage Beschreibung Die Messachsen mit eingeschweißten Dünnfilmsensoren sind für das Messen statischer und dynamischer Druckkräfte an verschiedensten Applikationen vorgesehen. Die Messachsen können mühelos in bestehende Applikationen integriert werden. Dazu werden sie einfach gegen nicht messende Achsen (Bolzen) ausgetauscht. Da die Messachsen den Anforderungen der Applikation angepasst werden, entfällt eine aufwändige Neukonstruktion. Die Messachsen sind für raue Umweltbedingungen und harte Anforderungen geeignet. Sie sind wartungsfrei und können auch an schwer zugänglichen Stellen eingebaut werden. Durch die Vielfalt an Ausgangssignalen passen sie sich an viele Einsatzbedingungen an. WIKA Datenblatt FO /2016 Seite 1 von 8

2 ATEX/IECEx (Optional) Bergbau Chemie und Petrochemie Entstaubungs- und Filteranlagen In explosionsgefährdeten Bereichen dürfen nur Geräte und Schutzsysteme in Betrieb genommen werden, die entsprechend zertifiziert und gekennzeichnet sind. SIL 3 (Optional) Für Theater- und Bühnenbau: Obermaschinerie Untermaschinerie Punkt-, Laststangenzüge Speziell für die Anwendungen in der Bühnentechnik wurde in Zusammenarbeit mit dem TÜV Süddeutschland eine Sicherheitselektronik entwickelt. Diese erfüllt, wenn sie zusammen mit einem 2-kanaligen Rechnersystem betrieben wird, den Sicherheitsstandard SIL 3. Safety (Optional) Krananlagen Hebezeuge UL-Zulassung (Optional) Die Kraftaufnehmer sind auch mit UL-Zulassung erhältlich. Safety-Zulassung (Optional) Die Kraftaufnehmer sind auch in Ausführungen gemäß Anforderung nach funktionaler Sicherheit gemäß Maschinenrichtlinie 2006/42/EG verfügbar. Diese gilt nur in Kombination mit einer sicheren Steuerung, z. B. der ELMS1 Überlastsicherung. Messbereiche 0 1 kn bis kn Seite 2 von 8 WIKA Datenblatt FO /2016

3 Technische Daten nach VDI/VDE/DKD 2638 Typen F5301 F53S1 Nennkraft F nom Ab 1t bzw. 10kN Grenzkraft F L 150 % F nom Bruchkraft F B Relative Linearitätsabweichung d 1) lin Querkrafteinfluss d Q (Signal bei 100% F nom unter 90 ) Stabilität pro Jahr (typisch) Gebrauchsdauer > 300 % F nom 1 % v. EW. ±5 % ±0,1 % v. EW. 20 Jahre Nennmessweg (typisch) s nom < 0,1 mm Nenntemperatur B T, nom C (optional C) C Gebrauchstemperatur B T, G C (optional C) C Lagerungstemperatur B T, S C Temperatureinfluss auf den Kennwert TK c 0,2 % F das Nullsignal TK nom /10K 0 Vibrationsbeständigkeit 20 g, 100 h, Hz (nach DIN EN ) Schutzart IP67 nach EN/IEC (optional bis IP69k) IP67 Störemission DIN EN Störfestigkeit Elektrische Schutzarten DIN EN / DIN EN (optional EMV-verstärkte Ausführungen) Verpolungs-, Überspannungs- und Kurzschlussschutz Ausgangssignale Art des Signals 2-Leitertechnik, technik oder DC 0 10 V, technik (optional redundantes Signal) CANopen Protokoll gemäß CiA 301, Geräteprofil 404, Kommunikationsdienst LSS (CiA 305), Konfiguration der Geräte-Adresse u. Baudrate Sync/ Async, Node/Lifeguarding, Heartbeat; Nullpunkt und Spanne ±10 % einstellbar über Einträge ins Objektverzeichnis Strom/Leistungsaufnahme Stromausgang 2-Leitertechnik: Signalstrom Stromausgang technik: < 8 ma Spannungsausgang: < 8 ma CANopen : <1W Hilfsenergie DC V für Stromausgang DC V für Spannungsausgang DC V für CANopen Bürde (UB 10V)/0,024 A für Stromausgang > 10 kω für Spannungsausgang Redundant, gegenläufig 4 20 ma/20 4 ma Ausführung gem. Anforderung nach funktionaler Sicherheit gem. Maschinenrichtlinie 2006/42/EG Stromausgang 4 20 ma: Signalstrom DC V für Stromausgang (UB 10V)/0,020 A (Kanal 1) für Stromausgang (UB 7V)/0,020 A (Kanal 2) für Stromausgang Einstellzeit 2 ms (innerhalb % F nom ) 2) Elektrischer Anschluss Rundsteckverbinder M12 x 1, 4-polig / CANopen 5-polig, MIL-Stecker (optional andere Steckverbinder wie CIR oder MS Robuststecker) 2-Steckervariante, 4-polig oder MIL-Stecker Material des Messkörpers CrNi-Stahl , ultraschallgeprüftes 3.1 Material (optional 3.2) Optional Zeugnisse, Festigkeitsnachweise, 3D-CAD Daten (STEP, IGES) auf Anfrage 1) Abhänig von der anwendungsspezifisch gewählten Geometrie CANopen and CiA are registered community trade marks of CAN in Automation e.v. 2) Andere Einstellzeiten sind auf Anfrage realisierbar. WIKA Datenblatt FO /2016 Seite 3 von 8

4 Technische Daten nach VDI/VDE/DKD 2638 Typen Nennkraft F nom F53C1 Version ATEX/IECEx Ex ib 1) Ab 1t bzw. 10 kn F53C1 Version ATEX/IECEx Ex d F53C1 Version SIL 3 nach EN 62061:2005 Grenzkraft F L 150 % F nom Bruchkraft F B Relative Linearitätsabweichung d 2) lin > 300 % F nom 1 % v. EW. Querkrafteinfluss d Q (Signal bei 100% F nom unter 90 ) ±5 % Stabilität pro Jahr (typisch) ± 0,1 % v.ew. Gebrauchsdauer 20 Jahre Nennmessweg (typisch) s nom < 0,1 mm Nenntemperatur B T, nom C Gebrauchstemperatur B T, G Einsatztemperaturen siehe Betriebsanleitung BD_BE_907 a C Lagerungstemperatur B T, S C Temperatureinfluss auf den Kennwert TK c 0,2 % F nom /10K das Nullsignal TK 0 Vibrationsbeständigkeit 20 g, 100 h, Hz nach DIN EN Schutzart IP67 nach EN/IEC Störemission DIN EN Störfestigkeit Nach DIN EN /DIN EN (optional EMV-verstärkte Ausführungen) Elektrische Schutzarten Verpolungs-, Überspannungs- und Kurzschlussschutz Ausgangssignale Art des Signals 2-Leitertechnik 2-Leitertechnik technik 4 16 ma, 2-Leitertechnik DC 2 8 V, technik 3) SIL-Sprung 4 ma, 2-Leitertechnik DC 2 V, technik 3) Strom/Leistungsaufnahme Stromausgang 2-Leitertechnik: Signalstrom Stromausgang 4 20 ma, 2-Leitertechnik: Signalstrom Stromausgang technik: < 8 ma Stromausgang 2-Leitertechnik: Signalstrom Stromausgang 4 20 ma technik: < 8 ma, Spannungsausgang: < 8 ma Hilfsenergie DC V für Stromausgang DC V für Stromausgang DC V für Spannungsausgang Bürde (UB 10V)/0,024 A für Stromausgang > 10 kω für Spannungsausgang Einstellzeit 2 ms (innerhalb % F nom ) 4) Elektrischer Anschluss Rundsteckverbinder M12 x 1, 4-polig, MIL-Stecker, Kabelverschraubung Kabelverschraubung Rundsteckverbinder M12 x 1, 4-polig, Kabelverschraubung Material des Messkörpers CrNi-Stahl , ultraschallgeprüftes 3.1 Material (optional 3.2) Optional Zeugnisse, Festigkeitsnachweise, 3D-CAD Daten (STEP, IGES) auf Anfrage 1) Die Kraftaufnehmer mit der Zündschutzart ib dürfen nur mit potenzialgetrennten Speisegeräten versorgt werden. Geeignete Speisetrenner können wir optional anbieten z. B. EZE08X ) Abhänig von der anwendungsspezifisch gewählten Geometrie CANopen and CiA are registered community trade marks of CAN in Automation e.v. 3) Andere SIL-Sprünge sind auf Anfrage realisierbar. 4) Andere Einstellzeiten sind auf Anfrage realisierbar. Seite 4 von 8 WIKA Datenblatt FO /2016

5 Abmessungen in mm Einbausituation der Messachse Achsenhalter nach DIN Erdungsanschluss M6 8/12 tief Symbol Kraftausrichtung aufgebracht Bemaßung: Es gilt vorrangig die kundenspezifische Messachsenzeichnung der jeweiligen Artikelnummer. Für die Typen F5301/F53C1/F53S1 gibt es keine Standardmaße. Anschlussbelegung Analogausgang Ausgang ma, 2-Leiter Rundsteckverbinder M12 x 1, 4-polig Ausgang V, Rundsteckverbinder M12 x 1, 4-polig 940E01 940E04 WIKA Datenblatt FO /2016 Seite 5 von 8

6 Standardversion 2-Leiter 0 10 V, Versorgung: UB Versorgung: OV/UB Signal: S Signal: S Schirm Gehäuse Gehäuse Gehäuse Kabelbelegung Kabelfarbe Braun UB+/S+ UB+ Weiss - - Blau 0V/S- 0V/S- Schwarz - S+ Nur bei Verwendung der tecsis-standardkabel, z. B. EZE53X Anschlussbelegung Version ATEX/IECEx ATEX Ex ib, 2-Leiter ATEX Ex d, 2-Leiter ATEX Ex d, Versorgung: UB Versorgung: OV/UB Signal: S Signal: S Schirm Gehäuse Gehäuse Gehäuse Kabelbelegung Kabelfarbe 2-Leiter (nur Ex d) Braun UB+/S+ UB+ Weiss - - Blau 0V/S- 0V/S- Schwarz - S+ Nur bei Verwendung der tecsis-standardkabel, z. B. EZE53X Anschlussbelegung Version SIL 3 nach EN 62061: Leiter 0 10 V, Versorgung: UB Versorgung: OV/UB Relais: UR Relais: UR Signal: S Signal: S Schirm Gehäuse Gehäuse Gehäuse Kabelbelegung Kabelfarbe 2-Leiter Braun UB+/S+ UB+ Weiss UR+ UR+ Blau 0V/S- 0V/S-/UR- Schwarz UR- S+ Nur bei Verwendung der tecsis-standardkabel, z. B. EZE53X Seite 6 von 8 WIKA Datenblatt FO /2016

7 Anschlussbelegung Analogausgang redundant, gegenläufig 2-Stecker-Variante bspw. in Kombination mit ELMS1 Überlastsicherung (F53S1). Ausführung gem. Anforderung nach funktionaler Sicherheit gem. Maschinenrichtlinie 2006/42/EG ma/20 4 ma (redundant) Stecker 1 Stecker 2 Versorgung: UB+ 1 1 Versorgung: OV/UB- 3 3 Signal: Kanal Signal: Kanal 2-4 Schirm Gehäuse Gehäuse Rundsteckverbinder M12 x 1, 4-polig Anschlussbelegung Analogausgang mit MIL-Stecker MIL ma/v ma/v 2-Leiter A UB+ UB+ / S+ C 0V / S- Kanal 1 0V / S- Kanal 1 D S+ UB+ / S+ Kanal 2 B UB+ - - E 0V / S- Kanal 2 F S+ 0V / S- Kanal 2 G Schirm Gehäuse Gehäuse - MIL-CA3102E 16S-1P-B Anschlussbelegung CANopen Der Kabelschirm ist mit GND des Kraftaufnehmers verbunden. Bei den Zubehörkabeln ist der Kabelschirm mit der Rändelmutter und damit mit GND des Kraftaufnehmers verbunden. Beim Verlängern dürfen nur abgeschirmte und kapazitätsarme Kabel verwendet werden. Die erlaubten maximalen und minimalen Längen des Kabels sind in der ISO angegeben. Dabei ist auf eine hochwertige Verbindung auch der Abschirmung zu achten. Schirm 1 UB+ (CAN V+) 2 UB- (CAN GND) 3 Bus-Signal CAN-High 4 Bus-Signal CAN-Low 5 Rundsteckverbinder M 12 x 1, 5-polig Abkürzungsverzeichnis Anschluss UB+ Versorgungsspannung + 0V/UB- Versorgungsspannung - UR+ Versorgungsspannung + für Relais (SIL-Sprung) UR- Versorgungsspannung - für Relais (SIL-Sprung) WIKA Datenblatt FO /2016 Seite 7 von 8

8 Kurzbeschreibung SIL 3 Elektronik Verstärker-Elektronik ma bzw V für SIL 3 Anwendungen mit 2-kanaliger Rechnersteuerung (Zulassung durch TÜV Süddeutschland, nur für Anwendungen im Bereich der Bühnentechnik). Bei Kraftaufnehmern, die auf Dehnungsmessstreifen basieren, werden vier veränderliche Widerstände (R1... R4) zu einer Wheatstone-Brücke zusammengeschaltet. Bei Verformung des Messkörpers werden die jeweils gegenü- berliegenden Widerstände in gleicher Weise gedehnt bzw. gestaucht. Dies führt zu einer Verstimmung der Brücke und einer Diagonalspannung U0. Wichtig im Zusammenhang mit der Überprüfung der nachfolgenden Verstärkerschaltung und der nachfolgenden Signalwege ist nun der Prüf-Widerstand R7. Dieser wird über den Relaiskontakt (a) parallel zum Widerstand R5 geschaltet, sobald die Erregerspannung Ur des Relais A anliegt. Schaltschema der SIL-Elektronik Die Zuschaltung des Widerstandes R7 bewirkt eine definierte, immer gleichbleibende, Verstimmung des Nullpunktes (Diagonalspannung) der Wheatstone-Brücke. Eine externe, vom Kraftaufnehmer unabhängige Steuerung (aus Sicherheitsgründen 2-kanalig) ist nun in der Lage, das Relais A zu aktivieren und damit das Ausgangssignal des Kraftaufneh- mers definiert zu verändern. Tritt die erwartete Änderung des Ausgangssignals auf, kann davon ausgegangen werden, dass der gesamte Signalweg von der Wheatstone-Brücke über den Verstärker bis zum Ausgang korrekt funktioniert. Tritt sie nicht auf, kann auf einen Fehler in diesem Signalweg geschlossen werden. Überlastpunkt 3,8 Kabelbruch [ma] (125 % Nennlast) 21 Kurzschluss Signale der SIL-Elektronik Mit einem fest eingestellten Signalhub von beispielsweise 4 ma kann dann in jedem Betriebszustand bei Aktivierung des Prüfrelais der Testzyklus ausgelöst werden. Die obere Messbereichsgrenze von 20 ma wird jedoch nicht erreicht und dadurch die Überprüfung des Signalhubs ermöglicht. 08/2016 WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG, alle Rechte vorbehalten. Die in diesem Dokument beschriebenen Geräte entsprechen in ihren technischen Daten dem derzeitigen Stand der Technik. Änderungen und den Austausch von Werkstoffen behalten wir uns vor. Seite 8 von 8 WIKA Datenblatt FO / /2016 DE WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG Alexander-Wiegand-Straße Klingenberg/Germany Tel Fax info@wika.de