Schwimmerschalter sind einfach, universell einsetzbar und äußerst zuverlässig. Nicht umsonst stellen Schwimmerschalter noch heute das am häufigsten genutzte Prinzip zur Füllstandsüberwachung dar. Doch wie funktioniert so ein Schwimmerschalter überhaupt?
Schwimmerschalter finden in einfacher mechanischer Form bereits seit Jahrhunderten Verwendung in der Steuerung von Wasserläufen an Mühlen und Feldern und stellen noch heute die am häufigsten eingesetzte Technologie dar. Ein Hohlkörper (Schwimmer) wird aufgrund seiner geringen Dichte und der Auftriebskraft mit dem steigenden bzw. fallenden Niveau der Flüssigkeit angehoben bzw. gesenkt. Nutzt man diese Bewegung durch einen mechanischen Hebel, z. B. als einfache Klappensteuerung eines Bewässerungskanals, so hat man einen mechanischen Schwimmerschalter realisiert.
Moderne Schwimmerschalter werden natürlich zur Schaltung eines elektrischen Stromkreises eingesetzt und verfügen über eine deutlich ausgereiftere Bauweise. Ein Schwimmerschalter besteht in einfachster Form aus einem hohlen Schwimmerkörper mit eingeschlossenem Magnet, einem Gleitrohr zur Führung des Schwimmers, Stellringen zur Begrenzung der Bewegung des Schwimmers auf dem Rohr und einem im Inneren befindlichen Reed-Kontakt (siehe Abbildung).
Abbildung: Auswahl von Reed-Kontakten eines Schwimmerschalters
Wie funktioniert der Schwimmerschalter?
Die Reed-Kontakte (siehe Abbildung) eines Schwimmerschalters verfügen im Inneren des hermetisch gekapselten Glaskörpers über Kontaktlippen, die bei Anliegen eines Magnetfeldes aufeinander zu bzw. voneinander weg bewegt werden. Im Falle eines Schwimmerschalters mit einem Reed-Kontakt mit der Funktion Schließer wird bei Anliegen eines Magnetfeldes der Kontakt der Lippen hergestellt. Kontaktiert man die Kontakte der Lippen, kann nun Strom über die geschlossenen Lippen fließen bzw. ein Schaltsignal detektiert werden.
Im Falle eines Schwimmerschalters mit der Schaltfunktion Öffner wird der Kontakt bzw. Stromkreis bei Anliegen eines Magnetfeldes unterbrochen. Wählt man einen Wechsler, so beinhaltet die Glaskapsel drei Kontaktlippen, bei denen in jedem Betriebszustand immer gleichzeitig ein Öffner- und ein Schließer-Kontakt realisiert wird.
Da die Kontaktlippen unter mechanischer Vorspannung stehen, muss ein Magnetfeld anliegen, um die Kontaktlippen zu schließen bzw. zu öffnen und das gewünschte Schaltsignal zu generieren (Monostabilität). Die herstellerseitig montierten Stellringe dienen der Begrenzung des Schwimmerkörpers an der korrekten Position, um beim Anstieg des Füllstandes auf das definierte Niveau das gewünschte Schaltsignal sicherzustellen / beizubehalten.
Wie spezifiziere ich einen Schwimmerschalter?
Man sollte folgende Parameter definieren:
- Anzahl der Schaltkontakte / Schaltausgänge
- Position und Funktion jedes Schaltausgangs
- Gleitrohrlänge
- Elektrischer Anschluss (z. B. Kabelausgang PVC)
- Prozessanschluss
- Material (Edelstahl, Kunststoff, …)
Hinweis
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