Die Füllstandsüberwachung, beispielsweise in der Spülmaschine oder dem Spülkasten am WC, ist essenziell für die Maschinen, um ihre Funktion zu erfüllen. Je nach geplanter Verwendung werden andere Schalter gewählt, was zu begrifflichen Verwechselungen führen kann. Dieser Ratgeber zeigt Ihnen die Formen der Schwimmerschalter und deren Nutzung.
Schwimmerschalter werden kurz auch als „Schwimmschalter“ bezeichnet und dienen nach dem Einbau in ein Gehäuse als Schaltvorrichtungen. Meist befinden sie sich in Wasser oder Öl und kontrollieren den aktuellen Füllstand. Da sich also der Pegel um sie herum absenkt oder auch erhöht und sie darauf reagieren, wird synonym die Bezeichnung „Pegelschalter“ verwandt.
Teil des Systems ist stets ein Schwimmer. Denn dessen Verhalten innerhalb der Flüssigkeit bestimmt, wann die Schwimmerschalter bedient werden.
Die Füllstandsmessung erfolgt in einem automatisierten Prozess. Je nach Ausführung des Schwimmschalters löst das Erreichen der Grenzwerte eine andere Aktion aus. Das ist zum Beispiel das Öffnen einer Verriegelung oder das erneute Auffüllen des Behälters.
Welche Ausführungen der Schwimmerschalter gibt es?
„Schwimmerschalter“, „Schwimmschalter“ und „Pegelschalter“ sind Oberbegriffe für dieselbe Form von Schalter. Die Schalter gibt es jedoch in verschiedenen Formen.
Ermittlung des Wasserdrucks in Bar
Am häufigsten kommen diese Druckschalter zum Einsatz, wenn eine Flüssigkeit innerhalb eines Gehäuses ihren Füllstand häufig ändert und überwacht werden muss. Da das Niveau der Flüssigkeit zugleich als eine Art Schaltpunkt dient, ist auch die Rede von Niveauschaltern. Entscheidend ist, wie sich der Druck des Mediums in Bar ändert.
Ermittlung der Neigung
Der Einbau des Schwimmerschalters erfolgt samt einer kleinen Kugel. Diese dient der Ermittlung der Neigung. Verändert sich der Wasserstand, verlagert sich ihr Schwerpunkt. Da sie auf einer Leitbahn angebracht ist, führt diese Positionsveränderung dazu, dass ein elektrischer Kontakt geschlossen wird. Hier wird die Hebelwirkung für den Schaltkontakt genutzt.
Pegelschalter mit Magnetfeld
Der Schwimmschalter kann alternativ oder zusätzlich mit einem Permanentmagneten ausgestattet sein. Nun entscheiden nicht der Druck in Bar oder die Neigung der Flüssigkeit im Behälter über eine Aktion, sondern das sich verändernde Magnetfeld. Reed-Kontakte reagieren auf das Magnetfeld. Nur bei sich verändernden Bedingungen wird der Reed-Kontakt aktiviert, der sonst vor jeder Berührung durch ein Glasröhrchen geschützt ist.
Wie funktionieren Niveauschalter?
Da sie am häufigsten im Einsatz sind, lohnt sich ein genauerer Blick auf ihre Funktionsweise. Niveauschalter sind mit einer Membran ausgestattet, die sie in die Lage versetzt, auf den Druck der sie umgebenden Flüssigkeit zu reagieren. In der Praxis werden zwei Arten unterschieden.
Hintergrundwissen: Taster versus Wechsler
Auch wenn Niveauschalter öfter als „Taster“ bezeichnet werden, ist das streng genommen inkorrekt. Taster öffnen oder schließen einen Kreislauf durch Drücken einer Taste, etwa beim Betätigen einer Klingel. Der Taster schließt nur vorübergehend den Stromkreis. Wechsler arbeiten in Schließ- und Öffnerfunktion. Der Öffnerkontakt ist für Pumpen oder in Bewegungsmeldern wichtig.
Elektronische Niveauschalter
Nach Montage und Anschluss können diese Schwimmerschalter ein Schaltsignal erzeugen. Über eine Programmierschnittstelle wird der gewünschte Wert eingestellt. Dank programmierbarem Steuergerät geht die Funktionsweise im Alltag weit über das Aktivieren und Deaktivieren eines Mechanismus hinaus.
Natürlich kann beispielsweise ein Ventil betätigt und Schmutzwasser abgelassen beziehungsweise neues Wasser aufgefüllt werden. Diese Niveauschalter sind jedoch auch in der Lage, Verzögerungszeiten einzuplanen, Fensterfunktionen zu setzen oder Rückschaltpunkte festzulegen.
Mechanische Niveauschalter
Auch die mechanischen Niveauschalter ermitteln über den Druck der Flüssigkeit, wann er betätigt wird. Wie der Schaltpunkt er- und verstellt wird, ist jedoch anders. Es gibt keine elektronischen Steuergeräte. Genutzt wird lediglich das entstehende Gegengewicht bei sich veränderndem Flüssigkeitsdruck. Der Schaltpunkt kann nicht programmiert werden, sondern ist mechanisch voreingestellt. Bei Betätigung des Niveauschalters wird zwar ein elektrisches Signal gesandt, doch ohne dass eine Spannungsversorgung notwendig ist. Es bedarf also keiner Steckdose.
Eine Hysterese kann nicht eingestellt werden. Sie haben also nicht die Möglichkeit, über die Steuerung einen Rückschaltpunkt festzulegen.
Allgemein gilt: Mechanische Niveauschalter sind ideal, um starke Ströme an Pumpen zu überwachen. Ein gutes Beispiel ist die Arbeit einer Schmutzwasser-Tauchpumpe.
Allerdings werden auch elektronische Niveauschalter mit Tauchpumpen genutzt. Sobald eher niedrige Spannungen anliegen, sind sie sogar die erste Wahl in Tauchpumpen. Sie reagieren sofort, wenn die Überwachung im Behälter anzeigt, dass nahezu keine Flüssigkeit mehr vorhanden ist. Es erfolgt dann eine zeitnahe Abschaltung der Pumpe, um Schäden beim Trockenlauf zu verhindern.
Auch WC-Spülkästen sind ein Alltagsbeispiel. Hier kann ein Hebelsystem integriert sein, das den niedrigen Wasserstand zum Anlass nimmt, einen Kontakt zu bedienen und neues Wasser über die Pumpe einlaufen zu lassen. Der Schwimmer wirkt in diesem Fall direkt auf ein eingebautes Ventil. Die Arbeit der Pumpe wird pausiert, sobald der Tank gefüllt ist.
Zwei weitere Beispiele aus dem Leben finden sich in Küche und Badezimmer: Geschirrspülmaschinen und Waschmaschinen. Ihre Tanks werden zur Reinigung von Geschirr und Wäsche via Pumpe mit Wasser gefüllt. Niveauschalter garantieren, dass der maximale Wasserstand nicht überschritten wird und die Pumpe am Ende des Reinigungszyklus Schmutzwasser abpumpt. Auch in Gartenteichen sind Tauchpumpen im Einsatz und schützen so das Leben der Fische.
Die Schwimmerschalter dienen in der Praxis also oft dazu, Tauchpumpen vor einer Überhitzung zu schützen. Würden durch Trockenlauf zu hohe Temperaturen auftreten, muss entweder neue Flüssigkeit her oder die Tauchpumpe wird abgeschaltet. Nur mit einem installierten Schwimmerschalter kann eine Tauchpumpe ohne permanente Sichtkontrolle durch den Menschen aktiviert bleiben.