Eine Frage des Niveaus

Niveaugeber - Ob Benzintank, Behälter für Hydrauliköl, Kühlschmiermittel- oder Wasseraufbereitungsanlage, Spülmaschine oder Silo - Niveaugeber sind vielseitig. Dazu gibt es genügend Standards und Sonderlösungen.

09. Oktober 2006

In den meisten Fällen sieht man Tanks und anderen Behältnissen den Füllstand von außen nicht an, und doch möchte man wissen, wann der Inhalt zur Neige geht oder die automatische Befüllung wieder stoppen muss. Niveaugeber sind elektronische Bauteile, die darüber Auskunft geben. So verschieden die Art der Behältnisse und der darin aufbewahrten Medien ist, so verschieden sind auch die Lösungen, um das Niveau festzustellen.

Standard für viele Fälle

Das Unternehmen Elobau aus Leutkirch im Allgäu ist nicht nur Anbieter für Maschinensicherheit, Sensoren und Fahrzeugkomponenten; mit mehreren hunderttausend jährlich produzierten Niveaugebern zählt es auch in diesem Bereich zu den Spezialisten. Für die häufigsten Fälle bietet Elobau ein Sortiment an Standard-Niveaugebern, das gewisse Wahlmöglichkeiten zulässt. Geschäftsführer Michael Hetzer definiert: »Unter Standard verstehen wir kleine Niveaugeber, die wir in großen Stückzahlen fertigen. Dabei geben wir bestimmte Formen und Maße vor, die der Kunde nicht weiter spezifizieren kann. Sie haben einen Schaltpunkt, der als Schließer, Öffner oder Wechsler realisiert ist. Der Anwender hat aber die Möglichkeit, die Schließer- und Öffnerfunktion einfach zu tauschen, indem er den Schwimmer umgekehrt aufsteckt.«

Die Standard-Niveaugeber sind in den Materialien PVC, PA, PP, PVDF und Edelstahl ausgeführt. Auch die Kabel gibt es aus verschiedenen Materialien und in unterschiedlichen Temperaturspezifikationen. Unterschiedliche Schwimmergrößen und -formen decken viele Einsatzfälle ab. Neben herkömmlichen Modellen, die an einem Steigrohr gleiten, stellt Elobau im Standardsegment auch zweierlei Klappschwimmerschalter her. Für extrem verschmutzte Medien und solche, die zum Verkleben neigen - Farben beispielsweise - bietet sich die Ausführung mit Filmgelenk an. Diese dünne Kunststoffverbindung bleibt selbst in diesen Medien stets beweglich. Für den Einsatz in sehr stark bewegten Flüssigkeiten gibt es eine Ausführung mit robustem mechanischen Gelenk. Um die Klappniveaugeber zu montieren, stehen drei Prinzipien zur Wahl: Entweder man entscheidet sich für ein selbstdichtendes konisches Gewinde oder für ein paralleles Gewinde mit Dichtung und zwei Kontermuttern. Als dritte Möglichkeit hat Elobau eine Ausführung mit Dichtmanschette im Programm.

Eine Geberausführung in Edelstahl rundet das Miniatur-Niveaugeber-Standardsegment ab. Es gibt sie - wie viele andere Modelle - auch um 90° gebogen und damit für seitliche Montage geeignet.

Baukasten fürs Besondere

Kundenspezifische Lösungen werden erst nach dem Auftrag gefertigt. Um hierfür die Kosten möglichst nieder zu halten, hat Elobau ein Baukastensystem entwickelt, das den Einsatz standardisierter Module ermöglicht. Das reduziert außerdem die Lieferzeiten. Im so genannten Niveaugeber-Baukasten stehen verschiedene Köpfe, Flanschanschlüsse und Steigrohre zur Auswahl, und abhängig vom Steigrohr wiederum verschiedene Schwimmerkörper, die sich in Größe und Material unterscheiden. Auch die Anschlussmöglichkeit sind variabel: Elobau bietet eine Vielzahl an Kabeln, Steckertypen und Klemmdosen. Der Kunde kann aus diesen Modulen seinen Idealgeber zusammenstellen. Er kann die Schaltpunkte beliebig spezifizieren, genau so, wie er das für seine Anwendung braucht. Michael Hetzer bringt die Vorteile auf den Punkt: »Durch dieses Baukastenprinzip sind wir in der Lage, relativ schnell und ohne neue Produktentwicklung kundenspezifische Niveaugeber zu fertigen.«

In industriellen Anwendungen werden Niveaugeber gerne mit sogenannte Sauglanzen kombiniert, die das Medium fördern können. Dies kommt zum Beispiel bei Industrie-Spülmaschinen zum Einsatz, um den Reiniger aus einem Vorratsbehälter zu dosieren. Über den Niveaugeber erhält der Anwender eine Meldung, wenn die Reinigungsflüssigkeit zu Ende ist. Selbstverständlich lässt sich auch eine Vorwarnung oder eine Vollanzeige ausgeben, je nachdem was gebraucht wird.

Eine im Fahrzeugbereich häufig genutzte Sauglanze besteht aus einem Saugrohr, einem Rücklaufrohr und einem Niveaugeber, der mit einer Reedwiderstandskette ein quasi analoges Signal erzeugen kann. Die Tankform, die in der Regel nicht symmetrisch ist, lässt sich hierbei mittels bistabilen Kontakten mit unterschiedlichen Abständen im Niveaugeber abbilden. Wie der Name schon sagt, hat ein bistabiler Kontakt zwei stabile Schaltzustände. Wenn der Magnet vorbei fährt, ist er zum Beispiel geschlossen, wenn dieser in die andere Richtung vorbeifährt, öffnet er.

Mit dieser Technik lassen sich verschiedene Kontakte mit unterschiedlichen Abständen schließen, wohingegen bei einem symmetrischen Prinzip immer gleiche Abstände zwischen den Reedschaltern notwendig sind. Diese Technik lässt sich nicht nur in einer Sauglanze, sondern auch bei ganz normalen Niveaugebern einbauen, sofern der Steigrohrdurchmesser mindestens 10 mm beträgt.

Kapazitive Niveaugeber

Das Elobau-Programm enthält darüber hinaus kapazitive Niveaugeber, die ein rein analoges Signal liefern und nach koaxialem Prinzip aufgebaut sind. Das heißt, in einem Außenrohr, das auch als Schutzrohr fungiert, befindet sich ein zweiter Stab. Beim Einsatz mit einem leitenden Medium ist der innere Stab beschichtet, bei nicht leitenden Medien wie Öl ist er blank. Eine weitere Möglichkeit, den Füllstand analog anzuzeigen, bieten Drucksensoren, die den Druck des Mediums messen. Daraus lässt sich die Füllstandshöhe ableiten. Für alle festen Stoffe in Korn- und Granulatform, die beim Einfüllen einen Kegel bilden, hat Elobau eine Spezialität bereit: den Schüttgutschalter. Das ist ein preiswerter digitaler Schalter, der in der Lage ist, mehrere Füllhöhen im Silo digital anzuzeigen.

Neben diesem sehr flexiblen Baukastensystem, ist Elobau in der Lage, völlig neue kundenspezifische Lösungen zu entwickeln und zu bauen. Durch die hohe Fertigungstiefe mit eigenem Werkzeugbau und Kunststoffspritzgießerei können die Wünsche schnell realisiert werden. Ein Beispiel für ein solches kundenspezifisches Produkt ist ein Niveaugeber für einen Industriespülmaschinen-Hersteller, welcher mit einer Elektrode arbeitet. Er wurde für einen Metalltank entwickelt und funktioniert mit einem gebogenen Draht am Geber, der in das Kunststoffteil eingespritzt ist. Sobald ein Medium den Kontakt zwischen Tankwand und Elektrode herstellt, gibt es ein Signal, das den Füllstand anzeigt.

In der Elobau-Produktpalette befinden sich außerdem verschiedene Auswerteeinheiten und Anzeigen, mit denen sich die Niveaugeber in ein automatisiertes Umfeld einbinden lassen. Damit lässt sich beispielsweise eine automatische Befüllung oder Leerung des Behälters oder eine Min-/Max-Steuerung realisieren.

Geschäftsführer Michael Hetzer sieht im vielseitigen Produktspektrum deutliche Vorteile: »Wir können neben Niveaugebern auch Sicherheitstechnik oder Fahrzeugkomponenten liefern. Außerdem haben wir das Know-how im Haus, um die Niveaugeber gegebenenfalls mit Temperatur- oder anderen Sensoren zu kombinieren.«

Wolfgang Klingauf

FAKTEN

- Das Elobau-Programm enthält eine Vielzahl standardisierter Niveaugeber, die den Füllstand exakt anzeigen.

- Wer besondere Anforderungen an den Niveaugeber hat, kann sich aus einem Baukasten verschiedene Köpfe, Flanschanschlüsse, Steigrohre und Schwimmerkörper seinen Idealgeber zusammenstellen.

Erschienen in Ausgabe: 07/2006