Was ist ein Schwimmerschalter?

Ein Schwimmerschalter ist eine Art Kontaktsensor für Flüssigkeitsstände, der einen Schwimmer zur Betätigung eines Schalters verwendet. Schwimmerschalter werden in der Regel dazu verwendet, andere Geräte wie Alarme und Pumpen zu steuern, wenn ein Flüssigkeitspegel bis zu einem bestimmten Punkt steigt oder fällt. Es gibt zwar auch mechanische Schwimmerschalter, aber dieser Artikel konzentriert sich auf elektrische Schwimmschalter, also Schwimmer, die zum Öffnen und Schließen (d. h. Aus- und Einschalten) von Stromkreisen verwendet werden.

Arten von Schwimmerschaltern

Es gibt zwei Arten von Schwimmerschaltern: Schwimmerschalter mit Stangenmontage und Schwimmerschalter mit Kabelaufhängung.

Stangenmontierte Schwimmerschalter

Stangenmontierte Schwimmerschalter beschränken die Bewegung des Schwimmers auf Auf- und Abwärtsbewegungen entlang einer Stange und arbeiten auf der Basis „ein Schwimmer – ein Niveau“. Sie können als einfache Einpunktschalter mit einem einzelnen Schwimmer an einer Stange oder als komplexe Mehrpunktschalter mit bis zu sieben Schwimmern an einer einzigen Stange ausgeführt sein. Ein-Punkt-Schwimmerschalter gibt es sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Ausrichtung.

Kabelaufgehängte Schwimmerschalter

schwimmerschalterKabelgebundene Schwimmerschalter hingegen sind so frei wie die Kabel, an denen sie befestigt sind. Wenn Sie einen kabelgebundenen Schwimmerschalter nicht festbinden, schwimmt er mit der Strömung, soweit es das Kabel zulässt! Während Schwimmerschalter mit Kabelaufhängung mechanisch ziemlich gleichwertig sind (Schwimmer und Kabel), können sie elektrisch sehr viel vielfältiger sein als Schwimmerschalter mit Stangenbefestigung. Kabelschwimmerschalter können einfach sein, mit einem einzigen Punkt, der einen Schalter steuert, oder komplexer, mit bis zu vier Schaltpunkten und eingebauter Hysterese.

Wie funktionieren Schwimmerschalter?

Fast alle elektrischen Schwimmerschalter arbeiten mit einem Magneten, der einen Reed-Schalter öffnet und schließt.

Funktionsweise von stangenmontierten Schwimmerschaltern

Schwimmerschalter mit Stangenbefestigung verwenden einen Magneten in einem Schwimmer, der sich mit der steigenden oder fallenden Bewegung der Flüssigkeit über den Reed-Schalter bewegt und den Schalter entweder öffnet oder schließt. Bei Schwimmerschaltern mit waagerechter Spindel dreht sich der Schwimmer an einem Gelenkarm vom Reedschalter weg, anstatt frei auf einer zentralen Spindel zu schwimmen.

Funktionsweise von kabelaufgehängten Schwimmerschaltern

Bei kabelaufgehängten Schwimmerschaltern befinden sich sowohl der Magnet als auch der Reedschalter im Schwimmer. Wenn der Schwimmer mit dem Flüssigkeitsstand steigt und fällt, bewegt sich der Magnet näher an den Reedschalter heran oder entfernt sich von ihm, so dass er sich öffnet oder schließt.

In beiden Fällen wird der wechselnde Flüssigkeitsstand durch die Bewegung des Magneten in ein elektrisches Ein-Aus-Signal umgewandelt.

offene oder geschlossene Schwimmerschalter

Der schwierigste Teil bei Schwimmerschaltern ist die Entscheidung, ob eine Situation einen normal offenen oder normal geschlossenen Schalter erfordert. „Normalerweise“ bezieht sich auf die niedrigste Position, in der sich der Schwimmer befinden kann und nicht schwimmt. „Offen“ bedeutet einen offenen Stromkreis, der ausgeschaltet ist. Ein „geschlossener“ Schalter schließt einen Stromkreis und schaltet ihn ein. Überlegen Sie also bei jeder Anwendung, ob ein steigender oder fallender Flüssigkeitsstand eine Aktion auslösen soll und ob diese Aktion einen Stromkreis (z. B. eine Pumpe oder einen Alarm) ein- oder ausschalten soll. Ein normalerweise offener Schalter schaltet einen Kreislauf AUS, wenn der Flüssigkeitspegel fällt.

Ein normalerweise geschlossener Schalter schaltet einen Kreislauf AUS, wenn der Flüssigkeitsstand steigt.

Wenn Sie zum Beispiel möchten, dass Ihr Schwimmerschalter einen Alarm bei niedrigem Füllstand auslöst, würden Sie einen normalerweise geschlossenen Schalter verwenden. Wenn Sie jedoch eine Entleerungspumpe ausschalten müssen, wenn der Füllstand in einem Tank oder Reservoir zu niedrig wird, dann würden Sie einen normalerweise offenen Schalter verwenden.

Es ist wichtig zu wissen, ob Sie einen normal offenen oder normal geschlossenen Schwimmerschalter benötigen, da bei den meisten Schwimmerschaltern zum Zeitpunkt des Kaufs der normal offene oder normal geschlossene Betrieb ausgewählt wird. Es gibt einige Einpunkt-Schwimmerschalter mit Spindelmontage, die vom Benutzer umkehrbar sind.

Für welche Anwendungen werden Schwimmerschalter eingesetzt?

Schwimmerschalter werden zur punktuellen Füllstandserkennung eingesetzt, d. h. sie zeigen an, ob sich ein Flüssigkeitspegel auf oder über (normalerweise offen) oder auf oder unter (normalerweise geschlossen) einem bestimmten Niveau befindet. Dies steht im Gegensatz zu Sensoren zur kontinuierlichen Füllstandsmessung, die eine kontinuierliche Füllstandsanzeige liefern. Schwimmerschalter sind eine hervorragende Lösung, wenn Sie einen Alarm auslösen oder eine Pumpe ein- oder ausschalten möchten, der auf einem bestimmten Flüssigkeitsstand basiert. Sie möchten wissen, wann Ihr Heizöltank nur noch 15 % beträgt, dann ist dieser Schalter sehr gut.

Möchten Sie eine Kellerpumpe automatisch einschalten, wenn der Wasserstand einen bestimmten Punkt erreicht, dann ist der Schwimmerschalter eine sehr gute Wahl.

Aufgrund der Vielfalt an Materialien, Anordnungen und Möglichkeiten von Schwimmerschaltern lässt sich für fast jede Situation ein Schwimmerschalter finden. Kleine Räume erfordern kleine, an der Spindel montierte Schalter, während kabelaufgehängte Schwimmerschalter ideal für Räume mit breiteren Hysteresebändern sind. Aggressive Chemikalien erfordern Schwimmerschalter aus stärkeren, widerstandsfähigeren Materialien (wie Kunststoff anstelle von Edelstahl). Explosionsgefährdete Umgebungen oder Hochdruck- und Hochtemperaturprozesse erfordern Schalter mit entsprechenden Zertifizierungen.

bei Automatisierungen

Schwimmerschalter sind auch hilfreich, um komplizierte Automatisierungen zu reduzieren. Bei einigen Prozesssystemen ist eine zentrale SPS, die alles überwacht und steuert, für einen reibungslosen, kostengünstigen Betrieb erforderlich. In diesen Fällen ist ein Schwimmerschalter lediglich ein weiterer Eingang, ein weiterer Datenpunkt in einem zwangsläufig komplexen System. Aber für kleinere Anwendungen – z. B. eine oder zwei Pumpen in jedem der Tanks – können Schwimmerschalter der Schlüssel zum dauerhaften Erfolg sein.

Der Anschluss von Schwimmerschaltern an die Relais, die die Pumpen steuern, zusammen mit einem oder zwei Backup-Alarmen, könnte die einzige notwendige Automatisierung sein: Leeren (oder füllen) Sie die Tanks bei Bedarf, geben Sie „Hey, die Pumpen haben sich nicht ausgeschaltet“ oder „Hey, die Pumpen haben sich nicht eingeschaltet“ Lichter oder Hupen aus, und Sie können loslegen. Wenn Sie keine konstante, kontinuierliche Füllstandsanzeige benötigen, sondern nur wissen wollen, wann bestimmte Höchst- oder Tiefststände erreicht oder überschritten werden, dann ist ein Schwimmerschalter die richtige Lösung für Sie.

je nach Anwendung

Letztendlich hängt die Wahl des Typs, des Materials und der Funktionsweise des Schwimmerschalters davon ab, was für die jeweilige Anwendung am besten geeignet ist. Ob kompliziert oder einfach, ob kleine Behälter oder große Reservoirs, ob gewöhnliche Flüssigkeiten oder wirklich aggressive Chemikalien – es gibt einen Schwimmerschalter, der für die jeweilige Aufgabe geeignet ist.

Sind Sie neugierig, welche Art von Schwimmerschalter für Ihre Situation am besten geeignet ist? Möchten Sie herausfinden, wie Sie Schwimmerschalter in Ihr Steuerungssystem integrieren können? Ihr Fachwissen hilft Ihnen, einen Schwimmerschalter zu finden, mit dem Sie sich um die Messung und Steuerung von Flüssigkeitsständen keine Sorgen mehr machen müssen. Dieser Artikel ist hoffentlich hilfreich und Sie finden die passenden Infos.

Installation von Schwimmerschaltern

Einige Schwimmerschalter sind „Plug and Play“, und die meisten sind recht einfach zu installieren, aber es lohnt sich, einen Moment auf einige bewährte Verfahren für die Einrichtung und Installation von Schwimmerschaltern einzugehen.

Zunächst einmal, und das gilt für alle Schwimmerschalter, sollten Sie sich vergewissern, dass der Schwimmerschalter, den Sie gekauft haben, auch der Schwimmerschalter ist, den Sie erhalten haben, und dass Ihr Schwimmerschalter mit der Flüssigkeit kompatibel ist, in die Sie ihn einbauen wollen. Wenn es sich nicht um den bestellten Schalter handelt oder er nicht kompatibel ist, wird er nicht funktionieren, egal wie gut Sie den Rest dieser Schritte befolgen.

überprüfen

Überprüfen Sie zweitens, ob Ihr Schwimmerschalter auch wirklich korrekt eingebaut wird. Fast alle Schwimmerschalter, die mit einer Spindel montiert werden, durchdringen das Gefäß, in dem sich die Flüssigkeit befindet, in die sie eingetaucht werden sollen, da die meisten Spindeln nicht zum Eintauchen gedacht sind. Unabhängig davon, ob der Schwimmerschalter von außen oder von innen in den Behälter eingebaut wird, müssen Sie sicherstellen, dass der Schwimmerschalter korrekt montiert wird und dass die Befestigung flüssigkeitsdicht ist. Eine undichte Stelle an der Halterung des Schwimmerschalters wirkt sich negativ auf die Leistung aus.

Bodenanker – Welche Arten gibt es für die Verankerung?

Bodenanker, manchmal auch als Erdanker bezeichnet, sind vielseitige Geräte, die zum dauerhaften oder vorübergehenden Halten, Sichern und Stützen von Gebäuden, Böschungen und anderen Bauwerken verwendet werden. Es gibt sie in einer Vielzahl von Größen und Kapazitäten mit einer Länge von bis zu 60 m und einer sehr guten Tragfähigkeit. Es handelt sich um leichte, korrosionsbeständige Anker, die je nach Größe und Bodenverhältnissen von Hand oder mit tragbaren Geräten vom Boden aus eingebaut werden können, oder um Schwerlastanker, für die maßgeschneiderte Bohrgeräte verwendet werden.

Selbstbohrende Anker können in allen Bodenverhältnissen mit leichten, vielseitigen Bohrgeräten eingesetzt werden. Diese Technik ist schneller zu installieren als herkömmliche vorgebohrte Dübel und spart Zeit und Kosten auf der Baustelle. Sie sind eine beliebte Technik für die Verankerung einer Vielzahl von Bauwerken an Ort und Stelle.

Anker werden auch gelegentlich in der Freizeit genutzt, z.B., wenn große Zelte und andere Leichtbauwerke aufgestellt werden. Zudem werden sie auch oft für provisorische Befestigungen genutzt.

Bodenverankerung

Ein vorgespannter verpresster Bodenanker ist ein in den Boden oder Fels eingebautes Bauelement, das dazu dient, eine aufgebrachte Zuglast in den Boden zu übertragen. Verpresste Bodenanker werden in mit Mörtel gefüllten Bohrlöchern eingebaut. Verpresste Bodenanker werden auch als Rückverankerungen bezeichnet. Zu den grundlegenden Bestandteilen eines verpressten Bodenankers gehören die:

  • die Verankerung
  • die frei gespannte (unverankerte) Länge
  • die Verbundlänge

Diese und andere Bestandteile eines Bodenankers sind von besonderer Wichtigkeit. Die Verankerung ist das kombinierte System aus Ankerkopf, Lagerplatte und Trompete, das in der Lage ist, die Vorspannkraft vom Spannstahl (Stab oder Litze) auf die Bodenoberfläche oder das gestützte Bauwerk zu übertragen.

Die unverbundene Länge ist der Teil des Spannstahls, der sich frei elastisch dehnen und die Widerstandskraft von der Verbundlänge auf das Bauwerk übertragen kann.

Ein Bondbreaker ist eine glatte Kunststoffhülse, die über das Spannglied in der unverbundenen Länge gelegt wird, um zu verhindern, dass sich der Spannstahl mit dem umgebenden Mörtel verbindet. Sie ermöglicht es dem Spannstahl, sich während der Prüfung und Beanspruchung ungehindert zu dehnen, und lässt den Spannstahl nach dem Abschließen unverbunden. Die Spannglied-Verbundlänge ist die Länge des Spannstahls, die mit dem Mörtel verbunden ist und die aufgebrachte Zuglast in den Boden übertragen kann. Die Verbundlänge des Dübels sollte sich hinter der kritischen Bruchfläche befinden, um eine möglichst gute Kraftübertragung zu gewährleisten.

das Spanglied

bodenankerEin Teil der kompletten Bodenverankerung wird oft als Spannglied bezeichnet. Das Spannglied umfasst das Spannstahlelement (Litzen oder Stäbe), den Korrosionsschutz, die Hüllrohre (auch als Hüllrohre bezeichnet), die Zentrierstücke und die Abstandshalter, aber ausdrücklich nicht den Mörtel. Die Definition eines Spannglieds, schließt auch die Verankerung ein; hier wird jedoch davon ausgegangen, dass das Spannglied die Verankerung nicht umfasst.

Die Ummantelung ist ein glattes oder gewelltes Rohr, das den Spannstahl in der unverbundenen Länge vor Korrosion schützt, was sehr wichtig ist. Die Zentrierstücke positionieren das Spannglied im Bohrloch so, dass die angegebene Mindestüberdeckung mit Mörtel um das Spannglied herum erreicht wird. Bei Spanngliedern mit mehreren Elementen werden Abstandshalter verwendet, um die Litzen oder Stäbe der Spannglieder zu trennen, damit jedes Element ausreichend mit dem Ankermörtel verbunden ist. Der Mörtel ist eine Mischung auf Zementbasis
Gemisch, das die Lastübertragung vom Spannglied auf den Boden gewährleistet und das Spannglied vor Korrosion schützt.

 

Typen von Erdankern

Schwerkraftverankerte Bodenanker mit geradem Schaft

Schwerkraftverpresste Bodenanker mit geradem Schaft werden in der Regel in Fels und sehr steifen bis harten, bindigen Bodenablagerungen mit Hilfe von Drehbohr- oder Hohlspiralbohrverfahren eingebaut. Zum Verpressen des Ankers in einem geraden Bohrloch wird das Tremie-Verfahren (Schwerkraftverschiebung) verwendet.

Geradschaftig verpresste Bodenanker

Geradschaftig verpresste Bodenanker eignen sich am besten für grobkörnige Böden und schwach zerklüfteten Fels. Dieser Ankertyp wird auch in feinkörnigen, kohäsionslosen Böden verwendet. Bei diesem Ankertyp wird der Mörtel mit einem Druck von mehr als 0,35 MPa in die Verbundzone injiziert.

Nachverpresste Bodenanker

Bei nachverpressten Bodenankern wird der Mörtelkörper von geradschäftigen, schwerkraftverpressten Bodenankern durch zeitversetzte Mehrfachinjektionen vergrößert.

Unterbohrte Anker

Unterbohrte Anker bestehen aus mit Tremie verpressten Bohrlöchern, die eine Reihe von Erweiterungsglocken oder Unterbohrungen enthalten. Dieser Ankertyp kann in festem bis hartem, bindigem Untergrund verwendet werden.

Belastungsprüfung von Ankern

Ein einzigartiger Aspekt von Bodenankern im Vergleich zu anderen Tragwerkssystemen ist, dass jeder Bodenanker, der Teil eines fertigen Bauwerks sein soll, vor seiner Inbetriebnahme einem Belastungstest unterzogen wird, um seine Tragfähigkeit und sein Lastverformungsverhalten zu überprüfen. Die Annahme oder Ablehnung von Bodenankern wird auf der Grundlage der Ergebnisse bestimmt.

Leistungsprüfungen

Bei der Leistungsprüfung wird ein Serienanker schrittweise be- und entlastet. Die Leistungsprüfung dient dazu, die Tragfähigkeit des Dübels zu überprüfen, das Last-Verformungs-Verhalten festzustellen, die Ursachen für die Bewegung des Dübels zu ermitteln und zu überprüfen, ob die tatsächliche freie Länge gleich oder größer ist als die in der Bemessung des Dübels angenommene.

Nachweisprüfungen

Der Probelauf umfasst einen einzigen Lastzyklus und ein Halten der Last bei der Prüflast. Die Größe der aufgebrachten Last wird mit dem Druckmessgerät gemessen.

Erweiterte Kriechversuche

Ein erweiterter Kriechversuch ist ein Versuch von langer Dauer (z.B. ca. 8 Stunden), der zur Bewertung der Kriechverformungen von Ankern verwendet wird.

Die Ergebnisse dieser Tests werden mit den festgelegten Akzeptanzkriterien verglichen, um zu beurteilen, ob der Bodenanker in Betrieb genommen werden kann. Die Akzeptanzkriterien beruhen auf den zulässigen Kriech- und Elastizitätsbewegungen des Dübels während der Belastungsprüfung.

Vorteile

Saubere Ausführung von Ausgrabungen, um große Baupläne zu erstellen, ohne Stützen zu verwenden, um einen mechanisierten Aushub durchzuführen.
Tragfähige Aushubwände, sehr tiefe Aushubarbeiten ohne Abhängigkeit von der Kellerstruktur.
Anker in Verbindung mit weichen Stützmauern verteilen die inneren Kräfte der Wandstruktur um, so dass die Größe und Tiefe der Stahlstäbe in Stützmauern reduziert werden kann.

Nachteile

Es ist erforderlich, spezielle Geräte und erfahrene Ingenieure zu verwenden.
Es ist schwierig, Anker in schwachen Böden einzubringen und Anker mit großer Tiefe einzubauen.
Die Ausführung der Anker würde das Gelände der umliegenden Bauwerke beeinträchtigen, was von deren Eigentümern akzeptiert werden muss.

Warum sind diese Anker son sinnvoll?

Es gibt zwei Haupttypen von Bodenankern, nämlich druckverpresste Bodenanker mit geradem Schaft und schwerkraftverpresste Bodenanker mit geradem Schaft. Die schwerkraftverpressten Bodenanker mit geradem Schaft werden für verschiedene Bohr- und Schneckenverfahren verwendet, während die druckverpressten Bodenanker für körnige Böden geeignet sind. Die wichtigsten Verwendungszwecke von Bodenankern sind:

  • zur Sicherung der Wände von Erosionsschutzsystemen
  • zur strukturellen Unterstützung von temporären Gebäuden
  • Sicherheit bei der Verankerung von Kleinflugzeugen

Darüber hinaus verbessern Bodenanker die Haltbarkeit der Geräte und sind korrosionsbeständig, wodurch die Lebenszykluskosten gesenkt werden.

vielseitig einsetzbar

Erdanker sind vielseitige Vorrichtungen, die zum dauerhaften oder vorübergehenden Halten, Halten und Stützen von Gebäuden, technischen Hängen und anderen Bauwerken verwendet werden. Sie können leichte, korrosionsbeständige Anker sein, die vom Boden aus installiert werden können
Sie werden für Spreizfundamente und zur Verankerung permanenter und temporärer Strukturen in Ton, Erde, Kies, Sand oder Fels verwendet.
Hohe Lasten können in relativ schlechten Bodenverhältnissen erreicht werden
Eingetriebene Anker können in einer Vielzahl von Bodenverhältnissen verwendet werden.

Verbesserte Haltbarkeit, einschließlich Korrosionsbeständigkeit und Beständigkeit gegen Laugen und Lösungen im Boden, erhöhen die Lebensdauer und verringern den Wartungsbedarf erheblich, wodurch die Lebenszykluskosten gesenkt werden.

Maximale Arbeitsräume können für tiefe Aushubarbeiten bei Tiefbauprojekten geschaffen werden, z. B. für Kofferdämme, Neu- oder Erweiterungsbauten, Tunnel in offener Bauweise. Die lastverteilenden Druck- (und Zug-) Anker bieten erhebliche Vorteile für den Bau.
Saubere Ausführung von Ausgrabungen, um große Baupläne zu erstellen, ohne Stützen zu verwenden, um einen mechanisierten Aushub zu machen.
Tragfähige Aushubwände zu erhalten, sehr tiefe Aushubarbeiten durchzuführen, ohne auf die Kellerstruktur angewiesen zu sein. Diese Anker haben also wirklich sehr viele Vorteile auf der Baustelle.