Niveauschalter – den Öltank immer im Blick

Hydrauliksysteme müssen zwingend stets genügend Öl bevorraten. Deshalb ist eine permanente Kontrolle des Ölstands notwendig. Läuft eine Hydraulikpumpe trocken, kann sie beschädigt werden. Der Ausfall eines hydraulischen Systems kann große Schäden an der gesamten Anlage verursachen. Um das zu verhindern, werden zur Überwachung des Ölstands im Hydrauliktank Niveauschalter und Füllstands-Sensoren angebracht.

Niveauschalter helfen bei austretendem Hydrauliköl

Hydraulische Systeme stehen unter sehr hohem Druck. Mehrere hundert Bar sind bei der Kraftübertragung durch Flüssigkeiten ganz normal. Was für die Stahlleitungen und Hydraulik-Zylinder in der Regel problemlos ist, kann bei den Übergangsstücken früher oder später zu Problemen führen. Vor allem die Dichtungen, welche mit der Zeit verspröden und verhärten, können dem Innendruck des hydraulischen Systems irgendwann nicht mehr standhalten.

Der Austritt von Hydrauliköl wird aber nicht unbedingt sofort bemerkt. Die Leckstellen können sich tief verborgen in den Systemen der Anlage verstecken. Deshalb wird der Bestand an Hydrauliköl idealerweise direkt am Tank kontrolliert. Der Niveauschalter ist dazu ein geeignetes Hilfsmittel.

Drei Wege zur Füllstandskontrolle durch Niveauschalter

Ein Niveauschalter in einem Hydrauliktank besteht meist aus einem Schwimmer und einer elektrischen Baugruppe. Im einfachsten Fall löst der Schwimmer einen Unterbrecherkontakt aus, sobald das Hydrauliköl im Tank sein Mindestniveau unterschritten hat.

Technisch etwas aufwendiger sind die Schwimmerschalter mit angeschlossenem Potentiometer. Diese Baueinheiten übermitteln permanent ein IST-Signal über die Höhe des Füllstands, das entweder von einer Steuerungseinheit überwacht oder an einem Display visualisiert wird.

Wenn nur eine visuelle Kontrolle des Füllstands erreicht werden soll, genügen in vielen Fällen – vor allem bei hydraulischen Anwendungen – einfache Schaugläser oder manuelle Armaturen.

Ein Niveauschalter ist jedoch meist mehr als nur ein einfacher Indikator: Ein Schalter schließt oder öffnet einen Stromkreis. Diese Signaländerung kann für viele Anwendungen eingesetzt werden.

Niveauschalter: Sensoren, Schalter und Indikatoren

Zur Überwachung von einem Hydraulik-Öltank sind mehrere Komponenten erforderlich. Eine übliche Mindestausstattung sind:

• Sensoren geben auf direktem oder indirektem Weg einen IST-Wert vom Füllstand im Öltank an. Im einfachsten Fall sind dies Schwimmer, die an einer Stange verbunden auf der Oberfläche des Öls im Tank treiben. Je höher der Tank gefüllt ist, desto höher steigt der Schwimmer und die an ihm verbundene Stange. An der Stange können nun die Indikatoren angebracht sein.
• Indikatoren geben über ein visuelles Interface Auskunft über den Füllzustand im Tank. Dies können Schaugläser, Uhren oder elektronische Signale sein, die an einem Bildschirm oder einer einfachen Warnlampe weitergegeben werden. In der Hydraulik werden die Ölsysteme meistens redundant mit Indikatoren ausgestattet: Eine direkte, optische Anzeige ist Mindestmaß, eine zusätzliche sensorische Weiterleitung an ein elektronisches Interface ist optional. Aufgrund der Komplexität der modernen hydraulischen Anlagen ist eine elektronische Überwachung mit entsprechender Ausgabe über digitale Indikatoren inzwischen zum Standard geworden.
• Schalter, insbesondere Niveauschalter, sind schließlich die Ergänzung von Sensoren und Indikatoren. Anstatt dem Betreiber nur passiv über Indikatoren den IST-Zustand im Öltank anzuzeigen, lösen Niveauschalter automatisch eine Aktion aus. Wie diese aussieht, hängt ganz von den Konstrukteuren ab: Das Schaltsignal kann zum Auslösen eines Warnsignals ebenso verwendet werden, wie für einen Not-Stopp der gesamten Anlage.
  
  Neben den einfachen Schwimmerschaltern gibt es auch Niveauschalter, die mit Ultraschall oder Laserlicht arbeiten. Die Ultraschall-Niveauschalter senden permanent eine hochfrequentes Tonsignal ab, das von der Oberfläche des Hydrauliköls reflektiert wird. Ein Empfänger misst die Zeit, die das Signal vom Aussenden bis Empfangen gebraucht hat und errechnet daraus die Füllhöhe des Tanks. Dieses berührungslose Messverfahren ist wegen dem Fehlen technischer Bauteile sehr zuverlässig und langlebig. Neben den Ultraschallsensoren werden auch Lasermessverfahren zur Füllstandsmessung eingesetzt. Diese sind ebenfalls sehr zuverlässig und zudem auf praktisch jedes Medium in jedem Aggregatszustand kalibrierbar.

Sinnvolle Ergänzung zu Niveauschaltern

Neben dem Füllstand eines hydraulischen Tanks ist es sinnvoll, den Inhalt auch auf andere Eigenschaften hin sensorisch zu überwachen. Viele eingesetzten hydraulischen Flüssigkeiten sind beispielsweise stark hygroskopisch. Dazu zählt bereits die ganz normale Bremsflüssigkeit, wie sie in Fahrzeugen eingesetzt wird. Ein mit Wasser verunreinigtes Hydrauliköl kann viele seiner Eigenschaften verlieren bzw. deutlich verschlechtern. Außerdem trägt es zum Wachstum von Pilzen bei, was ein großes Problem in hydraulischen Anlagen ist. Mit Hilfe geeigneter Sensoren kann dieser Gefahr professionell begegnet werden.

Zwei Niveauschalter sind besser als einer

Bei jedem elektronischen System muss man immer mit Fehlern in der Signalleitung rechnen. Kaum etwas ist empfindlicher als offen liegende Kabel: Von der Korrosion an den Kontaktstellen bis zu Bissen durch Nagetiere, die Verkabelung an einem System ist schneller beschädigt als jedes andere. Aus diesem Grund empfiehlt es sich, stets mehr als nur einen Niveauschalter in einen Hydrauliktank einzubauen. Mit einer redundanten Anordnung hat die Steuerelektronik stets einen Vergleichswert, mit dem ein IST-Zustand abgeglichen werden kann. Eine zusätzliche, rein manuell-optische Anzeige sorgt für die maximale Sicherheit.