Ein Sensor überwacht den Durchfluss in zwei Strömungsrichtungen
Konstrukteure von Hydraulik-Systemen mit hohen Druckunterschieden verwenden oft zwei separate Sensoren, um das viskose Medium in zwei Strömungsrichtungen zu überwachen. Es geht aber auch mit nur einem Messgerät: bidirektional arbeitenden Kolbendurchflusswächtern in Inline-Bauweise.
Auf diese Weise lassen sich aufwändigere hydraulische Gleichrichterschaltungen ersetzen, wie sie beispielsweise in Landmaschinen und vor allem bei Drehpflügen zum Einsatz kommen. Entwickelt hat diesen Durchflusswächter, Modellreihe FW4V, das Kompetenzzentrum Honsberg von GHM Messtechnik.
Funktionsweise und Anforderungen
Die mechanischen Messgeräte sind an die Anwendungen angepasst: Auf einem Gehäuse aus chemisch vernickeltem Messing befindet sich je ein Schaltkopf für jede Durchflussrichtung. Als Signalgeber fungiert dabei ein Reed-Kontakt. Im Strömungsraum sitzt ein federgestützter Kolben, der mit Magneten bestückt ist. Er steuert berührungslos den Reed-Schalter. Die Kolbenauslenkung ist abhängig vom Volumenstrom, wobei die Kraft gegen den Strömungswiderstand wirkt. Bei Durchfluss erfährt der magnetbestückte Kolben eine Auslenkung. Erreicht dieses Magnetfeld den Reed-Kontakt des Schaltkopfes, gibt dieser solange ein Schaltsignal aus, wie der Kolben durch das Medium ausgelenkt ist. Geht der Kolben in die Ruhelage zurück, erlischt das Signal. In gleicher Weise funktioniert der Durchflusswächter in der anderen Strömungsrichtung.
Ein Innengewinde in der Nennweite DN15 ermöglicht den Geräteanschluss an den Prozess beziehungsweise die Hydraulik-Leitung. Eine elektrische Zuleitung mit einem M12x1 Steckverbinder ermöglicht die Adaption an den Schaltkopf. Die Standard-Ausführungen der Geräte sind für die Druckstufe PN300 konzipiert.
Die Umgebungsbedingungen der Inline-Messgeräte stellen eine Reihe von Anforderungen an deren Mess- beziehungsweise Schaltgenauigkeit: So können ein hoher Betriebsdruck, Temperaturschwankungen, der Montageort in und an den Maschinen selbst, sowie ein raues Umfeld, das Messsignal erheblich beeinflussen. Beispielsweise wirkt sich der massive Stahlrahmen einer Maschine auf den (magnetisch arbeitenden) Reed-Kontakt aus oder Temperaturschwankungen auf die Viskosität der Hydraulikflüssigkeit. Deshalb sorgen eine integrierte Viskositätsstabilisierung sowie eine Abschirmung des Schaltkopfes für die Stabilität des Schaltpunktes, auch im Bereich von magnetischen Einflüssen. Die Viskositätsstabilisierung erlaubt eine Verwendung des Gerätes bis zu einer Viskosität von 330 mm²/s.
Zubehör und Sondermodelle
Für die Typenreihe FW4 sind viele Zubehörmaterialien und Erweiterungen verfügbar. So können beispielsweise Gehäuse und Innenteile aus Edelstahl gefertigt sein, wenn das Betriebsmedium chemisch aggressiv ist. Zum Schutz gegen Stöße oder Schläge auf den Korpus gibt es einen Schaltkopf mit Metallgehäuse. Eine Statusanzeige des Schaltsignals ist möglich; dazu ist ein M12x1 Steckverbinder mit LED erhältlich.
Für den Einsatz in wasserähnlichen Medien hat Honsberg die Variante FW4 konstruiert. Bei diesen Durchflusswächtern ersetzt ein für Wasser optimierter Kolben den ‚normalen‘ Kolben; er sorgt für einen minimalen Druckabfall. Die besondere Gestaltung des Kolbens verringert zudem das Klemmrisiko.