Tief im Abfallschacht der Porree-Reinigungsstraße ist der Näherungsschalter extremsten Belastungen durch Wasser und Grünabfall ausgesetzt. Hier beweist das Condet- Verfahren der induktiven Näherungsschalter aus der Serie 700 von Contrinex seine Vorteile unter den rauesten Bedingungen einer Porree-Reinigungsanlage.

Der sichere Betrieb ist entscheidend, denn schließlich erwarten die Kunden ihren Porree „just in time“. „Eben ruft mich mein Großhändler an, dass ein LKW unterwegs ist, auf dem wir bis spätestens 14.00 Uhr unser Porree verladen haben müssen“, erzählt Hans A. Schmitter, der mit seinem Nettetaler Gemüseanbaubetrieb im harten Agrarbusiness als Teil einer ausgefeilten logistischen Kette produziert.

Es ist mitten an einem kühlen November-Morgen, als die Anforderung der Gemüseversteigerung eingeht. Der Zeitplan ist wie immer eng, denn der LKW, mit der z. B. für Finnland bestimmten Ware, muss rechtzeitig die Fähre erreichen. „Das ist unser Alltag“, erklärt Schmitter, für dessen Ernte in der Regel nur wenige Stunden vom Feld bis zur Gemüsetheke vergehen.

Inzwischen waschen flinke Finger an einer Porree-Reinigungsstraße das frische Gemüse. Gelassen kontrolliert der Landwirt die Arbeiten. Doch das war nicht immer so wie er sich nur ungern erinnert: „Erst seit wir im Schacht, in dem der Grünabfall abtransportiert wird einen Näherungsschalter von Contrinex installiert haben, laufen die Arbeiten ohne Störung“.

Die mit robuster Mechanik und Elektrik ausgeführte Reinigungsanlage ist für die raue Umgebung gebaut und besteht im Wesentlichen aus einer Förderstrecke, über die die Lauchstangen durch eine Waschanlage zur manuellen Reinigung gelangen. Schnittgut wie Abfallblätter fallen in den Schacht darunter, den ein Schlitten permanent reinigt.

Den Schlitten in Form einer Edelstahlwanne zieht ein umlaufendes Drahtseil durch den Schacht in der Führung eines U-Eisen. In den Endlagen schaltet der Elektromotor um und zieht den Schlitten zurück. Diese Umschaltung war ursprünglich mit mechanischen Schalthebeln gelöst. „Mal war die Mechanik durch Abfall verklemmt, mal war eine Feder gebrochen.

Ständig hatten wir auf Grund der hohen Belastung mit Verschleiß und Ausfällen zu kämpfen“, berichtet Schmitter, der daraufhin versucht hat, sein Problem mit Hilfe kubischer Näherungsschalter zu lösen. Nun war es aber die extreme Feuchtigkeit, die in die Schalter eindrang und zu häufigen Stillstandszeiten führte. Seit rund zwei Jahren werden Näherungsschalter der Serie 700 von Contrinex eingesetzt, die nach dem Condet-Verfahren arbeiten.

Dieses Verfahren weicht erheblich von herkömmlicher Technik ab und bietet eine Reihe interessanter Vorteile. Obwohl sich der innere Aufbau der neuen Näherungsschalter kaum von dem marktüblicher Geräte unterscheidet gibt es einen entscheidenden Unterschied. Die Geräte werden einschließlich der stirnseitigen aktiven Fläche in ein Edelstahlgehäuse eingebaut, das aus einem Stück besteht.

Sie sind dadurch äußerst robust und erzielen große Schaltabstände auf Stahl, Aluminium, Messing und andere Nichteisenmetalle. Damit erfüllen sie die wichtigsten Anforderungen vieler Anwendungsbereiche. Durch den Wegfall der bisher erforderlichen Kunststoffkappe über der aktiven Fläche wird die größte Schwachstelle der bisher verwendeten Näherungsschalter beseitigt.

Im Fall der Porree-Reinigungsanlage verhindert das geschlossene Edelstahlgehäuse, dass darüber laufendes Wasser in den Schalter eindringt. Außerdem bringt es die notwendige Stabilität, um selbst Kollisionen mit dem Schlitten oder mitgezogenen Gegenständen schadlos zu überstehen. Die großen Schaltabstände von bis zu 40 mm sind hier ebenfalls notwendig, da der Schlitten in den U-Profilen relativ frei geführt werden muss.

„Zudem erlauben die großen Schaltabstände Einbautoleranzen, die uns auch das Austauschen eines Schalters erleichtern würden“, ergänzt Schmitter. Er hält zwar aus leidvoll gelernter Vorsicht einen Ersatzschalter parat, fügt aber lächelnd hinzu, eigentlich sei nicht damit zu rechnen, diesen einwechseln zu müssen. So werden Schmitter und seine Helfer dank Contrinex auch die heutige Porree-Lieferung wieder gelassen ohne Störung just in time erfüllen.

Funktionsprinzip

Herkömmliche Geräte enthalten stirnseitig eine Spule, die Teil des Schwingkreises eines Hochfrequenzoszillators ist. Die Spule erzeugt vor der aktiven Fläche ein hochfrequentes Magnetfeld. Leitende Objekte, die in dessen Bereich gebracht werden, erhöhen die Verluste im Schwingkreis, was von der nach geschalteten Elektronik erkannt und ausgewertet wird. Leider wird der Schwingkreis auch von anderen, unerwünschten, insbesondere temperatur- und zeitabhängigen Verlusten beeinflusst.

Dadurch sind der Stabilität des Oszillators und damit dem erzielbaren Schaltabstand Grenzen gesetzt. Eine neuere Geräteart arbeitet grundsätzlich wie ein Differentialtransformator und weist daher den oben genannten Nachteil nicht auf. Dies wird allerdings mit einem erhöhten technischen Aufwand erkauft, da mindestens zwei, nämlich eine Sende- und eine Empfangsspule, eingesetzt werden müssen. Das heute am weitesten verbreitete Gerät dieser Art arbeitet sogar mit drei Spulen.

Das Condet-Verfahren dagegen arbeitet im Prinzip wie ein gewöhnlicher Transformator. Hinter der aktiven Fläche befindet sich hier eine einfache Spule. Sie dient zuerst, während des Sendestromimpulses als Primärwicklung. Dieser Sendestromimpuls baut vor der Spule ein Magnetfeld auf. Im zu erfassenden leitfähigen Objekt wird wie in einer Sekundärwicklung eine Spannung induziert, die darin einen Strom fliesen lässt. Nach dem abrupten Abschalten des Sendestromimpulses wird das Objekt zur Primärwicklung.

Der darin vorerst weiterhin fließende Strom klingt ab und induziert dadurch in der geräteseitigen Spule, die jetzt Sekundärwicklung ist, eine Spannung. Diese rückinduzierte Spannung wird vom Gerät ausgewertet. Im zugrunde liegenden Induktionsgesetz kommen bekanntlich weder Temperatur noch Verluste vor, was sich auf das Verhalten des Condet-Verfahrens entsprechend positiv auswirkt. Die Zykluszeit, bestehend aus Sende-, Warte- und Empfangszeit, liegt im Bereich von 100 bis 200 μsec.

Das entspricht einem Frequenzbereich, der gegenüber herkömmlichen Geräten etwa 20- bis 100-mal tiefer liegt. Interessanterweise steigt dadurch die Eindringtiefe des Magnetfeldes in leitfähige Materialien stark an. Wählt man zudem ein nichtmagnetisches Material mit relativ hohem spezifischem Widerstand, z. B. Edelstahl, kann die Eindringtiefe Werte von 1 bis 2 mm erreichen. Diese Eigenschaft lässt sich nutzbringend einsetzen: Die aktive Fläche des Näherungsschalters kann aus einem solchen Metall gefertigt werden.