Arten von Schaltern

Leistungsschalter sind wichtige elektrischen Mechanismen in jedem Stromverteilungs- oder -steuerungssystem. Ihre Hauptfunktion besteht darin, den Durchgang von elektrischem Strom kontrolliert herzustellen oder zu unterbrechen und so die Betriebssicherheit und den Schutz von Geräten und Leitern zu gewährleisten.

Je nach Bauart und Anwendung lassen sich die Leistungsschalter in mehrere Kategorien einteilen. Im Wohnbereich ermöglichen sie auf einfache Weise die Steuerung von Lichtpunkten oder elektrischen Geräten. In industriellen oder gewerblichen Anlagen spielen sie eine komplexere Rolle beim Schutz von Motoren, Stromleitungen und Steuerkreisen.

Die Wahl des richtigen Schutzschaltertyps hängt von Faktoren wie Nennspannung, Betriebsstrom, Ausschaltvermögen und Installationsumgebung ab.

Im Folgenden erfahren Sie mehr über die wichtigsten Arten von Leistungsschaltern, ihre Funktionsweise, die häufigsten Anwendungen und ihre schematische Darstellung. Dieses Wissen ist für die Planung und Instandhaltung sicherer, effizienter und vorschriftsmäßiger elektrischer Anlagen unerlässlich.

Manuelle Schalter

Manuelle Schalter sind solche, die das direkte Eingreifen einer Person erfordern, um einen Stromkreis zu öffnen oder zu schließen, und die es ermöglichen, ein Gerät je nach Bedarf ein- oder auszuschalten. Sie sind die einfachsten und am weitesten verbreiteten Schalter, die sowohl in privaten als auch in industriellen Umgebungen eingesetzt werden.

Diese Schalter haben keinen internen Automatismus. Ihr Zustand hängt ausschließlich von der manuellen Position ihrer Kontakte ab.

Wichtigste Anwendungen von Handschaltern

• Verwendung in Wohngebäuden: Lichtschalter (einfach, schaltend oder kreuzend) oder Summer-Taster.
• Industrielle Verwendung: Drucktastenfelder, Wahlschalter und Handsteuerungen zum Starten oder Stoppen bestimmter Maschinen- oder Prozessfunktionen. In diesen Fällen ist ein menschliches Eingreifen unerlässlich, um die Sicherheit und die direkte Kontrolle der Vorgänge zu gewährleisten.

Gängige Arten von Handschaltern

Kippschalter: Sie werden durch Bewegen eines Hebels betätigt, um den Stromkreis zu öffnen oder zu schließen. Sie werden häufig in einfachen Steuersystemen eingesetzt.

Wippschalter: Schalten zwischen zwei Positionen (EIN und AUS) durch eine Wippbewegung. Sie werden in industriellen oder kommerziellen Umgebungen verwendet.

Momentane oder rastende Drucktasten: Drucktasten sind nur so lange aktiv, wie die Taste gedrückt gehalten wird. Die verriegelnden Taster behalten den Status bei, nachdem der Taster losgelassen wurde.

Typisches Diagramm

Der einfachste Schaltplan ist der eines einfachen Schalters, der eine Glühbirne ein- und ausschaltet.

Stromkreisunterbrecher

Leistungsschalter sind wiederverwendbare Schutzvorrichtungen, die den Stromfluss automatisch unterbrechen, wenn anormale Bedingungen im Stromkreis festgestellt werden, z. B. Überlastungen, Kurzschlüsse oder Lecks.

Sie bestehen aus einem Auslösemechanismus, der die Kontakte ohne menschliches Zutun öffnet. Je nach Typ kann dieser Mechanismus auf magnetischen, thermischen oder anderen Sensoren beruhen, die die Stromkreisbedingungen überwachen.

Diese Schutzschalter sind unerlässlich für den Schutz von Menschen und elektrischen Anlagen in Haushalten und Industrie, um Schäden an Geräten zu verhindern und die Brandgefahr zu minimieren. Im Gegensatz zu Sicherungen haben Leistungsschalter den Vorteil, dass sie nach einer Fehlersuche zurückgesetzt werden können.

Wichtigste Anwendungen von Leistungsschaltern

• Elektrische Sicherheit in Hausinstallationen: In Verteilerschalttafeln in Wohngebäuden schützen sie Stromkreise vor Überströmen und verhindern so Schäden an Geräten und verringern die Brandgefahr.
• Industrieller Schutz: In industriellen Umgebungen sind Leistungsschalter der Schlüssel zum Schutz von Geräten mit hohen Stromstärken und zur Gewährleistung der Sicherheit von Anlagen, da sie die Stromversorgung sofort unterbrechen, wenn ein Problem erkannt wird.

Gängige Typen von Schutzschaltern

Zu dieser Kategorie gehören magnetothermische Schutzschalter (zum Schutz gegen Überlast und Kurzschluss), Differentialschalter (zum Schutz gegen Erdschluss und Stromschlag) und Hochstromgeräte für industrielle Anwendungen.

Diagramm der Leistungsschalter in Schalttafeln

Schema einer elektrischen Schalttafel im Haushalt, das den Anschluss mehrerer Schutzschalter zeigt.

Programmierbare Stromkreisunterbrecher

Programmierbare Schalter, auch Zeitschalter genannt, sind Geräte, die mit Zeit- oder elektronischen Steuermechanismen ausgestattet sind, die es ermöglichen, Stromkreise nach einem vordefinierten Programm zu aktivieren oder zu deaktivieren.

Diese Schalter sind ideal für die Automatisierung des Ein- und Ausschaltens von Geräten zu bestimmten Zeiten oder in bestimmten Intervallen, ohne dass ein manuelles Eingreifen erforderlich ist.

Hauptanwendungsgebiete von programmierbaren Schaltern

• Steuerung der Beleuchtung: Sie werden verwendet, um die Außen- und Innenbeleuchtung zu bestimmten Zeiten zu steuern, was sowohl für die Sicherheit als auch für die Energieeffizienz nützlich ist.
• Zeitgesteuerte Klimatisierung und Heizung: Sie können zur Steuerung von Heizungs- oder Klimaanlagen eingesetzt werden, um sicherzustellen, dass diese zu bestimmten Zeiten ein- oder ausgeschaltet werden, z. B. morgens oder vor der Ankunft zu Hause.
• Automatische Bewässerung: Sie sind ideal für Bewässerungssysteme in Gärten, indem sie die Bewässerung während der Stunden mit geringerer Verdunstung aktivieren.
• Kommerzielle Schilder: Sie werden verwendet, um beleuchtete Schilder zu programmierten Zeiten ein- oder auszuschalten.
• Industrien: In der Industrie werden sie in Prozessen eingesetzt, die sich wiederholende und zeitlich festgelegte Abläufe erfordern, wie z. B. die Steuerung von Maschinen in bestimmten Arbeitsschichten.

Ein gängiges Anwendungsbeispiel ist die Zeitschaltuhr, die die Straßenbeleuchtung in der Abenddämmerung einschaltet und in der Morgendämmerung ausschaltet, um den Energieverbrauch zu optimieren.

Haupttypen von Zeitschaltuhren

Analoge programmierbare Schalter sind einfache Geräte mit einer 24-Stunden-Skala, mit denen sich Ein- und Ausschaltzyklen einstellen lassen. Sie sind ideal für einfache Anwendungen wie die Steuerung von Beleuchtung oder Geräten.

Andererseits bieten digitale programmierbare Schalter eine größere Flexibilität und ermöglichen komplexere Programmierungen, wie z. B. Wochenzyklen oder mehrere Zeitpläne.

Sicherheitsschalter

Sicherheitsschalter sind handbetätigte oder durch Sicherheitsmechanismen betätigte Schalter, die im Allgemeinen eine robuste Konstruktion aufweisen. Sie sollen den Schutz von Menschen und Geräten in gefährlichen Situationen gewährleisten, indem sie bei Bedarf Maschinen abschalten oder die Stromzufuhr unterbrechen. Darüber hinaus sind sie in der Regel verriegelt, bis sie manuell zurückgesetzt werden.

Wichtigste Anwendungen

• Schutz von Bedienern und Anlagen in der Industrie: Not-Aus-Schalter werden an Maschinen, Produktionslinien oder Aufzügen angebracht. Wenn sie aktiviert werden, halten sie die Bewegung der Maschine sicher an.
• Sicherheitsverriegelungen: Diese Schalter werden an Käfigtüren oder gefährlichen Maschinengehäusen angebracht und unterbrechen die Stromzufuhr, wenn die Türen geöffnet werden, um Unfälle zu vermeiden.

Haupttypen von Sicherheitsschaltern

Zu den gebräuchlichsten Typen gehören der Not-Aus-Schalter, der den Betrieb mit einer einzigen Berührung sofort unterbricht und bis zur manuellen Rückstellung verriegelt, sowie Sicherheitsverriegelungsschalter, die die Maschine beim Öffnen von Türen oder Schutzeinrichtungen anhalten und so den sicheren Zugang zu Gefahrenbereichen gewährleisten.

Es gibt auch Not-Aus-Verriegelungsschalter, die beide Funktionen für zusätzliche Sicherheit kombinieren, und türbetätigte Sicherheitsschalter, die das System deaktivieren, wenn die Zugangstüren zu Gefahrenbereichen geöffnet werden. Alle diese Vorrichtungen sind unerlässlich, um die Funktionssicherheit in industriellen Umgebungen zu gewährleisten und die Sicherheitsvorschriften einzuhalten.

Symbol einer Stopptaste

Beispiel für einen Stopptaster ohne und mit Verriegelung.

Position Schalter

Positionsschalter, auch Endschalter genannt, sind elektromechanische Geräte, die dazu dienen, das Vorhandensein oder die Position eines beweglichen Maschinenteils zu erkennen. Sie sind Geräte, die durch die Bewegung eines Objekts betätigt werden, in der Regel durch einen Betätiger (Hebel, Stößel, Rolle), der bei Bewegung die internen Kontakte des Schalters schließt oder öffnet.

Hauptanwendungen von Positionsschaltern

Positionsschalter werden vor allem in der industriellen Automatisierung eingesetzt, um die Endlagen oder Endpositionen verschiedener Mechanismen zu erkennen. Sie sind u. a. in Werkzeugmaschinen, Aufzügen, Förderanlagen und in der Robotik verbreitet.

In einem motorisierten Tor zeigt ein Endschalter an, ob das Tor vollständig geöffnet oder geschlossen ist. In einer Presse wird er verwendet, um die unterste Position des Stößels zu erkennen. Sie werden auch in der Haustechnik eingesetzt, z. B. als Tür-/Fensteröffnungsmelder in Alarmsystemen. Ihre Zuverlässigkeit und Einfachheit machen sie zu einem unverzichtbaren Bestandteil der Prozesssteuerung und Automatisierung.

Kontaktarten in Positionsschaltern

• Normal-geöffnet (NO): Der Schalter bleibt im Normalzustand offen und schließt sich bei Betätigung, so dass nur dann Strom fließt, wenn der Schalter betätigt wird.
• Normal-geschlossen (NC): Der Schalter bleibt im Normalzustand geschlossen und öffnet bei Betätigung, so dass der Stromfluss bei Betätigung des Schalters unterbrochen wird.
• SPDT (Single Pole Double Throw): Ein Kippschalter, der einen einzigen Pol und zwei Ausgänge hat, so dass der Stromkreis zwischen zwei verschiedenen Zuständen umschalten kann.

symbol der schalter nc und no

Isolationsschalter

Besser bekannt als Trennschalter, sind Trennvorrichtungen dazu bestimmt, einen Stromkreis elektrisch zu isolieren, wenn er offen ist, um eine sichere Trennung für Wartungsarbeiten oder in Notfallsituationen zu gewährleisten.

Die Kontakte eines Trennschalters haben einen großen Trennungsabstand oder Verriegelungsmechanismen, um sicherzustellen, dass der Stromkreis nach dem Öffnen vollständig isoliert ist und sicher gearbeitet werden kann.

Im Gegensatz zu anderen Leistungsschaltern sind Trennschalter nicht zum Schalten von stromführenden Lasten vorgesehen (viele haben kein Lastschaltvermögen).

Hauptanwendungen eines Trennschalters

Trennschalter werden in erster Linie zur sicheren Abschaltung von Stromkreisen vor Wartungsarbeiten eingesetzt. Einige der häufigsten Anwendungen sind:

• Trennung von Haupteinspeisungen in Schalttafeln (z. B. allgemeiner Kopfstellentrennschalter).
• Isolierung von Mittelspannungsschaltanlagen, Transformatoren und Batteriebänken.
• In Motorsteuerungszentralen unterbricht ein Trennschalter mit Frontgriff die Stromversorgung der gesamten Schalttafel zu Wartungszwecken und kann zur zusätzlichen Sicherheit mit einem Vorhängeschloss verriegelt werden.
• In Privathaushalten fungiert der Hauptschalter einer Schalttafel als Trennschalter (obwohl er normalerweise auch als Leistungsschalter fungiert).

Arten von Trennschaltern

1. Messerschalter: Sie sind die ältesten und verwenden eine Metallklinge zum Öffnen oder Schließen des Stromkreises. Obwohl sie einfach sind, werden sie hauptsächlich in alten oder Niederspannungsanlagen eingesetzt.
2. Trennschalter mit Messerklingen: Sie ähneln den Messerschaltern, haben aber eine größere Kapazität, um große Lasten abzuschalten. Sie werden in Niederspannungs-Wechselstromanlagen eingesetzt.
3. Drehtrenner: Sie verfügen über einen Drehmechanismus zur Unterbrechung des Stromkreises. Sie werden aufgrund ihrer Zuverlässigkeit und einfachen Handhabung häufig in industriellen Anwendungen eingesetzt.
4. Sicherungsschalter: Sie kombinieren die Funktion eines Trennschalters mit der einer Sicherung und bieten zusätzlichen Schutz gegen Überströme. Sie sind ideal für Systeme, in denen eine sichere Trennung und ein zusätzlicher Schutz erforderlich sind.
5. Lasttrennschalter: Sie sind dafür ausgelegt, den Stromkreis unter Lastbedingungen zu unterbrechen. Sie sind robuster und werden in Anwendungen eingesetzt, bei denen die Abschaltung aktiver Geräte unerlässlich ist.

Druckschalter

Druckschalter oder Druckschalter sind Sensoren mit integriertem elektrischen Kontakt, die aktiviert werden, wenn der Druck einer Flüssigkeit einen bestimmten Schwellenwert erreicht. Diese Schalter werden durch ein druckempfindliches Element, z. B. eine Membran, einen Kolben oder eine Rohrfeder, gesteuert, das sich bei Druckeinwirkung verformt und einen internen Mikroschalter betätigt.

Diese Geräte sind so eingestellt, dass sie bei einem bestimmten Druck, dem so genannten Auslösepunkt, auslösen, und haben in der Regel eine Hysterese (Differenz zwischen Öffnungs- und Schließdruck). Kurz gesagt, sie öffnen oder schließen ihre Kontakte je nach dem Druck im System.

Hauptanwendungen eines Druckschalters

• Pumpen- und Kompressorsteuerung: In Systemen wie Hydrophoren oder Luftkompressoren schaltet ein Druckschalter die Pumpe ein, wenn der Druck unter einen voreingestellten Wert fällt, und schaltet sie aus, wenn ein bestimmter hoher Druck erreicht wird.
• Schutz von Hydraulik- und Pneumatiksystemen: Sie helfen, Überdruck zu vermeiden, indem sie Alarme auslösen oder das System abschalten, wenn ein gefährlicher Druckschwellenwert überschritten wird.
• Heizkessel und Klimaanlagen: Sie werden eingesetzt, um das Vorhandensein von Druck (z. B. Luft-, Gas- oder Kältemitteldurchfluss) als Sicherheitsbedingung zu überprüfen.
• Kontrolle in industriellen Anlagen: Aktivierung von Ventilatoren, Ventilen oder Steuersequenzen bei Erreichen eines bestimmten Drucks in industriellen Prozessen.

Arten von Druckschaltern

• Einfachwirkende Druckschalter (SPDT): Dies sind die gebräuchlichsten, mit einem einzigen Pol und zwei Schaltkontakten (offen/geschlossen). Sie werden zur Steuerung eines einzigen Stromkreises verwendet und sind ideal für einfache Anwendungen wie die Steuerung von Pumpen und Kompressoren.
• Doppeltwirkende Druckschalter (DPDT): Sie haben zwei Pole und zwei Schaltstellungen, wodurch zwei unabhängige Stromkreise gesteuert werden können. Sie werden in komplexeren Anwendungen eingesetzt, bei denen mehrere Geräte gleichzeitig gesteuert werden müssen.

Diagramm eines Druckschalters

Ein elektrischer Schaltertyp für jeden Bedarf

Wie Sie gesehen haben, gibt es verschiedene Arten von Leistungsschaltern, von denen jeder für bestimmte Anforderungen sowohl in industriellen als auch in privaten Elektroinstallationen ausgelegt ist.

Denken Sie daran, dass Sie in unserer Rubrik “ Elektromaterial “ neben den Schaltern alles finden, was Sie für Ihre Elektroinstallationen benötigen.