Leitfaden zur Auswahl von Kippschaltern

Bryan Hovey
Produktmanager bei Honeywell

Bryan Hovey ist seit 8 Jahren Produktmanager bei Honeywell und ist für mehrere Sensor- und Schalterprodukte verantwortlich. Er verfügt über einen B.S. in Elektrotechnik von der Pennsylvania State University und einen MBA von der Edinburgh Business School an der Heriot-Watt University in der schottischen Hauptstadt Edinburgh. Seine berufliche Laufbahn begann er als Forschungs- und Entwicklungsingenieur bei Hewlett-Packard, bevor er sich 1987 der dunklen Seite anschloss und in die Marketingabteilung wechselte.

Kippschalter sind nichts Kompliziertes, aber um sicherzustellen, dass sie über mehrere Jahre verlässlich funktionieren, sollten Sie bei der Auswahl eines Kippschalters die folgenden 7 Faktoren berücksichtigen.

Leitfaden zur Auswahl von Kippschaltern

Kippschalter sind eine weitverbreitete Benutzerschnittstelle. Ihre Funktion leitet sich typisch vom Namen ab: Der Aktor (Hebel) verschiebt die Kontakte innerhalb des Schalters, um eine elektrische Verbindung herzustellen oder zu trennen.

Wozu werden Kippschalter verwendet?

Kippschalter mögen eine eher altmodisch anmutende Benutzerschnittstelle sein. Doch obwohl es inzwischen viele andere Lösungen gibt, haben Kippschalter etliche Vorteile und sind die ideale Wahl für vielerlei Anwendungen.

Ein ordnungsgemäß montierter Kippschalter ist äußerst robust und hält auch groben Fehlgebrauch aus. Dadurch ist er raffinierteren Lösungen wie Touchscreens möglicherweise vorzuziehen. Zudem lässt sich auf einen Blick oder mit einer Berührung erkennen, in welcher Position der Kipphebel ist, sodass sich Kippschalter beispielsweise besonders für den Betrieb von Schwermaschinen eignen.

Mit Kippschaltern lassen sich hohe Ströme zuschalten, sodass sie zur direkten Steuerung von Anlagen eingesetzt werden können. Andere Steuerelemente können nur schwache Ströme bewältigen und benötigen zusätzlichen Schaltungsaufwand. Mit Kippschaltern lassen sich daher einfache und intuitive Steuerungssysteme herstellen.

Es ist ebenfalls möglich, Kippschalter mit Toleranzen gegenüber Schwingungen, Erschütterungen und Verunreinigungen durch Schmutz oder Wasser zu konstruieren.

Sollte ein Kippschalter ausfallen oder beschädigt werden, ist es nicht zuletzt auch sehr einfach, ihn zu ersetzen und die darüber gesteuerte Anlage wieder in Betrieb zu nehmen. Es geschieht nicht selten, dass Schäden an anderen Arten von Steuerungssystemen die entsprechende Anlage tage- oder wochenlang außer Betrieb setzen und die Reparatur teure Ersatzteile sowie hoch spezialisierte Fachleute erfordert.

7 Überlegungen zur Auswahl des richtigen Kippschalters

Bei der Auswahl eines Kippschalters denkt man vielleicht gerne, dass es ja nur ein Kippschalter ist – man betätigt einfach einen Hebel, um den Zustand zu ändern. Das ist wahrlich nicht besonders kompliziert, aber dennoch lohnt es sich, einige Dinge zu berücksichtigen, damit man einen über mehrere Jahre verlässlich funktionierenden Kippschalter bekommt.

1. Wo und wie wird der Schalter eingesetzt?

Die Betriebsverhältnisse sollten als Erstes berücksichtigt werden. Wenn es sich um eine kontrollierte Umgebung handelt, in der keine Gefahr einer Verunreinigung oder eines Eindringens von Feuchtigkeit besteht, könnte ein Schalter ohne Dichtung ausreichen.

Und wenn Sie den Schalter nur gelegentlich und ohne Handschuhe betätigen und nicht davon ausgehen, dass Sie ihn während der Laufzeit der Anlage ersetzen müssen, dann ist ein kostengünstiger, direkt auf der Leiterplatte montierter Schalter wohl die beste Wahl.

Wenn das Gefährdungspotenzial größer ist, weil der Schalter im Freien oder in einem schmutzigen oder staubigen Bereich eingesetzt wird, bietet ein abgedichtetes Produkt mehr Betriebssicherheit. Bei einem Einsatz in Landwirtschafts- oder Baumaschinen oder in Situationen, wo der Schalter sehr wahrscheinlich mit Handschuhen betätigt wird, sind einbaubare Schalter oft die beste Wahl und lassen sich im Falle einer Beschädigung am einfachsten ersetzen.

Viele einbaubare Kippschalter sind rund um den Hebel abgedichtet. So kann von der Seite der Schalttafel nichts eindringen. In vielen Umgebungen könnte allerdings etwas von hinten in den Schalter eindringen. Es ist also darauf zu achten, dass der Schalter über die erforderlichen Dichtungen auf der Vorder- und der Rückseite verfügt und ob Dichtungselemente erforderlich sind, um ein Eindringen von Substanzen über das Gewinde zu verhindern.

Das Ausmaß des Schutzes ist ebenfalls sehr wichtig. Ist der Schalter möglicherweise nur gelegentlich ein paar Spritzern ausgesetzt oder muss er auch unter Wasser dicht halten? Eine der schwierigsten Situationen entsteht beim Abspritzen. Bau- und Landwirtschaftsmaschinen werden oft mit viel Druck abgespritzt, was leicht dazu führen kann, dass Wasser in einen Kippschalter eindringt.

Auch die Dichtung, die vor einem Eindringen von Wasser schützen soll, kann durch Schmutz und Ablagerungen beschädigt werden, sodass es üblich ist, eine zweite Dichtung in Form einer Dichtmuffe oder eines Dichtgummis am unteren Ende des Hebels anzubringen.

Kippschalter können in den meisten herkömmlichen Anwendungsbereichen starken Schwingungen ausgesetzt sein, was bei der richtigen Konstruktion kein Problem darstellen sollte. Bei außergewöhnlich starken Schwingungen kann jedoch ein Wackelkontakt entstehen, wodurch die Laufzeit des Schalters verkürzt werden könnte. In diesen Fällen ist es oft klüger, einen für militärische Zwecke konzipierten Kippschalter einzusetzen, der viel anspruchsvolleren Umgebungsbedingungen standhalten kann.

Da es sich bei Kippschaltern um eine Benutzerschnittstelle handelt, gilt in Bezug auf Temperatur- und Feuchtigkeitsgrenzwerte in der Regel das, was für den Menschen bei der Bedienung noch erträglich ist. Aufgrund von Wärmeübertragung, Sonneneinstrahlung, hohen Temperaturen bei der Lagerung oder widrigen Umgebungsverhältnissen, wenn der Schalter normalerweise nicht bedient wird, muss jedoch stets darauf geachtet werden, dass der Kippschalter für die zu erwartenden Temperatur-, Feuchtigkeits- und sonstigen Umweltbedingungen geeignet ist.

2. Welche Funktionen müssen gesteuert werden?

Die Betätigung des Hebels kann Verschiedenes auslösen. Soll beispielsweise von einem aktiven Stromkreis zu einem anderen aktiven Stromkreis umgeschaltet werden (Umschalter), oder ist der Schalter normalerweise im ausgeschalteten Zustand und wird erst durch Betätigung des Hebels aktiviert (Wechselschalter)?

Mehrere Abläufe können vorgesehen werden. Auf dem Datenblatt des Kippschalters sind die möglichen Konfigurationen wie in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt:

Keyway side (1-2)Centre (1-2)Opposite keyway (2-3)
EinAusEin
Ausn. z.Ein
Einn. z.Ein
n. z.AusEin
n. z.EinEin
Vorübergehend ausn. z.Ein
Vorübergehend einAusEin
Vorübergehend einn. z.Aus
Vorübergehend einAusVorübergehend ein
Vorübergehend einn. z.Ein
n. z.EinVorübergehend ein
Vorübergehend einAusn. z.

3. Welches Kontaktmaterial ist am besten?

Bei der Wahl des Kontaktmaterials muss berücksichtigt werden, wie viel Strom der Schalter aushalten muss.

Einbaubare Kippschalter können in der Regel recht hohe Ströme aushalten. Das bedeutet, dass Motoren, Lampen und andere Lasten oft direkt über den Schalter betrieben werden können, was die Maschinenkonstruktion vereinfacht. Es kann jedoch auch wünschenswert sein, wenn über den Kippschalter nur schwache Signalisierungsströme fließen.

Silber wäre am besten für höhere Strombelastungen, hat aber den Nachteil, dass es schnell anläuft, wenn es eine Zeit lang nicht in Betrieb ist. Bei Hochstromanwendungen stellt dies allerdings kein Problem dar.

Kontakte aus Gold laufen weniger schnell an und sind gegenüber Oberflächenverunreinigungen widerstandsfähiger, können aber in Brand geraten, wenn höhere Lasten als bei Datensignalen (d. h. 100 mA) entstehen.

4. Was steckt hinter der Schalttafel?

Hebel und Buchsen können von vorne ganz ähnlich aussehen, doch hinter der Schalttafel gibt es verschiedene Gehäusetypen. Falls die Schalterdichte auf der Schalttafel hoch ist, könnte es vorteilhaft sein, Minikippschalter einzusetzen. Diese Minikippschalter verfügen meist über dieselben Funktionen wie größere Kippschalter.

Falls der Platz kein Problem darstellt, könnte ein abgestuftes Gehäuse gegenüber dem herkömmlichen Gehäuse dennoch den Vorteil von mehr Abstand zwischen den Anschlussklemmen bieten. Dies senkt das Risiko versehentlicher Kurzschlüsse während der Installation.

5. Wie soll der Schalter angeschlossen werden?

Schraubklemmen

Lötösen

Steckvorrichtungen

Je nach Größe des Gehäuses sind verschiedene Optionen denkbar. Mit Schraubklemmen können Sie direkte Wickeldrahtanschlüsse herstellen oder Anschlussklemmen verwenden. Steckvorrichtungen ermöglichen rasche Flachsteckkontakte, während Lötösen für feste Anschlüsse eingesetzt werden.

Es gibt eine Methode der internen Verdrahtung und Anschlussmechanik (Internal Wiring Termination Style, IWTS), bei der die Kabel im Sinne einer internen Quetschverbindung festgesteckt werden.

6. Wäre ein für militärische Zwecke konzipiertes Produkt von Vorteil?

Auch wenn Sie keine militärische Anwendung planen, bietet der Einsatz entsprechender Produkte eine gewisse Sicherheit, wenn es um die Betriebssicherheit geht. Diese Teile sind nämlich besonders in Anwendungsbereichen mit starken Schwingungen oder mechanischen Stößen äußerst belastbar und können auch nicht versehentlich betätigt werden.

7. Wie sieht es mit den Anforderungen bezüglich der Ausgestaltung des Hebels aus?

Ein normaler Hebel ist aus Edelstahl und sieht aus wie ein Schlagstock, aber manche Hersteller bieten verschiedene Betätiger, Ausführungen und Farben zur besseren Kennzeichnung an. Eine sorgfältige Auswahl des richtigen Hebels kann die Bedienfreundlichkeit einer Maschine erheblich verbessern.

Wenn Sie diese Überlegungen berücksichtigen und kompromissbereit bleiben, finden Sie bestimmt die beste Option für einen verlässlichen und effizienten Betrieb.

Stöbern Sie in unserem Sortiment an Kippschaltern und zögern Sie nicht, Kontakt mit uns aufzunehmen, falls Sie weitere Beratung oder Unterstützung benötigen.

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