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Endlagenschalter: Wichtiger Bestandteil in der Automatisierungstechnik

Endlagenschalter, kurz Endschalter genannt, übernehmen in der Automatisierungstechnik und in anderen Bereichen eine wichtige Funktion hinsichtlich der Sicherheit von Mensch und Maschine. Lesen Sie hier, wie ein Endlagenschalter funktioniert und welche unterschiedlichen Bauformen es gibt.


Wo werden Endlagenschalter eingesetzt?

Endschalter sind Sensoren, die erkennen, wenn bei einem Arbeitsvorgang eine Bewegung durchgeführt wird und diese eine bestimmte Position erreicht. Ein solcher Positionsschalter kann zudem das Ende einer Bewegung erfassen und entweder einen nachfolgenden Schritt im Arbeitsprozess anstoßen oder die Maschine anhalten, falls der Arbeitsvorgang beendet ist. Die Übertragung des Signals erfolgt auf mechanischem, elektrischem, hydraulischem oder auch pneumatischem Weg.

Ein typisches Einsatzgebiet von Endschaltern liegt in der Steuerung von Rolltorantrieben. Wird das Tor geöffnet, sorgt der Grenztaster dafür, dass der Antrieb des Tors gestoppt wird, sobald die Endlage erreicht wurde. Das gleiche passiert, wenn das Tor wieder geschlossen wird. Auch bei Flugzeugen werden solche Sensoren verwendet: Wenn etwa das Fahrwerk komplett aus- oder eingefahren wird, sorgt der Endschalter dafür, dass die dazugehörigen Motoren und hydraulischen Anlagen abgeschaltet werden. Entsprechende Schalter werden darüber hinaus in Förderstrecken, Automationsanlagen und bei Aufzügen verwendet.


Aufbau von Endlagenschaltern

Ein Endschalter besteht gewöhnlich aus einem Betätigungskopf, einem Schaltergehäuse und Anschlüssen. Der Betätigungskopf des Sensors ist das Bauteil, das direkten Kontakt zum Objekt hat. Je nach Ausführung des Endschalters kann der Betätigungskopf eine lineare oder eine Drehbewegung ausführen, die dazu genutzt wird, die elektrischen Kontakte zu betätigen. Ebenfalls möglich sind rechtwinklige Bewegungen. Im Schaltergehäuse befinden sich neben dem elektrischen Kontaktmechanismus, der für das Öffnen und Schließen der Kontakte verantwortlich ist, auch die Anschlussklemmen für die Verdrahtung.


Welche Betätigungselemente gibt es bei Endlagenschaltern?

Durch eine Vielzahl verschiedener Betätigungselemente sind Endschalter flexibel einsetzbar. Weit verbreitet sind Näherungssensoren, die mit einem Drehhebel ausgestattet sind. Wenn der Hebel eine Bewegung ausführt, trifft das Ende des Hebelarms auf eine Platte. Dadurch bewegt sich eine Welle, die die Schaltkontakte betätigt. Dabei kann die Drehbewegung der Welle einrasten oder mittels einer Feder zurückgesetzt werden. Endschalter mit Stößel werden verwendet, wenn ein Switch mit Hebel aufgrund widriger Platzverhältnisse nicht passt oder wenn kurze Bewegungen, wie bei einer Sortiermaschine, umgesetzt werden müssen. Weitere mögliche Betätigungselemente können flexible Federstäbe, Spulenfedern oder Seilzüge sein.


Die berührungslose Alternative: der Näherungsschalter

Zwischen einem Näherungsschalter und einem Objekt gibt es keinen physischen Kontakt, das Auslösen erfolgt berührungslos. Im Folgenden möchten wir Ihnen die verschiedenen Arten der Näherungssensoren vorstellen:

Wenn eine Lichtschranke als Sensor genutzt wird, erfolgt das Auslösen der Schaltung durch eine Unterbrechung des Lichtstrahls, während optische Schalter auf Lichtreflexionen reagieren. Ultraschall kann ebenfalls verwendet werden, in diesem Fall kommt es zu einer Auswertung der vom Ultraschallsignal verursachten Reflexionen. Bei einem magnetischen Schalter werden dagegen Veränderungen des Magnetfelds registriert. Ein induktiver Näherungsschalter reagiert bei magnetischen und bei nichtmagnetischen Gegenständen aus Metall. Im Vergleich dazu reagieren kapazitive Schalter zuverlässig auf die Annäherung von Metallen sowie auf fast alle anderen Materialien. Verwendet werden Näherungsschalter unter anderem in der Robotik, in der Lebensmittelindustrie und bei Werkzeugmaschinen.

Abbildung: Induktiver Näherungsschalter


Was muss ich beim Kauf von Endlagenschaltern beachten?

Beim Kauf eines Endschalters gibt es einige wichtige Punkte zu berücksichtigen: Stellen Sie zuerst fest, welche Betätigungsart der Schalter haben soll. Hier gibt es viele verschiedene Möglichkeiten, angefangen bei Federstäben über Dreh-, Gleit- und Rollenhebel bis hin zu Stößeln und Seilzügen. Ebenfalls von Bedeutung ist die Kontaktart: Hierfür müssen Sie ermitteln, wie viele Öffner und Schließer benötigt werden. Beachten Sie vor dem Kauf zudem Schaltstrom und Schaltspannung des Endschalters. Wenn der Schalter in rauen Umgebungen genutzt werden soll, sollten Sie zu einem Modell mit der passenden Schutzart (zum Beispiel IP67) greifen.


Unser Praxistipp: Bei rauen Umgebungen robuste Endschalter aus Metall wählen!

Wenn ein Endschalter unter besonders widrigen Bedingungen eingesetzt werden soll, ist neben einer den Umgebungsbedingungen angepassten Schutzart auch ein besonders widerstandsfähiges Gehäuse, beispielsweise aus Metall, sinnvoll. So ist der Schalter dann auch ausreichend gegen eventuell herabfallende Objekte oder Stöße gerüstet.


FAQ – häufig gestellte Fragen zu Endlagenschaltern

Welche Norm gilt für mechanische Endschalter?

Alle Endschalter sollten die Norm DIN EN 50041 erfüllen. 

Was sind Mikroschalter? 

Bei Mikroschaltern handelt es sich um einen besonders kompakten Switch, der in vielen Elektrogeräten verbaut wird. Die Kontakte bei einem solchen Mikro-Switch haben im geöffneten Zustand in der Regel einen Abstand von weniger als 3 mm zueinander. Sie werden überwiegend im Bereich der Regel- und Steuertechnik verwendet.

Was versteht man unter einem Endschalter mit Sicherheitsfunktion?

Ein solcher Sicherheitsschalter eignet sich für verschiebbare und drehbare Schutzeinrichtungen, die für den Betrieb einer Maschine geschlossen sein müssen. Sie weisen eine formschlüssige Verbindung zwischen Betätiger und dem zwangsöffnenden Öffnerkontakt auf.

Welche Vorteile haben induktive Näherungssensoren?

Näherungsschalter besitzen einige relevante Vorteile: Sie sind, abhängig vom jeweiligen Modell, ausgesprochen robust und druckbeständig. Das verleiht diesen Schaltern eine hohe Lebensdauer, selbst unter harten Einsatzbedingungen. Sie können zudem netzwerkfähig sein und über einen analogen Ausgang verfügen.

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