Ratgeber
Was ist ein Sicherheitsschalter?
Sicherheitsschalter sind elektromechanische Geräte zum Schließen oder Trennen eines Stromkreises. Der Schaltvorgang ist mit sicherheitsrelevanten Ereignissen verknüpft. Sie sind mit Schließ- und/oder Öffnungskontakten ausgestattet wie herkömmliche Schalter. Das Auslösen der Schaltkontakte kann mechanisch oder durch elektrische Zusatzeinrichtungen, zum Beispiel mit magnetischen Sicherheitsschaltern, erfolgen. Über einen Betätiger wird der Sicherheitsschalter ausgelöst, wenn eine zuvor festgelegte Position eingenommen oder verlassen wird, beziehungsweise, wenn eine definierte Situation eingetreten ist. Damit werden schutzwürdige Vorgänge oder Örtlichkeiten überwacht. Ein Sicherheitsschalter ist somit ein elektromechanischer Sensor, der als Schutzeinrichtung auf äußere Einwirkungen reagiert. Ihm können zusätzliche Schaltgeräte nachgeordnet sein, die weitere Prozesse überwachen.
Die elektrotechnische Funktion des Öffnens beziehungsweise Schließen eines Stromkreises ist identisch mit anderen Schaltern. Der Unterschied besteht einerseits in der Auswertung des Schaltvorganges zu Sicherheitszwecken, andererseits in den eingesetzten Betätigern, um mechanische Zustände zu erfassen und auszuwerten. Diese Betätiger können speziell geformte Bügel, eine Schaltnocke, ein Taststift, aber auch Magnete oder RFID-Transponder sowie Zugseile sein. Die Auswahl und Gestalt des Betätigers hängt davon ab, in welchem mechanischen Umfeld ein Sicherheitsschalter eingesetzt wird, und davon, ob eine Sicherheitsposition oder ein Sicherheitsverlauf überwacht werden soll.
Drei einfache Beispiele:
Beispiel 1
In einem Kühlraum soll das Licht eingeschaltet werden, wenn die Schutztür geöffnet wird. Dazu befindet sich in der Türzarge ein Sicherheitstaster, der so lange auf „Geöffnet“ steht, wie das Türblatt den Taststift hineindrückt. Beim Öffnen der Tür schließt der Kontakt dieses Türschalters und die Beleuchtung wird eingeschaltet. Es können auch weitere Informationen wie „Achtung! Personen im Kühlraum“ oder ähnliches ausgelöst werden.
Beispiel 2
Ein elektrisch betätigtes Garagentor ist mit Endlagenschaltern ausgestattet. Hat das Tor die maximal erwünschte Öffnung erreicht, wird der elektrische Antrieb ausgeschaltet; gegebenenfalls werden weitere Signale ausgelöst, beispielsweise ein grünes Lichtsignal an der Ausfahrtsampel. Beim Schließen erfolgt der gleiche Vorgang an der anderen Endlage des geschlossenen Tores.
Beispiel 3
An einer Industriepresse kann der Pressvorgang per Fußschalter nur dann auslöst werden, wenn die beiden Sicherheitstaster links und rechts von der Presse mit jeweils einer Hand gedrückt gehalten werden. Zusätzlich kann ein Sicherheitssensor erfassen, ob beispielsweise eine geschlossen zu haltende Schutzeinrichtung auch wirklich geschlossen ist, bevor sich der Pressvorgang überhaupt auslösen lässt.
Auch bei Sicherheitsschaltern werden unterschiedliche Betätigungsarten verwendet:
Schleichtaster öffnen und schließen in Abhängigkeit mit einem starren Stößel. Das hat zur Folge, dass jede Bewegung des Schaltstiftes ohne Verzögerung zum Trennen oder Schließen der Schaltkontakte führt.
Sprungkontakte sind mit vorgespannten Federn ausgestattet, die beim Erreichen eines definierten Schaltpunktes den Öffner oder Schließer sprungartig in die eine Endlage bringen und dort fixieren – vergleichbar mit einem normalen Kippschalter mit Knebel. Auch kombinierte Sprung- und Schleichfunktionen sind möglich.
Magnetkontakte beziehungsweise Reed-Kontakte arbeiten berührungslos in Schutzeinrichtungen, indem sie bei Annäherung eines Magneten schließen oder öffnen.
Sicherheitsschalter können mit zusätzlichen Funktionen ausgestattet sein, um zum Beispiel Türen von Schaltschränken aktiv zu verriegeln, solange der Hauptschalter einer Anlage eingeschaltet ist. Damit wird Bedien- oder Wartungspersonal vor dem Berühren spannungsführender elektrischer Betriebsmittel geschützt. Für den Fall eines Stromausfalls sind diese Schalter mit Hilfsentriegelungen ausgestattet.
Sicherheitsschalter sind von ihren elektrischen Parametern her so bemessen, dass sie verschleißarm arbeiten und langlebig sind. Einige Produkte sind für universellen Einsatz, andere für spezielle Sicherheitsaspekte entwickelt worden.
Praxistipp: Keine Experimente!
Jeder Sicherheitsschalter hat eine sicherheitsrelevante Funktion. Nicht selten ist dem Einsatz einer solchen Sicherung ein Unfall mit womöglich schwerwiegenden Folgen für Personen vorausgegangen. Unterlassen Sie jegliche Manipulation an solchen Schutzeinrichtungen. Setzen Sie sie nicht – auch nicht "nur mal kurz zum Test“ – außer Betrieb.
Sicherheitsschalter werden überall dort eingesetzt, wo Gefährdungen für Menschen durch Maschinen oder Anlagen ausgehen können. Beispielhaft dafür sind Bereiche und Funktionen wie die Positionierung und Endabschaltung von Werkzeugmaschinen, Pressen, Robotern, Montage- oder Fördereinrichtungen. Drahtlose Schalter erleichtern den Einsatz an Greifern oder Industrierobotern und eignen sich auch zur Nachrüstung unter anderem im Betriebsmittel-, Sondermaschinen und -anlagenbau.
Auch im Haushalt kommen Sicherheits-Positionsschalter in vielen Varianten zum Einsatz: Beim Öffnen einer Mikrowellentür wird die Stromversorgung zur Erzeugung der Strahlung unterbrochen, beim Öffnen eines Staubsaugers wird die Stromzufuhr unterbrochen und beim Erlöschen der Flamme eines Gasherdes wird die Gaszufuhr gestoppt. Letzteres ist eine intelligente Erweiterung der Idee des Sicherheitsschalters, da sie keine separate Stromversorgung erfordert. Die Spannung zum magnetischen Offenhalten des Gasventils wird durch kombinierte Metalle erzeugt, die bei Erwärmung eine (geringe) Spannung abgeben. Erlischt die Flamme, entfällt die Wärme am metallenen Fühler, der Elektromagnet lässt das offene Gasventil los, und eine Feder drückt es in die geschlossene Position.