Endlagenschalter

Ein Endlagenschalter ist ein mechanisches oder elektronisches Schaltelement. Er wird dazu verwendet, die Position eines beweglichen Teils in einer Maschine, in einem Gerät oder in einer Umgebung – zum Beispiel ein Tor – zu überwachen. Erreicht das bewegliche Teil eine definierte Endposition, gibt der Endschalter ein Signal aus. Damit lässt sich zum Beispiel eine Maschine oder ein sich öffnendes Tor stoppen, ein anderes Gerät aktivieren oder eine Warnung auslösen.

Endschalter sind in vielen Anwendungen und Industrien als Sensoren weit verbreitet, darunter Fertigungsanlagen und Aufzüge. Im Handel verfügbar sind verschiedene Arten von Endlagenschaltern. Neben mechanischen Endschaltern, die physisch durch das bewegliche Teil betätigt werden, auch induktive, magnetische, kapazitive und auf Lichtstrahlen reagierende Sensoren. Sie erkennen eine Position ohne direkten Kontakt zum Zielobjekt.

Ein mechanischer Endlagenschalter wird durch direkten physischen Kontakt mit einem beweglichen Objekt betätigt. Diese Sensoren sind in der Regel mit einem Stößel, einem Hebel oder mit Rollen als Betätiger ausgerüstet.

Bei einem Stößel erfolgt die Erfassung des Endpunkts eines Objekts durch physischen Druck. Erreicht das Objekt den unter Federkraft stehenden Stößel, aktiviert dieser einen Mikroschalter, der weitere Aktionen auslöst. Das Signal des Switch lässt sich beispielsweise dazu verwenden, um einen oder mehrere Stromkreise gleichzeitig zu schließen, zu öffnen oder zu wechseln, was wiederum Maschinen stoppen, einen Alarm auslösen oder andere Aktionen initiieren kann. Ein Hebel oder eine Wippe funktionieren ähnlich, sie geben ihre Bewegung ebenfalls an einen Switch weiter. Eine Rolle am Ende eines Hebels verringert die Reibung und ermöglicht eine sanftere Betätigung durch das bewegliche Teil. Dies ist besonders sinnvoll bei Anwendungen mit seitlicher Bewegung.
 

Elektronische Endlagenschalter

Elektronische Endschalter detektieren die Anwesenheit eines Objekts ohne direkten Kontakt. Sie nutzen Veränderungen in magnetischen Feldern, elektrischen Feldern oder Lichtstrahlen, um die Position eines Objekts zu erkennen. Wenn das Objekt die Detektionsschwelle erreicht, ändert der Sensor seinen Ausgangszustand, in der Regel durch Änderung der Spannung oder des Stroms. Dieses analoge oder digitale Signal lässt sich beispielsweise von einer Steuerung oder einem Mikrocontroller verarbeiten. Da diese Sensoren keinem physischen Verschleiß unterliegen, sind sie besonders für Anwendungen geeignet, bei denen Zuverlässigkeit und Langlebigkeit wichtig sind.

Magnetische Endlagenschalter verwenden einen Magneten in der Nähe des Schalters. Die Annäherung des Magneten verändert den Schaltzustand, meist durch das Schließen oder Öffnen eines Reed-Kontakts. Induktive Typen wiederum detektieren metallische Objekte durch die Änderung des magnetischen Feldes um den Sensor. Kommt ein metallisches Objekt in die Nähe des Sensors, entsteht ein elektrisches Signal, das den Schaltvorgang auslöst. Kapazitive Endschalter detektieren Objekte dagegen durch die Änderung des elektrischen Feldes. Sie lassen sich für eine Vielzahl von Materialien verwenden, einschließlich Metall, Kunststoff und sogar Flüssigkeiten.

Häufig zu finden sind auch optische Endschalter. Bei einer Lichtschranke wird ein Lichtstrahl zwischen einem Sender und einem Empfänger unterbrochen, wenn ein Objekt den Strahl kreuzt. Die Unterbrechung des Lichtstrahls verändert den Schaltzustand des Endschalters. Reflexionslichtschranken nutzen einem vom Sender zum Objekt gesendet Lichtstrahl, den das Objekt reflektiert. Erreicht oder unterschreitet die Reflexion einen bestimmten Schwellenwert, wird der Positionsschalter aktiv.
 

Pneumatische Endschalter

In pneumatischen oder hydraulischen Systemen lässt sich der Druckaufbau oder Druckabfall verwenden, um an der Endlage eines Objekts den Switch zu betätigen. Diese Art von Schaltern wird oft in Verbindung mit Zylindern und anderen pneumatischen oder hydraulischen Komponenten verwendet.

Auszuwählen ist ein Endlagenschalter mit einem Betätigungsmechanismus, der für die Bewegung und Geschwindigkeit des zu überwachenden Teils geeignet ist. Wichtig sind die verfügbaren Montageoptionen, der Endschalter benötigt in der vorgesehenen Einbauumgebung einen sicheren Halt.
 

Elektrotechnische Spezifikationen

Die maximale Schaltleistung ist sowohl von der Spannung als auch vom Strom abhängig. Die Bandbreite der Spannung reicht üblicherweise von 24 Volt bis zu 500 Volt, die des Stroms von 100 Milliampere bis zu 240 Ampere. Hinsichtlich der Kontaktart sind Endschalter mit Relais vergleichbar. Es gibt Öffner, Wechsler und Schließer. Je nach Anwendung kommen Geräte mit offenem (NO) oder geschlossenem (NC) Normalzustand in Frage. 
 

Sicherheit und Zertifizierungen

In jedem Fall muss der Endschalter die relevanten Sicherheitsstandards und Zertifizierungen erfüllen, in erster Linie die DIN EN ISO 14119. Beschrieben werden die Anforderungen und Leitlinien für die Gestaltung, Auswahl, Installation und Prüfung von Verriegelungseinrichtungen. Hauptziel der Norm: Die Sicherheit von Personen zu gewährleisten, die mit oder in der Nähe von Maschinen arbeiten, indem sichergestellt wird, dass die Schutzeinrichtungen nicht umgangen oder unwirksam gemacht werden können.