Ratgeber
In der Kommunikation zwischen Mensch und Maschine sind Schalter und Taster nicht mehr wegzudenken. Ein einfacher Druck mit dem Finger genügt, schon ist eine elektrische Verbindung hergestellt, getrennt oder gewechselt. So simpel der Vorgang auch sein mag, die konstruktiven Ansprüche an die Schaltkomponenten sind nicht trivial. Hier lernen Sie die wichtigsten Typen und Bauformen kennen und erfahren, wie sie funktionieren. Außerdem geben wir Ihnen Tipps für die Beschaffung.
Druckschalter und Drucktaster haben technisch gesehen viel mit klassischen elektrischen Relais gemeinsam. Auch bei ihnen gibt es die Schaltzustände Öffnen, Schließen und Wechseln von Stromkreisen, teilweise sogar für bis zu vier Kreise. Der Impuls geht bei Schaltern und Tastern allerdings nicht von einem Elektromagneten aus, sondern von der menschlichen Hand. Entsprechend einfach ist bei den meisten Typen der konstruktive Aufwand: Die wesentlichen Elemente sind der Druckknopf, eine den Mindestdruck definierende Feder sowie die Schalt- und Anschlusskontakte.
Für die Funktionen Öffnen, Schließen und Wechseln von Stromkreisen gibt es sowohl Schalter als auch Taster. Erstere rasten ein, wenn der Knopf gedrückt wird und behalten diesen Schaltzustand bei. Erst bei nochmaligem Drücken erfolgt der Rücksprung in den Normalzustand, vergleichbar mit der Mechanik eines Kugelschreibers. Taster dagegen öffnen, schließen oder wechseln den Stromkreis nur so lange, wie der Fingerdruck anhält. Danach springen sie in die Grundstellung zurück.
Nicht zu verwechseln sind manuell zu betätigende Druckschalter mit jenen aus dem hydraulischen oder pneumatischen Bereich. Hier erfolgt die Zustandsänderung des Schaltelements nicht durch Fingerdruck, sondern durch Drucksensoren und mechanische Komponenten. Zu finden sind diese Schalter beispielsweise in Hauswasserwerken, zur Pumpensteuerung oder bei Kompressoren. Auslöser ist dort der Druck des jeweiligen Mediums in bar.
Die weitaus meisten Druckschalter und Drucktaster besitzen genormte Einbaumaße. Bei runden Bauformen reichen die Durchmesser von 1,5 bis 60 Millimeter. Der Einbau in Gehäusen erfolgt überwiegend über ein Gewinde und eine Mutter. Rechteckige Schaltelemente verfügen meist über Halteklammern oder werden durch Lötfahnen fixiert. Gängige Breiten sind 0,5 bis 116 Millimeter.
Unter der Vielzahl von Typen und Bauformen gibt es einige mit ganz besonderen Fähigkeiten. Dazu gehören zum Beispiel:
Vandalismusgeschützte Schaltelemente
Bei öffentlich zugänglichen Automaten beispielsweise für ÖPNV- oder Park-Tickets besteht generell die Gefahr des Vandalismus.
Ungeschützte Schaltelemente vor allem aus Kunststoff können hier sehr schnell zerbrechen und damit die Bedienung des Automaten unmöglich machen.
Die speziell gegen mutwillige Zerstörung ausgestatteten Druckschalter oder -taster bestehen dagegen aus Edelstahl und sind zudem nach IP67 geschützt, das heißt, sie sind staub- und weitgehend wasserdicht.
Fußschalter
Zahlreiche Tätigkeiten im industriellen oder handwerklichen Umfeld erfordern den gleichzeitigen Einsatz beider Hände.
Die Bedienung von Schaltern oder Tastern ist dann unmöglich. Damit es dennoch gelingt, stehen Fußschalter zur Verfügung.
Sie sind besonders stabil aufgebaut, das Kontaktmaterial ist Messing. Fußschalter gibt es als Wechsler rastend oder tastend.
Leuchtdruckschalter und Leuchtdrucktaster
In gering beleuchteter Umgebung ist es häufig schwer, den Schaltzustand eines Druckschalters oder Drucktasters zu erkennen.
Abhilfe bringt ein Leuchtmittel direkt im Bedienknopf. Es signalisiert eindeutig, ob der Stromkreis geschlossen oder geöffnet ist beziehungsweise gewechselt wurde.
Als Leuchtmittel stehen in erster Linie LEDs zur Verfügung, deren Versorgungsspannung durch eine im Schaltelement eingebaute Elektronik angepasst wird. Ganz ohne Anpassung funktionieren Glimmlampen.
Not-Aus-Taster
Diese Taster sind immer dann notwendig, wenn eine laufende Maschine in kürzester Zeit abgeschaltet werden muss, beispielsweise beim Bruch eines Werkzeugs oder beim Materialstau. Alle Taster besitzen einen großen roten Knopf, einige sind verriegelbar oder mit einem Schlüssel zu aktivieren.
Da Not-Aus-Taster im Allgemeinen direkt an oder neben der Maschine angebracht sein sollten, verfügen sie über einen hohen Schutz gegen Berührung der elektrischen Kontakte und gegen Wasser.
Die IP-Klassen reichen von IP66 bis IP69. Ähnlich aufgebaut und mit gleicher Funktion aber ohne roten Knopf sind diese Schaltelemente als Stop-/Halt-Taster im Handel.
Neben der Auswahl der Schaltfunktionen wie Öffnen, Schließen oder Wechseln, der Anschlussart – von Flachsteckern über Lötösen bis zu Schraubklemmen – sowie der Bauform spielen die elektrischen Werte eine wichtige Rolle. Wesentlich ist der maximale Schaltstrom. Er reicht von 0,005 bis zu 20 Ampere, wobei die weitaus meisten angebotenen Druckschalter und Drucktaster für 2 oder 3 Ampere ausgelegt sind. Die Schaltspannung beträgt 12 bis 600 Volt, mit dem Schwerpunkt bei 250 Volt Wechselspannung, entsprechend dem üblichen Netzstrom.
FAQ – häufig gestellte Fragen
Wie funktionieren Sensortaster?
Mit bis zu 50 Millionen Zyklen gehören Sensortaster zu den langlebigsten Schaltelementen. Aus einem einfachen Grund: Sie verfügen über keinerlei Mechanik. Die Stromkreisschaltung wird durch eine eingebaute Elektronik gesteuert, aktiviert durch den Sensor im Knopf. Eine einfache Berührung mit dem Finger oder mit einem in der Hand gehaltenen metallischen Gegenstand genügt. Der Sensor ist so empfindlich, dass er auch mit OP-Handschuhen funktioniert.
Die dahintersteckende Technik nutzt die Oberflächenkapazität. Die Rückseite des Sensorfelds ist mit leitfähigem Material beschichtet. An diese Schicht wird eine kleine Spannung angelegt, wodurch ein gleichmäßiges elektrostatisches Feld entsteht. Wenn ein Leiter, beispielsweise ein menschlicher Finger, die unbeschichtete Vorderseite berührt, bildet sich ein Kondensator. Die Steuerschaltung des Sensors kann den Ort der Berührung indirekt anhand der Kapazitätsänderung bestimmen, die an anderen Punkten des Sensors gemessen wird: Je größer die Kapazitätsänderung, desto näher ist die Berührung an einem dieser Punkte.
Allerdings ist ein kapazitiver Sensor empfindlich gegenüber parasitärer kapazitiver Kopplung, er muss deshalb bei der Herstellung kalibriert werden. Moderne Sensortasten sind inzwischen mit einer automatischen Kalibrierung ausgestattet.
Die typische Schaltspannung dieser Sensoren liegt bei 12 oder 24 Volt, der maximale Schaltstrom kann 0,2 oder 05 Ampere betragen.