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Ratgeber

Kippschalter – Zuverlässige Schaltvorgänge in der industriellen Steuerungstechnik

Schalter gehören zu den essenziellen Komponenten einer elektrischen Anlage. Sie schließen oder öffnen Stromkreise durch einfachen Fingerdruck. Neben Dreh- und Wippschaltern sind es besonders Kippschalter, die in der industriellen Steuerungstechnik Schaltvorgänge übernehmen. In unserem Ratgeber erklären wir deren Funktion und stellen die verschiedenen Typen und Bauformen vor.

  • Was ist ein Kippschalter?

  • Wie funktioniert ein Kippschalter?

  • Welche verschiedenen Arten von Kippschaltern gibt es?

  • Welche Vorteile bietet ein Kippschalter?

  • Wo werden Kippschalter typischerweise eingesetzt?

  • Welche Standzeit besitzt ein Kippschalter?

Auf diesem Bild sieht man einen Techniker wie dieser an einer Schaltwand mit Kippschalter arbeitet.


Was ist ein Kippschalter?

Ein Kippschalter ist ein mechanischer Schalter, mit dem sich elektrische Stromkreise steuern lassen. Er besitzt typischerweise eine Kippposition, um den Schalter in einen Ein- oder Aus-Zustand zu bringen. Wenn der Schalter in die Ein-Position gekippt wird, schließt er den Stromkreis und lässt den Strom fließen. In der Aus-Position unterbricht er den Stromkreis und stoppt den Stromfluss.

Er ähnelt damit einem Wippschalter, besitzt aber statt der Wippe einen Hebel. Kippschalter finden sich in vielen Anwendungen, darunter Haushaltsgeräte, Fahrzeuge, industrielle Maschinen und Steuerungen sowie elektronische Geräte. Sie sind in verschiedenen Formen und Größen erhältlich, je nach den spezifischen Anforderungen der Anwendung.

Auf diesem Bild sieht man einen Kippschalter von SCI


Wie funktioniert ein Kippschalter?

Die Montage erfolgt über ein Schraubgewinde mit Lötösen oder über einen Flachstecker. Der Hebel wird manuell betätigt, indem er in eine der möglichen Positionen gekippt wird. Dabei bewegt sich ein interner Kontaktmechanismus. Er kann eine oder mehrere Kontaktstellen verbinden oder trennen, je nachdem, in welche Richtung der Hebel gekippt wird. Einige Ausführungen sind mit kleinen LEDs zur Signalisierung der Schaltposition ausgestattet.

In der Ein-Position werden die inneren Kontakte des Schalters verbunden.
Das führt zum Schließen des Stromkreises und ermöglicht den elektrischen Stromfluss durch den Schalter (S), wodurch das angeschlossene Gerät bzw. die LED oder die Schaltung aktiviert wird (siehe beigefügte Skizze A).

In der Aus-Position trennt der Kippschalter die inneren Kontakte und unterbricht damit den Stromkreis. Der Stromfluss zur Last wird gestoppt (siehe beigefügte Skizze B).

Oft ist eine Feder im Schalter eingebaut. Sie sorgt dafür, dass der Schalter sicher in der gewählten Position bleibt, bis der Benutzer ihn erneut kippt.

Kippschalter sind einfach zu bedienen, zuverlässig und weit verbreitet in Anwendungen, bei denen eine einfache Ein/Aus-Schaltung erforderlich ist.

Auf diesem Bild ist ein geschlossener Stromkreis mit einem Schalter, Wiederstand und einer LED
Auf diesem Bild ist ein geöffneter Stromkreis mit einem Schalter, Wiederstand und einer LED.

Die Skizzen A und B zeigen einen Stromkreis mit LED,  Schalter und einem Widerstand zur Strombegrenzung.



Welche verschiedenen Arten von Kippschaltern gibt es?

Einpoliger Kippschalter

Er schaltet einen Stromkreis einfach ein oder aus. Dazu besitzt er zwei Anschlüsse, einen für den Stromeingang, einen für den Stromausgang.

Zweipoliger Kippschalter

Ein solcher Schalter kann einen Eingang zwischen zwei Ausgängen umschalten. Er verwendet drei Anschlüsse, einen für den Eingang, zwei für die Ausgänge.

Doppelpoliger Kippschalter

Schaltet zwei separate Stromkreise gleichzeitig ein oder aus. Mit seinen vier Anschlüsse kann er zwei Lasten ein- und ausschalten.

Doppelpoliger Wechselschalter

Mit diesem Kippschalter ist das Umschalten zwischen zwei separaten Stromkreisen möglich. Er verwendet sechs Anschlüsse, und zwar zwei Eingänge und vier Ausgänge.

Tastender Kippschalter

Er stellt nur dann eine Verbindung her, wenn der Hebel als Taster gedrückt und gehalten wird. Nach dem Loslassen des Hebels kehrt er in seine Ausgangsposition zurück. Die Kontaktpunkte variieren je nach Art des Schalters.

Rastender Kippschalter

Dieses Schaltelement behält seine Position nach dem Umschalten bei, bis er erneut betätigt wird. Auch hier variieren die Kontaktpunkte je nach Art des Schalters.

Schlüsselschalter

Er repräsentiert eine besondere Bauform, da er sich nur durch einen passenden Schlüssel betätigen lässt.

Miniatur-Kippschalter

Kompakte Versionen der oben genannten Schalter, die für Anwendungen mit begrenztem Platz entwickelt wurden.



Welche Vorteile bietet ein Kippschalter?

Ein Kippschalter bietet mehrere Vorteile, die ihn in vielen Anwendungen zu einer bevorzugten Wahl machen. Der wichtigste Vorteil: Er ist leicht zu bedienen, erfordert nur eine einfache manuelle Bewegung, um zwischen Ein-Aus zu wechseln. Die physische Position des Schalters bietet zudem ein klares visuelles Feedback auch ohne Beleuchtung, sodass der Benutzer sofort sehen kann, ob der Stromkreis geschlossen oder geöffnet ist.

Kippschalter sind mechanisch robust und langlebig. Sie können eine hohe Anzahl von Schaltvorgängen bewältigen, ohne dass es zu einem Funktionsverlust kommt. Da sie in verschiedenen Konfigurationen erhältlich sind, lassen sie sich für eine Vielzahl von Anwendungen einsetzen, von einfachen Ein/Aus-Schaltungen bis hin zu komplexeren Schaltungen mit mehreren Stromkreisen.

Einige Kippschalter sind so konstruiert, dass sie in einer sicheren Position verbleiben, bis sie bewusst umgeschaltet werden. Dies minimiert das Risiko von versehentlichen Betätigungen, die zu unerwünschten Schaltungen führen könnten. Da zahlreiche Ausführungen relativ hohe Ströme und Spannungen schalten können, eignen sie sich auch für den Einsatz in Notstromkreisen und industriellen Anwendungen.

Auf diesem Bild sieht man einen Kippschalter  mit einer grünen Abdeckung.


Wo werden Kippschalter typischerweise eingesetzt?

Kippschalter sind häufig dort zu finden, wo Flächenbeleuchtungen oder Punktbeleuchtungen ein- und auszuschalten sind. Im Automobilbereich dienen sie oft zur Steuerung von Scheinwerfern, Nebelscheinwerfern, Innenbeleuchtung und anderen Lichtern sowie zur Aktivierung von zusätzlichen Funktionen wie Sitzheizung, elektrische Fensterheber oder Zusatzinstrumente.

Zum Ein- und Ausschalten von Stromquellen in Computern, Monitoren und Netzteilen sind sie ebenso geeignet wie für Schaltvorgänge in Laborumgebungen. Kippschalter steuern Maschinen wie Förderbänder, Pressen und Produktionsanlagen. Sie fungieren aber auch als Not-Aus-Schalter in industriellen Umgebungen, um Maschinen im Notfall schnell abzuschalten. Zu finden sind sie außerdem in Schaltschränken und Kontrollpulten zur Steuerung verschiedener Maschinenfunktionen.

Im Bereich der Telekommunikation werden sie zum Ein- und Ausschalten der Stromversorgung in Routern, Switches und anderen Kommunikationsgeräten verwendet. Sie lassen sich auch in Fernbedienungssystemen zur Umschaltung von Signalen oder zur Steuerung von Kommunikationspfaden einsetzen.

 Alarmanlagen und Überwachungssysteme können über Kippschalter aktiviert und deaktiviert werden, sie steuern häufig auch Schaltungen, die für die Sicherung von Türen und Fenstern verantwortlich sind.

Auf diesem Bild ist ein türkiser Kippschalter mit einem Wechsler abgebildet.


Welche Standzeit besitzt ein Kippschalter?

Die Standzeit eines Kippschalters, oft auch als Lebensdauer bezeichnet, hängt von mehreren Faktoren ab, darunter die Fertigungsqualität des Schalters, die verwendeten Materialien wie Metall oder Kunststoff, die elektrische Belastung, die Umgebung, in der der Schalter eingesetzt wird, und die Häufigkeit der Betätigung. Generell lässt sich die Standzeit eines Kippschalters in Bezug auf die Anzahl der Schaltzyklen und die Betriebsdauer ausdrücken.

Standard-Kippschalter haben typischerweise eine Lebensdauer von etwa 10.000 bis 100.000 Schaltzyklen, also die Folge Ein-Aus-Ein. Hochwertige industrielle Kippschalter können sogar eine Lebensdauer von 100.000 bis über 1.000.000 Schaltzyklen erreichen, je nach Konstruktion und Einsatzzweck. Die Lebensdauer wird allerdings durch die elektrische Belastung beeinflusst. Bei Schaltern, die nahe an ihrem maximalen Schaltstrom oder ihrer maximalen Schaltspannung betrieben werden, ist mit einer kürzeren Standzeit zu rechnen.

Ebenso negativ wirken sich Umgebungen mit hoher Feuchtigkeit, Staub, chemischen Dämpfen oder extremen Temperaturen aus. In solchen Fällen sind Schalter mit einen hohen Schutzart wie IP65 oder IP67 und – für extrem feuchte Bedingungen – auch wasserdichte Schalter besser geeignet. Auch eine übermäßige mechanische Belastung, wie häufiges starkes Betätigen des Schalters in sehr kurzer Zeit oder Vibrationen, kann die Lebensdauer verkürzen.

Auf diesem Bild ist ein Kippschalter mit einer an aus an Funktion Abgebildet.
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