Endschaltertypen und -verwendung

Endschalter sind Geräte, die dazu dienen, die An- oder Abwesenheit eines Objekts zu erkennen oder zu überwachen und anzuzeigen, ob die Bewegungsgrenzen dieses Objekts überschritten wurden. Sie werden häufig in industriellen Steuerungssystemen und verschiedenen mechanischen Anwendungen eingesetzt, um Maschinen zu steuern, indem sie diese ein- oder ausschalten, wenn ein Objekt einen bestimmten Punkt passiert. Dieser Artikel befasst sich mit den verschiedenen Arten von Endschaltern und ihren Anwendungen.

Arten von Endschaltern

Endschalter können nach der Art der Betätigung und der Kontaktkonfiguration eingeteilt werden.

Basierend auf der Betätigungsart

Mechanisch

• Plungerbetätigt: Stößelendschalter haben einen Stößel oder Druckknopf, der durch das sich bewegende Objekt gedrückt wird, um den Schalter zu aktivieren. Sie sind ideal für eine einfache Ein-Aus-Positionserkennung. Ihr direkter Kontakt erfordert eine präzise Ausrichtung, und sie sind aufgrund des Verschleißes des Aktuators nicht für Anwendungen mit hohen Zyklusraten geeignet.
• Rollenhebel betätigt: Diese Schalter sind mit einer Rolle am Ende eines Hebels ausgestattet und werden durch die Bewegung eines Gegenstandes betätigt, der die Rolle schiebt. Die Rolle reduziert den Verschleiß und ermöglicht eine sanftere Betätigung mit weniger Reibung. Sie sind vielseitig einsetzbar und verfügen über verstellbare Hebel für verschiedene Betätigungspunkte, aber sie können empfindlich auf Fehlausrichtungen reagieren, und der Hebel kann durch übermäßigen Kraftaufwand beschädigt werden.
• Stangenhebel betätigt: Diese Schalter werden durch eine Stange oder einen Hebel betätigt, der durch einen Gegenstand gedrückt wird. Sie sind in der Regel robuster als Rollenhebelschalter und können höheren Betätigungskräften standhalten, benötigen aber mehr Betätigungskraft.
• Kabelzug: Diese Endschalter werden durch ein gezogenes Kabel aktiviert und eignen sich hervorragend für die Absicherung von Grenzen oder die Überwachung großer Bereiche. Sie bieten Flexibilität bei der Platzierung des Schalters in Bezug auf das sich bewegende Objekt, erfordern jedoch eine angemessene Kabelspannung und können weniger präzise betätigt werden als direkte Kontaktschalter.
• Drehbetätigt: Drehendschalter werden durch einen rotierenden Nocken oder ein Rad aktiviert, der/das den Schalter in bestimmten Positionen niederdrückt. Sie sind präzise für Rotationsbewegungen, erfordern aber eine sorgfältige Einstellung und können kompliziert sein.
• Der Schnurrbart wird betätigt: Whisker-Endschalter sind empfindliche taktile Sensoren, die einen dünnen Metalldraht oder "Whisker" verwenden, um die Anwesenheit oder Position von Objekten durch physischen Kontakt zu erkennen. Sie werden für ihre hohe Empfindlichkeit und ihr einfaches Design geschätzt und eignen sich daher für Anwendungen in der industriellen Automatisierung, Robotik und Sicherheitsmechanismen, bei denen eine präzise Teileerkennung erforderlich ist. Sie sind jedoch anfällig für Umwelteinflüsse, neigen zu Ermüdung und Bruch der Whisker und erfordern einen höheren Wartungsaufwand.

Berührungslos

Diese Endschalter erfordern keinen physischen Kontakt mit dem Objekt, was den Verschleiß verringert und in rauen Umgebungen von Vorteil sein kann.

• Magnetische Endschalter: Diese Schalter nutzen ein Magnetfeld, um das Vorhandensein eines Magneten oder eines eisenhaltigen Objekts zu erkennen, sind langlebig und immun gegen Staub, Schmutz und Feuchtigkeit. Ihr Erfassungsbereich ist jedoch begrenzt, und in Umgebungen mit magnetischen Streufeldern kann es zu Fehlauslösungen kommen.
• Induktive Endschalter: Diese Schalter erkennen metallische Gegenstände durch ein elektromagnetisches Feld. Sie sind robust gegen Staub und Feuchtigkeit und eignen sich für Hochgeschwindigkeitsanwendungen. Sie können jedoch nur metallische Gegenstände erkennen und haben einen relativ kurzen Erfassungsbereich.
• Kapazitive Endschalter: Sie sind in der Lage, sowohl metallische als auch nichtmetallische Objekte zu erkennen, indem sie Kapazitätsänderungen erfassen. Diese Schalter sind vielseitig einsetzbar und können sogar Materialien durch dünne Barrieren hindurch erkennen. Sie können jedoch empfindlich auf Umweltveränderungen wie Temperatur und Feuchtigkeit reagieren.
• Optische Endschalter: Mit einem Lichtstrahl, häufig Infrarot, zur Erkennung von Objekten, können diese Schalter mit hoher Geschwindigkeit betätigt werden und werden nicht durch das Material des Objekts beeinflusst. Sie können empfindlich auf Ausrichtung, Schmutz und Staub auf dem Sensor reagieren, und ihre Leistung kann je nach Oberfläche und Farbe des Objekts variieren.

Basierend auf der Kontaktkonfiguration

1. Normalerweise offen (NO): Die Kontakte in dieser Konfiguration sind offen, wenn der Schalter ruht, und schließen, wenn der Schalter aktiviert wird.
2. Normalerweise geschlossen (NC): Die Kontakte sind im Ruhezustand geschlossen und öffnen, wenn der Schalter betätigt wird.
3. Umschalter oder einpolig, zweipolig (SPDT): Diese haben einen gemeinsamen Anschluss und zwei weitere Kontakte, wobei der Schalter entweder den Stromkreis mit dem Schließer schließen oder mit dem Öffner öffnen kann.

Andere Typen

Zusätzlich zur mechanischen und berührungslosen Betätigung werden spezielle Endschalter für bestimmte Anwendungen oder Umgebungen entwickelt.

• Druckbegrenzungsschalter: Druckbegrenzungsschalter werden durch eine Druckänderung betätigt und werden häufig in Fluidtechniksystemen eingesetzt. Sie reagieren empfindlich auf Druckschwankungen und können zur Überwachung von Durchflussmengen verwendet werden, müssen jedoch kalibriert werden und können durch Temperaturschwankungen beeinträchtigt werden.
• Thermische Endschalter: Thermische Endschalter reagieren auf Temperaturänderungen und werden in Heiz- und Kühlsystemen eingesetzt. Sie arbeiten innerhalb bestimmter Temperaturbereiche zuverlässig, haben aber nicht die Präzision von speziellen Temperatursensoren wie Thermoelementen oder RTDs.

Auswahl eines Endschalters

• Bei der Auswahl eines Endschalters sind die spezifischen Anforderungen der Anwendung zu berücksichtigen, wie z. B. die Art der Betätigung, die Umgebungsbedingungen, die erforderliche Präzision und das Verschleißpotenzial.
• Mechanische Schalter werden in der Regel wegen ihrer Zuverlässigkeit und Einfachheit für Anwendungen gewählt, bei denen ein direkter Kontakt zulässig ist.
• Berührungslose Schalter werden bevorzugt, wenn ein Kontakt mit dem Objekt unerwünscht ist oder zu Schäden führen könnte oder in Umgebungen, in denen der Schalter Verunreinigungen ausgesetzt sein könnte, die seine Funktion beeinträchtigen könnten.
• Spezialisierte Grenzwertschalter werden auf der Grundlage der spezifischen Parameter ausgewählt, die sie überwachen sollen, z. B. Druck oder Temperatur.

Endschalteranwendungen

Industrielle Nutzung

In der Industrie dient ein Endschalter der Positionsrückmeldung von Maschinen. Ein Endschalter kann verwendet werden, um festzustellen, wann ein mechanisches Teil das Ende seines Weges in einer Produktionslinie erreicht hat. Dies ist entscheidend für automatisierte Systeme, bei denen eine präzise Steuerung der Bewegung erforderlich ist. So werden beispielsweise in Förderbandsystemen am Ende des Weges Endschalter eingebaut, die signalisieren, wenn ein Stück sein Ziel erreicht hat. Wenn das Produkt den Betätiger des Endschalters berührt, ändern die Kontakte ihren Zustand und senden ein Signal an das Steuersystem. Dieses Signal kann das Förderband stoppen, verhindern, dass Gegenstände vom Ende herunterfallen, oder den Start eines anderen Prozesses auslösen, z. B. Sortieren, Verpacken oder Stapeln.

Endschalter des Ofens

Der Ofengrenzschalter misst die Temperatur der über den Wärmetauscher strömenden Luft und schaltet den Ofen ab, wenn das System überhitzt. Dies verhindert eine Beschädigung des Ofens und die mögliche Freisetzung gefährlicher Gase.

Ein Gebläseendschalter ist ein Kontrollschalter in der Ofensteuerung. Seine Funktion wird im Folgenden erläutert:

1. Messung der Temperatur: Überwachen Sie kontinuierlich die Lufttemperatur im Ofen oder in der Lüftungsanlage.
2. Aktivierung des Ventilators: Aktivieren Sie das Gebläse, wenn die Temperatur eine voreingestellte Einschalttemperatur erreicht (in der Regel etwa 49 °C - 65 °C oder 120 °F - 140 °F).
3. Lüfterbetrieb: Lassen Sie das Gebläse so lange laufen, bis die Temperatur unter die Einstellung für die Abschaltung des Gebläses fällt (in der Regel etwa 32 °C - 38 °C oder 90 °F - 100 °F).
4. Überhitzungsschutz: Sie fungieren als Sicherheitsvorrichtung und schalten das Heizsystem vollständig ab, wenn die Temperatur einen Höchstwert überschreitet (in der Regel etwa 93 °C oder 200 °F), um Überhitzung und potenzielle Brandgefahr zu vermeiden.

Diese Schalter befinden sich in der Regel in der Zugangsklappe des Ofens, die oft am oder in der Nähe des Wärmetauschers oder der Gebläsebaugruppe angebracht ist.

Garagentor-Endschalter

Garagentor-Endschalter steuern die Haltepunkte des Garagentors beim Öffnen und Schließen. Diese Schalter befinden sich in der Regel an der Schiene oder an der Motoreinheit und werden so eingestellt, dass die Tür in der offenen und geschlossenen Position genau anhält. Sie befinden sich in der Regel auf der Schiene des Öffners oder der Motoreinheit. Es werden zwei Schalter verwendet:

• Endschalter nach oben: Signalisiert dem Öffner, dass er anhalten soll, wenn die Tür ihre vollständig geöffnete Position erreicht hat.
• Endschalter unten: Signalisiert dem Öffner, dass er anhalten soll, wenn die Tür geschlossen ist.

HVAC-Endschalter

Ein HVAC-Endschalter ist ähnlich wie ein Ofen-Endschalter. Es überwacht die Temperaturen in Heiz- und Kühlsystemen und unterbricht die Stromzufuhr, wenn die Temperaturen die sicheren Grenzen überschreiten. Dadurch wird das System vor Überhitzung oder Einfrieren geschützt. Anwendungen von Endschaltern in HLK-Systemen sind:

• Überhitzungsschutz: Verhindern Sie eine Überhitzung des Ofens oder der Wärmepumpe und schalten Sie das System ab, wenn die Temperatur einen sicheren Schwellenwert überschreitet (in der Regel etwa 93 °C oder 200 °F).
• Gebläsesteuerung: Endschalter steuern den Ventilator, um den Luftstrom und die Temperaturverteilung zu kontrollieren. Sie kombinieren einen Temperatursensor und einen Schalter in einem einzigen Gehäuse. Der Endschalter schaltet das Gebläse ein, wenn der Ofen eine voreingestellte Temperatur erreicht, und läuft weiter, bis die Temperatur unter einen unteren Grenzwert fällt.
• Klappen- und Ventilsteuerung: Rollenendschalter werden zur Positionserfassung in Klappen, Ventilen und anderen beweglichen Bauteilen eingesetzt. Sie werden aktiviert, wenn eine Rolle eine Nocke oder einen Hebel berührt und damit anzeigt, dass eine bestimmte Position erreicht wurde.
• Verhinderung des Kondensatüberlaufs: Schützen Sie sich vor Wasserschäden.
• Kontrolle des Kältemitteldrucks: Druckschalter überwachen den Luft- oder Kältemitteldruck des Systems und lösen Steuerungsmaßnahmen aus, um die Kompressoren zu schützen und einen ordnungsgemäßen Systembetrieb aufrechtzuerhalten.

Endschalter für Wassererhitzer

Ein Endschalter für Wassererhitzer ist eine Sicherheitsvorrichtung, die die Stromzufuhr zum Heizelement unterbricht, wenn die Wassertemperatur einen sicheren Wert überschreitet. Sie befinden sich in der Regel in der Nähe des oberen Heizelements oder des Thermostats in der Zugangsplatte des Wassererhitzers.

Endschalter für den Aufzug

Aufzugsendschalter steuern die Positionen der Aufzugskabine. Die Anwendungen von Endschaltern in Aufzügen sind im Folgenden zusammengefasst:

• Verhindern Sie ein Nachlaufen am oberen und unteren Ende des Schachts.
• Geschwindigkeitsreduzierung einleiten, wenn sich der Aufzug einer Etage nähert.
• Steuerung der Abläufe beim Öffnen und Schließen der Türen.
• Beschränken Sie den Zugang zu bestimmten Ebenen oder Bereichen.

FAQs

Wo befindet sich der Endschalter eines Ofens?

Normalerweise befindet sich der Endschalter in einem Ofen in der Nähe der Brennereinheit oder im Gebläsefach.

Was ist ein Hochtemperatur-Endschalter?

Ein Temperaturbegrenzungsschalter ist eine Sicherheitseinrichtung, die einen Ofen abschaltet, wenn die Innentemperaturen sichere Grenzen überschreiten, um Überhitzung und mögliche Schäden zu vermeiden.

Wozu dient ein Näherungsendschalter/-sensor?

Ein Näherungsgrenzschalter/-sensor erkennt das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Objekten in der Nähe ohne physischen Kontakt. Dabei wird häufig eine induktive, kapazitive, magnetische oder optische Technologie verwendet, um eine Reaktion auszulösen, wenn ein Objekt in das Erfassungsfeld eintritt.

Was ist ein pneumatisch betätigter Endschalter?

Pneumatische Endschalter beruhen auf einer durch das sich nähernde Objekt verursachten Luftdruckänderung, die dann den Schalter betätigt.

Was ist ein Druckgrenzschalter?

Druckbegrenzungsschalter reagieren auf den Flüssigkeitsdruck. Sie gewährleisten ein sicheres Druckniveau in Rohrleitungen und lösen bei Überdruck einen Alarm aus.