Anschluss von Endlagenschaltern

Zur Begrenzung der Bewegung von Kränen, Auslegern o.ä. die von Getriebemotoren angetrieben werden, gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Man kann Servos/Powerservos verwenden, Rutschkupplungen oder Endlagenschalter. Dieser Artikel erklärt die Verwendung von Endlagenschaltern. Die Hinweise sind nicht speziell für unsere Module, sie gelten für alle Arten von Reglern die Hilfsantriebe steuern.

Das Prinzip des Endlagenschalters ist einfach. Am Ende der Bewegungsbahn betätigt die Mechanik einen Taster der den Stromkreis öffnet. Ein Taster, der bei Betätigung den Stromkreis öffnet, nennt sich "Öffner". Ist der Öffner aber betätigt, bewegt sich der Motor gar nicht mehr. Weder vor, noch zurück. Die Lösung ist also so nicht anwendbar. Es wird daher, parallel zu dem Öffner, ein Bauteil geschaltet, welches den Strom nur in eine Richtung fließen lässt. Dieses Bauteil nennt sich Diode. Sie muss so gepolt sein, dass der Stromfluss in die Richtung zum Zurückfahren aus der Endlage möglich ist.

In der Regel braucht man diese Schaltung, bestehend aus einem Mikroschalter und einer Diode zwei mal, für beide Endlagen.

M1 ist der Antriebsmotor, S1 und S2 die Öffner und D1 und D2 die Dioden. Die gestrichelte Linie soll die Laufbahn andeuten, das rote Rechteck den Nocken zu Betätigen der Schalter. Die gepunktete rote Linie soll den Antrieb der Nocke durch den Motor veranschaulichen.

Wenn kein Schalter betätigt ist, kann der Strom in beide Richtungen fließen und der Motor entsprechend links und rechts herum drehen

Der Endlagenschalter öffnet und Stromfluss ist nur noch in eine Richtung möglich.

Der gleiche Fall für die andere Endlage

Da der Schaltweg von Mikroschaltern nur wenige 1/10mm beträgt, muss man bei der Montage aufmerksam sein. Man sollte beachten, dass der Getriebemotor nicht sofort ausschaltet, sondern noch etwas ausrollt. Es kann dann passieren, dass die Nocke den Endschalter "überfährt", der Motor dreht dann weiter. Man sollte die Nocke so groß ausführen, dass das nicht passieren kann. Ein anderes Problem kann auftreten, wenn der Mikroschalter den Weg der Nocke blockiert. Dann kann es zu Schäden am Schalter / der Mechanik kommen. Hilfreich sind hier auch Mikroschalter mit Betätigungshebel/Roller. Diese vergrößern den Schaltbereich.

Zu den Bauteilen:

Als Taster sind grundsätzlich alle tauglich. Speziell für solche Anwendungsfälle entwickelte Taster nennen sich Mikroschalter. Sie gibt es in unterschiedlichsten Bauformen und Baugrößen. Sie sind besonders klein erhältlich, haben bereits Bohrungen zur Befestigung und unterschiedlichste Betätigungselemente. Wichtig ist, dass die Taster den Strom des Motors führen können. Sehr kleine Mikroschalter können nur wenige hundert Milliampere schalten.

Mikroschalter sind sehr häufig mit einem Wechsler ausgestattet, also einem Schliesser und einem Öffner. Endweder ist das Schaltsymbol auf dem Mikroschalter abgebildet, oder die Anschlüsse sind mit C, NO und NC gekennzeichnet. Diese Abkürzungen aus dem Englischen bedeuten:

"NO" (normally open): unbetätigt offen, Schliesser
"C" (common): gemeinsamer Anschluss
"NC" (normally closed): unbetätigt geschlossen, Öffner

Als Dioden kommen alle Dioden in Betracht, die den Motorstrom führen können. Gut erhältlich sind

1N4148, bis ca. 100mA
1N4001, geeignet bis 1A
1N5401, geeignet bis 3A

Für große Ströme und kleinem Bauraum kann es problematisch werden, geeignet kleine Mikroschalter / Dioden zu finden.

In dem Fall kann statt des Motors ein Relais geschaltet werden, welches den Motorstromkreis schließt (und bei Betätigen eines der Schalters öffnet).