Ratgeber
Wissenswertes zu Magnetschaltern
Magnetschalter werden mithilfe von Magneten beziehungsweise Magnetfeldern betätigt. Sie funktionieren vollkommen berührungslos, arbeiten sehr zuverlässig und punkten mit einer hohen Lebensdauer, weshalb sie in vielerlei Bereichen Verwendung finden. Wie sie funktionieren und worauf es beim Kauf zu achten gilt, erfahren Sie in unserem Ratgeber.
Die Bezeichnung Magnetschalter ist ein Sammelbegriff für Schaltertypen, deren Wirkweise auf Magnetismus beruht. Dazu zählen alle Schalter, deren Kontakte entweder mithilfe eines magnetischen Elements oder mithilfe eines Magnetfelds ausgelöst werden. Zu Schaltern, die mit einem Magnetfeld geschaltet werden, gehören Reedschalter (auch Reed-Kontakte genannt) und Hall-Sensoren. Ein Reedschalter ist mit zwei ferromagnetischen Kontaktzungen ausgestattet, die in einem Glasrohr eingeschmolzen sind und sich ein Stück weit überlappen. Bei Annäherung eines magnetischen Feldes ziehen sich die Zungen gegenseitig an und schliessen den Kontakt. Umgekehrt wird der Kontakt geöffnet, wenn sich die Zungen durch Entfernen des Magnetfelds lösen. Reed-Kontakte sind Bestandteil von Reed-Sensoren und Reed-Relais und aufgrund ihrer hermetisch geschlossenen Bauweise nahezu überall einsetzbar.
Hall-Sensoren funktionieren ein wenig anders. Sie verfügen über ein stromdurchflossenes Halbleiter-Element und einen Permanentmagneten, der permanent ein elektrisches Feld vor dem Halbleiter-Element erzeugt. Dringt ein Objekt, das aus einem ferromagnetischen Material besteht, in das Magnetfeld ein, ändert sich die Magnetfeldstärke. Das geht wiederum mit einer messbaren Spannungsänderung im Halbleiterelement einher, die in ein analoges oder digitales Signal umgewandelt wird. Hall-Sensoren sind in unterschiedlichen Bauformen erhältlich und können unter anderem zur Position- und Lagebestimmung eingesetzt werden.
Magnetschalter sind im Bereich der Automatisierungstechnik stark verbreitet und haben einen festen Platz neben mechanisch arbeitenden Endschaltern, die beispielsweise durch Stössel, Rollen oder Hebel angetrieben werden, eingenommen. Sie werden bevorzugt überall dort eingesetzt, wo Betriebsbedingungen herrschen, die für mechanisch betätigte Schalter nicht optimal sind.
In der Pneumatik kommen Magnetschalter (meist Reedkontakte) in der Regel für Positionsabfragen von Pneumatikzylindern beziehungsweise -zylinderkolben zum Einsatz. In diesem Zusammenhang werden Magnetschalter gelegentlich auch als Zylinderschalter bezeichnet. Sie haben die Aufgabe, die Stellung des Pneumatikzylinderkolbens zu erfassen, indem sie auf einen im Kolben integrierten Permanetmagnet reagieren und ein elektrisches Signal erzeugen, sobald sich der Magnet ihrem Schaltbereich nähert. Auf diese Weise können pneumatisch betriebene Anlagen überwacht und gegebenenfalls gesteuert werden.
Die Anwendungsbereiche von Magnetschaltern gehen jedoch weit über den Bereich der Pneumatik und Automation hinaus. Sie kommen im Maschinenbau, in der Luftfahrt und in der Landwirtschaft zum Einsatz, sind Bestandteil von Sicherheits- und Messtechnik und werden in der Automobilindustrie genutzt. Ein Beispiel hierfür sind Magnetschalter-Anlasser beziehungsweise Magnetschalter-Starter in Motoren. Anlasser und Magnetschalter sind zwei separate Komponenten, auch wenn sie wie ein zusammengehöriges Bauteil aussehen. Ein Anlasser ist ein kleiner Elektromotor, der dazu dient, dem Verbrennungsmotor des Autos eine Startunterstützung zu geben bis er eigenständig läuft. Das funktioniert, indem die Bewegung des Elektromotors auf das Schwungrad des Verbrennungsmotors übertragen wird. Während der Fahrt wird der Anlasser wieder vom Motor entkoppelt, damit kein unnötiger Verschleiss entsteht. Das Ein- und Auskoppeln ist Aufgabe des Magnetschalters. Beim Starten des Fahrzeugs (Drehen des Zündschlüssels) erhält der Schalter einen Impuls und zieht das Ritzel (ein kleines Zahnrad) des Anlassers in den Motorzahnkranz. Ausserdem schliesst er den Kontakt zur Batterie, um den Anlassermotor mit Strom zu versorgen, damit dieser den Verbrennungsmotor bis zum Selbstlauf antreiben kann. Beim Loslassen des Zündschlüssels fällt die Magnetkraft in sich zusammen. Der Anlasser wird wieder entkoppelt und ausgeschaltet.
Magnetschalter werden darüber hinaus genutzt, um zu überprüfen, ob Fenster und Türen geöffnet oder geschlossen sind, und zu diesem Zweck in Alarmanlagen verbaut. Einfache Schalter bestehen aus zwei Magneten, zwischen denen ein Magnetstrom fliesst. Beim Öffnen der Tür wird der Magnetstrom unterbrochen, woraufhin ein Warnsignal ausgelöst wird. Die Einsatzbereiche von Magnetschaltern sind damit immer noch nicht erschöpft. Sie sind in Haushaltsgeräten zu finden, werden in der Medizin und Telekommunikation genutzt und vieles mehr.
Unser Praxistipp: Magnetschalter richtig einbauen
Bei Magnetschaltern, die auf Basis eines Magnetfeldes geschaltet werden, gilt es auf die Montage-Umgebung zu achten. In der Nähe befindliches Eisen oder Stromkabel, die parallel zum Schalter verlaufen, können das Messsignal beeinträchtigen. Im Fall einer Reihenmontage gilt es darauf zu achten, die Magnetschalter in ausreichendem Abstand zueinander zu installieren, damit sie sich nicht gegenseitig beeinflussen oder betätigen. Abschirmbleche können hier Abhilfe schaffen.
Der Einsatzzweck bestimmt massgeblich die Wahl des richtigen Magnetschalters. Wenn Sie auf der Suche nach einem Magnetschalter für Pneumatikzylinder sind, gilt es auf die Kompatibilität mit der Zylinderbaureihe zu achten. Eine gute Lösung sind universell einsetzbare Magnetschalter, die mit nahezu allen Pneumatikzylindern kompatibel sind, die über einen eingebauten Magnetkolben verfügen. Solche Ausführungen bieten die grösste Flexibilität. Darüber hinaus gilt es auf eine hohe Schaltgenauigkeit zu achten und darauf, ob der Schalter für Gleich- oder Wechselstrom ausgelegt ist. In diesem Zusammenhang sind die zulässige Betriebsspannung (meist angegebenen in Volt für AC und DC) sowie die Schaltleistung (Watt) zu berücksichtigen.
Abhängig von der Umgebung, in der der Magnetschalter zum Einsatz kommt, kann die Schutzart eine Rolle spielen. Viele Magnetschalter für pneumatische Anwendungen, die Sie in unserem Onlineshop finden, sind mit der Schutzart IP 65 ausgewiesen. Das heisst, sie sind staubdicht und gegenüber Strahlwasser aus einem beliebigen Winkel geschützt. Das Gehäusematerial ist ebenfalls ein Faktor, den es unter Umständen zu berücksichtigen gilt. Magnetschalter mit Teflon-Gehäuse eignen sich beispielsweise für den Einsatz in der Lebensmittel- und Chemieindustrie, weil das Material unempfindlich gegenüber Säuren, Laugen und anderen aggressiven Stoffen ist. Gehäuse aus Messing oder Kunststoff sind für allgemeine Anwendungen im Maschinenbau und in der Automatisierung gut geeignet. Um die verbaute Elektrik während anspruchsvoller Aufgaben zu schützen, sollte der Zylinderschalter vibrationsfest sein.
Tipp: Viele Pneumatikzylinder sind bauseits mit einer Nut für einen potenziellen Zylinderschalter ausgestattet, der dann einfach nur noch eingesetzt werden muss. Hier lohnt es sich, einen passenden Magnetschalter (bspw. mit T- oder C-Nut) zu verwenden.
FAQ – häufig gestellte Fragen zu Magnetschaltern
Mein Magnetschalter-Anlasser funktioniert nicht. Woran kann das liegen?
Ist der Magnetschalter-Anlasser defekt, kann das mehrere Ursachen haben. Möglich ist beispielsweise, dass der Elektromotor des Anlassers kaputt oder das Ritzel verschlissen ist. Die Gründe können auch beim Magnetschalter zu suchen sein. Eventuell schalten die Hauptkontakte nicht richtig, weil der Schalter in der falschen Position liegt, oder weil sie schlicht und ergreifend beschädigt sind. In jedem Fall sollte der Magnetschalter-Starter repariert oder durch ein entsprechendes Ersatzteil passend zum Motor-Typ ausgetauscht werden.
Mein Magnetschalter-Starter und meine Lichtmaschine sind gleichzeitig kaputt gegangen. Gibt es einen Zusammenhang?
Nein, zumindest keinen unmittelbaren. Die Lichtmaschine versorgt zwar alle elektronischen Komponenten des Fahrzeugs mit Strom, der Magnetschalter-Starter zieht seine Energie jedoch aus der Autobatterie, die auch den Reservestrom zur Verfügung stellt, wenn die Lichtmaschine ausfällt. Eine direkte Verbindung gibt es dahingehend also nicht.
Was versteht man unter dem Begriff Solenoid?
Im Zusammenhang mit Magnetschaltern begegnet man gelegentlich dem Ausdruck „Solenoid“. Damit kann mehrerlei gemeint sein. Solenoid ist einerseits die englische Bezeichnung für Magnetschalter und meistens ist diese Lesart zu präferieren. Im elektrotechnischen Kontext ist Solenoid aber auch ein Alternativbegriff für eine Zylinderspule, die aus Metall besteht und ein Magnetfeld erzeugt. Sie wirkt wie ein Stabmagnet, sobald Strom durch sie hindurchfliesst.