Schnappschalter – Definitionen & Descriptionen
Schnappschalter, auch Mikroschalter genannt, werden durch einen federbetätigten Mechanismus aktiviert. Durch Drücken des Betätigers wird der Schaltvorgang mit einer vordefinierten Kraft und einem vordefinierten Weg ausgelöst. Die Schaltgeschwindigkeit selbst ist weitgehend unabhängig von der Betätigungsgeschwindigkeit.
Betätiger
Durch die Krafteinwirkung auf den Betätiger eines Schnappschalters wird der Schnappmechanismus freigegeben, der wiederum den Schaltvorgang auslöst.
Zusatzbetätiger
Es ist möglich, einen Hilfsantrieb an einen Schnappschalter anzuschließen, um die spezifischen Anforderungen einer bestimmten Anwendung zu erfüllen. Dadurch verändern sich in der Regel der Hub und die Kräfte, die beim Schaltvorgang zum Einsatz kommen, abhängig von der Länge der Hebel. Durch den Einbau eines entsprechenden Zusatzbetätigers ist es möglich, den Betätigungsweg zu verlängern und/oder die erforderliche Betätigungskraft zu reduzieren.
Anschlüsse
- COM (Common = 1): Basisanschluss
- NC (Normally Closed = 2): Der Kontakt ist in der Ruhestellung geschlossen, d.h. der Anschluss ist mit COM verbunden. Wenn der Schalter betätigt wird, öffnet sich der Kontakt.
- NO (Normally Open = 4): Der Kontakt ist in der Ruhestellung geöffnet, d.h. der Anschluss ist von COM getrennt. Wenn der Schalter betätigt wird, schließt der Kontakt.
Kontaktabstand (Öffnungsabstand des Kontakts)
Der Kontaktabstand ist der Abstand zwischen einem Paar offener Kontakte. Für Schnappschalter beträgt der Kontaktabstand gewöhnlich 0,3 mm. Bei Schaltern mit Kontaktabständen < 3 mm sind grundsätzlich zusätzliche Maßnahmen zur Trennung vom Stromnetz erforderlich. Diese Schalter tragen das Zeichen μ für europäische Zulassungen. Schalter mit einem Kontaktabstand > 3 mm können in der Regel direkt zur Trennung vom Stromnetz eingesetzt werden. Bitte prüfen Sie die für Ihr Produkt geltenden Gerätespezifikationen und klären Sie im Zweifelsfall bitte mit den zuständigen Prüfstellen ab.
Luft- und Kriechstrecken
Die Luftstrecke ist der kürzeste Abstand durch die Luft zwischen zwei elektrisch leitenden Teilen. Die Kriechstrecke ist die kürzeste Entfernung entlang einer Oberfläche aus Isoliermaterial zwischen zwei elektrisch leitenden Teilen.
| Description | Funktion | Schaltsymbol |
| S.P.D.T. Single Pole Double Throw (Wechsler / Umschaltkontakt) | In der Ruhestellung ist Anschluss COM mit dem Anschluss NC verbunden. Wird der Betätiger gedrückt, wird der Kontakt zwischen COM und NC getrennt und zwischen COM und NO geschlossen. |  |
| S.P.D.T. – N.O. Single Pole Single Throw Normally Open (Schließer) | Bei Betätigung des Schalters schließt der Kontakt. |  |
| S.P.D.T. – N.C. Single Pole Single Throw Normally Closed (Öffner) | Bei Betätigung des Schalters öffnet der Kontakt. |  |
Positionen, Kräfte & Wege
| Position | Description |
|---|---|
| Betätigerpositionen | Die Maßangaben für die Betätigerpositionen sind immer auf eine bestimmte Referenzlinie bezogen. |
| Ruhestellung | Die Ruhestellung ist die Position des Betätigers, in der auf ihn keine äußere Kraft einwirkt. |
| Schaltpunkt (mech.) | Der Punkt auf dem Weg des Betätigers, an dem der Sprungmechanismus in Funktion gesetzt wird. |
| Endstellung | Position des Betätigers am Ende des zulässigen Weges |
| Rückschaltpunkt (mech.) | Der Punkt auf dem Weg des Betätigers zurück zur Ruhestellung, an dem der Sprungmechanismus in seine Ausgangsstellung zurückschnappt. |
| Weg | Description |
|---|---|
| Vorlaufweg | Der zwischen Ruhestellung und Schaltpunkt liegende Weg. |
| Nachlaufweg | Der zwischen Schaltpunkt und Endstellung liegende Weg. Um ein sicheres Schalten zu gewährleisten, muss der Nachlaufweg zu mindestens 50% genutzt werden. |
| Rücklaufweg | Der Weg zwischen Endstellung und Rückschaltpunkt. |
| Leerlaufweg | Der zwischen Rückschaltpunkt und Ruhestellung liegende Weg. |
| Gesamtweg | Der Gesamtweg ist die Summe aus Vor- und Nachlaufweg beziehungsweise Rücklauf und Leerlaufweg. |
| Differenzweg | Der Weg zwischen Schaltpunkt und Rückschaltpunkt. |
Acutator Position
| Kraft | Description |
|---|---|
| Anfangskraft | Die Kraft, die benötigt wird, um den Betätiger aus der Ruhestellung zu bewegen. |
| Schaltbetätigungskraft | Die am Betätiger erforderliche Kraft, um diesen über den Schaltpunkt zu führen. |
| Endbetätigungskraft | Die Kraft, die notwendig ist, um den Betätiger in der Endstellung zu halten. |
| Rückschaltkraft | Die Kraft, auf welche die Schaltbetätigungskraft verringert werden muss, damit der Sprungmechanismus in die Ausgangslage zurückkehrt. |
| Differenzkraft | Die Differenz zwischen der Schaltbetätigungskraft und der Rückschaltkraft. |
Diagramm, das den Zusammenhang zwischen Betätigungskraft und Weg zeigt
Diagramm, das das Verhältnis zwischen Kontaktkraft und Weg zeigt
Lebensdauer, Temperaturverhalten, Schwingungs- und Spannungsfestigkeit
Die Lebensdauer gibt die Mindestzahl von Schaltzyklen innerhalb der spezifischen Werte an. Sie ist von einer Vielzahl von im jeweiligen Einsatzfall auftretenden Parametern abhängig. Dazu gehören u.a.:
- Schaltstrom und Schaltspannung
- Lastart (z.B. Ohmsche, induktive oder Lampenlast)
- Werkstoffpaarung Betätigungselement / Betätiger
- Betätigungsart
- Betätigungsgeschwindigkeit
- Schaltfrequenz (Schaltspiele/min)
- Vorlauf-/Nachlaufweg
- Umweltfaktoren wie Klimabedingungen oder Schadgase (z.B. SO2).
Elektrische Lebensdauer
Von großem Einfluss auf die Lebensdauer ist die Auswahl des jeweils
optimalen Kontaktmaterials. Die elektrische Lebensdauerprüfung erfolgt
mit Nennspannung, Nennstrom und Widerstandslast bei 23°C Umgebungstemperatur. Bei kleineren elektrischen Strömen steigt die elektrische Lebensdauer der Schalter und erreicht unter Umständen die mechanische Lebensdauer
Bitte beachten Sie:
Fette, Öle und Materialien, die Silikon enthalten, dürfen am Schalter nicht verwendet werden. Es gibt einen Unterschied zwischen mechanischer und elektrischer Lebensdauer
Mechanische Lebensdauer
Sie gibt an, wie oft ein Schalter ohne elektrische Last betätigt werden kann.
Für die Ermittlung der mechanischen Lebensdauer werden die Schnappschalter in axialer Richtung zum Betätiger sinusförmig unter Ausnutzung von 80% des Nachlaufweges mit 4Hz bei Raumtemperatur betätigt.
Bitte beachten Sie:
Bei Schaltlasten, die von dem im Katalog angegebenen Werten abweichen, wird eine Rücksprache mit ZF Electronics empfohlen. Besonders, wenn Sie andere Verbraucher als lineare Widerstandslasten einsetzen. Dies können elektrische Schaltkreise mit induktiven Lasten (Motoren), kapazitiven Lasten (Kondensatoren) oder Lampenlasten sein. Für das Erreichen der elektrischen Lebensdauer darf der Schalter in Ruhestellung nicht gedrückt (vorgespannt) werden und der Nachlaufweg muss zu mehr als 50% genutzt werden. Lebensdauerangaben zu Gleichstromlasten erhalten Sie auf Anfrage. Hier empfehlen wir bei größeren Schaltleistungen Löschglieder als Kontaktschutz einzusetzen.
Da die Lebensdauer eines Schnappschalters von einer Vielzahl von Faktoren abhängt, empfehlen wir praxisnahe Versuche zur Absicherung der erforderlichen Lebensdauer. Dies ist vor allem dann empfehlenswert, wenn der Einsatzfall stark von den oben genannten Testbedingungen abweicht. Für Beratungsgespräche über Ihren individuellen Einsatzfall stehen Ihnen unsere Spezialisten gerne zur Verfügung.
Temperaturverhalten
Die Verwendungstemperaturen unserer Schnappschalter liegen je nach Ausführung zwischen -25 bis +70°C und – 40 bis +150°C. Werden die für den jeweiligen Typ genannten Grenzen über- oder unterschritten, ändern sich die Werkstoffeigenschaften und die Zuverlässigkeit wird beeinflusst. Bei Kennzeichnung der Schalter mit dem T-Zeichen (z.B. 40T125 nach EN 61058-1) sind die Schalter für die entsprechenden Temperaturen approbiert.
Schwingungs- und Schockfestigkeit
Schnappschalter sind durch ihre geringen beweglichen Massen relativ unempfindlich gegen Schock und Vibrationen. Sie erreichen die besten Werte in der Ruhelage bzw. in der Endlage des Betätigers. Erfüllt wird eine Schwingungsfestigkeit von 5g bei 20–200 Hz und eine Schockfestigkeit von 50g (6 ms).
Am Schalt- bzw. im Rückschaltpunkt werden Schnappschalter durch Vibrationen stärker beeinflusst. Dabei kann es u.U. zu kurzzeitigem Öffnen oder Schließen der Kontakte (Prellen) kommen und dadurch die Lebensdauer reduziert werden. Deshalb sollten schwingungsbelastete Schnappschalter möglichst nicht langsam betätigt werden.
Spannungsfestigkeit
Die Spannungsfestigkeit der Schnappschalter liegt bei den für Netzspannung geeigneten Typen über: 1500VAC zwischen stromführenden Teilen und der Masse und 750VAC zwischen den Anschlüssen (offenen Kontakten) gemessen bei 23°C±5°C Umgebungstemperatur, normalem Luftdruck und einer relativen Feuchte von <70% für die Dauer von einer Minute.
Betätigung, Kontaktformen und -werkstoffe
Betätigungsgeschwindigkeit
Schnappschalter sind für ein breites Spektrum an Betätigungsgeschwindigkeiten geeignet. Jedoch können extrem langsame oder schnelle Betätigungen Schaltleistung und Lebensdauer beeinflussen. Die jeweiligen produktspezifischen Werte sind den Technischen Spezifikationen zu entnehmen. Die maximale Schaltfrequenz (Schaltungen/s) wird durch die elektrische Last begrenzt. Bei geringen Schaltlasten sind bis zu 10 Betätigungen pro Sekunde möglich. Schlagartige Betätigung ist zu vermeiden, da sie die mechanische Lebensdauer verringert.
Kontaktprellen
Prellzeit ist die Zeit zwischen der ersten Kontaktberührung gerade schlie- ßender Kontakte und der endgültigen Kontaktgabe. Die typischen Prellzeiten unserer Schnappschalter liegen bei 1,5 bis 3ms, je nach Baureihe.
Umschlagzeit
Bei Wechslern: Die Zeit zwischen dem ersten Öffnen des Ruhekontaktes und dem ersten Schließen des Arbeitskontaktes.Die Umschlagzeit wird im Wesentlichen durch konstruktive Merkmale wie z.B. den Kontaktweg und die Federcharakteristik bestimmt. Sie liegt im Allgemeinen je nach Typ zwischen 3 und 10 ms.
Bitte sprechen Sie mit uns, falls die Umschlagzeit in Ihrer Anwendung für die Funktion wichtig ist.
Kontakte
Wir bieten Ihnen Schalter mit Standard- und Crosspoint- (Kreuzschneiden) Kontakten an. Speziell bei geringen Spannungen und Strömen empfehlen wir Gold-Crosspoint-Kontakte. Durch die kleinen Kontaktflächen der gekreuzt angeordneten Schneiden ergibt sich ein höherer Flächendruck, der die Zuverlässigkeit erhöht. Für höhere Schaltlasten eignen sich meist die Standardkontakte besser.
Kontaktwerkstoffe
Gold und Goldlegierungen: meistens AuAg; AuAgPt
Silber und Silberlegierungen: meist AgNi, AgSnO2
Goldlegierungen eignen sich vor allem für niedrige Ströme und Spannungen. Typische Einsatzfälle sind von 5V, 1mA DC bis 12V 100mA DC.
Ihr Einsatz kann aber auch bei nur selten betätigten Schaltern und bei schwefelhaltiger Atmosphäre sinnvoll sein. Für das Schalten höherer Leistungen ist meist der Einsatz von Silber und Silberlegierungen vorzuziehen. Typische Werte sind hier 12V, 100mA DC bis 250 V, 21 A AC
Da die richtige Wahl der Kontaktwerkstoffe von einer Vielzahl von Einflüssen, wie Schaltspannung und Strom, Umweltbedingungen usw. abhängt, beraten wir Sie gerne bei der Kontaktwerkstoff-Auswahl. Wir empfehlen vor dem Einsatz praxisnahe Versuche mit unseren Schaltern durchzuführen.
Werkstoffe & Durchgangswiderstand
Werkstoffe
Verwendet werden für unsere Standardschalter hochwertige, cadmiumfreie Kunststoffe mit für den Einsatzfall optimierten Eigenschaften. Generell wird versucht, schädliche und gefährliche Stoffe zu vermeiden. Nähere Informationen finden Sie in unserer Gefahrstoff-Ausschlussliste
Brandverhalten von Werkstoffen
Isolierstoffe, die mit elektrisch leitenden Teilen direkt in Verbindung stehen, werden nach Flammklassen eingeteilt. Die meisten der von uns eingesetzten Gehäusewerkstoffe sind selbstverlöschend und nach UL 94 V0 gelistet.
Kriechstromfestigkeit
Die in den Schnappschaltern verwendeten Isolierstoffe besitzen meist eine Kriechstromfestigkeit von PTI 250 (PTI 300, z.B. D4) oder PTI 175 (PTI 250, z.B. DB, DC). Sie widerstehen damit 50 Tropfen Testflüssigkeit bei einer Prüfspannung von 250V ohne Kriechstrombildung (IEC 60112).
RoHS
Schalter ohne Leitungen sind bereits RoHS-konform ausgeführt. Schalter mit Leitungen sind auf Anfrage in RoHS-konformer Ausführung lieferbar. Bei der Weiterverabeitung mit bleifreien Loten sind die produktspezifischen Lötempfehlungen zu beachten.
Glühdrahtprüfung
Die verwendeten Isolierstoffe für Schnappschalter mit ENEC-Zulassung erfüllen die entsprechend der Hausgerätenorm IEC 60335-1 geforderten Glühdrahtprüfungen GWFI bei 850°C und GWIT bei 775°C oder alternativ die Glühdrahtprüfung GWT mit 750°C.
Durchgangswiderstand
Der Durchgangswiderstand der Schnappschalter setzt sich aus dem Kontaktwiderstand und dem Widerstand der stromführenden Teile zusammen. Er ist hauptsächlich von der Konstruktion und dem Kontaktmaterial abhängig. Der Durchgangswiderstand von Schaltern mit Silberkontakten beträgt max. 100 mΩ, mit Goldkontakten max. 50 mΩ im Neuzustand.
Isolationswiderstand
Der Isolationswiderstand zwischen den stromführenden Teilen unserer Schnappschalter und einer leitfähigen Unterlage oder zwischen den geöffneten Kontakten liegt im Neuzustand über 10 MΩ, gemessen bei Raumtemperatur mit 500VDC für eine Minute.
Vorsicht:
Feuchtigkeit und Verschmutzung können den Isolationswiderstand verringern
| Designations | Meaning |
|---|---|
| ASA | Acrylnitrat-Styrol-Acrylester |
| LCP | Liquidcristalpolymer |
| PA | Polyamid |
| PBT | Polybutylenterephthalat |
| PET | Polyethylenterephthalat |
| POM | Polyacetal |
| PPS | Polyphenylensulfid |
| PES | Polyethersulfon |
| SI | Silikon |
| TPE | Thermoplastisches Elastomer |
| VMQ | Vinyl-Methyl-Polysiloxan |
| UL | IEC/VDE | Verlöscht im vertikalen Brenntest spätestens nach> | Entzündung von Watte durch abtropfendes Material | Max. Nachglimmdauer |
|---|---|---|---|---|
| V-0 | FV-0 | 5 Sekunden | Nein | 30 Sekunden |
| V-1 | FV-1 | 25 Sekunden | Nein | 30 Sekunden |
| V-2 | FV-2 | 25 Sekunden | Möglich | 60 Sekunden |
| HB | FH | Brenngeschwindigkeit im horizontalen Brenntest: bis 3mm Dicke <7,5mm/min; über 3mm Dicke >3,8mm/min |
