Kreuzschalter: Zweck und Aufbau + Anschlussplan und Montage

Ein elektrischer Kreuzschalter ist ein Gerät, das für den Einsatz in elektrischen Kommunikationsschaltungen entwickelt wurde. Insbesondere wird diese Geräteklasse aktiv eingesetzt, wenn die Notwendigkeit besteht, Lichtquellen von verschiedenen Punkten aus zu steuern. In der Regel sieht die Schaltung die Integration dieses Geräts als zusätzliche Komponente zu bereits vorhandenen Wechselschaltern vor.

In diesem Artikel betrachten wir die Konstruktion und den Schaltplan des Geräts selbst sowie die Besonderheiten des Anschlusses in verschiedenen Varianten. Das Material ergänzen wir mit anschaulichen Schaltbildern, Fotos und einem Video zur eigenständigen Montage.

Konstruktion des Kreuzschalters

An sich ist das Gerät zur inversen Umschaltung von Stromleitungen nicht kompliziert. Aufgrund der für solche Geräte typischen Mehrpunkt-Schaltung können jedoch Schwierigkeiten bei der Installation auftreten. Daher ist es sinnvoll, die Konstruktion des Geräts sowie die Anschlusspläne zu betrachten.

Der Zweck des Kommunikators ist offensichtlich – die Verbindung elektrischer Stromkreise für Haushalts- (Gewerbe-) Zwecke, bei denen die Spannung 250 Volt nicht überschreitet. Die Standardausführung der Geräte ist für den Betrieb in trockenen, warmen Innenräumen ausgelegt, die der festgelegten Schutzklassennorm (IP20) entsprechen.

Äußerlich unterscheidet er sich nicht von herkömmlichen Konstruktionen von Lichtschaltern. Das interne System des Umschalters weist jedoch eine etwas andere Schaltungslösung auf.

Die Montage der Kreuzschalter erfolgt auf herkömmliche Weise (analog zur Montage eines gewöhnlichen Schalters für Licht) mit Befestigung der Installationsdose auf Schrauben, oder es wird eine Innenmontage mit Befestigung des Sockels an der Wand durch Metallkrallen durchgeführt.

Das Gehäuse des Geräts besteht in der Regel aus schlagfestem, nicht brennbarem Technopolymer. Alle Bauteile für die Außenmontage sind beständig gegen ultraviolette Strahlung.

Moderne Ausführungen zeichnen sich durch die Verwendung hochwertiger Materialien für die äußere Umrahmung aus. Technischer Kunststoff ist unempfindlich gegenüber ultravioletter Strahlung und Licht.

Die Mechanik der Kreuzschalter für 10 A Strom ist mit Schnellspann-Kontaktgruppen ausgestattet. Die Mechanik der Geräte für 16 A Strom hat Schraubklemmen. Zur Vereinfachung des Anschlusses sind die Klemmen (Phase und Nullleiter) in der Regel farblich unterschiedlich gekennzeichnet.

Die Klemmen der Schalter sind für den Anschluss von Leitern ausgelegt, die nach der Technologie der Einzel- oder Mehrleiterverlegung ausgeführt sind. Querschnitt der Einzelleiter bis 2,5 mm², der Mehrleiter bis 4 mm² (für 16 A Schalter).

Elektrischer Schaltplan des Geräts

Betrachtet man die Schaltungstechnik von Kreuzschaltgeräten, ist das Vorhandensein unterschiedlicher Gerätekonstruktionen hinsichtlich der Anzahl der Kontaktgruppen zu erwähnen. Einfache und häufig verwendete Geräte (Eintastenschalter) verfügen über 2 bewegliche Kontakte und 4 feste Kontakte.

Schaltungskonfiguration des Schalters mit zwei Tasten. Hersteller bringen das Schaltschema in der Regel direkt auf der Rückseite des Kunststoffgehäuses des Geräts an. Dem Benutzer bleibt nur, alles gemäß dem Schaltplan zu tun.

Eine komplexere Ausführung von elektrischen Kreuzschaltern (Zwei- bis Dreitastenkonstruktionen) zeichnet sich durch eine Anzahl von Kontaktgruppen von bis zu 4-6 beweglichen und bis zu 8-12 festen Kontakten aus.

Ein charakteristisches Merkmal dieser Geräteart ist ihre «abhängige» Installation. Mit anderen Worten: Konstruktionen von Schaltern mit Kreuzfunktionalität werden nicht ohne ein Paar gewöhnlicher Schalter installiert.

Daher sollte man bei der Auswahl eines Zwischengeräts auf die Anzahl der Arbeitskontakte achten. Bei Zwischenschaltern beträgt die Anzahl der Arbeitsklemmen immer mindestens vier.

Klemmenleiste des Schalters, jedoch nicht aus der Gruppe jener Geräte, die für die Kommunikation im Reversiermodus vorgesehen sind. Dies ist die Ansicht der Rückseite eines Wechselschalters mit nicht mehr als 3 Arbeitskontakten.

Durch den Einsatz solcher Geräte wird es möglich, flexiblere und bedienungsfreundlichere Steuerungsschaltungen für Beleuchtungsgeräte zu schaffen. Besonders relevant erscheint die Praxis der Verwendung von Kreuzschaltern in der Infrastruktur von Industrieunternehmen.

Analyse der Schaltung der Kontaktgruppen des Geräts

Nimmt man die klassische (eintastige) Konstruktion eines Geräts, hergestellt z. B. von der Firma ABB, und dreht es mit der Rückseite zum Benutzer, so ergibt sich etwa folgendes Bild.

Auf der Basisplatine befinden sich 4 Klemmenpaare, die jeweils mit entsprechenden Symbolen – in diesem Fall «Pfeilen» – gekennzeichnet sind. Durch eine solche technische Kennzeichnung gibt der Hersteller dem Benutzer Informationen zum korrekten Anschluss des Geräts.

So sieht die Klemmenverdrahtung des Geräts mit der Funktion der reversierenden Verriegelung aus. Die Unterschiede zur oben gezeigten Konstruktion liegen auf der Hand. Anhand dieser Merkmale wird in der Regel die gewünschte Konfiguration des Geräts ausgewählt.

Mit den eingehenden 'Pfeilen' wird die gemeinsame (umschaltbare) Kontaktgruppe angegeben. Mit den ausgehenden 'Pfeilen' wird die feste Kontaktgruppe markiert.

Schematisch sieht die Interaktion der Gruppen wie in der folgenden Abbildung aus:

Die farbigen Linien zeigen symbolisch, wie die Kontaktgruppen im Inneren des Zwischenschaltgeräts angeordnet sind. Jedes Paar Arbeitsklemmen ist mit einer Symbolik markiert, die auf die Eingangs- und Ausgangsgruppe hinweist.

An die Klemmen der gemeinsamen (Umschalt-) Gruppe des Schützes kommen Leiter vom ersten Wechselschalter, der im elektrischen Schaltplan verwendet wird. Entsprechend gehen von den Klemmen der zweiten (konstanten) Gruppe des Schützes Leiter ab, die mit dem Wechselschalter Nummer zwei verbunden sind, der ebenfalls vorsorglich in den Schaltplan aufgenommen wurde.

Dies ist eine klassische Variante mit zwei Wechselschaltern und einem Umschalter.

Schaltung zum Einbau eines Kreuzschalters in den Stromkreis zwischen zwei Wechselschaltern. Üblicherweise ist eine solche Lösung typisch für die Schaltpläne, die in Räumen des häuslichen Gebrauchs verwendet werden.

Das Gerät, das die Rolle eines Umschalters übernehmen soll, kann tatsächlich in einem von zwei Schaltmodi des Stromkreises verwendet werden:

1. Direkte Schaltung – Analog zu zwei Wechselschaltern.
2. Kreuzschaltung – die Hauptanwendung.

Die Konfiguration der ersten Variante besteht im Wesentlichen aus der Funktionalität einer direkten Verbindung mit der Möglichkeit der Schließung oder Unterbrechung.

Die zweite Konfigurationsmethode (durch Setzen von Brücken) versetzt das Gerät in den Betriebsmodus eines Umschaltplans mit Inversion.

Das Umschaltgerät unterstützt die Konfiguration (durch Brücken) für eine von zwei möglichen Betriebsfunktionen. Somit fungiert der Kreuzschalter als eine Art universelles Gerät.

Somit wirken die Zwischenschalter funktional nicht einfach als Schalter für künstliche Lichtquellen, sondern als Schalter universeller Wirkung. Dieser Faktor erweitert die Funktionalität solcher Geräte und macht sie für den Einsatz in verschiedenen Montagevarianten bequem.

Montagebesonderheiten und Integration in den Stromkreis

Umschalter mit Inversionsfunktion werden unter Verwendung der in der Bauwirtschaft oder in der Elektrotechnik üblichen Verfahren und Methoden montiert. Vorab wird ein geeigneter Aufstellungsort für das Gerät festgelegt.

Dann wird unter Berücksichtigung des gewählten Montagepunkts und der Anbindung an den allgemeinen elektrischen Schaltplan der Montageplan für den Kreuzschalter und die mit ihm paarweise arbeitenden Wechselschalter gezeichnet.

Im Rahmen der Projektentwicklung wird die Verlegeart der Leiter bestimmt – Aufputz oder Unterputz.

Beispiel für die Installation eines Wechselschalters nach der Montagevariante der internen Verkabelung. Genauso wird ein Kreuzschalter montiert, mit dem einzigen Unterschied, dass an ihn vier Kabeladern angeschlossen werden.

Unter Berücksichtigung der gewählten Methode wird die Installationsinfrastruktur vorbereitet (Schlitze, Löcher, Befestigungsdübel, Verteilerdosen).

Auf der fertigen Infrastruktur werden die Elektroleitungen gezogen, die Drähte in den Verteilerdosen verteilt und gemäß Schaltplan die Enden direkt zum Anschluss an die Wechsel- und Kreuzschalter herausgeführt.

Variante #1 — Besonderheiten des Anschlusses des Zwischengeräts

Die aus der Verteilerdose zur Verbindung mit dem Zwischenschalter herausgeführten Leiterenden (insgesamt 4) müssen vorbereitet werden. Insbesondere wird die Isolierung entfernt auf einem Abschnitt vom Ende entlang des Kabels von etwa 10-12 mm.

Übrigens haben viele Markenschalter am Gehäuse eine spezielle Markierung, an der sich die erforderliche Abisolierlänge leicht abmessen lässt.

Gehäuse eines Markengeräts, bei dem konstruktiv ein spezieller Messausschnitt vorgesehen ist. Dank dieser Markierung kann der Benutzer das Kabel stets genau nach Anleitung abisolieren.

Nun müssen die beiden Leiter identifiziert werden, die vom ersten in der Schaltung installierten Wechselschalter ausgehen. Üblicherweise werden alle Leiter bereits in der Phase der Schaltungsverdrahtung zur leichteren Identifizierung markiert.

Diese beiden Drähte werden an den beiden Eingangsklemmen (in diesem Fall Federklemmen) des Kreuzschalters angeschlossen. Die verbleibenden zwei werden auf die Ausgangsklemmen verteilt.

Die Markierung mit Pfeilen auf dem Gehäuse verringert das Risiko eines falschen Anschlusses des Geräts. Hier werden außerdem der Nennstrom und die zulässige Betriebsspannung angegeben.

Das auf diese Weise vorbereitete Chassis muss an Ort und Stelle gesetzt werden – innerhalb der Bau-Unterputzdose installiert (für die Unterputzmontage) oder direkt auf der Wandoberfläche befestigt (Aufputzmontage).

Befestigung des Schaltergehäuses durch direktes Eindrehen der Schrauben. Die Innenmontage sieht hingegen oft eine Befestigung mit seitlichen Metallspreizkrallen vor.

Bei interner Installation wird das Chassis normalerweise mit Spreizklammern oder direkter Schraubbefestigung fixiert. Bei der Aufputzmontage von Schaltern wird traditionell die direkte Schraubbefestigung verwendet. Danach wird ein Rahmen auf das Chassis gesetzt und auf den Betätigungshebel des Schalters wird eine Wippe aufgesetzt.

Variante #2 — Schaltungslösungen für mehrere Geräte

Wechselschalter für Zwischeninstallation sind ein wesentlicher Bestandteil von Schaltungslösungen, bei denen das Prinzip der Steuerung von mehr als drei voneinander entfernten Punkten realisiert wird.

Theoretisch kann es viele solcher Steuerungspunkte für künstliche Lichtquellen geben. Praktisch werden jedoch Varianten mit drei bis vier, maximal fünf Positionen realisiert, da mit jeder neuen Einführung eines Geräts der gesamte Verdrahtungsplan komplexer wird.

Schematik der Kommunikation des Beleuchtungsstromkreises, bei der zwei Kreuzschalter zusammen mit zwei Wechselschaltern verwendet werden. Dies ist eine Steuerungsvariante von vier unabhängigen Positionen.

Als Beispiel kann eine Vier-Positionen-Verdrahtung betrachtet werden, bei der von den grundlegenden Komponenten zwei Wechselschalter und zwei Kreuzschalter verwendet werden. In einem solchen Schaltplan wird der Phasenleiter auf den beweglichen Kontakt des Wechselschalters geführt.

Wenn Strom in das Netz eingespeist wird, fließt er durch die geschlossene Kontaktgruppe des Wechselschalters und wird an den beweglichen Kontakt eines der beiden Kreuzschalter weitergeleitet.

Anschließend fließt der Strom von der Ausgangsklemme des Umschalters zu einem zweiten, identischen Schalter – zu dessen beweglicher Kontaktgruppe und gelangt über die Ausgangsklemme zum feststehenden Kontakt des zweiten Wechselschalters.

Wenn der Umschalter dieses Schalters den Stromkreis schließt, gelangt der Strom von seinem Ausgang zum Leuchtmittel. Über den Glühfaden der Leuchte wird der Gesamtstromkreis zum Nullleiter geschlossen. Die Lampen der Leuchte leuchten. Wenn nun zu Versuchszwecken (und auch in der Praxis) nacheinander eines der Geräte in den Zustand „Aus“ versetzt wird, erlöschen die Lampen der Leuchte in jedem der vier Fälle.

Schematik eines Multischalters unter Beteiligung von Umschaltern. Theoretisch kann bei einer solchen Lösung eine unbegrenzte Anzahl von Geräten verwendet werden. Oder eine Anzahl, die nur durch die baulichen Gegebenheiten der Räume begrenzt ist.

Wenn jedoch alle vier gleichzeitig ausgeschaltet werden, schaltet diese eigenartige Kommunikationsgruppe einfach auf eine andere Schaltungsleitung um und die Lampen der Leuchte bleiben unter Spannung – sie leuchten weiter.

Das Experiment mit den Umschaltern zeigt deutlich die Funktionsweise der Kreuzschaltung eines Vier-Positions-Schalters. In jeder der vier Positionen ist die Steuerung des Leuchtmittels möglich.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Videomaterial zur Praxis der Steuerung von Leuchtmitteln mit Hilfe eines Kreuzschalters.

Wie installieren und verlegen Sie die Leitungen von Wechselschaltern zum Kreuzschalter und wie schließen Sie die Geräte an:

Die Vorteile der Verwendung von Wechselschaltern liegen auf der Hand, sowohl in Bezug auf den Benutzerkomfort als auch auf die Energieeinsparung. Aus diesem Grund erfreuen sich die genannten elektrischen Geräte sowohl im privaten als auch im gewerblichen Bereich schnell wachsender Beliebtheit.

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