Drehschalter

Drehschalter sind oft der Schalter erster Wahl, wenn die Anzahl der Schaltkreise oder der elektrischen Zustände (Werte) in einem zu steuernden Schaltkreis die Fähigkeiten von beispielsweise konventionelleren Kipp- oder Schiebeschaltern übersteigt. Der Bereich der Schaltkreiswerte, der von einem Standard-Schiebeschalter abgedeckt wird, ist in der Regel sehr begrenzt, und es wären mehrere Kippschalter erforderlich, um einen breiten Wertebereich oder eine große Anzahl von Schaltkreisen zu steuern. Der Drehschalter löst dieses Problem: Er ermöglicht die Steuerung mehrerer Schaltkreiswerte oder mehrerer Schaltkreise über einen einzigen Schalter.

 

Drehschalter funktionieren, wie ihr Name schon sagt, durch kreisförmige Drehung um einen zentralen Rotor und nicht durch Drücken oder Kippen. Sie können in einer Reihe verschiedener Aktivierungspositionen anhalten, um unterschiedliche Schaltkreise ein- bzw. auszuschalten, oder um den Wert des Schaltkreises zu erhöhen bzw. zu reduzieren. Einige sind so konfiguriert, dass sie mehrere Kontakte gleichzeitig mit einer einzigen Schalterposition steuern.

 

Obwohl es auch andere Möglichkeiten gibt, sind Drehschalter in der Regel mit 3-, 4-, 6- und 12-Wege-Konfigurationen konzipiert und verfügen über ein brückendes oder ein nicht brückendes Design.  Einige Drehschalter warten mit Dutzenden von möglichen Positionen auf, die unterschiedlichen Schaltkreisen oder einem breiten Spektrum bestimmter Radiofrequenzen, wie beispielsweise bei einem CB-Funkgerät, zugeordnet werden können. In Haushalten können sie zur Steuerung der Dimmfunktion einer Lampe oder der Geschwindigkeit eines elektrischen Lüfters verwendet werden. Darüber hinaus gibt es auch zahlreiche Anwendungen in der Industrie und Produktion (siehe unten).

 

Geschichte
 

Ingenieure und Erfinder haben bekanntermaßen mit Konzepten für Drehwähler (den Vorläufern des Drehschalters) experimentiert, um bereits im Jahr 1830 telegrafische Nachrichten zu übertragen. Den ersten patentierten Drehwähler gab es jedoch erst 1892, als der amerikanische Bestattungsunternehmer und ehemalige Lehrer Almon Brown Strowger sein Gerät für Telefone auf den Markt brachte: Die Telefonwählscheibe war geboren.

 

Drehwähler an Telefonen sind später den Drucktasten und den digitalen Touchscreen-Alternativen auf Smartphones gewichen. Auch der einst allgegenwärtige Drehschalter-Kanalwähler an Fernsehgeräten ist aufgrund des Aufkommens digitaler Technologie seit den 70er Jahren allmählich verschwunden.

 

Elektrische und digitale Alternativen zu mechanischen Drehschaltern sind immer stärker verbreitet. Dennoch finden Letztere nach wie vor bei vielen Anwendungen in der Industrie und Produktion Einsatz – hauptsächlich aus dem Grund, weil sie deutlich günstiger als ihre Konkurrenten der neuen Generation sind (siehe „Einsätze in der Produktion“ unten).

 

Technische Aspekte
 

Bei einem Drehschalter ragt eine Speiche auf nockenähnliche Weise rechtwinklig zum elektrisch leitenden Rotor oder zur Spindel hervor und fungiert als Kontaktarm. Radial um den Rotor herum am Umfang einer Disk (auch als Wafer oder Deck bekannt) befinden sich mehrere Anschlüsse. Wenn die Speiche während der Drehung einen dieser Anschlüsse berührt, wird eine elektrische Verbindung zu einem der multiplen Schaltkreise, die an einem oder allen dieser Anschlusspunkte mit dem Rotor verkabelt werden können, hergestellt.

 

Mehrere Pole können durch Hinzufügen mehrerer Decks (durch die der Rotor läuft) in den Schalter integriert werden: Im Grunde ist jedes Deck ein einzelner Pol. Während der Drehung wird in der Regel mittels eines Federmechanismus mit „Rastvorrichtung“, der gewährleistet, dass der Schalter von einem Aktivierungspunkt in einen anderen einrastet, verhindert, dass der Schalter zwischen Kontakten zum Stillstand kommt.

 

Damit Aktivierungspositionen bei festgelegten Intervallen von 30, 45, 60 und 90 Grad gegeben sind, nutzen heutige mechanische Drehschalter ein „Sternrad“-Design, hinter dem Nylon-Nocken befestigt sind. Während der mechanischen Drehung des Schaltrads können federnde Kontakte verschoben werden, indem sie in den Kerben auf den Nocken einrasten, um den Stromkreis zu schließen.

 

Es ist möglich, einige Drehschalter so zu konfigurieren, dass sie mit einer bestimmten Anzahl von Aktivierungspositionen funktionieren. Es ist zum Beispiel nicht immer notwendig, alle Punkte auf einem 12-Positionen-Schalter zu verwenden, wenn nur vier erforderlich sind. Durch Einfügen eines Ansatzes oder eines Zahns auf einer Scheibe in einem von mehreren Einschüben auf der Haltemutter des Schalters kann die Anzahl der Positionen den Betriebsbedingungen des Schalters angepasst werden. Dadurch wird die Anzahl möglicher Aktivierungspositionen auf die für diese bestimmten Schalterbetriebsfunktionen erforderliche Zahl reduziert.

 

Einsatzgebiete von Drehschaltern in der Produktion
 

Die meisten Verbraucher sind mit Drehschaltern vertraut: Sie finden sie an den meisten Armaturenbrettern in Autos, wo sie die Geschwindigkeit des integrierten Lüfters einstellen. Sie werden überdies zur Steuerung der Geschwindigkeit von Desktop-Lüftern verwendet. Auch in einer breiten Palette von Industriegeräten finden sie Einsatz. Die hohe Komplexität der bei modernen Geräten erforderlichen Schaltvorgänge treibt jedoch die Entwicklung digitaler Alternativen voran, wie z. B. berührungsempfindliche Bildschirme auf Computern, Tablets und Smartphones.

 

Dennoch besteht weiterhin Bedarf an mechanischen Drehschaltern, da Computer, auf denen komplexe Produktions- und Industriesysteme laufen, ausfallen und eventuell unter solchen Umständen erhebliche Sicherheitsrisikos mit sich bringen können. Sie werden zur Steuerung der Geschwindigkeit von Förderbändern verwendet, um elektrische Werte in elektronischen Instrumenten zu ändern (zum Beispiel die Schrittsteuerung von AC/DC-Antrieben oder die Frequenz und die Zeitvariablen von Kathodenstrahloszillografen), und auch weiterhin in der Vorsteuerung vieler moderner Flugzeuge eingesetzt.

 

Darüber hinaus sind Drehschalter häufig an professionellen und qualitativ hochwertigen Audiogeräten, in Militär- sowie in Luft- und Raumfahrtgeräten, medizinischem und diagnostischem Equipment, Bau- und landwirtschaftlichen Maschinen, gewerblichen und militärischen Kommunikationsgeräten und vielen Offroad-Fahrzeugen zu finden.

 

Unterschiede zwischen Drehschaltern und anderen Schaltern
 

Im Allgemeinen ermöglichen Drehschalter eine deutliche größere Bandbreite an Kombinationen als andere Schalterarten – auf bedienerfreundliche Weise. Anwender erhalten außerdem fühlbares Feedback, sodass sie sofort bemerken, wenn der Schalter einrastet. Zusätzlich dazu sind Drehschalter unter nahezu allen Umständen deutlich robuster als andere Schalterarten.