● Was ist ein Drucktastenschalter?

Was ist ein Drucktastenschalter?

Ein Druckknopfschalter ist ein elektrischer Schalter, der einen Stromkreis verbindet, trennt oder umschaltet, wenn sein Betätigungselement gedrückt wird. Er wird im Allgemeinen auch als Druckknopfschalter oder Federdruckschalter bezeichnet. Als eine der grundlegendsten und am weitesten verbreiteten Steuerungskomponenten in der Mensch-Maschine-Interaktion wird sie hauptsächlich zum Starten, Stoppen, Zurücksetzen, Tippen oder Senden von Signalen an ein Steuerungssystem verwendet.

GegenüberDrehschalter, Kippschalter und Wippschalter zeichnet sich der Druckknopfschalter auseine einzige Bedienaktion, direkte Reaktion und eine kleine Stellfläche. Aus diesem Grund ist es auf fast jedem elektrischen Gerät zu finden, das eine menschliche Steuerung erfordert – von industriellen Werkzeugmaschinen bis hin zu Smartphone-Kopfhörern.

Wie funktioniert ein Drucktastenschalter?

Das Funktionsprinzip eines Druckknopfschalters basiert aufdas Schließen und Trennen mechanischer Kontakte. Im Inneren des Schalters befinden sich ein Satz fester Kontakte und ein Satz beweglicher Kontakte. Wenn die Taste gedrückt wird, treibt der Aktuator die beweglichen Kontakte über einen Übertragungsmechanismus an, so dass sie die festen Kontakte berühren und den Stromkreis schließen oder sich von ihnen trennen und den Stromkreis öffnen.

Ein vollständiger Betriebszyklus läuft wie folgt ab:

1. Ausgangszustand:Die Taste wird nicht gedrückt und die Kontakte bleiben in ihrer Standardposition. Normalerweise offene Kontakte sind offen; Öffnerkontakte sind geschlossen.
2.Drücken:Die vom Finger ausgeübte Kraft überwindet den Federwiderstand und der Knopf bewegt sich über eine bestimmte Strecke, den sogenannten Hub, axial nach unten.
3.Kontaktbedienung:Wenn die Taste eine bestimmte Position erreicht, die als Arbeitspunkt bezeichnet wird, wechselt der Kontaktzustand und der Schaltkreiszustand ändert sich.
4.Veröffentlichung:Ob die Taste nach dem Loslassen in den ursprünglichen Zustand zurückkehrt, hängt von der Betätigungsart des Schalters ab.

 

Zwei wichtige Parameter, die das Gefühl beeinflussen

Betriebskraft:Die zum Drücken der Taste erforderliche Kraft liegt im Allgemeinen zwischen 1 N und 10 N. Industrielle Drucktasten haben normalerweise eine höhere Betätigungskraft, um eine versehentliche Betätigung zu verhindern, während Verbraucherelektronik eher zu einer weicheren Haptik tendiert.

Reisen:Der Abstand, um den sich der Knopf von seiner Ausgangsposition nach unten bewegt, liegt normalerweise zwischen 0,5 mm und 5 mm. Der Weg und die Betätigungskraft bestimmen zusammen den fühlbaren Klick der Taste.

Kontaktieren Sie Bounce

In dem Moment, in dem sich mechanische Kontakte schließen oder öffnen, berühren und trennen sie sich aufgrund der elastischen Kollision innerhalb weniger Millisekunden wiederholt. Dieses Phänomen nennt manKontaktabprall. Wenn ein Druckknopf mit digitalen Schaltkreisen wie Mikrocontrollern oder SPS verwendet wird,entprellenist normalerweise erforderlich, entweder in Hardware, wie etwa einem RC-Filter, oder in Software, wie etwa verzögerungsbasierte Beurteilung. Andernfalls kann ein einzelner Tastendruck als mehrfacher Tastendruck erkannt werden.

Die zwei Betriebsarten von Druckschaltern

Momentaner Drucktastenschalter

AMomentaner Druckknopfschalterändert den Schaltkreiszustand nur, solange er gedrückt gehalten wird. Beim Loslassen kehrt er durch eine interne Feder automatisch in die Ausgangsposition zurück. Es eignet sich zum Senden von einmaligen Befehlen wie Start oder Reset.

Häufige Anwendungen:Türklingeln, Reset-Tasten, Tastaturtasten, Maschinenstarttasten, Jog-Steuerung und Ruftasten.

 

Rastender Drucktastenschalter

Arastender Drucktastenschalterbleibt nach dem Drücken durch einen internen Verriegelungsmechanismus in der betätigten Position und wird erst bei erneutem Drücken freigegeben und zurückgesetzt. Es eignet sich für Situationen, in denen ein bestimmter Zustand aufrechterhalten werden muss, beispielsweise bei einem Netzschalter.

Häufige Anwendungen:Netzschalter, Lichtschalter, Ein-/Ausschalter für Geräte, Netzschalter für Audiogeräte und Schalter für Schreibtischlampen.

 

Vergleich

In der industriellen Steuerung sind Starttasten fast immer tastend, wobei die Selbsthaltung durch den Hilfskontakt eines Schützes erreicht wird. Das ist der KlassikerStart-Halte-Stopp-Schaltung. Der Vorteil besteht darin, dass das Gerät bei Wiederherstellung der Stromversorgung nach einem Stromausfall nicht automatisch neu startet, was die Sicherheit erhöht.

 

Aufbau eines Drucktastenschalters

Obwohl sich Drucktastenschalter optisch stark unterscheiden, ist ihr Grundaufbau weitgehend gleich. Das Verständnis der internen Struktur hilft bei der Interpretation von Spezifikationen und der Auswahl des richtigen Produkts.

1. Taste / Aktuator / Bediener

Der Teil, den der Benutzer direkt drückt. Es kann aus Kunststoff, Metall, Gummi oder Silikon bestehen. Je nach Form kann es sich um einen flachen Kopf, einen hohen Kopf, eine konkave Form oder einen Pilzkopf handeln. Je nach Funktion kann es beleuchtet, mit einem Symbol wie einem Stromsymbol oder einem Pfeil gekennzeichnet oder mit einer transparenten Abdeckung ausgestattet sein.

2. Gehäuse und Befestigungsgewinde

Das Gehäuse schützt die internen Komponenten und wird durch ein Gewinde, einen Schnappverschluss oder einen Flansch an der Schalttafel oder dem Gerät befestigt. Für Einbautaster,Der Außendurchmesser des Gewindes wird üblicherweise als Montagelochgröße bezeichnet.

Gängige Gehäusematerialien:Technischer ABS/PC-Kunststoff, Edelstahl 304/316, Aluminiumlegierung, Messing und Zinklegierung.

3. Kontakttyp

Die Kontakte sind die leitenden Teile, die den Stromkreis tatsächlich herstellen oder unterbrechen. Ihr Material bestimmt direkt die Leitfähigkeit, Oxidationsbeständigkeit, Lichtbogenfestigkeit und Lebensdauer des Schalters.

4. Feder- und Übertragungsmechanismus

Die Feder sorgt für die Rückstellkraft und das taktile Feedback. Einrastende Druckknöpfe verfügen außerdem über einen Verriegelungsmechanismus, üblicherweise eine herzförmige Nockennut oder eine Ratschenstruktur, um den Knopf in der betätigten Position zu halten.

5. Terminals

Zu den gängigen Typen gehören Lötanschlüsse, Schraubanschlüsse, Stiftanschlüsse, Schnellverbindungsanschlüsse, Leiterplattenstifte und vorverdrahtete Leitungen.

6. LED-Anzeige optional

Beleuchtete Drucktasten verfügen über eine integrierte LED zur Anzeige von Stromversorgung, Betrieb, Alarm und anderen Zuständen. Zu den LED-Ausführungen gehören Ringbeleuchtung, Punktbeleuchtung, Symbolbeleuchtung und Vollflächenbeleuchtung in Farben wie Rot, Grün, Blau, Gelb, Weiß und RGB.

Die LED verfügt über eine eigene Betriebsspannung, üblicherweise 3 V, 5 V, 6 V, 12 V, 24 V, 110 V und 220 V. Dies ist ein von der Nennspannung der Schaltkontakte getrennter Parameter. Verwechseln Sie beides bei der Auswahl nicht.

7. Gummiring

Wasserdichte Druckknöpfe sind mit Silikondichtungen oder O-Ringen zwischen Knopf und Gehäuse sowie zwischen Gehäuse und Bedienfeld ausgestattet, um Wasser und Staub fernzuhalten.

Gängige Arten von Druckschaltern

Per Kontaktformular

Normalerweise offener NO-Drucktastenschalter:Der Stromkreis ist geöffnet, wenn er nicht gedrückt wird, und schließt, wenn er gedrückt wird. Wird für Starttasten, Türklingeln, Signaleingang und temporäre Auslösekreise verwendet.

Normalerweise geschlossener NC-Drucktastenschalter:Der Stromkreis ist geschlossen, wenn er nicht gedrückt wird, und öffnet sich, wenn er gedrückt wird. Wird für Stopptaster, Sicherheitskreise und Verriegelungen verwendet. Sicherheitsrelevante Stoppfunktionen müssen normalerweise Öffnerkontakte verwenden, sodass selbst ein Drahtbruch zum Stoppen des Geräts führt. Dies ist ein ausfallsicheres Design.

Umschalttyp NO+NC / 1NO1NC:Verfügt über NO- und NC-Kontakte, die beim Drücken gleichzeitig umschalten, sodass ein Stromkreis geschlossen und ein anderer geöffnet werden kann.

 

Nach Material

Druckknopfschalter aus Metall:Gehäuse meist aus Edelstahl, Aluminiumlegierung oder Messing. Es ist schlagfest, verschleißfest, korrosionsbeständig und sieht hochwertig aus. Wird in industriellen Schalttafeln, Verkaufsautomaten, Aufzügen, öffentlichen Einrichtungen, Zugangskontroll- und Gegensprechsystemen verwendet.

Druckknopfschalter aus Kunststoff:Leicht, gute Isolierung, niedrige Kosten und große Farbpalette. Wird in Haushaltsgeräten, kleinen elektronischen Geräten, Instrumenten und Niederspannungssteuerkreisen verwendet.

Nach Funktion und Zweck

Beleuchteter Druckknopfschalter:Integrierte LED sorgt für visuelles Feedback. Wird zur Leistungsanzeige von Geräten, industriellen Schalttafeln, Instrumententafeln und Automatisierungsgeräten verwendet.

Wasserdichter Druckknopfschalter:Versiegelte Konstruktion, typischerweise mit Schutzart IP65, IP67 oder IP68. Wird in Outdoor-Geräten, Schiffsanwendungen, Badezimmergeräten, Autowaschanlagen, Industrieanlagen und Verkaufsautomaten verwendet.

Not-Aus-Taste:Roter Pilzkopf auf gelbem Sockel; rastet beim Drücken ein und muss zum Zurücksetzen gedreht oder gezogen werden; müssen Öffnerkontakte verwenden und über eine direkte Öffnungsfunktion verfügen. Es ist ein obligatorischer Bestandteil der Maschinensicherheit und wird in Werkzeugmaschinen, Produktionslinien, Aufzügen und Automatisierungsgeräten eingesetzt.

Anti-Vandalismus-Druckknopfschalter:Edelstahlgehäuse mit flachem oder leicht hohem Kopf, Halbrundkopf; Schlagfestigkeit bis IK10, um vorsätzlicher Beschädigung zu widerstehen. Wird in öffentlichen Geräten, Zugangskontrollen, Geldautomaten, Ladestationen für Elektrofahrzeuge und öffentlichen Verkehrsmitteln verwendet.

Doppeltaster:Zwei in einem Gehäuse integrierte Tasten, normalerweise grün für Start und rot für Stopp, wodurch Platz auf dem Bedienfeld gespart wird. Wird hauptsächlich in Motorsteuerkästen verwendet.

Taktschalter:Kleiner SMD- oder Durchsteck-PCB-Taster zur Signaleingabe in Fernbedienungen, Tastaturen und Gerätesteuerplatinen.

Membran-Drucktastenschalter:Hergestellt aus mehreren laminierten Folienschichten; Ultradünn, wasserfest und die gesamte Oberfläche kann mit Grafiken bedruckt werden. Wird häufig für Mikrowellenherde und Bedienfelder für medizinische Geräte verwendet.

 

Wichtige technische Spezifikationen von Drucktastenschaltern

Bevor Sie einen Schalter auswählen, ist es ratsam, die folgenden Parameter im Datenblatt zu verstehen.

Typische Anwendungen gängiger Montagelochgrößen

12 mm / 16 mm:Kleingeräte, elektronische Produkte, Kfz-Modifikationen und Haushaltsgeräte.

19 mm:Die gebräuchlichste Größe für vandalensichere Metallknöpfe; Wird in der Zugangskontrolle, in Verkaufsautomaten und in PC-Gehäusen verwendet.

22 mm:Die industrielle Standardgröße; die überwiegende Mehrheit der industriellen Druckknöpfe,Kontrollleuchtenund Not-Aus-Taster verwenden 22 mm. Einige ältere Standards verwenden 22,5 mm.

25 mm / 30 mm:Große Maschinen, Schwerindustrie-Schaltschränke oder Anwendungen, die eine große Pressfläche erfordern.

 

Bedeutung der Tastenfarben

In der industriellen Steuerung werden Tastenfarben nicht willkürlich gewählt, sondern folgen klaren Standards wie IEC 60073 / GB/T 4025. Die Einhaltung des Farbcodes reduziert Bedienfehler und erhöht die Sicherheit.

Anwendungsbereiche von Druckschaltern

Industrielle Steuerung

Druckschalter sind die grundlegendsten Bedienelemente in der industriellen Automatisierung. Zu den typischen Anwendungen gehören Start-/Stopp-Steuerung, Not-Aus-Systeme, Maschinensteuertafeln, Fördersysteme, Motorsteuerkreise, SPS-Eingangssignale und Bedienstationen für Werkzeugmaschinen.

Haushaltsgeräte

Sie werden für Start/Stopp, Modusumschaltung und Funktionsauswahl an Waschmaschinen, Kaffeemaschinen, Mikrowellenherden, Klimaanlagen, elektrischen Ventilatoren, Staubsaugern, Wasserspendern, Dunstabzugshauben und anderen Geräten verwendet.

Automobil und Transport

Zu den Anwendungen gehören Motor-Push-to-Start, Hupenschalter, Armaturenbrettsteuerungen, Tür- und Fenstersteuerungen, Beleuchtungssteuerungen, Schiffssteuertafeln, Bushaltestellen-Anforderungstasten und U-Bahn-Notruftasten.

Unterhaltungselektronik

Drucktasten finden sich in Fernbedienungen, Audiogeräten, Computerperipheriegeräten, Netzteilen, Kommunikationsgeräten, Testinstrumenten, PC-Einschalttasten und Gamecontrollern.

Sicherheits- und Zugangskontrollsysteme

Zu den üblichen Anwendungen gehören Ausgangstaster, Alarmsysteme, Türöffner, Notrufe, Gegensprechanlagen und manuelle Feueralarmmelder.

Medizinische und Laborgeräte

Dazu gehören Testgeräte, Diagnosegeräte, Konsolen, Laborinstrumente, Nachttisch-Rufgeräte und Patientenpflegegeräte. Diese Anwendungen erfordern in der Regel eine klare taktile Rückmeldung sowie eine einfache Desinfektion und Reinigung, beispielsweise Membran- oder versiegelte Tasten.

Öffentliche Einrichtungen und kommerzielle Ausrüstung

Beispiele hierfür sind Verkaufsautomaten, Ladestationen für Elektrofahrzeuge, Geldautomaten, Selbstbedienungskioske, Ruftasten für Aufzüge und Tasten für Fußgängerüberwege. In diesen Umgebungen werden häufig vandalismussichere Druckknöpfe aus Metall verwendet.

Wie wählt man den richtigen Drucktastenschalter aus?

Es wird empfohlen, die folgenden Punkte der Reihe nach zu bestätigen:

1. Definieren Sie den Betriebsmodus

Einmal drücken, um → auszulösenMomentan
Zum Halten drücken, zum Abbrechen erneut drücken →Einrastend
Sicheres Herunterfahren erforderlich →Not-Aus-Taste, zum Lösen drehen

2. Bestimmen Sie das Kontaktformular und die Nummer

Es muss nur ein Stromkreis geschlossen werden → 1NO
Es muss nur ein Stromkreis geöffnet werden → 1NC
Sie müssen zwei Stromkreise gleichzeitig schalten oder ein SPS-Signal senden, während eine Anzeige betrieben wird → 1NO1NC oder mehrere Kontaktsätze
Es müssen zwei unabhängige Schaltkreise geschaltet werden → DPST / DPDT

3. Überprüfen Sie die elektrischen Nennwerte

Die Nennspannung und der Nennstrom der Kontakte müssen übereinstimmenhöherals die tatsächliche Last, mit einer Marge. Bei der Steuerung induktiver Lasten wie Motoren, Magnetventilen oder Schützspulen treten Lichtbögen und Stoßströme auf, daher wird ein Spielraum von mindestens dem Zweifachen empfohlen – oder Sie verwenden die Taste, um ein Relais zu steuern, das wiederum die Last steuert.

Stellen Sie außerdem sicher, dass die LED-Spannung mit der Versorgungsspannung übereinstimmt. Wenn Sie die falsche Spannung anschließen, brennt die LED durch.

4. Wählen Sie die Größe des Montagelochs und die Montagemethode

Wählen Sie je nach Plattenstärke, Ausschnittgröße und verfügbarem Platz: Plattenmontage, Leiterplattenmontage, Snap-In-Montage oder Oberflächenmontage. Für Industrieanlagen bevorzugen Sie die Standardlochgröße von 22 mm, um einen späteren einfachen Austausch zu ermöglichen.

5. Bewerten Sie die Betriebsumgebung

Im Freien, feucht, staubig → IP65 oder höher
Wird Spritzwasser oder Spritzwasser ausgesetzt → IP67 / IP68
Öffentliche Plätze, anfällig für Vandalismus → Metallgehäuse + IK10
Extreme Temperaturen, korrosive Gase → Betriebstemperaturbereich prüfen; Verwenden Sie Edelstahl 316 oder spezielle Beschichtungen
Brennbare oder explosionsfähige Atmosphäre → Explosionsgeschützte Drucktaster sind zwingend erforderlich

6. Berücksichtigen Sie Lebensdauer und Betriebshäufigkeit

Wählen Sie für häufig betriebene Anwendungen, wie z. B. Zehntausende Zyklen pro Tag in einer Produktionslinie, Produkte mit einer mechanischen Lebensdauer von mehr als 1.000.000 Zyklen und achten Sie auf die elektrische Lebensdauer.

7. Material, Aussehen und Haptik

Metallknöpfe sind langlebiger und hochwertiger; Kunststoffknöpfe kosten weniger und bieten mehr Farben. Berücksichtigen Sie auch die Form des Knopfkopfes und die Betätigungskraft.

8. Ob Beleuchtung erforderlich ist

Wählen Sie eine beleuchtete Taste aus, bei der eine Statusanzeige erforderlich ist, und vergewissern Sie sich, dass Beleuchtungsstil und -farbe dem Farbcode entsprechen.

9. Zertifizierungen und Standards

Prüfen Sie für den Export oder den industriellen Einsatz, ob CE-, UL-, CCC-, RoHS- oder andere Zertifizierungen erforderlich sind. Industriedrucktaster sollten der Norm IEC 60947-5-1 und Not-Aus-Taster der Norm IEC 60947-5-5 und ISO 13850 entsprechen.

Hinweise zur Verkabelung und Installation

Unterscheiden Sie Kontaktklemmen von LED-Klemmen:Beleuchtete Tasten haben normalerweise 4–5 Anschlüsse; Kontaktklemmen und LED-Klemmen, die eine Polarität aufweisen können, dürfen nicht vertauscht werden.
NO von NC unterscheiden:Vor der Verkabelung mit einem Multimeter prüfen; Urteilen Sie nicht allein nach der Endposition.
Beachten Sie die Plattenstärke:Die Gewindelänge ist begrenzt; Ein zu dickes Paneel kann nicht festgezogen werden, während bei einem sehr dünnen Paneel möglicherweise ein Abstandshalter erforderlich ist.
Nicht zu fest anziehen:Ein zu festes Anziehen von Kunststoffgewinden und Dichtungen kann die wasserdichte Struktur beschädigen.
Verwenden Sie Öffnerkontakte in Sicherheitsstromkreisen:Stopp- und Not-Aus-Funktionen müssen Öffnerkontakte verwenden, um einen ausfallsicheren Betrieb zu gewährleisten.
Verwenden Sie ein Relais für Hochstromlasten:Die direkte Steuerung von Hochleistungsgeräten über einen Druckknopf verkürzt deren Lebensdauer erheblich und kann sogar zum Durchbrennen der Kontakte führen.
Drahtauswahl:Wählen Sie den Drahtquerschnitt entsprechend der Stromstärke. Crimpen oder löten Sie die Anschlüsse fest, um lose Verbindungen und Erwärmung zu vermeiden.

Häufige Fehler und Fehlerbehebung

Vorteile von Druckschaltern

Einfache und intuitive Bedienung:Einfach drücken – kein Lernaufwand, für alle Benutzer geeignet.
Kompakter Aufbau:Geringer Panel-Footprint ermöglicht Layouts mit hoher Dichte.
Hohe Zuverlässigkeit:Ausgereiftes mechanisches Design mit einer Lebensdauer von bis zu Millionen Zyklen.
Flexible Auswahl:Große Auswahl an Größe, Farbe, Material, Kontaktform, Beleuchtung und Schutzart.
Einfache Installation:Standardlochgrößen ermöglichen einen schnellen Austausch.
Breite Anwendbarkeit:Deckt alles ab, von Signalen im Milliampere-Bereich bis zu Lasten von mehr als zehn Ampere, vom Verbraucher- bis zum industriellen Einsatz.
Umfangreiche Sicherheitsfunktionen:Not-Aus-, Schlüssel- und verdeckte Ausführungen erfüllen vielfältige Sicherheitsanforderungen.

Häufig gestellte Fragen

Zusammenfassung

Ein Druckknopfschalter ist eine grundlegende elektrische Steuerkomponente, die beim Drücken einen Stromkreis verbindet, trennt oder umschaltet. Es besteht aus einem Knopf, einem Gehäuse, Kontakten, einem Federmechanismus und Anschlüssen. Einige Modelle umfassen außerdem eine LED-Anzeige und eine Dichtungsstruktur.

Je nach Betriebsart kann es in tastende und rastende Typen unterteilt werden; durch Kontaktform, in normalerweise offene, normalerweise geschlossene und Umschalttypen; nach Material, in Metall und Kunststoff; und nach Funktion in viele Varianten wie beleuchtet, wasserdicht, Not-Aus, vandalensicher und schlüsselbetätigt.

Bestätigen Sie bei der Auswahl wiederum den Betriebsmodus, das Kontaktformular, die elektrischen Nennwerte, die Größe der Montageöffnung, den Umweltschutz, die Lebensdauer, das Material und die Haptik sowie die Beleuchtungs- und Zertifizierungsanforderungen. Achten Sie bei der Installation auf Klemmenkennzeichnung, Lastanpassung und das NC-Prinzip für Sicherheitsstromkreise.

Ob für Industrieanlagen, Haushaltsgeräte, Automobilsysteme, Unterhaltungselektronik oder öffentliche Einrichtungen: Die Auswahl eines Drucktastenschalters mit den richtigen Spezifikationen ist der erste Schritt zum sicheren und zuverlässigen Gerätebetrieb.