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- Veröffentlicht am 4. Sept. 2024
- Zuletzt bearbeitet am 7. Jan. 2025
- 11 min
Was ist ein Kreuzschalter?
Dieser Leitfaden beschreibt den Aufbau und das Prinzip eines Kreuzschalters. Außerdem werden die verschiedenen Arten, Funktionen und Anwendungsgebiete von Kreuzschaltern aufgeführt und der Unterschied zu einem Umschalter erläutert.
Eine Kreuzschaltung ist eine elektrische Schaltung, die es ermöglicht, ein elektrisches Gerät von mehreren Stellen anzusteuern. Dabei befindet sich der Kreuzschalter als solches in der Mitte der Gesamtverkabelung. Die häufigste Anwendung findet sich in der Beleuchtungstechnik wieder, bei der ein Kreuzschalter das An- und Ausschalten einer Leuchte von drei oder mehr Positionen aus zulässt.
Kreuzschalter arbeiten in Kombination mit zwei Wechselschaltern und besitzen vier Anschlüsse: zwei Eingänge und zwei Ausgänge. Der Kreuzschalter wird zentral in einer Wechselschaltung installiert und kreuzt die Leitungen in einer bestimmten Schalterstellung, was den Namen "Kreuzschalter" erklärt.
Durch Betätigung eines der Wechselschalter oder des Kreuzschalters wird der Stromkreis entweder geschlossen (Leuchte an) oder geöffnet (Leuchte aus). Jeder Schalter ändert den Status des Stromkreises, wodurch die Leuchte unabhängig von der Schalterstellung an- oder ausgeschaltet werden kann.
Neben den bekannten Einsatzgebieten wie Flure oder Treppenhäuser kommen Kreuzschaltungen auch in großen Produktionshallen zum Einsatz. In Werkstätten oder Produktionslinien, wo mehrere Maschinen von unterschiedlichen Stellen aus bedient werden müssen, können Kreuzschalter zur Steuerung des Energieflusses oder zur Aktivierung/Deaktivierung von Maschinen verwendet werden.
Die Grundlagen von Kreuzschaltern
Ein Kreuzschalter ist ein Schalter zwischen zwei Wechselschaltern, dessen Anschlüsse so verdrahtet sind, dass er bei Betätigung die Leitungen kreuzweise umschalten kann. Dies ermöglicht es, den Stromfluss zwischen den beiden Wechselschaltern zu ändern.
Der Kreuzschalter hat also vier Anschlüsse: zwei Eingänge und zwei Ausgänge. Er funktioniert, indem er die Verbindung zwischen den Eingängen und Ausgängen so variiert, dass entweder die geraden Verbindungen (Eingang A zu Ausgang A und Eingang B zu Ausgang B) oder die gekreuzten Verbindungen (Eingang A zu Ausgang B und Eingang B zu Ausgang A) hergestellt werden. Dadurch wird der Stromkreis entweder geschlossen oder geöffnet, je nach Stellung der Wechselschalter und des Kreuzschalters.
Aufgrund dieser Eigenschaft wird der Kreuzschalter auch Polwender genannt und als solcher in Gleichstromkreisen eingesetzt.
Das Kreuzschalter Symbol in einem Schaltplan wird wie folgt dargestellt:
Kreuzschalter sind häufig Bestandteil von intelligenten Beleuchtungstechnologien, die genutzt werden, um die Energieeffizienz von Wohnraum oder Produktionsumgebungen zu steigern.
Die verschiedenen Arten von Kreuzschaltern
Kreuzschalter werden häufig zwischen zwei Wechselschaltern im Rahmen einer Kreuzschaltung eingesetzt oder als Polwender in einem Gleichstromkreis. Außerdem ist es möglich, einen Kreuzschalter als Wechselschalter zu verwenden. Dazu muss er so verdrahtet werden, dass nur zwei seiner internen Schaltverbindungen genutzt werden. Häufig ist dies aber nicht die effizienteste Lösung.
Darüber hinaus werden Kreuzschalter nach Design, Funktionalität und Anwendung unterschieden:
- Mechanische Kreuzschalter: sind Kreuzschalter, die mechanische Kontaktstellen nutzen, um die Verbindungen herzustellen. Sie sind weit verbreitet und werden typischerweise in Haushalts- und Industrieinstallationen verwendet.
- elektronische Kreuzschalter: sie nutzen elektronische Bauteile wie Halbleiter, um die Umschaltung durchzuführen. Sie können zusätzliche Funktionen bieten, wie zum Beispiel eine Fernsteuerung oder programmierbare Einstellungen.
- Dreh-Kreuzschalter: anstatt einer kippbaren Betätigung haben sie eine drehbare oder wippbare Betätigung. Dreh-Kreuzschalter sind selten und werden in speziellen Anwendungsbereichen verwendet.
- Schalter-Relais-Kombinationen: Diese Systeme verwenden Relais anstelle mechanischer Kontakte, um die Schaltung durchzuführen. Dies kann Vorteile hinsichtlich der Haltbarkeit und des Schaltverhaltens bieten.
- Modulare Kreuzschalter: Sie sind Teil eines modularen Systems, das in Steckdosenleisten oder Geräteschränke integriert werden kann. Sie sind oft in industriellen Umgebungen zu finden.
Je nach Anforderungen an die Installation und des Nutzers können Kreuzschalter nach ihren spezifischen Eigenschaften und Vorteilen ausgewählt werden.
Kreuzschalter für Kreuzschaltungen
Der klassische Kreuzschalter, der in Kreuzschaltungen zum Einsatz kommt, hat vier Anschlüsse und funktioniert, indem er die Verbindungen zwischen diesen Anschlüssen kreuzt oder direkt durchschaltet. Dies ermöglicht es, den Stromfluss zwischen den beiden Wechselschaltern umzuleiten, die ebenfalls Teil der Kreuzschaltung sind.
Typische Komponenten einer Kreuzschaltung sind:
- zwei Wechselschalter
- ein oder mehrere Kreuzschalter
- Leuchten bzw. das elektrische Gerät
- Verbindungsleitungen
Diese Komponenten finden sich als erster und zweiter Wechselschalter, Kreuzschalter und Leuchter auch in einem Kreuzschalter Schaltbild wieder.
Kreuzschalter als Polwender
Insbesondere bei der Steuerung von Gleichstrommotoren kann der Kreuzschalter auch als Polwender eingesetzt werden. Hierbei wird der Kreuzschalter genutzt, um die Polarität der Spannung, die an den Motor angelegt wird, umzuschalten, sodass sich die Drehrichtung des Motors umkehrt. Dabei werden die positiven und negativen Anschlüsse der Gleichstromquelle mit den Eingängen des Kreuzschalters (Klemmen 1 und 2) verbunden und die Ausgänge des Kreuzschalters (Klemmen 3 und 4) mit den Anschlüssen des Gleichstrommotors.
Diese Art der Verwendung kommt in vielen industriellen Bereichen zum Einsatz, wie beispielsweise bei der Steuerung der Laufrichtung von Förderbändern oder der Umkehr der Motoren in automatischen Torantrieben, um das Öffnen und Schließen zu bewirken.
Auch Richtungswechsel von Maschinen bis hin zur Steuerung von Bewegungsrichtungen in der Robotik werden auf diese Weise betrieben.
Kreuzschalter anschließen
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Um eine einfache Kreuzschaltung zu installieren, werden ein Wechselschalter, Kreuzschalter und wieder ein Wechselschalter benötigt. Auf diese Weise kann ein Verbraucher, wie beispielsweise eine Lampe, von drei oder mehr Stellen aus geschaltet werden.
Von den Wechselschaltern führen jeweils zwei korrespondierende Drähte hin zum Kreuzschalter, der selbst 4 Klemmen besitzt. Darüber hinaus werden die stromführenden Leiter der Wechselschalter an den L-Anschluss (Lampendraht) angeschlossen.
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Der Unterschied zu einem Wechselschalter
Ein Wechselschalter ermöglicht die Schaltung eines Stromkreises von zwei verschiedenen Stellen aus, beispielsweise einer Leuchte oder eines anderen elektrischen Gerätes. Dazu hat der Wechselschalter drei Anschlüsse: einen gemeinsamen, der den Schalter mit dem ersten oder dem zweiten Wechsleranschluss verbindet, wodurch der Stromkreis entweder geschlossen oder geöffnet wird und zwei Wechsleranschlüsse.
Kreuzschalter dagegen haben vier Anschlüsse: häufig als Eingang 1 und 2 (oder Klemmen 1 und 1') und Ausgang 1 und 2 (oder Klemmen 2 und 2') bezeichnet.
Ein Kreuzschalter wird in Kombination mit zwei Wechselschaltern verwendet und ermöglicht das Schalten eines Stromkreises von drei oder mehr Stellen aus. Er wird typischerweise in der Mitte einer Wechselschaltung installiert.
Es ist auch möglich, einen Kreuzschalter als Wechselschalter einzusetzen, indem nur zwei seiner internen Schaltverbindungen verdrahtet werden. Es ist allerdings praktischer und kosteneffizienter, die entsprechenden Schaltertypen für ihre jeweiligen Anwendungen zu verwenden.
Der Einsatz von Kreuzschaltern in der Industrie
In industriellen Anwendungen kommen Kreuzschalter auch als Doppel Kreuzschalter zur Anwendung. Dabei handelt es sich um eine spezielle Art von Schalter, der in elektrischen Installationen verwendet wird, um zwei separate Stromkreise unabhängig voneinander zu schalten. Dabei werden die Funktionen von zwei Kreuzschaltern in einem einzigen Gehäuse miteinander kombiniert, wodurch Platz gespart und die Installation vereinfacht wird.
Auf diese Weise kann beispielsweise die Beleuchtung in einem großen Raum oder einer Halle durch zwei separate Lichtquellen oder Maschinen unabhängig voneinander gesteuert werden.
Ein Serien-Kreuzschalter dagegen ist eine spezielle Art von Schalter, der in der Industrie häufig verwendet wird, um zwei getrennte Stromkreise unabhängig voneinander zu schalten, und gleichzeitig die Funktionalität eines Kreuzschalters für beide Stromkreise bietet. Im Wesentlichen besteht er aus zwei getrennten Schaltern in einem Gehäuse, die jeweils mit vier Anschlüssen, wie bei einem Standard-Kreuzschalter, ausgestattet sind. Jeder Schalterteil kann unabhängig von anderen die Verbindungen für einen der beiden Stromkreise umschalten.
Allgemein bieten Kreuzschalter in der Industrie Flexibilität und damit vor allem erhöhte Sicherheit und Energieeffizienz, da unnötige Wege und gefährliche Zugänge vermieden werden können.
Zudem reduziert die robuste Bauweise und die lange Lebensdauer von Kreuzschaltern die Wartungskosten und die Notwendigkeit häufiger Reparaturen oder deren Austausch.
Kreuzschalter in Bezug auf nachhaltige Energiequellen
Die Fähigkeit von Kreuzschaltern, Stromkreise von mehreren Stellen aus zu steuern, kann in verschiedenen Anwendungen der erneuerbaren Energien zur Effizienz und Flexibilität beitragen.
Moderne und nachhaltige Beleuchtungssysteme, die von mehreren Stellen aus gesteuert werden können, tragen zur Optimierung des Energieverbrauchs bei. Zudem können Kreuzschalter Teil eines Lastmanagementsystems sein, um den Energieverbrauch effizient zu steuern und Spitzenlasten zu vermeiden.
In Solaranlagen können Kreuzschalter verwendet werden, um zwischen verschiedenen Stromquellen umzuschalten. Dies ist sinnvoll, wenn zwischen Netzstrom und Solarstrom gewechselt werden muss. Durch vereinfachtes Umschalten zwischen den Modulen wird zudem die Fehlersuche und Wartungsarbeit erleichtert.
Auch in Windenergieanlagen können Kreuzschalter verwendet werden, um zwischen verschiedenen Betriebsmodi oder Steuerungssystemen umzuschalten.
Der Einsatz von Kreuzschaltern bietet in industrieller Anwendung, im Umfeld von nachhaltiger Energieerzeugung und vor allem in der Kombination der beiden Gebiete erhebliches Potenzial.
Alternative Schaltlösungen für Ihre Anwendungen
Nicht jede Schaltanwendung erfordert den Einsatz eines Kreuzschalters. Je nach Einsatzbereich und Installationsanforderungen können verschiedene Schaltertypen eine sinnvolle Alternative darstellen. Hier sind die wichtigsten Alternativen zu Kreuzschaltern, inklusive ihrer Funktion und typischen Einsatzgebiete.
Drucktaster
Ein Drucktaster schließt oder öffnet einen Stromkreis nur während der Betätigung. Sobald er losgelassen wird, kehrt er in seine Ausgangsstellung zurück. Drucktaster eignen sich hervorragend für Steuerkreise, Klingeln oder Maschinensteuerungen, bei denen nur eine kurzfristige Aktivierung erforderlich ist. Anders als Kreuzschalter, die für das dauerhafte An- und Ausschalten von Geräten verwendet werden, bieten Drucktaster eine flexible Möglichkeit für temporäre Schaltvorgänge. Sie sind besonders praktisch in Anwendungen, in denen ein sofortiger Start- oder Stoppschalter benötigt wird.
Kippschalter
Ein Kippschalter ist ein robuster Schalter, der durch Kippen eines Hebels betätigt wird, um einen Stromkreis zu schließen oder zu öffnen. Er ist bekannt für seine Langlebigkeit und einfache Handhabung und wird häufig in Industrieanlagen, Fahrzeugen oder bei elektrischen Geräten eingesetzt. Im Vergleich zu Kreuzschaltern, die Leitungen kreuzweise schalten, eignet sich der Kippschalter für einfache Anwendungen, bei denen eine klare Ein/Aus-Funktion benötigt wird. Kippschalter bieten eine zuverlässige Alternative, wenn keine komplexe Umschaltung zwischen mehreren Stellen erforderlich ist.
Schlüsselschalter
Ein Schlüsselschalter wird durch einen Schlüssel betätigt und dient dazu, elektrische Funktionen nur für autorisierte Benutzer zugänglich zu machen. Diese Schalterart kommt häufig in Sicherheits- und Zugangskontrollsystemen oder bei Maschinensteuerungen zum Einsatz. Während Kreuzschalter für allgemeine Schaltvorgänge konzipiert sind, bieten Schlüsselschalter zusätzliche Sicherheit, indem sie unbefugte Bedienung verhindern. Sie eignen sich besonders für Anwendungen, in denen der Zugang zu bestimmten Schaltvorgängen kontrolliert werden muss.
Häufige Fragen
Ein Kreuzschalter ermöglicht es, eine Leuchte oder ein elektrisches Gerät von mehr als zwei Stellen aus zu steuern und wird häufig in Kombination mit zwei Wechselschaltern eingesetzt. Dabei wird er zwischen den Wechselschaltern installiert, um die Stromführungen entweder zu kreuzen oder direkt zu verbinden. In einem typischen System steuert der erste Wechselschalter die Stromzufuhr, der Kreuzschalter leitet das Signal um, und der zweite Wechselschalter schließt den Schaltkreis. Ein klassisches Anwendungsbeispiel ist die Beleuchtung eines langen Flurs mit drei Schaltstellen, z. B. am Eingang, in der Mitte und am Ende. Hier ermöglichen die beiden Wechselschalter und der dazwischenliegende Kreuzschalter das Ein- und Ausschalten des Lichts von jedem dieser Punkte aus. In modernen Installationen wird der Kreuzschalter zunehmend durch elektronische Lösungen wie Smart-Home-Systeme ersetzt, die eine einfachere Installation und mehr Flexibilität bieten.
Der Unterschied zwischen einem Wechselschalter und einem Kreuzschalter liegt in ihrer Funktion und Anwendung. Ein Wechselschalter ermöglicht es, eine Leuchte von zwei verschiedenen Stellen aus zu schalten, indem er einen Eingang mit einem von zwei Ausgängen verbindet. Er hat drei Anschlüsse und wird typischerweise in Räumen mit zwei Schaltstellen eingesetzt, wie an den Enden eines Flurs. Ein Kreuzschalter hingegen wird verwendet, um eine Leuchte von mehr als zwei Stellen aus zu schalten. Er hat vier Anschlüsse und wird zwischen zwei Wechselschaltern installiert, um die Stromführungen entweder zu kreuzen oder direkt weiterzuleiten. Während der Wechselschalter für einfache Schaltungen ausreicht, dient der Kreuzschalter zur Erweiterung komplexerer Schaltsysteme, z. B. in langen Fluren mit drei oder mehr Schaltstellen.
Zum Anschließen eines Kreuzschalters müssen zunächst die Sicherung des Stromkreises ausgeschaltet und die Spannungsfreiheit geprüft werden. Der Kreuzschalter, der vier Anschlüsse hat, wird zwischen zwei Wechselschaltern installiert. Zwei korrespondierende Leitungen vom ersten Wechselschalter werden mit den Eingängen des Kreuzschalters verbunden, während zwei Leitungen vom Kreuzschalter zu den Ausgängen des zweiten Wechselschalters führen. Nach dem Anschließen sollte die Verdrahtung anhand eines Schaltplans geprüft und die Stromversorgung wiederhergestellt werden. Die Schaltung ermöglicht dann das Schalten einer Leuchte von mehreren Stellen. Arbeiten an elektrischen Anlagen sollten jedoch aus Sicherheitsgründen nur von Fachpersonal durchgeführt werden.
Einen Kreuzschalter erkennt man an seinen vier Anschlussklemmen, die in der Regel paarweise angeordnet sind, und an einem Schaltschema auf der Rückseite, das die Kreuzfunktion zeigt. Er wird immer zwischen zwei Wechselschaltern installiert und ermöglicht die Kreuzung oder Weiterleitung der Stromwege. Im Gegensatz zu einem Wechselschalter mit drei Anschlüssen oder einem einfachen Schalter mit zwei Anschlüssen verfügt der Kreuzschalter über vier Anschlüsse.
