# Baustein 2: Elektromagnetische Schalter | Steuerungstechnik

# Baustein 2: Elektromagnetische Schalter

Steuerungstechnik · BS1 BFI

Relais & Schütz Schalttypen
Schütz 8 Bauteile
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## Grundlagen & Kundenauftrag

Das Laufband in der Produktionshalle funktioniert nicht mehr.

Abb. 1 — Das defekte Förderband (Kundenauftrag)

### Defekter Anschluss

Lose oder korrodierte Schraubverbindung am Schütz.

### Defekte Zuleitung

Beschädigte Leitung bis zum Motor — Kurzschluss oder Phasenausfall.

### Defektes Schütz

Schütz durch Überlastung oder Kurzschluss beschädigt.

### Aufgabe 1.3 — Schützarten

Schützart | Anwendungsgebiet
--- | ---
Leistungsschütz | Schalten eines Motors
Hilfsschütz | Schalten einer Meldeleuchte

### Aufgabe 1.4 — Einsatzbereiche

Gerät | Typischer Einsatz
--- | ---
Relais | Schalten von kleineren Strömen (Melde- oder Regeltätigkeiten)
Schütz | Schalten von großen Lasten, z.B. Motoren bei Förderbändern

## Relais & Schütz im Vergleich

Zwei elektromagnetische Schalter im direkten Vergleich — unterschiedliche Schaltleistungen, Ankertypen und Bezeichnungen.

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Foto: Relais (z.B. Omron MY2)

Quelle: commons.wikimedia.org → Suche: „relay opened up"

### Relais (K)

- Für geringere Schaltleistungen ausgelegt
- Meist für Gleichspannung
- Schaltglieder sind einfach unterbrechend
- Besitzen Klappanker
- Bezeichnung: K

VS
Abb. 2 — Siemens SIRIUS Leistungsschütz

### Schütz (Q)

- Für höhere Schaltleistungen ausgelegt
- Schnelle / sichere Schaltvorgänge
- Schaltglieder sind doppelt unterbrechend
- Besitzen Zuganker
- Bezeichnung: Q

### Vergleichstabelle

Merkmal | Relais (K) | Schütz (Q)
--- | --- | ---
Schaltleistung | Gering | Hoch (Motoren)
Ankertyp | Klappanker | Zuganker
Kontaktunterbrechung | Einfach | Doppelt
Einsatz | Steuern, Melden, Regeln | Hauptstrom, Motoren
Bezeichnung | K | Q

### Kontaktarten im Vergleich

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Federkontakt beim Relais

Quelle: aus deinem Unterrichtsbaustein zu Relais & Schütz (Foto aus Heft)

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Schaltkontakt beim Schütz

Quelle: aus deinem Unterrichtsbaustein zu Relais & Schütz (Foto aus Heft)

## Kennzeichnungen am Schütz lesen

Das Leistungsschütz trägt zahlreiche Aufschriften — Ordnungsziffern, Funktionsziffern, Klemmenbezeichnungen und Symbole.

💡 Tipp: Füge in Canva (canva.com) nummerierte Kreise (1–9) auf dieses Foto ein — so wie in deinem Unterrichtsbaustein zur Kennzeichnung gezeigt.

Nr. | Fachbegriff | Erklärung
--- | --- | ---
1 | Ordnungsziffer | Nummer des Betriebsmittels
2 | Funktionsziffer | Art der Kontaktfunktion
3 | NO (Normally Open) | Schließer — im Ruhezustand offen
4 | NC (Normally Closed) | Öffner — im Ruhezustand geschlossen
5 | Spulenanschluss | Klemmen A1 und A2
6 | Anzahl der Schließer | z.B. 3 NO-Kontakte
7 | Anzahl der Öffner | z.B. 1 NC-Kontakt
8 | Ausgangsseite Hauptkontakte | 2/T1, 4/T2, 6/T3
9 | Benötigte Steuerspannung | z.B. DC 24V

### 3.2 Schützkontakte des Leistungsschützes

Die Hauptkontakte des Leistungsschützes Q1 werden wie folgt bezeichnet:

Eingangsseite | Ausgangsseite | Funktion
--- | --- | ---
1/L1 | 2/T1 | Phase L1 → Motor T1
3/L2 | 4/T2 | Phase L2 → Motor T2
5/L3 | 6/T3 | Phase L3 → Motor T3
13 | 14 | Hilfskontakt (Schließer NO)
21 | 22 | Hilfskontakt (Öffner NC)
31 | 32 | Hilfskontakt (Schließer NO)
43 | 44 | Hilfskontakt (Schließer NO)
A1 | A2 | Spulenanschlüsse

### Gebrauchskategorien nach IEC

Käfigläufermotor anlassen / ausschalten.

Käfigläufer — Anlassen, Gegenstrombremsung, Tippbetrieb.

Steuerstromkreise mit elektromagnetischen Lasten.

Gleichstrom-Reihenschlussmotoren.

## Schaltzeichen & Symbole

Schaltzeichen nach DIN EN 60617 — normgerechte Darstellung für Haupt- und Hilfskontakte.

### Aufgabe 4.1 — Schaltzeichen Leistungsschütz Q1

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Schaltbild Q1 — Leistungsschütz mit Bezeichnungen

Fotografiere das Schaltbild aus deinem Unterrichtsbaustein zu Schaltzeichen oder erstelle es mit diesem KI-Prompt bei ChatGPT/DALL-E:
„Clean technical electrical schematic drawing of a 3-pole contactor Q1 after DIN EN 60617. White background, black lines. Show coil symbol A1/A2 as rectangle, 3 main contacts labeled 1/L1-2/T1, 3/L2-4/T2, 5/L3-6/T3 as switching symbols, and 1 auxiliary contact 13/14. Engineering drawing style, no color."

Abb. 4 — Schaltzeichen Leistungsschütz Q1 (aus dem Unterrichtsbaustein)

### Aufgabe 4.2 — Korrigiertes Schaltbild K1

4.2: In deinem Unterrichtsbaustein hast du ein fehlerhaftes Schaltbild eines K1-Schützes erhalten und korrigiert. Deine Korrekturen:

- Ordnungsziffer korrigiert
- Funktionsziffer korrigiert
- Kontaktnummern (13, 14, 21, 22, 31, 32, 43, 44) korrekt eingetragen

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Korrigiertes Schaltbild K1 (Aufgabe 4.2)

Foto deiner korrigierten Lösung aus dem Unterrichtsbaustein

### Aufgabe 4.3 — Symbolübersicht

Symbol | Bezeichnung
--- | ---
📷 Symbol: Hauptschütz Q1 (3 Kontakte) Aus Fachkundebuch abfotografieren oder mit KI erstellen | Hauptschütz mit drei Kontakten
📷 Symbol: Hauptschütz Q2 (3 HK + 4 Hilfskontakte) Aus Fachkundebuch abfotografieren oder mit KI erstellen | Hauptschütz mit drei Hauptkontakten und 4 Hilfskontakten
📷 Symbol: Hilfsschütz K1 (4 Schließer + 2 Öffner) Aus Fachkundebuch abfotografieren oder mit KI erstellen | Hilfsschütz mit 4 Schließern und 2 Öffnern

## Aufbau & Bestandteile

Ein Leistungsschütz besteht aus 8 Hauptbauteilen — vom Öffner bis zum Eisenkern. Fahre mit der Maus über die Liste rechts, um jedes Bauteil zu erkunden.

### Aufgabe 5.1 — Die 8 Bestandteile

Abb. 5 — Motorschütz geöffnet (Quelle: Wikimedia Commons)
📷

Beschriftetes Bild: Alle 8 Bauteile nummeriert

Erstelle mit Canva (canva.com): Lade das Foto oben hoch, füge 8 nummerierte Pfeile/Kreise ein und beschrifte:
1=Öffner, 2=Schaltstücke, 3=Schließer, 4=Spulenanschluss, 5=Anker, 6=Kurzschlussring, 7=Spule, 8=Eisenkern

1. Öffner — Ruhekontakt (NC), öffnet bei Anzug der Spule
2. Schaltstücke — Kontaktflächen aus Silberlegierung
3. Schließer — Arbeitskontakt (NO), schließt bei Anzug
4. Spulenanschluss — Klemmen A1 und A2
5. Anker — bewegliches Eisenteil, wird angezogen
6. Kurzschlussring — verhindert Brummen bei AC-Spulen
7. Spule — Erregerspule, erzeugt das Magnetfeld
8. Eisenkern — verstärkt und leitet den magnetischen Fluss

### Aufgabe 5.2 — Hauptstrom- und Steuerkontakte

### Hauptstromkontakte

- Schalten die Außenleiter an den Verbraucher
- Sind in getrennten Schaltkammern angeordnet
- Bei größeren Leistungen mit Lichtbogenlöscheinrichtungen ausgestattet

### Steuerkontakte

- Schalten Kontakte für Steuer- und Meldeaufgaben
- Führen wesentlich weniger Leistung als Hauptstromkontakte

## Funktionsweise

Vom Anlegen der Spulenspannung bis zum Abfall — in fünf Schritten erklärt.

### Aufgabe 6.1 — Fünf-Schritt-Ablauf

#### Spannung anlegen

Spannung wird an die beiden Spulenanschlüsse A1 und A2 angelegt.

#### Magnetfeld entsteht

Strom fließt durch die Schützspule — ein Magnetfeld entsteht.

#### Anker wird angezogen

Das Magnetfeld zieht den Anker an und betätigt die Schaltkontakte.

#### Kontakte schalten

Schließer schließen, Öffner öffnen — der Verbraucher wird eingeschaltet.

#### Schütz fällt ab

Nach Abschalten der Spannungsversorgung drückt die Rückstellfeder den Anker zurück. Das Schütz fällt ab.

⚠️ Wichtig: Das Schütz ist kein Dauermagnet — fällt die Steuerspannung aus, fällt das Schütz sofort ab!

### 6.2 Galvanische Trennung

Steuer- und Hauptstromkreis sind elektrisch voneinander getrennt — die Übertragung erfolgt ausschließlich über das Magnetfeld.

#### Steuerstromkreis

DC 24V
kleiner Steuerstrom, Taster / SPS
⏚ Q1 Schütz

#### Hauptstromkreis

AC 230V
großer Laststrom, Motor / Last
Die Galvanische Trennung bedeutet, dass zwei Stromkreise zwar verbunden sind, aber nicht elektrisch. Das Übertragungsmedium ist der Elektromagnetismus.

## Sicherheit beim Schützaustausch

Zusammenfassung der Fehlerquellen, Behebung und die fünf Sicherheitsregeln beim Schützaustausch.

### Aufgabe 7.1 — Mögliche Fehlerquellen und Behebung

Antwort an Herrn Rohweider:

### Defekter Anschluss

Behebung: Alle Schraubverbindungen prüfen und ggf. nachziehen.

### Defekte Zuleitung

Behebung: Leitungen mit Messgerät prüfen, beschädigte Leitung ersetzen.

### Defektes Schütz

Behebung: Schütz austauschen — dabei Fünf Sicherheitsregeln beachten.

### 7.2 Fünf Sicherheitsregeln beim Schützaustausch

Vor dem Austausch müssen (je nach Spannungshöhe) die Fünf Sicherheitsregeln der Elektrotechnik beachtet werden!
1

#### ⛔ Freischalten

Anlage spannungsfrei schalten

2

#### 🔒 Gegen Wiedereinschalten sichern

Hauptschalter abschließen

3

#### 🔍 Spannungsfreiheit feststellen

Mit Messgerät alle Leiter prüfen

4

#### 🌍 Erden und kurzschließen

Bei Mittelspannung und höher

5

#### 🚧 Benachbarte Teile abdecken

Schutz vor Nachbarspannungen

## Praxisbeispiel: Hebekran

Die Steuerung eines Hebekrans wird erneuert — verstehen, analysieren und passendes Ersatzschütz auswählen.

Ausgangssituation: Die Steuerung eines Hebekrans (5t, Abb. 1) wird erneuert.
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Technologieschema Hebekran (Abb. 1)

Foto aus deinem Unterrichtsbaustein zum Hebekran, Seite 10

### Funktionsbeschreibung

- 🔑
  -S1 Schlüsselschalter → Inbetriebnahme der Steuerung
- ⬆️
  -S2 Taster AUF → Motor M1 Seilwinde aufwärts (Tippbetrieb)
- ⬇️
  -S3 Taster AB → Motor M1 Seilwinde abwärts (Tippbetrieb)
- 🔴
  -S0 NOT-HALT → Sofortstillstand bei Gefahr
- ⚡
  -Q1 Hauptschalter → Energieversorgung des gesamten Krans

### Aufgabe 8.1 — Austausch von -K1

### Beim Austausch von -K1 beachten:

- Passendes Ersatzschütz verwenden (gleiche Spulenspannung, gleiche Gebrauchskategorie, gleiche Kontaktzahl)
- Spannungsversorgung vorher abschalten (Fünf Sicherheitsregeln!)

### Aufgabe 8.2 — Schützauswahl A, B oder C

Welches Schütz (A, B oder C) ist geeignet?

### ❌ Schütz A — Nicht geeignet

Spulenspannung 230V AC — passt nicht zur 24V DC Steuerung

### ✅ Schütz B — Geeignet

Spulenspannung DC 24V ✓, besitzt Schließerkontakt (NO) ✓

### ✅ Schütz C — Geeignet

Spulenspannung DC 24V ✓, besitzt Schließerkontakt (NO) ✓

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Schütze A, B und C — Vergleich (Siemens SIRIUS)

Foto aus deinem Unterrichtsbaustein zum Hebekran, Seite 11

### Aufgabe 8.3 — NC und NO

### NC — Normally Closed

NC steht für Normally Closed — im Ruhezustand geschlossen. Das entspricht einem Öffner-Kontakt.

### NO — Normally Open

NO steht für Normally Open — im Ruhezustand offen. Das entspricht einem Schließer-Kontakt.

### Aufgabe 8.4 — Galvanische Trennung am Hebekran

Die beiden Stromkreise sind elektrisch voneinander getrennt, aber durch die elektromagnetischen Schalter besteht eine Verbindung zwischen den Stromkreisen.

### Aufgabe 8.5 — Gebrauchskategorie

Das Ersatz-Schütz mit Gebrauchskategorie AC-3 kann NICHT verwendet werden — AC-3 ist nicht für dauernden Tippbetrieb geeignet. Für Tippbetrieb wird AC-4 benötigt.

## Wissens-Check

Acht Fragen aus dem Unterrichtsbaustein — sofortiges Feedback nach jeder Antwort.