Wechselschaltung

In der Gebäudeverkabelung ist die Mehrfachschaltung die Verbindung von zwei oder mehr elektrischen Schaltern zur Steuerung einer elektrischen Last von mehr als einem Ort aus. Eine häufige Anwendung ist die Beleuchtung, wo sie die Steuerung von Lampen von mehreren Stellen aus ermöglicht, z. B. in einem Flur, einem Treppenhaus oder einem großen Raum. ⓘ

Im Gegensatz zu einem einfachen Lichtschalter, bei dem es sich um einen einpoligen Schalter handelt, werden bei der Mehrwegschaltung Schalter mit einem oder mehreren zusätzlichen Kontakten verwendet und zwei oder mehr Drähte zwischen den Schaltern verlegt. Wenn die Last von nur zwei Punkten aus gesteuert wird, werden einpolige, doppelt auslösende (SPDT) Schalter verwendet. Zweipolige Umschalter (DPDT) ermöglichen die Steuerung von drei oder mehr Stellen aus. ⓘ

In alternativen Konstruktionen können Niederspannungsrelais oder elektronische Steuerungen zum Schalten elektrischer Lasten verwendet werden, manchmal ohne zusätzliche Stromkabel. ⓘ

Die Wechselschaltung, Flurschaltung oder Hotelschaltung dient in der Elektroinstallation dazu, „Verbraucher“, meist eine oder mehrere Leuchten, von zwei Stellen aus ein- bzw. auszuschalten. Eingesetzt wird sie in kleinen Fluren, Dielen und Räumen mit zwei Eingängen. Für die Schaltung benötigt man zwei Wechselschalter, die es im Handel auch unter der Bezeichnung Aus-Wechselschalter gibt (reine Ausschalter werden von den meisten Herstellern nur noch für den osteuropäischen und asiatischen Markt produziert). ⓘ

Drei- und Vier-Wege-Schalter

Ein zweipoliger Schalter, der so verdrahtet ist, dass er als Vierwege-Schalter (Zwischen- oder Kreuzungsschalter) fungiert ⓘ

Bei der gesteuerten Last handelt es sich häufig um eine Lampe, aber Mehrfachschalter werden auch zur Steuerung anderer elektrischer Lasten wie Steckdosen, Ventilatoren, Pumpen, Heizungen oder anderer Geräte verwendet. Die elektrische Last kann fest verdrahtet oder in eine geschaltete Steckdose eingesteckt sein. ⓘ

Mit Drei- und Vierfachschaltern kann ein Licht von mehreren Stellen aus gesteuert werden, z. B. vom oberen und unteren Ende einer Treppe, von beiden Enden eines langen Flurs oder von mehreren Türöffnungen in einem großen Raum. Diese Schalter sehen äußerlich ähnlich aus wie einpolige Schalter (SPST), haben aber zusätzliche Anschlüsse, mit denen ein Stromkreis von mehreren Stellen aus gesteuert werden kann. Durch Umschalten des Schalters wird ein Anschluss des "Reisenden" getrennt und der andere angeschlossen. ⓘ

Elektrisch gesehen ist ein typischer "3-Wege"-Schalter ein einpoliger Umschalter (SPDT-Schalter). Wenn zwei dieser Schalter korrekt miteinander verbunden sind, wird durch Umschalten eines der beiden Schalter der Zustand der Last von Aus auf Ein oder umgekehrt geändert. Die Schalter können so angeordnet werden, dass sie für den Aus-Zustand gleich ausgerichtet sind und für den Ein-Zustand gegensätzlich ausgerichtet sind. ⓘ

Ein "4-Wege"-Schalter (Zwischenschalter) ist ein zweckmäßiger zweipoliger Umschalter (DPDT), der bei der Herstellung intern verdrahtet wird, um die Verbindungen zwischen Eingang und Ausgang umzukehren, und nur vier externe Anschlüsse hat. Dieser Schalter hat zwei Paare von "Wander"-Klemmen, die er entweder gerade durchschaltet oder überkreuzt (vertauscht oder vertauscht). Ein Zwischenschalter kann jedoch durch Hinzufügen einer geeigneten externen Verdrahtung zu einem gewöhnlichen (sechspoligen) DPDT-Schalter oder durch Verwendung eines separaten DPDT-Relais realisiert werden. ⓘ

Durch den Anschluss eines oder mehrerer 4-Wege-Schalter (Zwischenschalter) in Reihe mit 3-Wege-Schaltern an beiden Enden kann die Last von drei oder mehr Stellen aus gesteuert werden. Durch Umschalten eines beliebigen Schalters wird der Zustand der Last von Aus auf Ein oder von Ein auf Aus geändert. ⓘ

Zwei Stellen

Um eine Last von zwei Stellen aus ein- oder auszuschalten (z. B. um ein Licht von beiden Enden einer Treppe aus ein- oder auszuschalten), sind zwei SPDT-Schalter erforderlich. Es gibt verschiedene Möglichkeiten der Verdrahtung, um dies zu erreichen. ⓘ

Traveller-System

Beim Traveler-System, das auch als "Common"-System bezeichnet wird, wird die Stromleitung (heiß, in rot dargestellt) in die gemeinsame Klemme eines der Schalter eingespeist; die Schalter sind dann durch ein Paar Drähte, die "Travelers" (oder "Strappers" im Vereinigten Königreich) genannt werden, miteinander verbunden, und die Lampe wird an die gemeinsame Leitung des zweiten Schalters angeschlossen, wie dargestellt. ⓘ

Mit dem Traveller-System gibt es vier mögliche Kombinationen von Schalterstellungen: zwei mit eingeschaltetem und zwei mit ausgeschaltetem Licht. ⓘ

Aus! Ein

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Alternatives System

Beim Anschluss "California 3-Wege" oder "Coast 3-Wege" wird das Gehäuse der Lampenfassung nie mit der Leitungsklemme (heiß) verbunden. Eine optionale zusätzliche Lampe kann an Klemme A als Kontrolllampe oder zur Beleuchtung eines langen Korridors angeschlossen werden. An die Klemme B kann eine optionale Steckdose angeschlossen werden, da diese Klemme immer unter Spannung steht. ⓘ

Ein alternatives System, das als "California 3-Wege"- oder "Coast 3-Wege"-Anschlusssystem bekannt ist, ermöglicht es, sowohl geschaltete als auch ungeschaltete Lasten in der Nähe der beiden Schalter anzuschließen, ohne zu viele zusätzliche Kabel zu verlegen. Dies ist nützlich in langen Fluren, in denen möglicherweise mehr als eine Leuchte von den beiden Schaltern gesteuert werden muss und in denen es auch Steckdosen gibt, die neben den geschalteten Leuchten auch ungeschalteten Strom benötigen. Wenn nur ein Licht geschaltet wird und kein ungeschalteter Anschluss benötigt wird, benötigt dieses System mehr lange Drähte als das Standardsystem (vier statt drei), aber wenn das geschaltete Licht in der Nähe des Schalters in der Nähe des Sicherungskastens ist und eine Steckdose in der Nähe des entfernten Schalters mit Strom versorgt werden muss, werden weniger lange Drähte benötigt (vier statt fünf). ⓘ

Carter-System

Das Carter-System ist in den USA verboten. ⓘ

Das Carter-System war eine Methode zur Verdrahtung von Drei-Wege-Schaltern in der Ära der frühen Knauf- und Röhrenverdrahtung. Diese inzwischen veraltete Verdrahtungsmethode ist seit 1923 durch den National Electrical Code der USA verboten, selbst bei neuen Installationen mit Knob-and-Tube-Schaltern, die unter bestimmten Umständen noch zulässig sind. Dieses Verdrahtungssystem kann noch in alten Elektroinstallationen anzutreffen sein, die unter Denkmalschutz stehen. ⓘ

Beim Carter-System wurden die ankommenden stromführenden (stromführenden) und neutralen Drähte an die Wanderer-Schrauben der beiden Dreiwegschalter angeschlossen, und die Lampe wurde zwischen den gemeinsamen Schrauben der beiden Schalter angeschlossen. Wenn beide Schalter auf "heiß" oder beide auf "neutral" geschaltet wurden, blieb das Licht aus; wurden sie jedoch in entgegengesetzte Positionen geschaltet, leuchtete das Licht. Der Vorteil dieser Methode bestand darin, dass nur ein Kabel von jedem Schalter zum Licht geführt werden musste, da beide Schalter einen Heißleiter und einen Nullleiter hatten. ⓘ

Das Hauptproblem bei dieser Methode ist, dass bei einer der vier Schalterkombinationen die Fassung um die Glühbirne an beiden Anschlüssen unter Strom steht, obwohl die Glühbirne nicht leuchtet. Da das Gehäuse auch bei ausgeschaltetem Licht unter Strom stehen kann, besteht beim Auswechseln der Glühbirne die Gefahr eines Stromschlags. Diese Methode ist daher in der modernen Gebäudeverkabelung verboten. ⓘ

Mehr als zwei Standorte

Bei mehr als zwei Standorten müssen zwei der Verbindungsdrähte durch einen Zwischenschalter geführt werden, der so verdrahtet ist, dass er das Paar vertauscht oder transponiert. Es kann eine beliebige Anzahl von Zwischenschaltern eingefügt werden, so dass eine beliebige Anzahl von Standorten möglich ist. Dazu sind zwei Drähte entlang der Schalterreihe erforderlich. ⓘ

Traveller-System

Bei drei Schaltern gibt es acht mögliche Kombinationen von Schalterstellungen: vier mit eingeschaltetem Licht und vier mit ausgeschaltetem Licht. Beachten Sie, dass in diesen Diagrammen auch die amerikanischen Bezeichnungen für elektrische Schaltungen verwendet werden.

Aus! Ein

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Wie bereits erwähnt, kann die obige Schaltung durch die Verwendung mehrerer 4-Wege-Schalter zwischen den 3-Wege-Schaltern erweitert werden, um die Schaltmöglichkeiten auf eine beliebige Anzahl von Stellen auszudehnen. ⓘ

Vier Beispielschaltungen ⓘ

Schalten mit Niederspannungsrelais

Systeme, die auf Relais mit Niederspannungsschaltkreisen basieren, ermöglichen das Schalten der Stromversorgung von Beleuchtungslasten von einer beliebigen Anzahl von Stellen aus. Für jede Last wird ein selbsthaltendes Relais verwendet, das seinen Ein- oder Aus-Zustand mechanisch beibehält, auch wenn die Stromversorgung des Gebäudes unterbrochen wird. Die Netzspannung wird über das Relais an die Last geleitet. ⓘ

Anstatt die Schalter mit Netzspannung zu versorgen, wird eine niedrige Spannung - in der Regel 24 V AC - an entfernte Kipp- oder Wippschalter angeschlossen. Die Taster haben in der Regel SPDT-Kontakte in einer (ON)-OFF-(ON)-Konfiguration. Wenn der Schalter in eine Richtung gedrückt wird, werden die Relaiskontakte geschlossen; wenn er in die andere Richtung gedrückt wird, werden die Relaiskontakte geöffnet. Eine beliebige Anzahl von zusätzlichen Wippschaltern kann parallel verdrahtet werden, je nach Bedarf an mehreren Stellen. Eine optionale Hauptsteuerung kann hinzugefügt werden, die alle Lichter in der Einrichtung unter der Kontrolle einer Zeitschaltuhr oder eines Computers gleichzeitig ein- oder ausschaltet. ⓘ

Nach einem anfänglichen Aufschwung in den 1960er Jahren sind solche relaisbasierten Niederspannungssysteme für den privaten Gebrauch selten geworden. Ausrüstungen für Neuinstallationen werden von den Elektrolieferanten in der Regel nicht angeboten, obwohl es immer noch möglich ist, Teile für die Wartung bestehender Anlagen zu finden. ⓘ

Elektronische Fernschaltung

Seit 2012 werden Mehrwegschaltungen in Wohn- und Geschäftsgebäuden zunehmend mit Netzsignalisierung und drahtlosen Signalisierungstechniken realisiert. Dazu gehören das X10-System, das seit den 1970er Jahren verfügbar ist, und neuere hybride drahtgebundene/drahtlose Systeme wie Insteon und Z-Wave. Dies ist besonders nützlich bei der Nachrüstung von Mehrwegstromkreisen in bestehende Verkabelungen, wodurch oft die Notwendigkeit vermieden wird, Löcher in Wände zu bohren, um neue Kabel zu verlegen. ⓘ

Fernbedienungssysteme werden in gewerblichen Gebäuden zunehmend als Teil von Beleuchtungssystemen mit halbautomatischer Steuerung eingesetzt, um die Sicherheit zu erhöhen und Energie zu sparen. ⓘ

Allgemeines

Schaltsymbol ⓘ

Der Außenleiter (L) wird an einen der beiden Wechselschalter an der Klemme L (bei älteren Schaltern P) angeschlossen. Oft ist dieser Kontakt auch farblich gekennzeichnet (z. B. rot). Das Gleiche gilt für die Ader, die vom zweiten Wechselschalter zur Leuchte geht (sog. „Lampendraht“, in der Zeichnung weiß). Die in der Zeichnung verwendeten Farben für die Adern dienen nur zur Veranschaulichung – lediglich der Schutzleiter (PE) muss laut den in Deutschland gültigen VDE-Normen grün-gelb und der Neutralleiter (N) blau sein. Für andere Leitungen dürfen diese Farben sowie rot, gelb und grün nicht verwendet werden. ⓘ

Durch Auftrennung der beiden Korrespondierenden (in der Zeichnung violett) und Anschluss der vier Aderenden an einen Kreuzschalter kann man die Wechselschaltung zu einer Kreuzschaltung (drei Schaltstellen oder mehr) erweitern. In Fällen von drei oder mehr Schaltstellen ist die Installation aber oft einfacher, wenn man einen Stromstoßschalter und mehrere Taster einsetzt. ⓘ

Schaltung

Weitere Versionen der Wechselschaltung

• Wechselschaltung mit Kontrollleuchten
• Sparwechselschaltungen:
  • Sparwechselschaltung: Wenn unter dem zweiten Schalter eine oder mehrere Steckdosen montiert werden, wird dort eine Ader eingespart: Es reicht dann eine fünfadrige Leitung zur Schalter- und Steckdosenkombination.
  • Hamburger Schaltung, nach VDE 0100 nicht zulässig: Hier wird der Neutralleiter geschaltet, um eine Ader einzusparen. ⓘ