Ein normaler Schaltausgang kann einen Motor einschalten. Er kann ihn nicht rückwärts laufen lassen. Genau dafür gibt es die H-Brücke — und sie ist der Grund, weshalb elektrische Trittstufen, Ventile und Stellantriebe ohne zusätzliche Relaisverdrahtung ansteuerbar sind.
Was eine H-Brücke tut
Ein Gleichstrommotor läuft in die Richtung, die die Polarität vorgibt. Werden Plus und Minus vertauscht, dreht er andersherum. Um das zu schalten, braucht es klassisch zwei Umschaltrelais, die gemeinsam die Polung wechseln — und eine Verriegelung, die verhindert, dass beide gleichzeitig anziehen und einen Kurzschluss erzeugen.
Die H-Brücke ist die elektronische Form dieser Anordnung. Der Name kommt von der Schaltung selbst: vier Schaltelemente, zwischen denen der Motor hängt — im Schaltbild ein H. Je nachdem, welches diagonale Paar leitet, fließt der Strom in die eine oder die andere Richtung.
Der praktische Gewinn liegt weniger im Bauteil als im Wegfall der Verdrahtung: keine zwei Relais im Kasten, keine Verriegelungslogik, keine zusätzlichen Sicherungen. Zwei Ausgänge und die Motorleitung genügen.
Wofür man sie braucht
Alles, was zwei Endlagen hat und in beide Richtungen bewegt werden muss:
- Elektrische Trittstufen. Ausfahren und Einfahren — der klassische Fall im Ausbau.
- Motorventile. Wasserwege umschalten, Tanks trennen, Zuläufe sperren.
- Stellantriebe und Klappen. Lüftungsklappen, Abdeckungen, Luken.
- Kleine Winden und Antriebe, soweit sie innerhalb der Kanalgrenzen bleiben.
Was nicht dazugehört: alles, was nur in eine Richtung läuft. Eine Pumpe, ein Lüfter, ein Kompressor braucht keine H-Brücke, sondern einen normalen Schaltausgang. Die H-Brücke für einen einseitig laufenden Verbraucher zu belegen, verbraucht Kanalkapazität ohne Gegenwert.
Endlagen: der eigentliche Planungspunkt
Ein Motor, der eine Trittstufe ausfährt, muss irgendwann aufhören. Dafür gibt es drei Möglichkeiten, und die Wahl gehört vor die Verkabelung.
Mechanische Endschalter am Antrieb selbst. Der Motor trennt sich in der Endlage ab. Das ist die robusteste Lösung, weil sie unabhängig von der Steuerung funktioniert — auch dann, wenn die Konfiguration einmal verloren geht.
Zeitsteuerung. Der Ausgang läuft eine festgelegte Zeit. Einfach umzusetzen, aber ungenau: Läuft der Antrieb bei Kälte langsamer, erreicht er die Endlage nicht; läuft er leichter als geplant, drückt er dagegen.
Stromüberwachung. In der Endlage steigt der Strom, weil der Motor blockiert. Das ist ein brauchbares Abschaltkriterium, verlangt aber, dass Blockierstrom und Anlaufstrom sicher unterscheidbar sind — was nicht bei jedem Antrieb gegeben ist.
WarnungEin Antrieb ohne funktionierende Endabschaltung läuft im Fehlerfall gegen den Anschlag, bis etwas nachgibt. Bei Bewegungen, an denen jemand stehen könnte — einer Trittstufe etwa — ist die mechanische Endabschaltung deshalb nicht die bequemste, sondern die richtige Lösung.
Auslegung: der Anlaufstrom entscheidet
Motoren ziehen beim Anlauf ein Vielfaches ihres Betriebsstroms, und beim Anlauf gegen Last mehr als im Leerlauf. Für die Kanalauslegung ist deshalb nicht der Nennstrom des Antriebs maßgeblich, sondern die Spitze beim Start unter ungünstigen Bedingungen — kalt, schwergehend, gegen Widerstand.
Die Strombegrenzung des Ausgangs muss diese Spitze durchlassen und trotzdem unter der Belastbarkeit der Leitung bleiben. Bei Antrieben ist das der Punkt, an dem die Rechnung häufig nicht aufgeht — und dann ist der Querschnitt zu klein gewählt, nicht die Schwelle zu niedrig.
Inbetriebnahme
- Drehrichtung prüfen, bevor der Antrieb mechanisch angekoppelt ist. Ein vertauschtes Paar fährt zuverlässig in die falsche Richtung.
- Endabschaltung testen, und zwar in beiden Richtungen einzeln.
- Anlaufstrom messen, nicht schätzen — einmal kalt und einmal warm.
- Verhalten bei Blockade prüfen. Was passiert, wenn etwas im Weg steht?
- Bedienung erklärbar machen. Wer den Antrieb bedient, muss wissen, wie er ihn stoppt.
Typische Fehler
- H-Brücke für einseitige Verbraucher belegt. Pumpen und Lüfter brauchen keinen Richtungswechsel.
- Nur Zeitsteuerung als Endabschaltung. Funktioniert bei gleichbleibenden Bedingungen — und die gibt es an Bord nicht.
- Nach Nennstrom ausgelegt. Der Anlauf gegen Last ist die maßgebliche Größe.
- Drehrichtung erst nach der Montage geprüft. Der Test kostet zwei Minuten, die Korrektur danach eine Stunde.
- Blockierfall nicht getestet. Der Fall tritt ein, und dann sollte bekannt sein, was passiert.
