Man verwendet für eine Lampe häufig zwei verschiedene Schalter. Z.B. bei einer Flur-Lampe: Man kommt von der Wohnungstür rein – macht mit einem Schalter gleich rechts von der Tür das Licht an – und geht anschließend weiter in ein Zimmer und macht (irgendwann) das Flurlicht wieder aus – mit dem zweiten Schalter in der Nähe der Zimmertür. Für diese Art der Schalter-Installation benötigt man die sog. Wechselschaltung – und demenstprechend zwei Wechselschalter statt zweier einfacher Schalter: man müsste bei zwei einfachen Schaltern jedes Mal wieder zurückgehen, um bei dem ursprünglichen Schalter auszuschalten.

Die Wechselschaltung ist ein schönes kleines Mathematikproblem, das ich im Folgenden aufzeigen werde.

Zunächst muß man - als Voraussetzung - das Grundschema kennen:

Der stromführende Leiter L geht (aus dem Verteiler kommend) erst zu einem (und nur zu einem) der beiden Schalter, der dann in der Zeichnung 1. Schalter genannt wird. Anschließend (irgendwie) zum 2. Schalter, schließlich zur Lampe X, die selber wiederum mit dem Nulleiter N (aus dem Verteiler kommend) verbunden sein muß, damit der Strom überhaupt fließen kann:

Der Trick der Sache ist, dass die beiden Schalter untereinander mit genau 2 Adern verknüpft sind. Somit ergeben sich insgesamt 8 Möglichkeiten, wie die beiden Schalter mit den beiden Kabeln wechselwirken. 4 Möglichkeiten, wenn die zwei Leitungen parallel verlaufen und weitere 4 Möglichkeiten, wenn die zwei Leitungen zwischen den Schaltern über Kreuz laufen (oder verwurschtelt sind). In allen 8 überhaupt möglichen Fällen löst eine Änderung der Position eines der beiden Schalter die entgegengesetzte Funktion von der vorhandenen aus: wenn das Licht an war, geht es aus und umgekehrt. Das Licht ist an, wenn eine durchgehende Drahtverbindung L bis X hergestellt wird und aus, wenn die Drahtverbindung L bis X irgendwo unterbrochen ist.

Als Beweis durch Augenschein dient das untere Schema

In der linken dieser zwei Reihen hat der untere Knotenpunkt rechts immer die gleiche Funktion: er ist mit dem Leiter zur Lampe X hin verbunden. In der rechten Reihe hat diese Funktion der obere Knoten rechts. Es sind dann in der linken Reihe alle 4 Möglichkeiten für den unteren Knoten links aufgezeigt: 2 mal verbunden mit Stromzuführung L und zweimal nicht verbunden. Analog verhält es sich bei der rechten Reihe. Hier ist es der obere Knoten links, der 2 mal mit L verbunden ist und zweimal nicht. Damit sind offenbar alle Möglichkeiten an Verknüpfung der beiden Drähte mit L und X erschöpft, sofern die beiden Schalter (die kleinen Kreise) so angeordnet sind, wie in dem Schema. Und auf jedem einzelnen der 8 Bilder erkennt man, daß die Bewegung eines der beiden Schalter vom oberen zum unteren Knoten (oder umkehrt) das Gegenteil des gegebenen Zustands hervorruft: war das Licht aus, geht es jetzt an (und umgekehrt). q.e.d.

Daß die Leitungen über Kreuz laufen (oder sogar mehrmals über Kreuz laufen), kann ja ohne weiteres passieren, wenn sie in einem Rohr vom einen zum anderen Schalter verlaufen und farblich nicht zu unterscheiden sind: man hat beispielsweise zwei schwarze Adern. Aber wie man sieht, funktioniert auch dabei die Wechselschalter-Logik.

Jede Wechsel-Schalter-Box muß einerseits die zwei Leitungen zwischen den Schaltern aufnehmen als auch eine weitere Zu-Leitung bzw. Ableitung, die ich jetzt mal “Außenleiter” nenne. Es müssen also insgesamt 3 Ader-Anschlüsse (siehe Foto unten) vorhanden sein - und insgesamt 3 Adern führen in die Schalterbox rein.

Um die Sache auf eine praktische Formel zu bringen:

In den ersten Schalter geht der Strom rein mit einer üblicherweise schwarzen Leitung (in die 3. Klemme, ‘Außenleiter’). Aus dem zweiten Schalter geht der Strom raus (aus der 3. Klemme, ‘Außenleiter’) zur Lampe ebenfalls mit üblicherweise schwarzer Leitung. Von der Lampe geht der Nullleiter ab (der üblicherweise blaue Draht zur Verteilerdose), damit der Stromkreis geschlossen ist. Zwischen den beiden Schaltern gibt es noch zwei gesonderte Leitungen.

Bei diesem alten Wechselschalter aus den 50er Jahren sieht man in der Mitte den entscheidenden Porzellan-Einsatz. mit den drei Schrauben für die 3 zu befestigenden Adern. Der Stift, der oben rausschaut, wird durch den Drehknopf gedreht. Der innere, runde Porzellaneinsatz dreht sich dann mit. Derselbe ist unten so aufgebaut, daß er mit jeder Drehung einen Kontakt zu einem von den beiden Verbindungsleitern zum anderen Schalter herstellt und gleichzeitig den andern Kontakt unterbricht. In beiden Fällen ist jedoch der Kontakt zum ‘Außenleiter’ zur Lampe X (bei Schalter 2) bzw. zum stromführenden Leiter L (bei Schalter 1) gewahrt (siehe Schema oben).

Man betrachte jetzt die untere Befestigungs-Schraube für das Kabel mit ihrem Kontakt nach innen zum runden Porzellan... Jetzt eine Drehung nach links weiter...

Es ergibt sich eine größere Lücke nach innen - was immer uns das auch sagen will - jedenfalls aber eine Veränderung. Der Schalter läßt sich leider nicht aufschrauben. - Auch ist mir unklar, welche Schraube für den ‘Außenleiter’ zuständig ist - oder ob das eigentlich egal ist.

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