Der Nummernschalter ist die mechanische Einheit, die die Wählimpulse bei der Bedienung der Wählscheibe erzeugt. Dabei gibt der Nummernschalter je nach gewählter Ziffer eine fest definierte Anzahl von Leitungsunterbrechungen, den sogenannten Impulsen, ab. Diese kurzzeitigen Unterbrechungen sowie die Pausen dazwischen müssen eine festgelegte Dauer haben, damit die Vermittlungsstelle (bzw. der Telefonanlage, an die der Apparat angeschlossen ist) diese auswerten und somit die gewählte Ziffer erkennen kann.
Abbildung: Nummernschalter (Draufsicht, Seitenansicht von hinten)
In Deutschland stellt sich die Situation so dar, dass bei der Wahl der Ziffer 1 ein Impuls übertragen wird, bei einer gewählten 2 zwei Impulse und so weiter. Bei der Ziffer 0 werden zehn Impulse übertragen, daher wird sie im Folgenden technisch wie eine Zehn behandelt. Die eigentlichen Impulse werden nicht beim Aufziehen des Nummernschalters abgegeben, sondern beim Zurücklaufen. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Geschwindigkeit, mit der der Anrufende wählt, keinen Einfluss auf die Länge der Impulse hat.
Das normale Verhältnis von Impuls (= Leitungsunterbrechung) zu Pause soll 1,6 : 1 betragen, dabei soll sich die Gesamtdauer von Impuls und Pause auf 100 Millisekunden belaufen.1 Folglich soll ein Inpuls 61,54 ms und eine Pause 38,46 ms dauern. Die Wahl von zehn Impulsen (Ziffer 0) dauert folglich genau eine Sekunde. Hierbei ist allerdings zu beachten, dass die Wählscheibe bei der Wahl einer 0 länger als eine Sekunde ablaufen wird, da sich zwischen der Ziffer 1 und dem Fingeranschlag etwas Platz (das „Spatium“) befindet, und diesem Bereich ohne Ziffern sind natürlich auch keine Impulse zugeordnet. Die im vorigen Absatz genannten Werte für die Impuls- und Pausendauer sind selbstverständlich rechnerischer Natur, deren Genauigkeit mechanische Teile im praktischen Betrieb nicht genügen können. Damit die gewählte Nummer von der Vermittlungsstelle bzw. der auswertenden Telefonanlage korrekt erkannt wird, müssen die Dauer von Impuls und Pause jedoch innerhalb bestimmter Toleranzen liegen, und zwar in einem Verhältnis zwischen 1,3 : 1 und 1,9 : 1 sowie einer Gesamtdauer eines Impulses mit nachfolgender Pause zwischen 90 und 110 Millisekunden.2 Dies entspricht der im Diagramm gezeigten gepunkteten Fläche.
Abbildung: Zulässige Impuls- und Pausenzeiten (gepunktete Fläche)
Im anderen Ländern können andere Impuls-Pause-Verhältnisse oder -zeiten gelten. Daher ist die Verwendung ausländischer Apparate im deutschen Netz nicht immer unproblematisch.
Für die technische Betrachtung des Wählvorgangs sollte man sich zunächst das Aussehen einer gängigen Wählscheibe vergegenwärtigen. Teilt man die Wählscheibe wie eine Torte in gleich große Sektoren auf, so dass jedes dieser „Tortenstücke“ genau eine Ziffer trägt, so erhält man insgesamt 14 Tortenstücke (zumindest bei den Modellen, die seit Mitte der 40er-Jahre üblich sind). Man kann dies sehr gut beim Wählen der Ziffer 5 erkennen: der Abstand zwischen der Ziffer 1 und der Ziffer 0 macht vier solcher Sektoren aus – drei liegen vor und ein weiterer hinter dem Fingeranschlag:
Abbildung: Wählscheibe beim Wählen der Ziffer 5
Diese 14 Sektoren haben einen Innenwinkel von 360° geteilt durch 14, also etwa 25,7°. Beim Betrachten der Abbildung lässt sich dieser Effekt erkennen: Beim Wählen einer 1 bewegt sich der Finger drei Sektoren, also rund 77,1° weiter. Beim Wählen einer 2 sind dies vier Sektoren (102,8°) . Allgemein wird deutlich, dass der Winkel der Drehbewegung zwischen gewähltem Fingerloch und Fingeranschlag insgesamt immer um zwei Sektoren größer ist als der Wert der gewählten Ziffer (wenn die Null, wie eingangs erwähnt, technisch einer Zehn entspricht).
Beim Zurücklaufen des Nummernschalters sorgen nun insgesamt zwei kleine Schalter für die notwendige Anzahl der Leitungsunterbrechungen. Der Schalter, der die eigentlichen Unterbrechungen erzeugt, nennt sich nsi. Diese Ablürzung steht für „Nummernschalter-Impulskontakt“. Vor ca. 1966 findet sich für den nsi die Bezeichnung "Nummernscheiben-Impulskontakt", hier hat sich aber nur der Begriff geändert, für die technische Bedeutung ergab sich kein Unterschied.3 Der nsi wird durch eine rotierende Scheibe geöffnet und geschlossen. Diese läuft schneller als die Wählscheibe selbst. Für jeden Sektor der Wählscheibe von 25,7° gibt der nsi einen Impuls ab. Aufgrund der zuvor dargestellten Einflüsse des Spatiums erzeugt der nsi immer zwei Impulse mehr, als es dem Wert der gewählten Ziffer entspricht. Da (auch aus technischen Gründen in der Vermittlungsstelle) die Anzahl der übertragenen Impulse aber genau der gewählten Ziffer entsprechen soll, wird deutlich, dass der nsi zwei Impulse zu viel erzeugt.
Um diese beiden letzten Impulse zu unterdrücken wird ein zweiter Schalter, der nsr (Nummernschalter-Reduzierkontakt), parallel zum nsi geschaltet. Der nsr schließt die Leitung, bevor der nsi die Leitung für letzten zwei Impulse unterbricht. Da nsi und nsr parallel geschaltet sind bleibt die Leitung in dieser Phase trotz Öffnung des nsi geschlossen.
Abbildung: Nummernschalter-Prinzipdarstellung (Ansicht von hinten)
Ein dritter Schalter ist der Nummernschalter-Arbeitskontakt (nsa). Er hat mit den eigentlichen Wählimpulsen nichts zu tun, sondern bleibt die ganze Zeit geschlossen, während die Wählimpulse übertragen werden. Seite Aufgabe ist es, während des Wählvorgangs (durch Kurzschließen des Sprechkreises) den Hörer abzuschalten, damit die wählende Person die Leitungsunterbrechungen nicht als Knackgeräusche hören kann und damit auch keine Verzerrungen auftreten.
1 siehe KABATT 1966, S. 466
2 siehe PLATE 1995, S. 96
3 siehe KABATT 1957, S. 12, KABATT 1966, S. 182 und KABATT 1989, S. 10