Relais Auto

] (Pl.: Relais[???l??s]) ist ein elektrisch betätigter, ferngesteuerter Stromschalter, in der Regel mit zwei Schaltpositionen. Die Ansteuerung des Relais erfolgt über einen Steuerkreis und kann weitere Kreise umschalten. Das mechanische Relais funktioniert in der Regel nach dem elektromagnetischen Prinzips. Bei einer Luftspalte wird Kraft auf den Läufer ausgeübt, der einen oder mehrere Kontakt (e) auslöst.

Sobald die Wicklung nicht mehr stromführend ist, wird der Läufer durch eine Feder in seine Ausgangsstellung zurückgeführt. Im linken Foto ist das Relais in Ruheposition; die Wicklung ist stromlos, der Schließerkontakt ist offen. Im rechten Foto wird eine elektrische Verbindung zur Wicklung hergestellt, wobei der Läufer vom eisernen Kern der Wicklung gezogen und der Betriebskontakt verschlossen wird.

Als Schließerkontakt wird ein geöffneter Schaltkontakt bei abgefallener Armatur oder stromlose Erregerwicklung, bei hochgezogener Armatur oder stromführender Wicklung bez. Eine Kontaktstelle wird als stromlos oder stromlos offen beschrieben, wenn sie den Schaltkreis bei eingeschaltetem Relais durchtrennt. Einem Relais können ein oder mehrere solcher Relaiskontakte zugeordnet werden.

Das Relais wird als "Ruhestromrelais" bezeichnet, wenn der Stromdurchgang stattgefunden hat und im Leerlauf erregt wird, z.B. zur Kontrolle von Stromausfall oder Aderbruch. Die Relais sind im Schaltbild immer stromlos geschaltet, auch wenn sie als Ruherelais betrieben werden. Die Relais sind ein elektromechanisches Bauelement. Haupteinsatzgebiete sind: Die elektromechanischen Relais wurden in vielen Anwendungen durch elektronische Schalter ersetzt, die mit einem Transistor betrieben werden.

Die Relais haben unter anderem einige Vorzüge gegenüber Transistoren: Es gibt eine sehr große Zahl unterschiedlicher Bauarten und Versionen von Relais. Zusätzlich können Relais nach verschiedenen Kriterien wie z. B. mögliche Schaltstellungen im spannungslosen Betrieb, Aufbau, Größe, Einsatzbereich, Kontaktart oder -werkstoff, Schaltvermögen oder Funktionsweise getippt werden.

Daher kann ein Relais oft zu unterschiedlichen Arten gerechnet werden. Der etwas vage definierte Ausdruck Kleinrelais umfasst eine große Anzahl von Relais, die vor allem im Niedervoltbereich eingesetzt werden und häufig für die Installation auf Platinen ("PCB-Relais") bestimmt sind. Als weitere Anwendungsbeispiele sind DIL-Relais, Kammrelais oder SMD-Miniaturrelais zu nennen. Als Schütz wird ein Relais für wesentlich höhere Leistung in der Starkstromtechnologie bezeichnet.

Der Strom und die elektrischen Spannungen im Lastkreis können um ein Mehrfaches höher sein als in der Drossel. Leistungsschütze haben einen Ankerstab, der eine etwas größere Steuerleistung erfordert, und sie verfügen in der Regel über mehrere gleiche Schaltelemente, die zum Umschalten von dreiphasigen Lasten notwendig sind. Festkörperrelais (SSR) sind keine echten Relais.

Die Geräte funktionieren ohne bewegliche Bauteile, sind daher sehr robust und für den Einsatz bei hohen Schaltfrequenzen und ungünstigen Umgebungsbedingungen (z.B. in explosionsgefährdeten Bereichen) ausgelegt. Festkörperrelais haben im Vergleich zu mechanisch betriebenen Relais größere Verlustleistungen im Laststromweg und müssen daher oft auf einem Wärmesenke installiert werden. OptoMOS - oder PhotoMOS-Relais besetzen eine besondere Stellung, weil sie ähnlich aufgebaut sind wie Optokoppler: Auf der Steuerseite funktionieren sie wie ein optischer Koppler mit einer Infrarot-LED und haben im Gegensatz zu den oben genannten Halbleiterrelais keine lastseitigen Triac- oder Transistoren, sondern lediglich einen MOSFET, mit dem sie Gleich- und Wechselspannung bei typisch niedrigem Strombedarf schalt.

Diese müssen nicht abgekühlt werden und haben einen niedrigeren Spannungsfall als Halbleiterrelais bei niedrigem Belastungsstrom, weisen aber in der Regel einen größeren "Kontaktwiderstand" auf als diese. Für höhere Betriebstemperaturen sind sie ungeeignet: Hochtemperaturen über 85 C ändern das Sendeverhalten von optischen Kopplern. Die bistabilen Relais zeichnen sich dadurch aus, dass sie im spannungslosen Zustand zwei unterschiedliche feste Schaltstellungen annehmen können.

Die bistabile Relais beinhalten: Um in den anderen Schaltungszustand zu schalten, legen Sie entweder eine gleichpolige an eine zweite Spule mit umgekehrter Wicklungsrichtung (Doppelspulenrelais) oder, bei Halterelais mit nur einer Spule, an diese eine Gegenpolspannung an. Um in den anderen Schaltungszustand zu schalten, legen Sie entweder eine gleichpolige an eine zweite Spule mit umgekehrter Wicklungsrichtung (Doppelspulenrelais) oder, bei Relais mit nur einer Spule, eine Gegenpolspannung an.

Für zwei Relaistypen ist die Polung vorgeschrieben: Bei polarisierten Relais ist die Polung der anzuschließenden Speisespannung fest vorgegeben. Die Polarisationsrelais verfügen über einen eingebauten Permanentmagneten, dessen Magnetfeld dem der Anregungsspule nachgeschaltet ist. Bei Relais mit eingebauter Freilaufdiode darf die Versorgungsspannung nur in Sperrichtung der Leuchtdiode anliegen.

Sie ist vor allem in Relais in DIL-Gehäusen zu finden. Automobilrelais sind robuste Relais, die den gestiegenen Ansprüchen in Bezug auf Schockfestigkeit und Temperaturbeständigkeit in Fahrzeugen gerecht werden. Sie haben in der Regel Verbindungen mit 6,3 mm Flachsteckern. Oftmals befinden sich bereits Bauteile (Widerstand, Diode) im Gehäuseinneren, um die gegeninduktive Spannung der Wicklung zu limitieren. Bei den " Relais ", die als Steckmodule im Sicherungsgehäuse von Fahrzeugen eingebaut werden, handelt es sich oft um Relais mit Zusatzfunktionen oder um Elektronikmodule oder kleine Steuereinheiten.

Obwohl viele dieser kleinen Steuerungen noch ein technisches Relais beinhalten, ist der Ausdruck Relais für die ganze Anlage ziemlich zeitlos. Die meisten Funktionalitäten sind bei heutigen Fahrzeugen in größere Zentraleinheiten eingebaut - zum Beispiel wird der übliche Klang des Blinkerrelais oft durch den Einsatz von Lautsprechern oder durch ein Relais, das keine Lasten schalten kann, wiedergegeben.

Relais wurden häufig in elektro-mechanischen Vermittlungen und Telefonsystemen verwendet. Die Relais wurden den Teilnehmerinnen und Teilnehmer im Teilnehmerkreis und im Vermittlungsnetz, das in der Regel aus Wählgeräten besteht, dauerhaft zugewiesen. Unter den bedeutendsten Repräsentanten dieser Relaisart, die heute nur noch in sehr wenigen Fällen zu finden sind, sind das flache Relais, das runde Relais und das ESK-Relais.

Die elektromagnetischen Relais können nicht ohne weiteres mit wechselnder Spannung arbeiten, da das magnetische Feld, das den Läufer dauerhaft hält, seine Polarität vertauscht und somit zu gering oder Null ist. Die folgenden Relais können mit wechselndem Strom versorgt werden: DC-Relais mit vorgeschalteter Gleichrichtung (gelegentlich im Relais-Gehäuse eingebaut). Das Phasenrelais ist ein Relais mit zwei Windungen auf separaten Eisenbeinen, bei dem der Stromfluß in einer der Windungen mittels eines in Reihe liegenden Kondensator um etwa 90° phasenversetzt ist.

Das bedeutet, dass eine Wicklung immer dann vollständig bestromt ist, wenn der Anregungsstrom in der anderen Wicklung durch den Nullpunkt fließt. Die Ausführung korrespondiert mit einem Drehspulwerk mit drehend gelagerter Wicklung, externen Permanent-Magneten und einer Rückstellfeder. Darüber hinaus wurden diese Relais zur Steuerung von Nebenuhrleitungen in Taktsystemen eingesetzt. Stößelrelais (auch Tauchrelais) hatten einen auf dem Merkur schwebenden Magneten, der wie ein Ziehmagnet mit einer stromführenden Wicklung in das Merkur eingezogen wurde, wodurch sein Pegel so weit erhöht wurde, dass ein Berührungspunkt oberhalb des Merkurspiegels auftrat.

Das Melderelais in der Bahnsicherungstechnik ist ein Relais, das besondere konstruktive Voraussetzungen erfüllen muss, um für sicherheitsgerichtete Stromkreise eingesetzt zu werden. Die Stromrelais haben eine besonders niedrigohmige Wicklung, so dass sie in Serie mit einer zu überwachenden Last verbunden werden können. Telegraphenrelais sind hochsensible, gepolte Relais, die bei der Fernschaltung eine große Bedeutung hatten.

Die Relais sind zudem mit einer mehr oder weniger komplexen mechanischen oder elektronischen Ausstattung ausgestattet. Das Wischrelais (siehe auch Wischkontakt) ist ein Impuls- oder Bistabilrelais, das besonders auf sehr kleine ("gewischte") Pulse Ansprechen kann. Bei Relais mit mehreren Arbeitsspulen sind die anderen mit A3/A4 usw. gekennzeichnet. Bei einem Relais mit mehreren Schaltkontakten wird die Frontnummer der Kontaktbezeichnungen nummerisch aufstocken.

Der rückwärtige Wert gibt die Relaiskontaktart an. Datenblätter und Tabellen für Relais enthalten oft englischsprachige Kürzel für die Zahl der Schaltstellungen und Schaltkontakte: Beim Ansteuern der Relaiswicklung mit einem Halbleitertransistor ist zu berücksichtigen, dass beim Ausschalten des Stroms durch die Relaiswicklung eine Hochspannung mit umgekehrter Polung durch Eigeninduktivität erzeugt wird.

Sie übertrifft die Nominalspannung des Relais und kann diese durch Überschreitung der maximal zulässigen Rückwärtsspannung des Schalters zersetzen. Dadurch wird jedoch das magnetische Feld in der Wicklung langsam abgebaut und die Schaltdauer des Relais erheblich erhöht. Der Nachteil der Schaltdauer der Ausführung A1 wird durch Zugabe einer Zener-Diode ( "ZD 1" in der Abb., Ausführung B) gelöst, deren Zündspannung als Orientierungswert etwa der Bemessungsspannung des Relais entspricht - das magnetische Feld in der Wicklung kann wesentlich rascher abreißen.

Weitere Schutzbeschaltungen, z.B. mit Parallelschutzwiderstand oder mit einem auf die Spuleninduktivität abgestimmten RC-Glied (Snubber), sind vorhanden. Sie sind polungsunabhängig und eignen sich auch für Relais mit Wechselstrombetrieb. Bei einigen Relais-Typen ist bereits eine Freilaufdiode bzw. ein Sicherheitswiderstand vorinstalliert. Nach einem Briefwechsel mit J. Henry hat Samuel Morsen das Relais so verbessert, dass es auch auf schwache Reize reagiert und es als Verstärker benutzt hat.

Der Gedanke eines Telegrafen bestand seit der Hälfte des achtzehnten Jahrhundert, aber am Ende war das Relais der SchlÃ?ssel zum Gelingen. Nach den Staffelstationen der Bundespost, wo die Reiter ihre Ponys gegen neue eintauschen konnten, wurde das neue Instrument Relais getauft. Ein wichtiger Anstoß für die weitere Ausbreitung des Relais war die Markteinführung der Teilnehmer-Selbstwahl in der Telefonvermittlungstechnik Ende des neunzehnten Jahrhundert.

Ab 1923 wurde der Telefonverkehr schrittweise automatisch abgewickelt und wäre ohne den enormen Aufwand an Relaistechnologie nicht vorstellbar gewesen. Mit dem Relais wurde auch der Computer entwickelt, der 1941 von Konrad Zuse unter dem Titel "Z3" mit 2000 Relais für den Rechner und den Arbeitsspeicher erbaut wurde.

In der Computertechnologie wurden die Relais jedoch bereits in den 40er Jahren größtenteils durch Röhren abgelöst. Dr. Werner M. Köhler: Relais-Grundlagen, Aufbau und Schalttechnik.