Was sind Monostabile Relais?

Relais sind Schalter, die von elektrischen Impulsen aktiviert werden. Bistabile und Monostabile Relais – die beiden Hauptvarianten – haben diese Eigenschaft noch gemeinsam, weisen jedoch auch bestimmte Unterschiede auf, mit denen sie sich jeweils für bestimmte Anwendungen besonders gut eignen.

Ist ein Monostabile Relais in normalerweise geschlossener Position, so sorgen in der Regel mechanische oder magnetische Komponenten dafür, dass die verschiedenen Teile an Ort und Stelle bleiben und das Relais in dieser Position verbleibt, sobald seine Stromversorgung unterbrochen wird. Wird die Stromversorgung wieder aktiviert, schaltet das Relais um auf eine normalerweise geöffnete Position. Dies erfolgt über eine Spule, die ein Magnetfeld erzeugt, mit dessen Hilfe dann die verschiedenen Komponenten an Ort und Stelle gehalten werden. Wird die Stromversorgung wieder unterbrochen, schaltet das Relais wieder um und kehrt in seine normalerweise geschlossene Position zurück. Ein normalerweise geöffnetes Relais funktioniert genau anders herum.

Dabei ist bei der Installation dieser Relais neben weiteren sicherheitsrelevanten Themen vor Allem darauf zu achten, bei welcher Spannung sie ausgelöst werden und wieviel Leistung und Strom sie vertragen können. Ist die Spannung beispielsweise zu hoch, kann der elektrische Strom einen Bogen über die Kontakte schlagen und letztlich denselben Effekt erzeugen, als wären die Kontakte geschlossen – zumindest vorübergehend und mit potenziellem Schaden für die jeweilige Schaltung.

Monostabile Relais sind mechanische Relais. Mit ihrem speziellen Aufbau sind sie ausgesprochen robust und langlebig, und so können sie oftmals die gesamte Betriebsdauer der Maschine überdauern, an der sie angebracht sind.

 

Welche Teile befinden sich in einem Monostabilen Relais?

Relais sind Schalter. Sie werden zwar elektrisch ausgelöst, doch im Grunde sind und bleiben sie Schalter. So kann auch die Sprache der Schalter verwendet werden, um sowohl die Teile selbst, als auch deren Funktion innerhalb der Komponente zu beschreiben.

Ein Relais verfügt über ein bewegliches Teil namens Armatur. Diese Armatur ruht auf Kontakten, die den Stromfluss durch den Schalter selbst ermöglichen. Die Bewegung erfolgt über eine Spule: Diese erzeugt eine magnetische Kraft, die das Relais in einer bestimmten Position hält. Eine Feder hält die Kontakte in der jeweils normalen Position, wenn die Stromversorgung des Geräts unterbrochen wird.

Die grundlegenden Teile, aus denen ein elektromechanisches Relais immer besteht, sind die Spule, die Feder, die Armatur und die Kontakte. Über einen Bügel wird der Schalter mit der jeweiligen Schaltung verknüpft.

 

Wie funktioniert ein Monostabiles Relais?

Sobald ein elektrischer Strom durch das Relais fließt, erzeugt die Spule eine magnetische Kraft zur Bewegung der Armatur. Dabei werden die Kontakte bewegt, entweder zum Öffnen oder zum Schließen des jeweiligen Schaltkreises. Die Armatur verbleibt dann so lange in dieser Position, wie der elektrische Strom durch die Komponente fließt. Wird die Stromversorgung jedoch unterbrochen, drückt eine Feder die Armatur und die Kontakte in die jeweils entgegengesetzte Konfiguration. Bei einem Monostabilen Relais wird das Relais somit auf ausgesprochen vorhersehbare Art und Weise zurück in seinen ursprünglichen Zustand versetzt.

Diese einfachen elektromechanischen Komponenten sind bereits seit Aufkommen der Telegrafen im Einsatz. Bei modernen Designs sind Relais in aller Regel in einem Kunststoffgehäuse untergebracht. In manchen Fällen ist dieses transparent, sodass die Funktionsweise des Relais bei Anlegen eines elektrischen Stroms beobachtet werden kann.

 

Inwiefern unterscheiden sich Monostabile Relais von Bistabilen Relais?

Ein Bistabiles Relais bleibt, wo es war, als die jeweilige Schaltung zuletzt mit Strom versorgt wurde. Befand es sich also in der Stellung „normalerweise geöffnet“, als ein elektrischer Strom durch das Gerät floss, so bleibt es auch in dieser Position, wenn die Stromversorgung unterbrochen wird. Befand es sich hingegen in der normalerweise geschlossenen Stellung, so behält es diese auch bei, wenn die Stromversorgung unterbrochen wird. Dabei können diese Geräte über eine oder zwei Spulen verfügen.

Ein Monostabiles Relais hingegen nimmt seinen ursprünglichen Zustand wieder ein, wenn die Stromversorgung gekappt wird. Dieser kleine Unterschied bedeutet eine Menge für die Anwendungen, für die sich das Gerät eignet. Allen voran kehren diese Relais automatisch in einen bekannten Zustand zurück, sobald die Stromversorgung der jeweiligen Schaltung unterbrochen wird. Das ist insbesondere dann nützlich, wenn ein Gerät abgeschaltet wird und der Status der jeweiligen Relais vor dem Einschalten des Apparats bekannt sein soll.

Äußerlich sehen diese Geräte oftmals sehr ähnlich aus. In aller Regel sind sie zum Einstecken oder auf die sogenannte Leiterplattenmontage ausgelegt. Ebenso geben viele verschiedene Variablen an, welches Relais für eine bestimmte Aufgabe geeignet ist.

 

Wer stellt Monostabile Relais her?

Monostabile Relais sind sehr weit verbreitete Komponenten und werden demzufolge von vielen verschiedenen Herstellern angeboten. Manche dieser Unternehmen sind auf Komponenten für bestimmte Branchen spezialisiert – beispielsweise für die Luftfahrt –, während manch andere eine gewaltige Menge an Produkten herstellen oder neben elektronischen Komponenten auch noch andere Teile anbieten.

 

Altech

Altech ist ein Hersteller von Automatisierungs- und Steuerkomponenten und führt unter anderem auch Monostabile Relais

 

American Zettler

Dieses Unternehmen ist vollends auf Relais spezialisiert und fertigt sie für viele verschiedene Branchen und Anwendungen.

 

Crouzet

Dieses Unternehmen ist bereits seit dem Jahr 1921 im Geschäft und wird besonders oft mit Sensoren in Verbindung gebracht. Neben Monostabilen Relais deckt das Portfolio noch viele weitere Komponenten ab.

 

Dold

Ein Elektronik-Hersteller mit einem breiten Angebot an Überwachungs- und Steuerprodukten, der unter anderem auch Monostabile Relais herstellt.

 

ETA

Hersteller von Stromkreisschutzgeräten und Produkten für die Luft- und Raumfahrtindustrie. Deckt unter anderem auch Monostabile Relais ab.

 

Finder

Finder verfügt über ein breites Angebot an Relais und anderen Steuerkomponenten.

 

Fujitsu

Fujitsu ist ein Global-Player und stellt eine Vielzahl verschiedenster Produkt her, darunter Regler, Mikrocontroller, Relais und viele andere Komponenten.

 

Honeywell

Honeywell wird gleichermaßen mit der Luft- und Raumfahrtindustrie wie mit Verbrauchergeräten in Verbindung gebracht. Honeywell stellt zahlreiche verschiedene Relais her.

 

Idec

Dieses Unternehmen bietet Schutzschalter, Meldegeräte und eine Vielzahl verschiedenartiger Relais.

 

Macromatic

Macromatic ist ein bedeutender Hersteller von Regelkomponenten für industrielle Anwendungen.

 

Magnecraft

Magnecraft stellt eine Vielzahl verschiedenartiger Relais her, mitunter auch Monostabile Relais.

 

NTE Electronics

Dieser Halbleiter-Hersteller stellt Schalter und andere Komponenten für industrielle Anwendungen her.

 

Omron

Omron ist ein Unternehmen aus Japan und ist seit den 1930er Jahren im Geschäft. Dabei stellt das Unternehmen eine Vielzahl verschiedenster elektronischer Geräte her.

 

Opto 22

Dieses Unternehmen ist auf Industrie-Elektronik spezialisiert und bietet neben Regel- und Überwachungskomponenten auch Monostabile Relais an.

 

Panasonic

Als ausgesprochen großes Unternehmen mit Sitz in Japan stellt Panasonic elektronische Komponenten her und bietet zudem eine Vielzahl verschiedenster Verbrauchergeräte und mehr an.

 

Phoenix Contact

Phoenix Contact ist auf Automatisierungstechnik spezialisiert und bietet somit viele verschiedene Relais an.

 

Releco

Releco ist ausdrücklich auf Relais spezialisiert und verfügt über ein beeindruckendes Portfolio an verschiedenartigen Produkten.

 

RS

RS ist ein bedeutender Vertreiber elektronischer Komponenten für die Industrie, die Wissenschaft und das produzierende Gewerbe, sowie für Komponenten auf Verbraucherebene. Das Unternehmen mit Sitz im Vereinigten Königreich umspannt den gesamten Globus und ist seit den späten 1930er Jahren im Geschäft.

 

Schneider Electric

Schneider Electric ist mitunter auf den Sektor Energie spezialisiert und verfügt über ein umfassendes Angebot an Equipment und Komponenten für Anwendungen im Bereich Automatisierung.

 

SE Relays Magnecraft

SE Relays Magnecraft ist die Sparte von Schneider Electric, deren Spezialgebiet vor allen Dingen Relais umfasst.

 

Siemens

Siemens ist ein sehr großes Unternehmen und liefert Produkte für eine ganze Reihe verschiedenster Branchen. Das Unternehmen mit Sitz in Deutschland ist bereits seit Mitte des 19. Jahrhunderts im Geschäft.

 

Song Chuan

Song Chuan liefert Relais für die Automobilindustrie und viele weitere Branchen, und bietet zudem viele spezialisierte Designs an.

 

TE Connectivity

Dieser Teile-Hersteller liefert Produkte für die Luft- und Raumfahrt-Industrie, die Telekommunikations-Industrie und viele weitere Bereiche. Dabei stellt das Unternehmen viele verschiedene elektronische Komponenten her.

 

Teledyne

Teledyne ist ein weltweit agierendes Unternehmen mit Sitz in den USA. Sein Portfolio umfasst viele verschiedene Komponenten für die Luft- und Raumfahrt- sowie für die Rüstungsindustrie.

 

Telemecanique

Telemecanique bietet Produkte für Anwendungen im Bereich Automatisierung sowie in anderen industriellen Bereichen. Das Portfolio umfasst Monostabile Relais und viele weitere Komponenten.

 

Tempatron

Wie der Name bereits vermuten lässt, ist dieses Unternehmen insbesondere auf Zeitmessgeräte spezialisiert, bietet jedoch auch andere Regelprodukte.

 

Wieland

Wieland ist ein wachsendes internationales Unternehmen und stellt elektrische Komponenten für viele verschiedene Branchen her.

 

Was beschreibt die Kontaktkonfiguration eines Monostabilen Relais?

Die Kontaktkonfiguration eines Monostabilen Relais beschreibt den Schalter in seinem Kern. Dabei tauchen bereits bekannte Begriffe auf, darunter „dreipoliger Wechselschalter (3PDT)“, „normalerweise geöffnet“, „normalerweise geschlossen“ und so weiter. Im Endeffekt handelt es sich hierbei um den Zustand des Relais, wenn kein Strom anliegt.

 

Was beschreibt die Spulenspannung eines Monostabilen Relais?

Die Spulenspannung beschreibt die Spannung, die erforderlich ist, um den magnetisch betätigten Schaltmechanismus in dem Relais anzusteuern. Dabei wird der Magnet durch den Strom erst magnetisch und erzeugt somit eine Kraft, die größer ist als die der Feder – oder, in manchen Fällen, größer als die des anderen Magneten –, die das Relais in seiner normalen Position hält.

Die Spulenspannung zählt zu den grundlegendsten Daten eines Relais. Sie muss zu der jeweiligen Schaltung passen, in der das Relais später verwendet werden soll. Die zwei möglichen Folgen, die eine zu hohe bzw. eine zu niedrige Spannung haben kann, bestehen daraus, dass das Relais beschädigt wird oder nicht genügend Kraft bekommt, um den Schalter zu öffnen.

 

Was beschreibt der Spulenwiderstand eines Monostabilen Relais?

Der Spulenwiderstand beschreibt den Widerstand (in Ohm), den die Spule in die jeweilige Schaltung einbringt.

 

Was ist der/die maximale Schalt- ....

Einige Daten eines Relais beginnen mit der Bezeichnung „maximale/r Schalt- ...“. Ihre jeweilige Bedeutung erklärt sich im Grunde von selbst, doch dabei ist es sehr wichtig, dass diese Daten zu der jeweiligen Schaltung passen, damit die einwandfreie Funktion sichergestellt ist und die Komponenten keinerlei Schaden erleiden.

 

Strom AC

Hierbei handelt es sich um die maximale Stromstärke – in Ampere –, die das jeweilige Relais für eine einwandfreie Funktion verarbeiten kann. Das Relais kann mühelos geöffnet und geschlossen werden, solange es innerhalb dieses Grenzwertes betrieben wird.

 

Strom DC

Hierbei handelt es sich um die größtmögliche Menge an Gleichstrom, die durch das Gerät fließen kann, damit es wie vorgesehen funktioniert. Wird dieser Wert überschritten, kann die Komponente Schaden nehmen.

 

Spannung AC

Hierbei handelt es sich um die maximale Wechselspannung, mit der ein Relais betrieben werden kann. Wird dieser Wert jedoch überschritten, kann der elektrische Strom einen Bogen über offene Kontakte schlagen und den Schaltkreis ungewollt schließen.

 

Spannung DC

Diese Größe beschreibt im Prinzip dasselbe wie oben, mit dem Unterschied, dass es sich hierbei um Schaltkreise mit Gleichspannung handelt. Auch hier können sich Bögen bilden, wenn dieser Wert bei Betrieb der jeweiligen Schaltung überschritten wird.

 

Leistung AC

Hierbei handelt es sich um die maximale Leistung, die ein Relais sicher verarbeiten kann. Wird dieser Wert überschritten, kann die Komponente Schaden nehmen.

 

Leistung DC

Analog zu oben handelt es sich hierbei um die maximale Leistung in einer Schaltung mit Gleichstrom. Angegeben wird sie in Watt.

 

Was beschreibt die Spulenleistung eines Monostabilen Relais?

Bei dieser Größe handelt es sich um die Leistung, auf die die Spule ausgelegt ist. Angegeben wird sie in Watt. Sie muss auf jeden Fall zu der jeweiligen Schaltung passen, damit das Gerät einwandfrei funktionieren kann.

 

In welchen Anwendungen werden Monostabile Relais benötigt?

Monostabile Relais werden beispielsweise für zahlreiche verschiedene Anwendungen im Automobilbau verwendet. Darüber hinaus werden sie jedoch auch sehr häufig im Bereich Telekommunikation eingesetzt.

Manche dieser Relais sind speziell auf Anwendungen mit hoher Stromstärke oder hoher Spannung ausgelegt. Im Grunde eignen sie sich für jede beliebige Anwendung, bei der ein Schalter in eine vorhersehbare Position zurückkehrt, sobald die Stromversorgung des jeweiligen Schaltkreises unterbrochen wird. Somit sind sie besonders für sicherheitsrelevante und signalgebende Anwendungen von großer Bedeutung, kommen aber auch in vielen anderen Bereichen zum Einsatz.

Monostabile Relais zählen inzwischen als fester Bestandteil moderner elektronischer Geräte, sodass sie auch in besonders ausgereiften Anwendungen zum Einsatz kommen. So werden sie beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt-Industrie eingesetzt, um höchst komplexe Systeme zu erschaffen. Letztlich stellen sie jedoch bloß eine Art von Relais dar, während Relais im Allgemeinen ausgesprochen wertvolle und vielseitige Komponenten sind.

 

Welche Kontaktmaterialien werden in Monostabilen Relais verwendet?

Die Kontakte von Monostabilen Relais können aus einer Vielzahl unterschiedlichster Materialien bestehen. Neben Gold werden auch viele weitere Edelmetalle besonders häufig verwendet, einschließlich Palladium. Silber, Nickel, Zinnoxid, Ruthenium können jedoch ebenfalls zum Einsatz kommen. Dabei werden die Materialien oftmals legiert, um bestimmte Eigenschaften zu erhalten.

In manchen Fällen wird auch Wolfram für die Kontakte verwendet. Neben Silber-Zinnoxid sind auch Silber-Nickel-Kontakte besonders weit verbreitet.

 

Was beschreibt die Spule-zu-Kontakt-Isolierung?

Ein Relais benötigt stets zwei Schaltkreise. Dabei schließen die Kontakte den Schaltkreis, an den das Relais angeschlossen ist. Der zweite Schaltkreis dient der Steuerung der Spule. Die beiden Schaltkreise benötigen womöglich unterschiedliche Spannungen, Stromstärke oder gar andere Stromarten, um ordnungsgemäß zu funktionieren. Somit muss die Spule eines Relais von den Kontakten isoliert werden. In dieser Abbildung werden die Ebenen dargestellt, die diese Isolierung sicherstellen.

Quelle: /web/generalDisplay.html?id=infozone&file=automation/rj-stecker