Relais

Ein Relais ist ein Schalter, der vielmehr von einem elektrischen Schaltkreis als von einer Person gesteuert wird. Relais zählen zu den am weitesten verbreiteten elektrischen Komponenten und sind in vielen verschiedenen Designs erhältlich.

Dabei kamen sie das erste Mal als Folge der Telegrafen-Technologie zum Vorschein. Verwendung fanden sie weiterhin auch im Bereich Kommunikationstechnologie, indem sie in Fernmeldeämtern eingesetzt wurden.

Selbst für simple Computer-Logik können Relais verwendet werden. Während die ersten mechanischen Computer noch mit Relais arbeiteten, wurden diese Geräte inzwischen weitläufig von Halbleitergeräten ersetzt, mit deren Hilfe Logikgatter nur mehr die elektrischen Eingangssignale zum Schalten benötigen.

Relais können darüber hinaus auch als Sicherheitsgeräte verwendet werden, indem sie zum Beispiel die Stromversorgung in gefährlichen Situationen unterbrechen. Sie sind in allen möglichen Größen erhältlich – mitunter auch in Form sehr großer Geräte, die bei manchen Anwendungen zur Steuerung der Funktion sehr großer Maschinen und leistungsstarker elektrischer Schaltkreise zum Einsatz kommen. Sie sind preiswert, sehr robust und können eine ganze Reihe an Funktionen innerhalb eines Geräts übernehmen.

 

Wie funktioniert ein Relais?

 

Die tatsächlich arbeitenden Teile eines Relais sind sehr simple elektronische Komponenten. In ihrer grundlegendsten Form enthalten Relais Kontakte für den elektrischen Schaltkreis, an den sie angeschlossen sind, sowie einen Anker, die mit den Kontakten verbunden ist, eine Feder und einen Eisenkern mit einer Spule.

 

Wenn die Spule elektrische Energie erhält, erzeugt sie ein Magnetfeld. Dieses Feld ist es, das den Anker anzieht. Dabei wird die Bewegung des Ankers– je nach Funktion des Relais – die Kontakte entweder öffnen oder schließen. Relais sind entweder als Schließer oder als Öffner erhältlich.

 

Sobald das Gerät nicht mehr mit Strom versorgt wird, nimmt das Relais genau den Zustand an, in dem es sich zuvor nicht befand. Liegt ein Strom an, wird mit Hilfe des Magnetfelds der Anker bewegt. Liegt jedoch kein Strom mehr an, wird der Anker in aller Regel mit Hilfe von Federn in die jeweils andere Position zurückgestellt.

 

Doch auch andere Komponenten können in einem Relais Verwendung finden. So wird zum Beispiel oftmals eine Diode in DC-Relais eingesetzt, um Spannungsspitzen bei der Änderung des Zustands des Relais von Vornherein zu verhindern. Lichtbögen und Spitzen können das Ergebnis von Problemen mit Widerständen sein und können mit verschiedenen Mitteln beseitigt werden.

Für welche Art von Anwendungen werden Relais benötigt?

Relais werden in undenkbar vielen verschiedenen Anwendungen eingesetzt. Dabei dienen sie ganz allgemein nahezu immer demselben Zweck.

So finden Relais vor allen Dingen in Alarmanlagen Verwendung. Ein im Normalfall offenes Relais kann zum Beispiel Teil eines Türalarms sein. Wird der Zustand des Schaltkreises zum Beispiel durch Öffnen dieser Türe geändert, schließt sich das Relais, vervollständigt den Alarmschaltkreis und löst somit ein Alarmsignal aus.

In manchen Fällen dienen Relais auch dem Schutz von elektrischen Komponenten sowie von Geräten und sogar Personen. Dabei spricht man auch von Schutzrelais. Ihr Einsatzbereich reicht von Anwendungen mit sehr geringer Leistung bis hin zu elektrischen Verteilernetzen.

Relais werden auch oftmals als Signalwiederholer eingesetzt, was letztlich auch ihrer ursprünglichen Anwendung entspricht. Bei frühen Telegrafen-Systemen konnte ein solcher Signalwiederholer ein schwaches Signal aufgreifen und es entlang der Leitung stets wiederholen, sodass der vorgesehene Empfänger — bzw. die nächste Station — die jeweilige Nachricht klar und deutlich empfangen konnte.

Bei manchen Fahrzeugen ist unter Umständen mehr als eine Batterie vorhanden. Dies trifft besonders auf Fahrzeuge zu, die auf besonders widrige Einsatzbedingungen ausgelegt sind – so zum Beispiel Fahrzeuge mit Allradantrieb –, wo eine leere Batterie einer Katastrophe gleichkäme. Mit einem Relais kann zunächst bloß eine Batterie angezapft werden; sobald diese entladen ist, kann ein Relais automatisch auf die andere Batterie als Stromquelle umschalten.

Gleichwohl Relais im Laufe der Jahre weitestgehend von Halbleitergeräten ersetzt worden sind, gibt es noch immer einige wenige Anwendungen, bei denen Relais Logik-Funktionen übernehmen. Unter bestimmten Bedingungen können Halbleiter nicht besonders gut arbeiten. Dies ist besonders bei Situationen der Fall, in denen Strahlung eine Gefahr darstellen kann. Mechanischen Relais kann Strahlung nichts – bzw. nicht besonders viel – anhaben, sodass sie sich ideal für derartige Situationen eignen.

 

Mit einem Relais können zum Beispiel auch Maschinen bei einem Stromausfall auf eine Notstromversorgung umgeschaltet werden. Dies ist eine weit verbreitete Anwendung von Relais – und eine, die der jeweiligen Maschine ein ungeheures Maß an Sicherheit bietet. Somit können zum Einen elektronische Geräte bei einem Ausfall der Netzstromversorgung mit gespeicherter Energie betrieben werden, während zum Anderen die Funktion kritischen Equipments mit Backup-Energiequellen, wie zum Beispiel Generatoren, sichergestellt werden kann.

 

Welche verschiedenen Arten von Relais gibt es?

Relais sind zwar sehr simpel, doch sind sie in vielen verschiedenen Ausführungen erhältlich, die sich mitunter stark voneinander unterscheiden.

Bistabile Relais sind weit verbreitete Geräte und sind entweder schließend oder öffnend. Dabei verbleibt das Relais in dem Zustand, in dem es sich seit dem letzten Auslösen befindet, bis es erneut ausgelöst wird. Diese Funktion erfordert zwei Spulen in dem Gerät anstatt lediglich einer Spule wie in einem einfacheren Relais.

 

Bistabile Relais sind in zahlreichen Varianten erhältlich, darunter Schrittrelais und Schutzschalter zum Schutz vor schleichendem Erdschluss. Bistabile Relais zählen zu der Art von Relais, die auch in Fernmeldeämtern eingesetzt wurde.

Ein Reed-Relais ist ähnlich aufgebaut wie ein Reed-Schalter, verfügt jedoch dazu noch über einen Elektromagneten. Die Funktion eines solchen Schalters beruht auf den Prinzipien des Magnetismus, während der Elektromagnet die klassische Funktion eines Relais bietet. Relais dieser Art befinden sich in aller Regel in einem Glasgehäuse, das die magnetischen Komponenten vor Umwelteinflüssen schützt.

Überlastschutz-Relais kommen sehr häufig bei Elektromotoren zum Einsatz. Sie sind darauf ausgelegt, eine Überlastbedingung zu erkennen. Liegt eine solche Überlastbedingung vor, wird das Relais geöffnet und der Stromfluss zu dem Motor wird unterbrochen. Somit können weitere Schäden verhindert werden.

Ein Halbleiterrelais ist ein großes Relais und wird auch oftmals als Halbleiterschütz bezeichnet. Diese Geräte sind auf den Gebrauch mit Geräten ausgelegt, die eine sehr hohe Strommenge aufnehmen, wie zum Beispiel Heizgeräte. Da Halbleiterrelais über keinerlei bewegliche Teile verfügen sind sie unglaublich robust und zuverlässig. In manchen Fällen werden diese Relais mit Mikroprozessor-Steuerungen versehen, damit sie sich noch besser für sehr präzise Anwendungen eignen.

 

Vakuum-Relais sind in ein Glasgehäuse eingefasst, aus dem die Luft nahezu vollständig entfernt wurde. Dies ermöglicht ihnen den Umgang mit sehr hohen Frequenzen. Mit der Abwesenheit von Luft wird das Risiko von Lichtbogenbildung minimiert. Somit eignen sich diese Relais besonders gut für Anwendungen, bei denen die Verhinderung von Lichtbögen von besonderer Bedeutung für die jeweilige Maschine oder ähnliches ist, das von dem Relais geschützt wird.

Relais mit zwangsgeführten Kontakten sind so aufgebaut, dass sich ihre Kontakte mit der Spule bewegen. Dies verhindert, dass sich ein Kontaktpaar bewegt, wenn ein anderes Paar beschädigt oder außer Betrieb ist, und bietet dem Anwender und dem System somit zusätzlichen Schutz.

 

Was sind Hilfskontaktblöcke?

 

Ein Hilfskontaktblock ist eine Gruppe an Hilfsschützen, die allesamt in einer Einheit zusammengefasst worden sind. Hilfskontaktblöcke bieten die Möglichkeit, Steuerkreise und Hilfskreise mühelos zusammenzufassen, und sind in aller Regel modulare Komponenten.

Sie sind mit verschiedensten Montageoptionen erhältlich, darunter Optionen zur Montage an Frontplatten, Optionen mit Schnappverschluss und vieles mehr. Hilfskontaktblöcke zeichnen sich aus durch ihren Nennstrom, ihre Normal-Konfiguration und ihre Konfiguration an Öffnern und Schließern. Zudem verfügen sie über die verschiedensten Anschlussklemmen, sodass sie in vielen verschiedenen Schaltkreisen eingesetzt werden können.

Weitere Relais umfassen koaxiale Relais, die zusammen mit Radio-Technologie verwendet werden; sowie Rastrelais, die auch ohne dauerhafte Stromversorgung arbeiten können; und Relais für Werkzeugmaschinen. Letztere kommen in industriellen Anwendungen zum Einsatz und verfügen über Kontakte, deren Normal-Status mühelos gewechselt werden kann.

Was sind Sammelschienen?

 

Eine Sammelschiene ist eine Komponente, mit zur Verteilung von elektrischer Energie in Schaltschränken und Verteilern eingebaut wird. Dabei handelt es sich nicht um eine mechanische Komponente, sondern lediglich um ein Band aus leitendem Material wie Kupfer, mit dessen Hilfe verschiedenste Geräte mit Strom versorgt werden können.

Im Englischen hat sich hierfür der Begriff „busbar“ etabliert, oftmals fehlerhaft „bussbar“ geschrieben. Diese Bezeichnung ist eine gekürzte Version des Wortes omnibus: „omnibus“ ist Latein und bedeutet so viel wie „für alle“. Und genau das ist es, was eine Sammelschiene macht: Sie versorgt alle Komponenten, mit denen sie verbunden ist, mit Strom.

Sammelschienen sind in allen möglichen Größen erhältlich. So gibt es kleine Varianten für haushaltsübliche Sicherungskästen, und es gibt große Varianten, die einige der leistungsstärksten elektrischen Komponenten der Welt mit Strom versorgen.

Was sind Montage-Adapter und wie funktionieren sie?

 

Ein Montage-Adapter ist eine Vorrichtung, die die Montage eines Relais an einer DIN-Schiene ohne jegliche Änderung des Relais ermöglicht. Ein solcher Adapter ist in aller Regel aus Kunststoff gefertigt und mit einem Schnappverschluss ausgestattet. Mit diesem Adapter muss keinerlei Sockel verwendet werden, sodass sie mit zu den anwenderfreundlichsten Möglichkeiten zur Montage von Adaptern auf DIN-Schienen zählen. Sie sind in verschiedenen Größen erhältlich und eignen sich für viele verschiedene DIN-Systeme.

 

Was sind Relais Abdeckungen?

 

Eine Relais Abdeckung ist eine Sicherheitsvorrichtung, die über dem Relais angebracht wird. Sie ist dazu da, Bediener vor dem unbeabsichtigten Kontakt mit freiliegenden Teilen zu bewahren und das Gerät selbst vor Kontakt mit der Umgebung zu schützen. Diese Abdeckungen können oftmals mühelos beschriftet werden, sodass die Organisation von elektrischen Schaltkreisen an Schalttafeln bzw. Verteilertafeln anwenderfreundlicher gestaltet werden kann.

 

Welche Arten von Interfacerelais gibt es und wofür werden sie verwendet?

 

Interfacerelais sind in vielen verschiedenen Ausführungen erhältlich und können mit einer Vielzahl verschiedenster Systeme verwendet werden.

DIN-Interfacerelais erleichtern die Montage von Relais auf DIN-Schienen und beseitigen den Bedarf, die beteiligte Hardware in irgendeiner Form zu verändern. Zudem gestalten sie es einfacher, Relais bei Bedarf auszutauschen.

 

Interfacerelais zur Frontplattenmontage sind so konstruiert, dass sie mit geringem Aufwand an einer Schalttafel montiert werden können.

 

Ein Interfacerelais zur Schraubmontage ist mit spannungsfreien Schraubklemmen ausgestattet, mit deren Hilfe ein Relais an nahezu jeder beliebigen Oberfläche montiert werden kann.

 

Ein Interfacerelais zur Montage an Buchsen wird in eine buchsenförmige Befestigung eingesteckt. Mit ihrer Hilfe können Relais bei Bedarf mühelos ausgebaut und ersetzt werden.

Ein PCB-Relaisinterface dient dem Anschluss von Relais an Leiterplatten. Sie sind sehr kompakt und so konstruiert, dass sie mühelos in die Leiterplatte integriert werden können. So gestalten sie den Aufbau und die Instandhaltung von Geräten sowie den Bau von Prototypen wesentlich leichter.

Was sind Relais Beschriftungsschilder?

 

Relais Beschriftungsschilder sollen Technikern helfen, den Platz eines Relais in einem elektrischen Schaltkreis zu bestimmen. Sie unterscheiden sich in keinster Weise von den Beschriftungsschildern anderer elektrischer Komponenten. Erhältlich sind diese Schilder allgemein in der Form kleiner Streifen, mit deren Hilfe mühelos sichergestellt werden kann, dass alle Schilder gleich groß und gleichsam gestaltet sind.

 

Was sind Relais Montage-Kits?

 

Ein Relais Montage-Kit bietet alle Materialien, die zum Einbau eines Relais in einer bestimmten Konfiguration benötigt werden. So sind zum Beispiel Montage-Kits für Relais zur Montage an Oberflächen und an Vorrichtungen von Möller erhältlich, die die gesamte Hardware zur ordnungsgemäßen Montage bieten.

 

Eingesetzt werden solche Montage-Kits oftmals für die Entwicklung neuer Schaltkreise und zum Hinzufügen von Relais zu einer bestehenden Oberfläche. Dabei kann ein solches Kit in vielen Fällen preiswerter sein als die einzelne Beschaffung aller erforderlichen Materialien.

 

Was sind Relaissockel?

 

Relaissockel zählen mit zu den einfachsten Wegen, ein Relais in einen Schaltkreis zu integrieren und es bei Bedarf wieder zu ersetzen. Dabei funktionieren sie wie eine Art Steckdose: Sie sind so konstruiert, dass sie lediglich einen bestimmten Stecker unterstützen und das Einstecken anderer Stecker verhindern. Eingesetzt werden Relaissockel sehr häufig bei Zeitverzögerungsrelais und ähnlichen Anwendungen.

 

Relaissockel müssen auf die jeweiligen Komponenten abgestimmt sein, mit denen sie verknüpft werden sollen.

 

Was sind Relais Halteclips und wofür werden sie verwendet?

 

Halteclips sind im Grunde einfach ein Mittel, mit dessen Hilfe ein Relais physisch an Ort und Stelle gehalten werden kann. Dabei können diese Halteclips sowohl simple Kunststoffkomponenten sein, in die das Relais einrastet, als auch in Form von Vorrichtungen auftreten, die zunächst von Hand verriegelt werden müssen, wenn das Relais an Ort und Stelle ist.

Halteclips sind in der Regel so konstruiert, dass sie ein bestimmtes Relais unterstützen. Das heißt, dass bei der Wahl besonders auf die jeweilige Komponente zu achten ist, mit der ein Halteclip verknüpft werden soll. Halteclips sind von vielen verschiedenen Herstellern erhältlich. Ganz egal, ob es sich tatsächlich um Clips oder um Klemmen handelt: Sie bieten den jeweiligen Relais allesamt ein gleichermaßen hohes Maß an physischer Stabilität – insbesondere, wenn es sich um große Relais handelt, die aus Gründen der Sicherheit und für ihren Anschluss gestützt werden müssen.