Reed-Relais
.jpg?lang=de)
Ein Reed-Relais ist ein Relais zum Schalten eines Stromkreises, welches mit einem Reed-Kontakt arbeitet. Reed-Schaltkontakte sind unter Vakuum oder Schutzgas in einen Glaskolben eingeschmolzene Kontaktzungen, die zugleich die Kontaktfeder und den Magnetanker bilden. Der Name stammt vom Rohrblatt der Holzblasinstrumente, engl. reed, das den schwingenden Kontaktzungen ähnelt. Die Kontaktzungen werden aus edelmetallbeschichtetem ferromagnetischem Material (z. B. Weicheisen) hergestellt. Die Kontaktbetätigung erfolgt durch ein von außen einwirkendes Magnetfeld, das von einem in die Nähe gebrachten Dauermagneten (Reed-Kontakt) oder in einer zugehörigen Magnetspule elektrisch erzeugt wird (Reed-Relais). Durch das Magnetfeld ziehen sich die beiden Kontaktzungen an und schließen somit die Schaltung. Sobald das Magnetfeld abfällt oder eine bestimmte Kraft unterschreitet öffnet sich der Kontakt aufgrund der Federwirkung wieder.
Geschichte
Patentiert wurde der Reed-Kontakt 1936 von W. B. Elwood, der zu dieser Zeit in den Bell Laboratories arbeitete. Allerdings war es damals noch nicht möglich, Reed-Kontakte in größerem Umfang herzustellen, da die Werkstofftechnik noch keine geeigneten Werkstoffe für die Kontaktzungen bereitstellen konnte. Die ersten im größeren Umfang verfügbaren Reed-Kontakte wurden erst ab Ende der 1950er Jahre hergestellt. Haupteinsatzgebiet war vor allem in 1960er bis 1980er Jahren die Fernmeldetechnik in den Vermittlungsstellen.
Bauarten
Die Kontakte von Reed-Relais sind durch ihre Bauart vor Korrosion und Sauerstoff geschützt. Sie sind daher äußerst zuverlässig und sind besonders für kleine Schaltleistungen bei häufiger Betätigung geeignet. Reed-Relais können im Vergleich zu ähnlich dimensionierten normalen elektromagnetischen Relais auch für sehr hohe Schaltspannungen (bis etwa 10 kV) ausgelegt werden, indem man den Innendruck des Füllgases erhöht.
Weiters gibt es auch umschaltende Reed-Kontakte (Wechselschalter) - bei diesen besteht die öffnende Kontaktzunge aus nicht-ferromagnetischem Material.
Die handelsüblichen Bauformen von Reed-Relais sind oft in DIL und SMD ausgeführt. (in der Mikroelektronik übliche Gehäusebauformen zur Leiterplattenbestückung)
Reed-Kontakte sind meist mechanisch, das heißt der Reed-Kontakt wird durch einen Magneten betätigt, der Schalter wird angezogen und schließt den Stromkreis.
Anwendungen
Reed-Relais werden häufig dort zum Schalten kleiner Spannungen und Ströme eingesetzt, wo es auf Zuverlässigkeit und geringsten Kontakt-Übergangswiderstand ankommt (z. B. zur Signalumschaltung in Messgeräten). Reed-Kontakte werden in Verbindung mit Dauermagneten häufig für Türkontakte oder zur Endlagenerkennung (z. B. an Pneumatikzylindern und allgemein in der Automatisierungstechnik) eingesetzt. Reed-Kontakte können auch durch Wandungen hindurch geschaltet werden, wie etwa bei Taucherlampen oder in Füllstandswächtern.
Durch die gekapselte Bauweise sind Reed-Kontakte auch in explosionsgefährdeten Bereichen zugelassen, wie sie in Bergwerken oder in der Chemischen Industrie zu finden sind. Aus dem gleichen Grund sind sie für den Einsatz in großen Höhen geeignet, wo ansonsten der Kontaktabstand aufgrund der höheren Schlagweite in der dünneren Atmosphäre nicht ausreichen würde.
In Gleichstrommotoren (Reed-Kontakt-Motoren) können sie an Stelle von Kommutatoren verwendet werden. Manche Fahrradcomputer ermitteln die Geschwindigkeit und die Trittfrequenz mittels Reed-Kontakten am Vorderrad beziehungsweise der Tretkurbel - in diesem Anwendungsbereich zur Drehzahlmessung werden aber auch sehr häufig kontaktlose Hall-Sensoren verwendet.
Mit einer im Außenbereich angebrachten dicken Wicklung versehene Reed-Relais werden als Stromsensor verwendet und dienen manchmal noch der Ausfallsüberwachung von Glühlampen oder Bremslichtkontrolle an Kraftfahrzeugen.
Heutzutage werden Reed-Relais und Reed-Kontakte in diversen Anwendungsbereichen durch ebenfalls magnetische arbeitende Hall-Sensoren ersetzt - in Kombination mit elektronischen Schaltern wie Feldeffekttransistoren lassen sich damit funktionell ähnliche Schaltereigenschaften erzielen, welche aber ohne mechanische Kontakte auskommen und daher mechanisch weniger empfindlicher sind. (Keine Bruch- und Schlagempfindlichkeit, keine spezielle Gasfüllung). Des Weiteren können Hall-Sensoren für deutlich höhere Schaltfrequenzen ausgelegt werden als die mechanisch bewegten Reed-Kontaktzungen um damit beispielsweise höhere Drehzahlen direkt erfassen zu können. Bei bestehenden Produkten werden aber öfter noch Reed-Kontakte eingesetzt, teils aus Gewöhnung, teils weil die Umstellungskosten nicht dafür stehen.