Relais: Aufbau und Funktion in 3D
Wie schaltet ein kleiner Steuerstrom einen ganz anderen Stromkreis? Hier zerlegst du ein Klappankerrelais mit einem Wechsler in 3D, von der Haube über Spule, Anker und Rückstellfeder bis zur Freilaufdiode, und schaltest die Spule ein.
Lädt einmalig rund 0,2 MB. Die Erklärungen unten funktionieren auch ohne 3D-Modell.
Relais
Ein Relais schaltet mit einem kleinen Steuerstrom einen getrennten Laststromkreis. Hier ein Klappankerrelais mit einem Wechsler. Mit Weiter wird es zerlegt, mit Spule einschalten siehst du, wie der Anker den Kontakt umschaltet.
Die Bauteile im Überblick
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Schutzhaube
Die durchsichtige Haube schützt vor Staub und Berührung. Auf ihr stehen meist das Schaltbild mit den Anschlussbezeichnungen, die Spulenspannung und wie viel die Kontakte schalten dürfen.
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Spule (A1, A2)
Fließt Strom durch die Spule, entsteht ein Magnetfeld. Die Spulenspannung steht auf dem Relais, zum Beispiel 24 V DC. Die Spule nur an die Spannung und Stromart anschließen, für die sie gebaut ist.
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Eisenkern und Joch
Kern und Joch aus Weicheisen führen das Magnetfeld im Kreis bis zum Anker. Weicheisen verliert den Magnetismus fast vollständig, sobald die Spule abschaltet.
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Klappanker mit Stößel
Der Anker ist drehbar am Joch gelagert. Das Magnetfeld zieht ihn an den Kern, dabei drückt er über einen Stößel aus Kunststoff auf die Kontaktfeder. Der Stößel trennt Steuer- und Laststromkreis elektrisch voneinander.
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Rückstellfeder
Schaltet die Spule ab, zieht die Feder den Anker zurück. Die Kontakte gehen wieder in ihre Ruhelage.
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Wechsler (11, 12, 14)
Der bewegliche Kontakt 11 liegt in Ruhe am Öffner 12. Zieht der Anker an, wechselt er zum Schließer 14. Bei einem Wechsler heißt der gemeinsame Anschluss 11, der Öffner 12 und der Schließer 14.
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Freilaufdiode
Beim Abschalten erzeugt die Spule eine hohe Induktionsspannung. Eine Diode parallel zur Spule baut sie ab und schützt die Steuerung, zum Beispiel den Ausgang einer SPS. Bei Gleichstromspulen üblich, oft schon im Sockel eingebaut. Die Diode sperrt im Betrieb: Ihr Ring (die Kathode) zeigt zu A1, dem Plus. Das Relais fällt dadurch deutlich langsamer ab.