Wenn ein Haus gebaut wird, oder eine Fabrik mit ihren Anlagen neu aufgestellt wird, dann ist alles neu und alles super. Die Technik funktioniert, die Schalter gehen, die Hebel drehen sich, das Wasser in den Rohren zirkuliert perfekt usw. Alles ist gut. Doch mit der Zeit ändert sich das. Wo Reibung, Drehung und Bewegung sind, da gibt es auch Abnutzung. Und die wiederum bewirkt, dass die Technik irgendwann in die Brüche geht. Je nach dem, wo das passiert, kann es mal teuer werden das zu beheben. Wir zeigen, wie Sie mit Hilfe der Reed-Technologie dafür sorgen, dass Schaltungen besser und länger funktionieren.
Warum sind Schaltungen so wichtig?
Bewegung führt zu Abnutzung – das wird leider immer so sein. So, wie man eine Türklinke vielleicht nur 100.000-mal nach unten drücken kann, gehen auch Schalter und Sensoren kaputt. Dies passiert, weil sich an den Kontaktflächen oder in der Mechanik drumherum Abnutzungen bilden. Ob daraus nur eine kurze Sache wird oder eine Katastrophe, das kommt immer darauf an, wo der Schalter bzw. der Sensor eingebaut wurde.
Ein Lichtschalter zum Beispiel ist ein einfaches Konstrukt. Er befindet sich meistens gut sichtbar angebracht an der Wand und er ist frei zugänglich. Wenn er nicht mehr funktioniert, dann ist das relativ schnell klar, weil das Licht nicht mehr angeht. Dann wird er gewechselt – keine große Sache.
Befindet sich jedoch ein Schalter irgendwo in einer großen Anlage einer Fabrik, dann beginnt erst einmal das groß Rätselraten, was denn überhaupt der Grund sein könnte, warum die Bänder stillstehen. Dann muss vielleicht eine Maschine auseinander gebaut werden, um an das defekte Teil zu gelangen. Billig wird das ganz sicher nicht.
Andere Variante: Ein Schalter dient dazu den Füllstand in einem Gefäß mit Kühlflüssigkeit zu messen. Die Garantie gilt für 10 Jahre, davon ist erst eines um. Dennoch bricht er durch. Oder er versagt, weil sich zum Beispiel Eis am Gelenk gebildet hat. Das würde dann möglicherweise erst auffallen, wenn ein Alarm wegen Überhitzung ausgelöst wird. Ein solcher Zwischenfall kann teuer werden.
Reed-Technik – wie kann sie helfen?
Fest steht: Reibung und Abnutzung sind der größte Feind von Schaltern aller Art. Ideal wäre das Leben dann, wenn es Schalter und Sensoren gäbe, die ohne diese Probleme auskommen. Und die gibt es tatsächlich. Es handelt sich dabei um die Reed-Technologie. Sie bietet besonders langlebige Lösungen.
Wie funktioniert die Reed-Technologie?
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Bei einer Schaltung oder einem Sensor geht es immer darum einen Stromkreis zu schließen. In der Regel wird dabei ein Kabel mit einem beweglichen Kontakt verbunden, durch dessen Drehung oder Verschiebung sich der Stromkreis schließt. Hierfür ist mechanische Kraft erforderlich.
Bei Reed-Schaltern oder einem Reed-Sensor ist das anders. Dort wird der Stromkreis mit Hilfe von einem Magnetfeld geschlossen. Dabei kann es sich um ein natürliches Magnetfeld handeln oder um ein elektrisch erzeugtes.
Aufbau einer Reed-Schaltung
Bei einem Reed Relais spielt es keine Rolle, ob diese Technologie als Sensor oder als Schalter eingesetzt wird. Der Aufbau ist immer der gleiche. In ein kleines Glasröhrchen werden zwei eingeschmolzene Kontaktzungen aus einer Eisen-Nickellegierung installiert. Sie befinden sich im Innern in einem Vakuum und sind ausgesprochen leicht. So können sich einfach bewegt werden.
Wird im Umfeld des Schalters ein Magnetfeld erzeugt, dann werden die Kontakte davon erfasst, bewegen sich aufeinander zu und schließen einen Stromkreis. Dieser Stromkreis kann dazu genutzt werden, um eine bestimmte Aktion auszulösen. Zum Beispiel, um eine Pumpe zu aktivieren, die den Füllstand in einem Gefäß wieder herstellt, indem sie Flüssigkeit abführt oder zuführt.
Welche Vorteile haben solche Reed-Relais?
Nachdem sich der Kontakt nicht durch mechanische Kraft auslösen lässt, sondern durch ein Magnetfeld, kommt es nicht zur Reibung. Damit sind Reed-Relais durchweg langlebiger als normale Schalter. Sie nutzen sich nicht ab und es brechen keine Komponenten ab. Sie müssen nicht geölt werden, so dass sie kaum Wartungsaufwand verursachen.
Gehen sie tatsächlich mal kaputt, dann können sie relativ einfach ausgewechselt werden. Ihre Technologie ist weit verbreitet, sie ist vielfach erprobt, so dass die Preise kaum große Kosten verursachen.
Reed-Sensoren können mit einem Magnetfeld von geringer Stärke ausgelöst werden. Das heißt, es ist keine große Kraft erforderlich, damit sie reagieren. Häufig scheitert es bei der Funktion von normalen Schaltern daran, dass sie sich nur schwer bewegen lassen. Durch diesen Umstand ist ein Reed Relais in der Lage viel kleinere Ausmaße an Veränderung zu erfassen. Das heißt, die Genauigkeit ist besser. Zudem ist weniger Energie erforderlich, um sie zu bewegen. Das schont natürlich auch den Geldbeutel beim Stromverbrauch.
Wichtig zu erwähnen ist, dass die Schaltung äußerst schnell erfolgt. Sobald das Magnetfeld da ist, sausen die Kontakte schnell wie der Blitz aufeinander zu und schließen den Kreis. Es handelt sich hier um Zeiten im Millisekunden Bereich. Manchmal ist das dringend erforderlich.
Vorteile im Überblick
Man kann natürlich schauen, was ein mechanischer Schalter kostet und wie viel für Reed Relais ausgegeben werden muss. So groß sind die Unterschiede nicht immer. Beziehungsweise gibt es zwischen den mechanischen Schaltern ebenfalls sehr große Preisunterschiede für ähnliche Qualität. Der ganz große Vorteil liegt eher dort, wo es darum geht die Konsequenzen einer Fehlfunktion zu evaluieren. Da spielt Langlebigkeit eine große Rolle. Denn sie entscheidet darüber, wie oft ein Maschinenpark stillsteht und wie oft dieser gewartet werden muss. Was kostet es jedes Mal die Fachleute zu bezahlen, die sich um den Defekten Schalter kümmern usw.? Langfristig betrachtet kommt da so einiges an Potenzial zusammen.
Wo werden Reed-Relais bevorzugt eingesetzt?
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Sie finden sich bevorzugt in Elementen, in denen mit Hilfe kleiner Spannungen gearbeitet wird. Absolut ideal sind sie für empfindliche Messgeräte, weil es so gut wie keinen Übergangswiderstand gibt bei der Umschaltung. Aber auch für grobe Arbeiten sind sie sehr begehrt. Zum Beispiel werden sie genutzt, um bei Bahngleisen zu erfassen, welcher Abschnitt gerade von einem Zug durchquert wird.
Wie werden Reed Sensoren kontrolliert?
Mit Hilfe eines Magneten lässt sich schnell und einfach überprüfen, ob der Reed Kontakt noch funktioniert. Erfolgt beim Hinhalten des Magneten eine Schaltung, dann weiß man, dass die Komponente noch einsatzfähig ist.
Was kosten Reed-Schalter?
Es gibt sie für Hobbybastler und Profis. Je nach Einsatzbereich sind sie in verschiedenen Preiskategorien vorhanden. Wer sich in Online Shops ein wenig umsieht, der wird sehen, dass sie mittlerweile ungeheuer günstig sind. 20 kleine Relais für 10 Euro – das wäre ein normaler Preis. Aber wie erwähnt, es gibt zahlreiche Unterschiede in der Qualität. Daher sollten Unternehmen immer auf einen guten Lieferanten mit hohem Renommee zurückgreifen. Zumindest dann, wenn die Geräte an einer Stelle genutzt werden sollen, wo eine hohe besonders hohe Zuverlässigkeit erforderlich ist.
Seit wann gibt es Reed-Schaltungen?
Im Jahr 1936 wurde ein Patent für einen Reed-Kontakt angemeldet. Es lief auf den Namen W. B. Elwood. Er war ein Angestellter der legendären Bell Labs. Es war die Forschungseinrichtung von AT&T, der amerikanischen Telefongesellschaft.