Der SRK ist ein mechanischer elektrischer Kontakt, der in einem (meist) Glasrohr eingeschmolzen ist. In diesem Glasrohr befindet sich ein Schutzgas, d.h. irgendein Gas (z.B. Stickstoff, aber kein Sauerstoff), das den Kontakt vor Korrosion oder Abbrand schützt. Der hermetische Abschluß schützt den Kontakt vor Verschmutzungen.
Nun kann man diesen Kontakt nicht einfach, wie es bei einem Relais geschieht, mechanisch bewegen, da er ja vollständig von der Umwelt abgeschlossen ist. Vielmehr wird er durch ein Magnetfeld, das durch das Glasrohr hindurch auf ihn wirkt, betätigt. Dies kann natürlich nur funktionieren, weil der Kontakt aus Eisenblech oder einem magnetisch ähnlichen Material gefertigt ist. Ein Magnetfeld, das von außen angelegt wird, läßt aus den Zungen des Kontaktes selber kleine Magneten werden, die sich anziehen und somit den Kontakt schließen. Wie das Magnetfeld zustandekommt oder welche Polarität es hat, ist dem Kontakt völlig egal.
Da außer den Zungen keine mechanischen Teile bewegt werden müssen, reagiert so ein SRK ausgesprochen schnell, viel schneller als ein herkömmliches Relais. Fast jeder von uns besitzt so einen Reed-Kontakt, und zwar an seinem Fahrrad-Tachometer. An einer Speiche ist ein kleiner Magnet befestigt, der an einem Sensor an der Radgabel vorbeistreicht. In diesem Sensor befindet sich nichts weiter als ein Reed-Kontakt, der (sofern alles richtig eingestellt ist) einmal pro Radumdrehung schließt und damit dem Tachometer mitteilt, daß sich das Rad um eine Umdrehung weitergedreht hat.
Neben dem Betrieb mit einem Permanent-Magneten (wie z.B. am Fahrrad) ist auch der Betrieb mit einem Elektro-Magneten möglich. Ein SRK ist so schnell, daß er bei Wechselstom-Betrieb (des Magneten!!) immer ein- und ausschalten würde, also bei 50 Hertz 100-mal pro Sekunde. Dies würde er auch eine ganze Zeit mitmachen; wie lange, entzieht sich jedoch der Kenntnis des Autors. Weiterhin wüßte der aber auch keine sinnvolle Anwendung dafür. Man kann diese Anordnungen als 'Reed-Relais' kaufen; sie zeichnen sich durch bemerkenswerte Winzigkeit aus.
Ein 'anständiger' Relais-Kontakt hat neben einem Arbeits- auch einen Ruhekontakt. Eine solche Konstruktion gibt
es auch bei einem SRK, wenn auch relativ selten und teuer. Hier wird der Ruhekontakt aus einem 'nicht-magnetischen'
Material gefertigt, z.B. Kupfer. Der bewegliche Teil des Kontaktes besteht aus nur einer Eisen-Zunge, die sich im
Ruhezustand an den Kupfer-Kontakt federnd 'anlehnt' und somit den Kontakt schließt. Der Arbeitskontakt besteht
aus einem unbeweglichen Eisen-Material, das mit einem kleinen Luftspalt (eigentlich kein 'Luft'-Spalt; denn 'Luft'
ist, wie wir wissen, nicht in dem SRK enthalten) neben dem Ruhekontakt liegt. Legt man nun ein Magnetfeld an, so
zieht es die Zunge vom Kupfer-Kontakt (der ja nicht magnetisiert wird) weg zum Eisen-Kontakt. Damit ist ein
Umschalter realisiert.
Ein Magnetfeld wird des besseren Verständnisses halber durch Feldlinien beschrieben, die vom Nordpol zum Südpol laufen. Sie stoßen einander ab, so daß sich ein etwa tonnenförmiger Verlauf ergibt. Sichtbar machen kann man deren Anordnung durch Eisenfeilspäne.
Ein Stabmagnet wurde mit einem Blatt Papier abgedeckt und auf dieses dann feine Eisenspäne aufgestreut. Durch leichtes Klopfen richteten sich die Späne aus.
Wird ein magnetisierbares Material (z.B. Eisen) von einem Magnetfeld durchflossen (in der Zeichnung unten in Grün dargestellt), so bildet sich in ihm ein Magnet aus, wobei die magnetischen Pole am Ein- und Austritt des Magnetfeldes liegen.
In der Zeichnung rechts sind die durch das Magnetfeld erzeugten Magnetpole innerhalb des SRK eingezeichnet. Die an den Enden der Kontaktfedern auftretenden Magnetpole ziehen sich an und schließen somit den Kontakt. Das Bild zeigt somit den Zustand, in dem das Magnetfeld schon anliegt, der Kontakt aber noch nicht geschlossen hat.
Magnetfelder sind gerichtet, d.h. sie haben eine Art 'Polarität', wie wir sie z.B. von Gleichströmen her
kennen. Dies bedeutet, daß zwei Magnetfelder, die in die gleiche Richtung verlaufen, sich verstärken,
daß aber zwei, die gegeneinander gerichtet sind, sich abschwächen. Dies kann man sich zunutze machen,
wenn man mit einem Reed-Kontakt einen Ruhekontakt bauen will. Dazu nimmt man einen (kleinen) Magneten und klebt ihn
direkt auf den Reed-Kontakt. Wenn alles richtig bemessen ist, schließt der Kontakt. Führt man nun von
außen einen weiteren Magneten heran, der in seinem Feld dem ersteren entgegengerichtet ist, so schwächt
er dessen Feld, und der Reed-Kontakt öffnet sich. Somit ist ohne Elektronik oder zusätzliches Relais ein
Ruhekontakt gebaut worden. Zu finden sind diese Anordnungen u.a. in kleinen Faller-Car-Autos als Stop-Schalter. Ein
von außen wirkender Magnet öffnet den Reed-Kontakt, und das Auto hält an.So wie im nebenstehenden Bild könnte so ein Hilfsmagnet angebracht werden. Dem Bau von stabilen Reed-Kontakten haben wir einen eigenen Beitrag gewidmet.
Ein Nachteil der Sache soll nicht verschwiegen werden: Der auslösende Magnet muß eine bestimmte Polarität haben, d.h. es ist hier nicht mehr egal, wo Nord- und Südpol liegen. Liegt der Magnet 'falschherum', so verstärkt er das Feld des angeklebten, und der SRK zieht nur noch mehr an (wenn er das denn könnte). Hat der steuernde Magnet ein Feld, das sehr viel stärker ist als das des angeklebten, so wird das gesamte Magnetfeld 'umgedreht', und der SRK zieht an (oder bleibt angezogen), allerdings durch ein Feld in entgegengesetzter Polarität. Hier kann der David nichts gegen den Goliath ausrichten.
Andersherum:
Wenn das von außen angelegte Magnetfeld zu schwach ist, den Reed-Kontakt zu betätigen, kann man in ähnlicher Weise dem nachhelfen. Hier wird an den Kontakt wieder ein kleiner Permanentmagnet geklebt, der das Feld verstärken soll. Nur muß sichergestellt sein, daß bei Wegfall des äußeren Magnetfeldes der Kontakt auch noch sicher wieder öffnet.
Selbstbau eines Strom-Relais:
Reed-Kontakte benötigen ein Magnetfeld bestimmter Stärke, um anziehen zu können. Deren Wert wird meist in Amperewindungen (AW) angegeben. Dieser Begriff bedeutet genau das, was er auszudrücken scheint,
Ampere × Windungen.
Beispiel: ein SRK hat einen Anzugs-Wert von 20 AW. Diesen Wert kann man mit einer Spule von 20 Windungen erreichen, wenn sie von 1 Ampere Strom durchflossen wird; wenn ein Strom von 10 A zur Verfügung steht, braucht man nur 2 Windungen. So kann man sich auf einfache Weise ein Relais bauen, das bei einem Überstrom (Überlast oder Kurzschluß) anspricht.
In englischsprachigen Dokumentationen findet man auch die Bezeichnung 'AT'. Dies bedeutet Ampere-Turns, das sind englische Windungen.
Vorsicht:
Dicker Draht sollte nie direkt auf den SRK gewickelt werden. Er ist nun einmal aus Glas gefertigt und bricht leicht. Die Anschlußdrähte sollten nie direkt am Glasgehäuse gebogen werden, aus dem gleichen Grund. Also den zu biegenden Draht mit einer kleinen Rundzange fassen (ohne das Glasrohr zu berühren) und dann den Draht 'außerhalb' der Zange von Hand biegen.
Für weitere Fragen stehen gern zur Verfügung:
- der MEC; Besichtigung und Fachsimpelei z.B. an unseren "Club-Abenden"
- der Autor: Hans Peter Kastner