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Automobilelektronik

Warum Kfz-Relais vereisen und was man dagegen unternehmen kann

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„Belüftete“ Relais mit besserem Gasaustausch

Für einen besseren Gasaustausch zwischen der umgebenden Atmosphäre und der sich aufbauenden Luftfeuchte im Relaisinneren können Durchbrüche in der Relaiskappe oder im Relaissockel sorgen. Die relative Luftfeuchte bei Minustemperaturen ist erfahrungsgemäß gering. Es gibt einige Restriktionen im Umgang und zum Einbauort solcher Komponenten. So dürfen sie nicht gewaschen oder lackiert und nicht an schadgas- oder staubgefährdeten Orten eingesetzt werden.

Spannungsabsenkung bei tiefen Temperaturen

Die Abdampfrate der isolierenden Lackdrahtoberfläche lässt sich gezielt über die Ansteuerspannung herabsetzen. In kritischen Temperaturbereichen sind Werte bis zur Haltespannung möglich. Sie liegen in etwa bei 50% der Nennspannung. Umfangreiche Versuche an Baugruppen unter Laborbedingungen und ein mehrjähriger Einsatz im Feld lieferten gute Ergebnisse.

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Dieser Autorenbeitrag ist in der Printausgabe ELEKTRONIKPRAXIS 20/2015 erschienen. Diese ist auch als kostenloses ePaper oder als pdf abrufbar.

Kleinere Kontaktradien, höherer Kontaktdruck

Durch eine Verringerung der Kontaktradien im Berührungspunkt erhöht sich bei gleicher Kontaktkraft der Kontaktdruck. Dies kann förderlich für die Durchstoßung dünner Eisschichten auf der Kontaktoberfläche sein. Ein negativer Nebeneffekt bei hohen aktiven Lasten: der geringe Kontaktradius baut sich, je nach Ausprägung, nach verhältnismäßig wenigen Schaltzyklen schnell ab. Diese Art von Kontaktgeometrie ist deshalb nur bei „trockenen“ Schaltzyklen (Stromeinprägung nach dem Schließen des Kontaktes oder Kontaktöffnung bei I=0 A) nachhaltig wirksam.

„Gepulste“ Ansteuerung zerstört Eisschicht

Die sicherlich einfachste Methode die Eisschicht auf der Kontaktoberfläche zu durchbrechen, ist die mechanische Zerstörung durch eine „gepulste“ Ansteuerung der Relaisspule. Eine Ansteuerfrequenz von mehreren Hertz für einen Zeitraum bis zu einer Sekunde lässt den Kontakt um ein Vielfaches auf die Eisschicht prallen und kann je nach Eisschichtdicke und aufgewendete Kontaktkräfte schon für Abhilfe sorgen. Stromlose Schaltoperationen während dieses Vorgangs verhindern eine Lebensdauerreduzierung durch die dadurch entstehende erhöhte Kontaktbelastung.

Der Einsatz von Icing-resistenten Relais bedarf im Vorfeld einer genauen Prüfung der Umgebungs- und Einsatzbedingungen. Realitätsnahe Labortests können eine hilfreiche, richtungsweisende Maßnahme zur Abschätzung der Auftrittswahrscheinlichkeit einer Vereisung sein. Eine Vielfalt von unterbindenden Methoden ist, wie schon erwähnt, am Relais oder auch in der Software möglich. Wobei sicherlich der Kosten-/Nutzenfaktor und limitierte Einbaubedingungen bei den meisten Applikationen eine nicht zu vernachlässigende Rolle in der Lösungsfindung spielt.

* Carlos Duarte ist Application Engineer bei TE Connectivity in Berlin.

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