Erklärt: Der Entsetheung und Einsatz von Reed Relais

Ein Reed-Relais ist eine Art Relais, das einen oder mehrere Reed-Schalter mithilfe eines Elektromagneten steuert. Die Kontakte sind aus magnetischem Material, wobei der Elektromagnet sich direkt auf die Relais auswirkt ein. Versiegelt in einem langen, schmalen Glasrohr sind die Kontakte vor Korrosion geschützt. Die Glashülle kann mehrere Reed-Schalter enthalten oder es können mehrere Reed-Schalter in einer einzelnen Spule eingesetzt und gleichzeitig betätigt werden. Reed Schalter werden bereits seit dem Jahre 1930 hergestellt. Im Vergleich zu Relais auf Ankerbasis können Reed Relais viel schneller schalten, da die beweglichen Teile klein und leicht sind, obwohl die Sprungkraft des Schalters immer noch vorhanden ist. Außerdem benötigen sie weniger Betriebsleistung und haben eine geringere Kontaktkapazität. Ihr derzeitiges Einsatzgebiet ist zwar noch sehr begrenzt, jedoch können sie bei "trockenen" Schaltanwendungen eingesetzt werden. Sie arbeiten auf mechanischer Basis und sorgen für Zuverlässigkeit und eine lange Lebensdauer.

Seit wann gibt es Reed Relais?

Einige Millionen Reed-Relais wurden bereits wie erwähnt in den 1930er bis 1960er Jahren für Speicherfunktionen in elektromechanischen Telekommunikationsnetzwerken  verwendet. Oft wurde ein Relais mit mehreren Reeds verwendet, wobei eines der Reeds das Relais verriegelte und das andere zeitgleich ausführte. Die meisten Reed Relais in den Crossbar-Schaltsystemen der 1940er bis 1970er Jahre wurden in Fünfergruppen verpackt. In einem solchen "Reed-Paket" konnte eine Dezimalstelle gespeichert werden, die in einem Zwei-aus-Fünf-Code (Variante 74210) codiert war, um die Gültigkeitsprüfung durch eine Drahtfeder-Relaislogik zu vereinfachen. Ein solches elektrisch- verriegelndes Reed Relais, erfordert eine kontinuierliche Stromversorgung, um den Zustand aufrechtzuerhalten.

Koppelpunktschalter

In den Telekommunikationsnetzwerken der 1970er Jahre wurden Reed-Relais nicht mehr für die Datenspeicherung benötigt, sondern zig Millionen von ihnen wurden in Arrays für die Sprachpfadumschaltung verpackt. Beim 1ESS-Schalter bestanden die Kerne aus einer magnetisch remanenten Legierung, sodass das Relais magnetisch verriegeln konnte, anstatt elektrisch zu verriegeln. Diese "Ferreed" -Methode reduzierte den Stromverbrauch und ermöglichte die Verwendung beider Kontakte für den Sprachpfad. Die Spulen wurden ähnlich einem Magnetkernspeicher für die Auswahl des Koinzidenzstroms verdrahtet, sodass durch Betätigen der Kontakte für einen Kreuzungspunkt die anderen Kreuzungspunkte in der Reihe und der Spalte freigegeben werden.

Jeder Eingang des Arrays verfügte neben den beiden Sprechkabeln über eine P-Leitung zur Steuerung der Koppelpunkte auf diesem Pegel. Zwei Spulen an jedem Kreuzungspunkt wurden in Reihe mit allen anderen auf dieser Ebene an die P-Leitung angeschlossen. Jeder Ausgang des Arrays hatte auch eine P-Leitung mit zwei Spulen an jedem Kreuzungspunkt dieses Ausgangspegels. Die beiden vom gleichen Pegel gesteuerten Wicklungen waren ungleich und wurden in entgegengesetzter Polarität um entgegengesetzte Enden des Reeds gewickelt. Wenn ein Impuls durch die Kreuzungspunkte eines Niveaus lief, wurden die beiden Enden jedes Rohrs von Norden nach Süden  oder von Süden nach Norden magnetisiert.

Am ausgewählten Kreuzungspunkt floss der Strom sowohl durch die Zuleitung des Eingangs P als auch durch die Zuleitung des Ausgangs P, also durch alle vier Wicklungen. Während ein Telefonanruf in einer typischen Kreuzschienenvermittlung wie 5XB vier Vermittlungsstellen passierte, passierte ein Anruf in einem Reed-System wie 1ESS typischerweise acht.

Im späteren 1AESS bestanden die Stimmzungen aus remanentem magnetischem Material. Dieses "Remreed" -Design ermöglichte eine weitere Reduzierung der Größe und des Stromverbrauchs. Ein "Gitter" von 1024 2-Draht-Kreuzungspunkten, angeordnet als zwei Stufen von 8 × 8-Schaltern, wurde dauerhaft in einer Umgebung verpackt. Trotz der versiegelten Kontakte führte die Beschichtung mit Silber dazu, dass Reed-Arrays weniger zuverlässig waren als Kreuzschienenschalter. Wenn ein Kreuzungspunkt ausfiel, wurde die Gitterbox schnell als Einheit ausgetauscht und entweder an einer lokalen Werkbank repariert oder an eine Reparaturwerkstatt geliefert.

Für was werden Reed Relais heute eingesetzt?

Reed-Arrays wurden Mitte der neunziger Jahre nicht mehr verwendet, da sie in digitalen Telefonsystemen wie DMS-100 und 5ESS-Switches nicht mehr benötigt wurden. Reed-Relais werden jedoch weiterhin außerhalb der Telefonindustrie eingesetzt, z. B. für automatische Testgeräte und elektronische Instrumente. Die Vorteile sind:

  • hermetisch dicht
  • schnelle Betriebsleistung
  • lange Lebensdauer
  • äußerst gleichmäßige Kontaktleistung 

Reed Relais werden auch in Mikrowellenschaltanwendungen eingesetzt. Sie werden auch in Anwendungen verwendet, die von ihrem extrem niedrigen „Leckstrom“ Gebrauch machen, und ersetzeen heute teurere Schwefelhexafluorid- oder Vakuumrelais. 

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