Relais Airmatik DC -- MB-Treff.de/Forum

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Geschrieben von Fummler am 14.04.2016, 14:22 Uhr:

Hallo liebes Forum. Ich möchte hier eine Lösung für das Problem: "Hängendes bzw. klebendes Relais der Airmatik lässt Kompressor überhitzen" posten. Wie vielleicht bekannt ist, bleibt nach längerer Laufzeit ab und zu das Relais der Airmatik kleben und der Kompressor läuft so lange, bis er durch brennt. Das schlägt mit 1100,00€ zu Buche. Viele helfen sich, indem sie einfach alle 50Tkm das Relais tauschen. Mir persönlich war das zu aufwändig. Ich habe mir ein neues Relais bei knapp 100Tkm gekauft. Das alte habe ich ausgebaut und begutachtet. Die Relaiskontakte sahen auch wirklich fürchterlich aus! Es hätte sicher nicht mehr lange gedauert, da wäre bei mir der Super-Gau eingetreten. Aber: Warum passieren solche Dinge? Ich als Elektronik-Entwickler weiß, dass es immer problematisch ist, eine induktive Last zu schalten. Weniger das Einschalten, viel mehr das Ausschalten dieser induktiven Lasten ist das Problem. Beim Einschalten ist der Strom um 90° der Spannung verzögert versetzt, es fließt also der Strom, nachdem die Kontakte sicher geschlossen haben. Beim Abschalten entsteht durch Selbstinduktion eine hohe Spannung, die einen Lichtbogen erzeugt und das Kontaktmaterial regelrecht schmelzen lässt. Das ist schon lange bekannt und die Entwickler haben dafür natürlich seit vielen Jahrzehnten eine Lösung. Warum die Entwickler bei Mercedes ihre Hausaufgaben nicht gemacht haben, ist mir ein Rätsel. Also, weiter mit Theorie. Es muss eine praktische Lösung her, damit das Relais länger hält. Die Kontakte sind jedenfalls für den dort fließenden Strom massiv genug ausgelegt, es fehlt lediglich eine kleine Maßnahme, um den Abreißfunken zu unterdrücken. Bei Gleichstrom verwendet man im Allgemeinen einfach eine sogenannte "Freilaufdiode", die in Sperrrichtung über den Relaiskontakten liegt. Die Selbstinduktionsspannung, die immer in entgegengesetzter Richtung induziert wird, fließt einfach über die Diode und belastet nicht die Kontakte. Da sie aber zurück in die Bord-Elektrik fließt, wollte ich das vermeiden. Andere Bauteile könnten dadurch störende Impulse bekommen. Also einen Kondensator über die Kontakte. Damit aber die entstehende Kondensatorladung beim Schließen der Kontakte nicht erneut stört und der arme Kondensator nicht mit Kurzschluss entladen wird, sollte ein Widerstand zum Kondensator in Serie geschaltet werden. Also eine R/C-Kombination (R=Resistor=Widerstans/C=Capacitor=Kondensator). Das bewirkt beim Schließen der Kontakte eine gemächliche Entladung des Kondensators über den in Serie geschalteten Widerstand, beim Öffnen der Kontakte fließt die viel höhere Spannung über den Widerstand und lädt den Kondensator auf. Bevor der Kondensator voll geladen ist, haben sich die Relaiskontakte schon so weit voneinander entfernt, dass kein Lichtbogen mehr entstehen kann.

Die Praxis:

Im Gehäuse des Relais ist genügend Platz, um diese zwei Bauelemente noch darin zu verstauen.
Eine Kombination aus einem Kondensator mit 100nF und einem Widerstand von 22 Ohm erweist sich hier als günstig. Der Entladestrom wird durch die 22 Ohm auf ein Maß beschränkt, dass der Relaiskontakt locker wegstecken kann. Und die 100nF des Kondensators sind groß genug, um die Ladeenergie aufnehmen zu können, bis sie Relaiskontakte weit genug geöffnet haben, um eine Lichtbogenentladung zu unterdrücken.
Ich habe die beiden Bauelemente direkt in das Relais gelötet. Wer sauber löten kann, bringt die kleinen Bauelemente leicht in dem Gehäuse unter. Eine Zerstörung durch Vibration ist ziemlich ausgeschlossen. Anbei ein paar Fotos meines Machwerkes. Ich habe vorher das geöffnete Relais in den Sicherungskasten gesteckt und die Kontakte beim Schalten beobachtet. Es waren schöne Funken zu sehen. Nach dem Einbau und dem Test konnte ich optisch keine Funken mehr feststellen. Ich wollte noch die Abschaltspitze mit dem Oszi aufzeichnen, aber es war gestern Abend doch schon zu spät. Ich vertraue auch so meiner Lösung. Das Austauschen des Relais wird mir nun ein Leben lang erspart bleiben. Das hält sicher (fast) ewig!