Kfz-Relais: Funktion, Typen, Aufbau & Schutzmechanismen

Den Zweck von Relais im Automobil zu verstehen, ist essenziell – das kleine, tragbare Bauteil schützt die Lebensdauer vieler größerer elektrischer Verbraucher im Fahrzeug. Nach einem vertiefenden Artikel zu Relais für allgemeine Zwecke wurde klar, dass ein Spezialartikel zu Kfz-Relais hilfreich ist.

Heute lernen Sie Definition, Anwendungen, Komponenten, Schaltplan, Typen und Funktionsweise von Kfz-Relais kennen – samt Vor- und Nachteilen.

Definition: Kfz-Relais

Ein Kfz-Relais ist ein elektronisch oder elektromechanisch gesteuerter Schalter für Gleichspannungen in Komfort- und Haltesystemen. Es steuert Leistungspegel in rauen Umgebungen.

Wie andere Schalter werden Relais durch elektrische Energie, Computer oder Steuergeräte betätigt. Der Zweck: Automatisches Ein- und Ausschalten elektrischer Stromkreise zu definierten Zeitpunkten. Doch Relais können mehr: Sie schalten mehrere Stromkreise – auch mit unterschiedlichen Spannungsarten – gleichzeitig innerhalb desselben Relais.

Grundsätzlich wandelt ein Relais über Elektromagnetismus kleine elektrische Signale in größere Ströme um. Ein elektrischer Eingang aktiviert Elektromagnete, die bestehende Schaltkreise schließen oder öffnen.

Durch die Nutzung schwacher Eingangssignale zur Steuerung stärkerer Ströme wirken Relais effektiv als Schalter oder Verstärker – je nach Anwendung.

Anwendungen

Kfz-Relais finden sich in vielen Fahrzeugbereichen zur Ansteuerung spezifischer Komponenten. Ein oder mehrere Verbraucher können von einem Relais abhängen, sodass sie koordiniert arbeiten und bei Fehler eines Verbrauchers abschalten. Beispiele: Armaturenbrett-Anzeigen, Scheinwerfer, Brems- und Blinklichter, Motorkühlerlüfter, Scheibenwischer etc. Nahezu alle Fahrzeugelektriksysteme haben – neben der Sicherung – ein Relais für ihre Sicherheit.

Kfz-Relais realisieren Schaltfunktionen für moderne Komfort- und Sicherheitsfeatures. Sie unterstützen alle Fahrzeugtypen – PKW, LKW, Transporter, Anhänger, Boote.

12-V-DC-Relais eignen sich für Volllastanwendungen: Ein Niedrigstromkreis steuert einen Hochstromkreis (Hupe, Scheinwerfer, Zusatzscheinwerfer, Lüftermotoren, Gebläsemotoren etc.).

Komponenten von Kfz-Relais

Alle Relais teilen die gleichen Hauptkomponenten; manche Typen haben zusätzliche Bauteile je nach Funktion. Die Kernkomponenten:

• Rahmen (Frame): Robuster Träger, der alle Teile hält und stützt.
• Spule (Coil): Drahtwickel auf einem Metallkern – erzeugt das elektromagnetische Feld.
• Anker (Armature): Bewegliches Teil, das Kontakte öffnet/schließt. Eine Feder führt ihn in die Ausgangsposition zurück.
• Kontakte (Contacts): Leitende Teile, die den Stromkreis schließen (make) oder öffnen (break).

Relais haben zwei Kreise: Erregerkreis (Spulenseite) und Arbeitskreis (Kontaktseite). Fließt Strom durch die Spule, entsteht ein Magnetfeld. Bei AC wechselt die Polarität 120-mal pro Sekunde, bei DC ist sie fest.

Kfz-Relais Schaltplan / Pinbelegung:

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Typen von Kfz-Relais

Es gibt viele Relais-Typen für unterschiedliche Anforderungen. Die wichtigsten:

Normalerweise offene Relais (Normally Open – NO):

Nur vier Pins, nur als NO verdrahtbar – im Gegensatz zu Wechslerrelais, die auch als NC oder Wechsler konfigurierbar sind.

Wechslerrelais (Change-Over Relais):

Der gängigste Typ im Fahrzeug. Fünf Standardpins. Verdrahtbar als NO (Pins 30 & 87), NC (Pins 30 & 87a) oder Wechsler (beide: 30, 87, 87a). Als Wechsler schaltet der Relais Strom zwischen zwei Kreisen hin und her – abhängig vom Spulenzustand (EIN/AUS).

Dual-NO-Kontakt-Relais (Dual Open Contact):

Fünf Pins wie Wechsler, aber zwei getrennte NO-Kontakte (Pins 87 & 87a sind beide NO) statt einem NO und einem NC.

Vergossene Relais (Potted Relays):

Funktional wie Standardrelais, aber der Boden ist mit Epoxidharz vergossen – wasserdicht. Nachteil: Nicht reparierbar.

LED-Blinkgeber (LED Flashers):

Elektronisch gesteuert über kleine Festkörper-IC-Platine. Für LED-Beleuchtung mit geringem Strombedarf ausgelegt – ohne Störungen. Mehrere angeschlossene Leuchten beeinträchtigen die Ausgabe nicht.

Zeitverzögerungsrelais (Time Delay Relays):

Beliebt, einstellbar für Dauer und Steuerung des Stromflusses über die Kontakte. Verzögerung von 2 Sekunden bis 3 Minuten nach Abschalten der Spulenspannung. Enthalten Festkörper-Zeitschaltung mit variablem Widerstand. Typisch: Parklichtnachlauf nach Fahrzeugverlassen.

Blinkgeberrelais (Flasher Relay):

Zwei oder drei Pins (Standard: 4–5). Zweipolig: ein Pin an Plus, einer an Lichtkreis. Dreipolig: zusätzlicher Pin für Kontrollleuchte (Blinker aktiv).

Nicht alle Blinkgeber arbeiten als echtes Relais – manche eher als Schutzschalter. Werden dennoch als Relaisgruppe geführt.

Thermische (Standard-)Blinkgeber:

Meist thermisch gesteuert wie ein Schutzschalter. Strom durch die Spule erzeugt Wärme → Kontakte biegen sich → Öffnen → Stromstopp. Nach Abkühlung schließen Kontakte wieder → neuer Zyklus. Dieses ständige "Make and Break" erzeugt das Blinkmuster. Anzahl angeschlossener Lampen beeinflusst die Leistung.

Elektromechanische Blinkgeber:

Arbeiten mit Platine (Kondensator, Dioden, Spule) für gleiches Blinkmuster wie thermisch. Höhere Lasten, bessere Leistung. Lampenanzahl hat geringeren Einfluss auf Output.

Wig-Wag-Blinkgeber (Alternating Flashers):

Nutzen Festkörperschaltung zum Wechseln zwischen zwei getrennten Lampenkreisen.

Umrandete Relais (Skirted Relays):

Erweiterter Rand am Boden dichtet gegen Sockel ab – verhindert Wasser-/Verunreinigungseintritt in die Kontakte. Für exponierte Einbauorte im Fahrzeug.

Funktionsweise

Das Prinzip ist einfach. Bei geöffnetem Relais sieht man: Elektromagnetspule, Schalter, Feder. Die Feder hält den Schalter in Position, bis Strom durch die Spule fließt. Diese erzeugt ein Magnetfeld, das den Schalter bewegt – EIN/AUS.

Im obigen Schaltplan: Typische 12-V-Relais-Pinbelegung. Pins 85/86 = Spule; 30, 87, 87a = Schaltkontakte. 87 und 87a sind die beiden Kontakte, die 30 verbindet. Spule nicht aktiviert: 30 mit 87a verbunden (AUS). Spule aktiviert: 30 schaltet auf 87.

Je nach gewünschter Funktion können 87/87a als NO oder NC verdrahtet werden. Für NC-Verdrahtung Pin 87a nutzen, für NO Pin 87. Die meisten Relais sind an der Unterseite beschriftet zur leichteren Identifikation.

Video zur Funktionsweise von Kfz-Relais:

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Vor- und Nachteile von Kfz-Relais

Vorteile:

• Schalten von Hochstromkreisen über Niedrigstromkreise.
• Mehrere Kreise über einen Schalter aktivierbar.
• Logikfunktionen realisierbar.
• Kostengünstig.
• Können AC und DC schalten (Transistoren nur DC).

Nachteile:

• Für Kleinströme zu groß dimensioniert.
• Kein schnelles Schalten wie Transistoren (außer Reed-Relais).
• Mehr Leistungsaufnahme durch Spulenstrom.
• Ev. Transistor nötig, um Relais-Spule anzusteuern.

Fazit

Dieser Artikel erklärte Definition, Anwendungen, Komponenten, Typen und Funktionsweise von Kfz-Relais – samt Vor- und Nachteilen.

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