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Magnetisches Haft-Relais Die Erfindung betrifft ein magnetisches Relais
mit einem in einen festen Eisenkern geschalteten Dauermagneten, der in der Ruhestellung
des Relais einen Haltekraftfluß für einen Anker liefert, und einer Erregereinrichtung,
die durch Verdrängen oder Sperren des Haltekraftflusses diesen Anker zum Abfallen
bringt.
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Magnetische Relais dieser Art sind bekannt und werden beispielsweise
in Fehlerstromschutzschaltern oder in Flammenüberwachungsgeräten für Gas- oder Ölfeuerungen
verwendet. Die beim Erregen des Relais auftretende Bewegung des Ankers kann zur
Steuerung irgendeiner Vorrichtung benutzt werden. Die Entwicklung solcher Relais
geht dahin, ihre Empfindlichkeit zu steigern und ihren Raumbedarf und ihre Herstellungskosten
herabzusetzen. Dies ist auch die Aufgabe der Erfindung.
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Es sind magnetische Relais dieser Art bekanntgeworden, die außer dem
Anker noch einen weiteren Eisenteil aufweisen, der für eine Unterbrechungsstelle
in einem im übrigen eisengeschlossenen magnetischen Kreis des Dauermagneten eine
bewegbare Brücke bildet.
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Das magnetische Relais gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß der zuletzt erwähnte bewegliche Eisenteil als Arbeitsanker des Relais dient,
während der Anker, der durch Verdrängen oder Sperren seines Haltekraftflusses mittels
der Erregereinrichtung zum Abfallen gebracht wird, als Hilfsanker in seiner Abfallstellung
für eine Unterbrechung des Eisenkernes eine magnetisch leitende Brücke bildet, die
von dem über den Dauermagneten, den festen Eisenkern und den Arbeitsanker führenden
Magnetpfad oder von einem Nebenpfad hierzu ein Teilstück bildet.
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Der Eisenteil; der eine bewegbare Brücke für eine Unterbrechung in
einem im übrigen eisengeschlossenen, magnetischen Kreis des Dauermagneten bildet,
hat bei den bekannten Relais lediglich die Aufgabe, durch eine entsprechende Beeinflussung
des magnetischen Widerstandes des Magnetkreises die Ansprechempfindlichkeit des
Arbeitsankers zu beeinflussen. Er erfüllt also eine Aufgabe, die z. B. für das Justieren
elektrischer Meßinstrumente, soweit sie mit einem Permanentmagneten ausgerüstet
sind, ganz allgemein üblich ist. Dabei wird bei einem der bekannten Relais der genannte
bewegliche Eisenteil von dem Erregerstrom betätigt, um die Ansprechempfindlichkeit
des Arbeitsankers in bestimmter Weise dem jeweiligen Erregerstrom anzupassen.
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Bei der Erfindung wird demgegenüber dadurch, daß außer dem eigentlichen
Arbeitsanker noch ein Hilfsanker vorgesehen ist, gewissermaßen ein zweistufiges
Relais mit der Besonderheit geschaffen, daß beide Stufen einen gemeinsamen Dauermagneten
und einen gemeinsamen Eisenkern haben und daß die zweite Stufe ausschließlich durch
die mechanische Bewegung eines Magnetkreisteiles, nämlich des Hilfsankers, ausgelöst
wird. Zum Auslösen des Hilfsankers bedarf es nur einer äußerst geringen Erregerleistung.
Der Hilfsanker schließt dann beim Abfallen den über den Arbeitsanker führenden,
von dem Dauermagneten magnetisierten Magnetpfad kurz und stellt somit einen magnetischen
Schalter dar, der in ähnlicher Weise wie ein elektrischer Schaltkontakt die Gesamtwirkung
des Relais erheblich verstärkt.
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Die Erfindung wird an Hand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen F i g. 1 bis 3 Ausführungsbeispiele
mit zwei Ankern, die magnetisch parallel geschaltet sind, von denen der erste beim
Abfallen eine Translationsbewegung ausführt, F i g. 4 bis 7 Ausführungsbeispiele
mit zwei magnetisch parallelgeschalteten Ankern, von denen der erste beim Abfallen
eine Kippbewegung ausführt, F i g. 8, 9 und 11 weitere Ausführungsbeispiele mit
zwei Ankern, von denen der erste beim Abfallen eine Translationsbewegung ausführt;
F i g. 10 zeigt eine Abänderung des Relais gemäß der F i g. 9, und
F
i g. 12 und 13 zeigen zwei Ausführungsbeispiele mit zwei magnetisch in Reihe liegenden
Ankern, von denen der erste beim Abfallen eine Kippbewegung ausführt.
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In der F i g. 1 ist mit 1 ein Dauermagnet mit Polen N, S bezeichnet,
der zwischen zwei Schenkeln 2, 3 aus magnetisch leitendem Material angeordnet ist.
Die Schenkel 2, 3 weisen zwei Polstücke 4, 5
auf, die mit einem ersten
Anker 6 zusammenarbeiten. In dem Schenkel 2 ist ein Luftspalt 10 vorgesehen.
Der Kraftfluß in dem von den Schenkeln 2,3 und einem zweiten Anker 9 gebildeten
Flußweg hält in Ruhestellung des Relais den Anker 9 an den Polschuhen 7, 8 angezogen,
und zwar entgegen der Wirkung einer Feder 11. Zwischen den Schenkeln 2, 3 ist ein
Nebenschluß 12 angeordnet, in dem zwei Luftspalte 13, 14 vorgesehen sind. Der Nebenschluß
12 weist auf beiden Seiten des Luftspaltes 14 je ein Polende 15 bzw. 16 auf, an
denen in Ruhestellung des Relais der erste Anker 6 entgegen der Wirkung einer Feder
17 anliegt. Die beiden von den Luftspalten 13, 14 gebildeten magnetischen Widerstände
ergeben gleichsam einen magnetischen Spannungsteiler, von dem, zum Anziehen des
Ankers 6, eine magnetische Teilspannung abgegriffen wird. Der Anker 6 liegt
in einem Erregerflußweg, der aus dem Nebenschluß 12, dem Luftspalt 14, den Polenden
15, 16 und dem Anker 6 besteht. In diesem Erregerflußweg ist eine Erregerwicklung
18 vorgesehen, beispielsweise auf dem Polende 15, wie es in der F i g. 1
dargestellt ist. Der Kraftfluß 19 verteilt sich in Ruhestellung des Relais auf den
Nebenschluß 12, den ersten Anker 6 und den zweiten Anker 9. Diese Teilflüsse
sind hintereinander mit 20, 21 und 22 bezeichnet. Wird nun die Erregerwicklung
18 von einem Strom durchflossen, so entsteht im Erregerflußweg 15, 6, 16,
14, 12 bei bestimmter Stromrichtung z. B. der mit 23 angedeutete Erregerfluß.
Dieser muß nur den durch das Spannungsteilerverhältnis gegebenen Teilfluß
21
schwächen. Bei einer gewissen Stromstärke sinkt die magnetische Haltekraft
auf den Anker 6 unter die Zugkraft der Feder 17. Der Anker 6 fällt demzufolge
ab und legt sich an die Polstücke 4, 5, wie dies in der F i g. 1 gestrichelt
dargestellt ist. Der Kraftfluß 22 im Flußweg 2, 9, 3 verzweigt sich nun auf
die beiden Anker 6 und 9. Da der magnetische Widerstand des Luftspaltes
10 groß gegenüber den anderen im Flußweg 2. 9, 3 vorhandenen magnetischen
Widerständen ist, der Kraftfluß 22 somit gewissermaßen eingeprägt ist, sinkt die
Flußdichte im Anker 9 in solchem Maße, daß er unter Wirkung der Feder
11 von den Polschuhen 7, 8 abgezogen und in die Arbeitslage bewegt wird.
Indem durch die magnetische Spannungsteilung und entsprechende Bemessung dafür gesorgt
ist, daß das Verhältnis vom Quadrat des Nutzflusses zu dem Luftspaltquerschnitt
beim zweiten Anker 9 größer ist als beim ersten Anker 6, kann auch vom zweiten Anker
eine größere mechanische Energie abgenommen werden, als es beim ersten Anker der
Fall ist. Es liegt somit eine magnetische Energieverstärkung vor, mit der es nunmehr
möglich ist, die Stufe mit dem ersten Anker 6 für die erwünschte niedrige Erregerleistung
und, davon unabhängig, die Stufe mit dem zweiten Anker 9 für die erforderliche mechanische
Energie auszulegen. Die anfangs erwähnte naturgemäße Verknüpfung dieser beiden Größen
bei den bekannten Relais ist daher beim beschriebenen Relais gelöst. Beider Ausführung
nach der F i g. 2 sind die im vorgenannten Beispiel verwendeten Federkräfte
11 und 17 durch magnetische Kräfte ersetzt. Zu diesem Zweck ist ein
zweiter Nebenschluß vorgesehen, der aus den an den Schenkeln 2, 3 angeordneten Schenkeln
24, 25 besteht, die je einen Polschuh 26 bzw. 27 aufweisen. Für die magnetische
Anziehung des ersten Ankers 6 brauchen keine besonderen Vorkehrungen getroffen zu
werden. Bei geeigneter Bemessung kann die anziehende Kraft der bereits vorhandenen
Polstücke 4, 5 benutzt werden. Aufbau und Wirkungsweise dieses Relais entsprechen
im übrigen vollständig demjenigen des in der F i g. 1. dargestellten Ausführungsbeispieles.
Der magnetische Zug hat gegenüber dem Federzug den Vorteil, eine kleinere Erregerleistung
zu bedingen. Letztere wird nämlich, wie bereits eingangs erwähnt wurde, von der
Abreißkraft bestimmt, die in Ruhestellung auf den Anker ausgeübt wird. Diese Abreißkraft
ist nun bei gleichbleibender mechanischer Energie, dank des steil ansteigenden Kraft-Weg-Diagramms
bei magnetischer Anziehung, kleiner, als es mit einer Feder der Fall ist. In der
F i g. 3 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem der erste Anker durch
eine flexible Blattfeder 6 gebildet ist. Die Blattfeder 6 ist mit ihrem unteren
Ende in dem Schenkel 3 befestigt und schmiegt sich, in Ruhestellung des Relais,
mit ihrem oberen Ende an das abgeschrägte Polende 15 an, das die Erregerwicklung
18 trägt. Bei Erregung fällt die Blattfeder 6 an ihrem freien Ende
ab und legt sich an das abgeschrägte Polstück 4 an. Dies könnte sowohl unter
Einfluß des Polstückes 4 selber als auch durch eine Vorspannung der Blattfeder
6 erfolgen. Ebenso wie beim Relais gemäß F i g.1 wird die Flußdichte im Anker
9 kleiner, so daß letzterer von der Feder 11 angezogen wird.
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Es ist klar, daß nicht nur die Blattfeder 6, sondern auch der Anker
9 unter magnetischem Zug stehen könnte. Die Feder 11 fällt dann weg, wie es bei
der Ausführung gemäß F i g. 2 der Fall ist.
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Führt der Anker 6 in den oben erörterten Ausführungsformen beim Abfallen
eine Translationsbewegung aus, bei den folgenden vier Ausführungsbeispielen vollbringt
er eine Kippbewegung.
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In der F i g. 4 ist der Dauermagnet mit 1 bezeichnet, dessen Nord-
und Südpol mit N bzw. S angedeutet sind. Die Pole N, S sind über Luftspalte
28, 29
mit Schenkeln 2,3 aus magnetisch leitendem Material verbunden.
Die Schenkel 2,3 weisen je eine Auflage für einen Kippanker 6 auf. Die Auflage
des Schenkels 3 besteht aus einem Polstück 4, die Auflage des Schenkels
2 aus zwei Polenden 15,16. Zwischen diesen ist auf dem Schenkel 2
eine Erregerwicklung 18 vorgesehen. Die Schenkel 2, 3 weisen an ihrem
unteren Ende je einen Polschuh 7 bzw. 8 auf, an denen in Ruhestellung des Relais
ein zweiter Anker 9, entgegen der Wirkung einer Feder 11, angezogen gehalten wird.
Der Kraftfluß vom Dauermagneten 1 verläuft einerseits über den Anker 6, andererseits
über den Anker 9. Die beiden Teilflüsse sind mit den Kraftlinien 21 bzw. 22 angedeutet.
Der Kraftfluß 21 durchfließt die Polenden 15,16 je zur Hälfte und schließt
seinen Weg über einen Luftspalt 30, das Polstück 4 und den Schenkel
3. In der dargestellten Ruhestellung des Relais wird derKippanker 6 zufolge des
Kraftflusses 21 an den Polenden 15,16 gehalten. Führt die Erregerwicklung 18 Strom,
so wird der Kraftfluß 21 je nach der gerade herrschenden Stromrichtung im
unteren oder oberen Polende 15 oder 16
durch den Erregerfluß geschwächt,
der auf seinem eigenen Weg nur einen geringen magnetischen Widerstand vorfindet.
Der Erregerfluß ist für eine bestimmte Stromrichtung in der F i g. 4 mit 23 angedeutet.
Dabei wird der Kraftfluß im Polende 16 verstärkt und im Polende 15 geschwächt. Der
Kippanker 6 fällt daher mit seinem oberen Ende ab und legt sich an das Polstück
4 an. Der Kippanker ist in dieser Lage gestrichelt dargestellt. Bei entgegengesetzter
Stromrichtung fällt das untere Ende des Kippankers 6 ab. Da die Summe der magnetischen
Widerstände der Luftspalte 28 und 29 groß gegenüber den anderen magnetischen Widerständen
ist, die der Gesamtfluß des Dauermagneten 1 vorfindet, ändert dieser Gesamtfluß
sich beim Abfallen des Kippankers 6 nur verhältnismäßig wenig. Weil der magnetische
Widerstand des Flußweges 2, 6, 4 bei abgefallenem Kippanker kleiner geworden ist,
wird somit der Kraftfluß 21 größer und der Kraftfluß 22 kleiner geworden sein. Dies
hat zur Folge, daß die Kraft der Feder 11 nunmehr überwiegt, so daß der Anker 9
abfällt. Statt eines einzigen Polstückes 4 könnten auch zwei Polstücke vorgesehen
sein, an die sich dann jeweils nur eine bestimmte Seite des Ankers anlegt. Bei der
Ausbildung des Relais gemäß F i g. 5 ist im Polende 15 ein Fenster 31 vorgesehen,
durch das die Erregerwicklung 18 hindurchgefädelt ist. Das Relais arbeitet nach
dem Prinzip des sogenannten Sperrmagneten. Bei Erregung tritt eine Sättigung in
einem der Stege 32 oder 33 auf, derzufolge der Kraftfluß aus dem Polende 15 verdrängt
wird, so daß der Kippanker an diesem Ende abfällt. Sowohl bei der Ausführung nach
F i g. 5 als auch bei derjenigen gemäß F i g. 4 spricht das Relais unabhängig von
der Stromrichtung an. Bei der Ausführung gemäß F i g. 5 fällt jedoch der Kippanker
6 stets mit demselben Ende ab, was unter Umständen einen konstruktiven Vorteil ergibt.
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Die Ausführung gemäß F i g. 6 zeigt eine andere Ausbildung des Relais
gemäß F i g. 4, bei dem als Kippanker zwei Blattfedern 6 vorgesehen sind, von denen
in der F i g. 4 nur eine sichtbar ist. Die eine Blattfeder ist am Polende 15, die
andere am Polende 16 befestigt. Je nach der Stromrichtung in der Erregerwicklung
1.8 fällt die eine oder andere Blattfeder 6 an ihrem freien Ende ab und legt sich
an den Polschuh 4, der dazu abgeschrägte Kanten 34, 35 aufweist. Die Wirkungsweise
entspricht derjenigen des Relais gemäß F i g. 4. Soll die Blattfeder 6 jeweils nur
am selben Ende abfallen, so kann wieder eine Sperrwicklung 18 vorgesehen werden,
wie es die F i g. 7 zeigt. Diese entspricht im übrigen vollständig der F i g. 6,
so daß sich eine nähere Erläuterung erübrigt. Sind bei den vorerwähnten Ausführungsbeispielen
die beiden Flußwege durch die Anker 6, 9 in bezug auf den Dauermagneten 1 gewissermaßen
magnetisch parallel geschaltet, bei den zwei folgenden Ausführungsformen des Relais
liegen beide Flußwege in Reihe, in dem Sinn, daß sie ganz oder teilweise vom selben
Kraftfluß durchflossen werden. In der F i g. 8 ist der Dauermagnet mit 1 bezeichnet.
Er ist zwischen den Schenkeln 2, 3 angeordnet, in denen Luftspalte 10 bzw. 36 vorgesehen
sind. Der Schenkel 3 weist auf beiden Seiten des Luftspaltes 36 je ein Polende 15
bzw. 16 auf, welche Polenden in Ruhestellung des Relais den ersten Anker 6 angezogen
halten. Das Polende 15 trägt eine Erregerwicklung 18. An den Schenkeln 2, 3 sind
weiter zwei Polschuhe 7, 8, die einen zweiten Anker 9 angezogen halten, und zwei
Polstücke 4, 5 vorgesehen. Die Anker 6, 9 stehen unter Zug einer Feder
17 bzw. 11.
Führt die Erregerwicklung 18 Strom, so wird bei bestimmter
Stromrichtung der Kraftfluß im Anker 6 geschwächt. Letzterer fällt ab und wird von
der Feder 17 an die Polstücke 4, 5 gezogen. Wie bei den Ausführungen nach F i g.
1, 2 und 3 wird dadurch der Kraftfluß durch den Anker 9 verringert, der unter Einfluß
der Feder 11 abgerissen wird. Statt durch eine Feder 11 kann die Abreißkraft für
den Anker 9 auch vom Dauermagneten 1 geliefert werden, wie dies an Hand der F i
g. 2 erläutert ist. Eine solche Ausführung zeigt die F i g. 9, bei der zwei zusätzliche
Schenkel 24, 25 vorgesehen sind, deren Polschuhe 26 bzw. 27 eine Zugkraft auf den
Anker 9 ausüben. Ihre Arbeitsweise entspricht im übrigen derjenigen der F i g. B.
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Es ist vorteilhaft, die beiden Anker im Relais gemäß der F i g. 9
als Blattfeder auszubilden, wie in der Ausführung gemäß der F i g. 10 gezeigt wird.
Die Blattfedern 6 und 9 sind mit ihrer einen Seite in dem Schenkel 3 fest angeordnet.
Eine nichtmagnetische Einlage 36 ersetzt den Luftspalt 36 in der Ausführung gemäß
der F i g. 9. In der Ruhestellung des Relais ist das freie Ende der Blattfeder 6
an dem abgeschrägten Polende 15, das freie Ende der Blattfeder 9 an dem abgeschrägten
Polschuh 7 angeschmiegt. Bei Erregung des Relais fällt die Blattfeder 6 ab und legt
sich an das Polstück 4 an. Die Blattfeder 9 fällt dadurch ab und legt sich an den
Polschuh 26. In dieser Arbeitslage des Ankers 9 ist der Kraftfluß des Dauermagneten
1 größer, als es beim Anliegen dieses Ankers an dem Polschuh 7 der Fall ist. Dies
rührt davon her, daß für den vom Dauermagneten 1 ausgehenden Fluß der magnetische
Widerstand im ersteren Fall kleiner ist als im letzteren Fall, in dem ja der Kraftfluß
nicht mehr über den relativ großen magnetischen Widerstand des Luftspaltes 10 geführt
wird. Der magnetische Spannungsabfall an der nichtmagnetischen Einlage 36 ist wegen
des größeren Kraftflusses im ersteren Fall ebenfalls größer als im letzteren Fall
und somit geeignet, die Biegekraft der Blattfeder 6 und die nunmehr verhältnismäßig
geringe Anziehungskraft des Polschuhes 4 zu überwinden.
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Diese Ausführung hat also den Vorteil, daß der erste Anker 6 selbsttätig
wieder in seine Ausgangslage kommt. Ein weiterer Vorteil gegenüber der Ausführung
gemäß der F i g. 9 ergibt sich daraus, daß der Erregerflußweg nunmehr aus einem
einzigen Stück angefertigt werden kann, da der Luftspalt 36 an der in F i g. 9 dargestellten
Stelle weggefallen ist.
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Eine weitere Ausbildung ist in der F i g. 11 dargestellt. Hierbei
wird der Anker 6 nach Erregung durch die Feder 11 an die Polstücke 4, 5 gelegt.
Der magnetische Widerstand, durch den der Kraftfluß 22 getrieben werden muß, wird
demzufolge kleiner. Dies hat eine Vergrößerung des Kraftflusses 22 zur Folge, da
ja die treibende magnetomotorische Kraft gleichbleibt, so daß der Anker 9 von den
Polschuhen 7, 8 angezogen wird.
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Im folgenden werden noch zwei Ausführungsbeispiele gezeigt, bai denen
beide Anker, ebenfalls wie bei den drei letzteren Ausbildungen, magnetisch gesehen
in Reihe liegen, der erste Anker 6 jedoch beim Abfallen eine Kippbewegung ausführt.
In der F i g. 11 zeigt 1 einen Dauermagneten, der zwischen zwei Schenkeln 2, 3 angeordnet
ist. Der Schenkel 2 weist, wie beim Relais gemäß F i g. 4, eine Erregerwicklung
18
und zwei Polenden 15,16 mit abgeschrägten Kanten zur Auflage des Kippankers 6 auf.
Am Schenkel 3 sind ein abgeschrägtes Polstück 4 und zwei Polschuhe 7, 8 vorgesehen.
Die Polschuhe 7, 8 arbeiten mit dem zweiten Anker 9 zusammen. Bei Erregung des Relais
fällt der Kippanker 6 an jenem Ende ab, an dem der Kraftfluß 21 durch den Erregerfluß
geschwächt wird. Der magnetische Widerstand des Flußweges 2, 6, 4, 3 wird dadurch
kleiner, die Flußdichte im zweiten Anker 9 somit größer, so daß letzterer nunmehr
von den Polschuhen 7, 8 angezogen wird. Es ist naturgemäß möglich, auch bei dieser
Ausführung das Prinzip des Sperrmagneten zu verwenden, damit der Kippanker 6 stets
am selben Ende abfällt. Eine solche Ausbildung stellt die F i g. 12 dar, bei der
die Sperrwicklung 18 in derselben Weise angeordnet ist, wie es die F i g. 7 zeigt.
Ihre Wirkungsweise entspricht im übrigen derjenigen des Relais gemäß F i g. 11.
Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet des beschriebenen Relais ist die Fehlerstromauslösung.
Die Erregerwicklung wird an einen Differentialstromtransformator angeschlossen,
der bei asymmetrischem Stromfluß gegen Erde, etwa beim Berühren von Geräten oder
Leitungen mit fehlerhafter Isolation, einen Fehlerstrom liefert. Der Haltekraftfluß
durch den ersten Anker 6 wird demzufolge geschwächt und fällt unter Einfluß des
Feder- und/oder magnetischen Zuges ab. Der zweite Anker 9 betätigt darauf in nicht
dargestellter Weise den Auslösemechanismus des Schutzschalters, der die gefährlichen
Teile vom Netz abschaltet. Die Rückstellung der Anker kann in irgendeiner Weise,
die hier nicht erörtert werden soll, erfolgen. Wegen der großen Empfindlichkeit
des beschriebenen Relais ist dem Erregerflußweg besondere Aufmerksamkeit zu schenken.
Die Koerzitivkraft des hierfür zur Verwendung kommenden Magnetmaterials wirkt sich
wie eine zusätzliche veränderliche Vormagnetisierung aus, die je nach der magnetischen
Vorgeschichte des Materials einen kleineren oder größeren Ansprechstrom ergibt.
Vorzugsweise wird deshalb für die Teile, die diesen Erregerflußweg bilden, ein weichmagnetisches
Material sehr geringer Koerzitivkraft verwendet, so daß eine geringe Streuung der
Ansprechwerte erzielt wird. An die übrigen Flußwege werden keine so hohen Anforderungen
gestellt. Sie können daher aus billigerem weichmagnetischem Material bestehen.
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Obwohl die besprochenen Ausführungsbeispiele nur zwei Anker aufweisen,
könnten auch mehrere vorgesehen sein, die je den Kraftfluß im folgenden Anker steuern,
so daß eine mehrstufige Verstärkung entsteht. Obschon es vorteilhaft ist, den Kraftfluß
im zweiten bzw. den folgenden Ankern vom selben Dauermagneten herzuleiten, der den
Haltekraftfluß für den ersten Anker liefert, kann er auch von einem zusätzlichen
Dauermagneten oder elektromagnetisch erzeugt werden. Weiter kann in allen Ausführungsbeispielen,
bei denen die Abreißkraft der Anker von einer Feder geliefert wird, diese Kraft
durch eine magnetische Anzugskraft ersetzt werden, und umgekehrt. Ferner können
Feder- und magnetische Anzugskraft kombiniert werden. Auch können alle Ausführungen
mit gewöhnlicher Erregerwicklung, insofern dies bereits nicht in einer Abänderung
dargestellt worden ist, mit einer Sperrwicklung versehen sein. Des weiteren kann
das Relais auch auf nichtelektrischem Weg erregt werden. So kann z. B. bei den Ausführungen
nach den F i g. 1, 2, 3 und 8, 9, 11 zum Erregen des Relais ein zusätzlicher, bewegbar
angeordneter Nebenschluß vorgesehen werden, mit dem der Haltekraftfluß vom ersten
Anker 6 abgeleitet wird, so daß dieser Anker abfällt. Bei den Ausführungen nach
den F i g. 4, 5, 6, 7 und 12, 13 kann z. B. ein zusätzlicher bewegbar angeordneter
Dauermagnet vorgesehen werden, der zum Erregen an den Schenkel 2 in der Nähe der
Polenden 15,16 herangeführt wird, derart, daß der Haltekraftfluß 21 im ersten Anker
6 entweder am oberen oder unteren Ende geschwächt wird. Die Auslösung kann somit
mechanisch eingeleitet werden, indem der Nebenschluß bzw. der Dauermagnet in die
richtige Lage gebracht wird. Dazu ist nur ein geringer Kraftaufwand erforderlich,
da ja im Relais eine Verstärkung stattfindet. Allen Ausführungen ist jedoch gemeinsam,
daß zumindest eine magnetische Verstärkeranordnung vorgesehen ist, die einen Anker
aufweist, der von einem durch den ersten Anker gesteuerten Kraftfluß durchflossen
ist. Dieser Kraftfluß hält den zweiten Anker in Ruhestellung des Relais in einer
ersten Lage angezogen, wie dies bei den Ausführungen gemäß den F i g. 1 bis 9 der
Fall ist, oder aber dieser Kraftfluß ist in Ruhestellung des Relais zu klein, um
den zweiten Anker aus seiner Ruhelage herauszuziehen, wie es bei den Ausführungen
gemäß den F i g. 11, 12 und 13 der Fall ist.
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Der große Vorteil der Erfindung ist, daß sie erstmals einen Weg zeigt,
um die Empfindlichkeitsgrenze, der die bekannten Relais unterworfen sind, zu durchbrechen.
Es ist daher möglich, mit Erregerleistungen auszukommen, die nur Bruchteile von
denjenigen sind; welche die empfindlichsten bekannten Relais erfordern. Dies bringt
bei der oben erörterten vorzugsweisen Anwendung des beschriebenen Relais für Fehlerstromauslösung
den Vorteil mit sich, daß der Differentialstromtransformator dank der geringen erforderlichen
Erregerleistung auch kleiner gehalten werden kann. Um mit einem bekannten Relais
eine Auslösung bei kleineren Differentialströmen zu bewirken, müßte der Differentialstromtransformator
voll und ganz für die erwünschte Erhöhung der Ansprechempfindlichkeit aufkommen
und daher entsprechend größer ausgelegt werden. Bei den angestrebten sehr geringen
Differenzströmen kommt man dann aber bald zu einem untragbaren Aufwand für den Differentialstromtransformator.
Dieser Mehraufwand am Differentialstromtransformator läßt sich vermeiden, wenn es,
wie beim beschriebenen Relais, gelingt, das Relais empfindlicher zu gestalten. Als
weiter vorteilhaft erweist sich das erfindungsgemäße Relais dadurch, daß der für
Kleben infolge Dämpfe, Ölnebel, Staub usw. empfindliche erste Anker nach außen hermetisch
abgeschlossen werden kann, da kein mechanischer Betätigungshebel mehr von außen
zugeführt zu werden braucht, mit dem ein Auslösemechanismus zu betätigen ist. Der
erste Anker kann dann von außen mittels eines Dauermagneten zurückgestellt werden.
Insbesondere eignen sich für diesen hermetischen Abschluß die Ausführungen gemäß
den F i g. 11, 12 und 13, da bei diesen eine vollständige Absperrung der zum Kleben
neigenden Ankerteile vorgesehen werden kann. Die Gehäuse, die hier für die Absperrung
sorgen, sind strichpunktiert angegeben. Bei den anderen Ausführungen wird nur der
erste Anker mit seiner unmittelbaren Umgebung, wie es beispielsweise in der F i
g. 2 strichpunktiert dargestellt ist, oder es wird, ebenso wie in den F i g. 11,
12
und 13, das ganze Relais mit Ausnahme des letzten Ankers abgeschlossen. In letzterem
Fall muß dafür gesorgt werden, daß der Teil des Gehäuses zwischen dem letzten Anker
und den mit diesem zusammenarbeitenden Polschuhen aus sehr dünnem Material besteht,
um die Empfindlichkeit nicht zu beeinträchtigen. Auch kann dem Klebenbleiben durch
Anwendung einer sehr dünnen und flexiblen Kunststoffeinlage zwischen dem ersten
Anker und den mit diesem zusammenarbeitenden Polenden entgegengewirkt werden. Die
Einlage kann z. B. aus einer Polyesterfolie oder vorzugsweise aus einer Folie aus
Polytetrafluoräthylen bestehen.