DE4236537A1

DE4236537A1 - Elektrisches Gerät

Info

Publication number: DE4236537A1
Application number: DE19924236537
Authority: DE
Inventors: Peter Knipper
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-10-22
Filing date: 1992-10-22
Publication date: 1994-04-28

Description

Die Erfindung betrifft ein netzbetriebenes elektrisches Gerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art und bezieht sich insbesondere auf ein körpernah betriebe nes Elektrokleingerät, wie beispielsweise einen elektri schen Haartrockner oder eine Warmluftdusche.

Bei allen elektrischen netzbetriebenen Geräten und Ein richtungen werden durch den betriebsbedingten Stromfluß, unabhängig von der Stromart, magnetische Felder hervor gerufen.

Wissenschaftliche Untersuchungen haben ergeben, daß auf den menschlichen Organismus einwirkende Magnetfelder zu krankhaften Veränderungen des Organismus führen können, wenn die Feldstärke den unschädlichen Maß übersteigt. Dabei sind magnetische Wechselfelder besonders schädlich, da sie die Ursache für die Bildung bzw. das Wachstum von Tumoren bilden können. Darüberhinaus können starke elek tromagnetische Felder zu einer Störung elektronischer und elektromedizinischer Geräte, wie beispielsweise elz. B. Präzisionsmeßgeräte, Uhren oder künstlicher Herzschritt macher sowie zu einer Beeinträchtigung des Rundfunk- bzw. Fernseh-Empfangs führen.

Um die mit unerwünschten magnetischen Felder einhergehen den Probleme zu beseitigen, ist es bekannt, elektrische Geräte mit entsprechenden Kompensationseinrichtungen zu versehen. Diese Kompensationseinrichtungen nutzen den Umstand aus, daß jedes Magnetfeld eine Richtung aufweist und daß sich die Resultierende zweier sich überlagernder Magnetfelder den Wert "Null" annimmt, wenn die Größe von zweier magnetischer Feldstärke-Vektoren mit entgegenge richtetem Richtungssinn übereinstimmt.

Aus der DE-OS 34 40 281 ist eine tragbare, auf ein magne tisches Feld ansprechende Warneinrichtung bekannt. Diese Warneinrichtung wird als Gerät von Personen getragen, die sich im Bereich von statischen oder quasistatischen Ma gnetfeldern, die z. B. durch Kernspintomographen erzeugt werden, bewegen. Derartige Felder besitzen auch als Streu feld eine solche Größe, daß sie kleinere ferromagnetische Gegenstände bewegen und damit Personen verletzen können, Präzisionsmeßgeräte unzulässig stören sowie Herzschrittma cher in ihrem Rhythmus verändern. Als magnetischer Sensor wird ein Reed-Relais verwendet, das bei zu hohem stati schen oder quasistatischen Magnetfeld schaltet und dadurch ein optisches und/oder akustisches Warnsignal auslöst.

Weiterhin ist aus der DE-OS 37 23 485 eine induktive Koch stelle bekannt, bei der die durch die wechselspannungsbe triebene Heizwicklung erzeugten magnetischen Streufelder durch eine Kompensationswicklung unterdrückt werden. Die Kompensationswicklung ist der Heizwicklung zugeordnet und wird von einem Strom durchflossen, dessen Größe sich in Abhängigkeit der Größe des magnetischen Streufeldes der Kochstelle ändert. Die Steuerung erfolgt über einen Trans duktor. Die zur Steuerung erforderliche Magnetfeldsonde befindet sich in der Nähe der Kochstelle. Die Magnetfeld sonde erfaßt über einen Phasenvergleich nur die Streufeld komponente, die von dem, die Heizwicklung durchfließenden Strom erzeugt wird. Damit ist die Positionierung der Ma gnetsonde von relativ untergeordneter Bedeutung.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen weisen den Nachteil auf, daß sie zum einen nur die Möglichkeit der Kompensation magnetischer Gleichfelder bieten und zum anderen nicht speziell die im körpernahen Bereich wirksamen Felder erfassen.

Ausgehend von den Mängeln des Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Gerät zur Körperpflege der eingangs genannten Gattung anzugeben, welches beim Betreiben im wesentlichen das gesamte, im körpernahen Bereich vorhandene Magnetfeld erfaßt und auf ein umschädliches Mindestmaß herabgesetzt wird.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, daß die Kompen sation magnetischer Felder insbesondere bei körpernah an zuwendenden elektrischen Geräten an der dem Körper zuge wandten Seite von besonderer Bedeutung ist, da hier die Einwirkung relativ besonders groß ist. Insbesondere we sentlich ist hierbei die Kompensation der mit dem Ein schaltvorgang und den Nulldurchgängen der Netzwechselspan nung verbundenen Magnetfeldwirkungen.

Entsprechend der bevorzugten Ausführungsform des erfin dungsgemäßen, insbesondere der Körperpflege dienenden, Ge räts befindet sich der zum Betrieb des kompensierenden Re gelsystem erforderliche Sensor in dem Bereich des wechsel strombetriebenen Geräts, der bei dessen bestimmungsgemäßen Gebrauch stets der Person zugewandt ist, die das Gerät be nutzt oder die mit dem Gerät behandelt wird. Dadurch wird auf vorteilhafte und zugleich einfache Art und Weise nicht nur das vom Gerät, das vorzugsweise als Haarpflege-Gerät, insbesondere Haarfön, ausgebildet ist, im körpernahen Be reich unerwünscht erzeugte magnetische Wechselfeld erfaßt, sondern auch alle übrigen magnetischen Streufelder unbe kannter Quelle.

Die Anordnung des Sensors im Mittelpunkt der Ausströmöff nung für die Warmluft des Föns ist besonders deshalb gün stig, weil dieser Punkt im wesentlichen stets den kürze sten Abstand zwischen Fön und dem Kopf der den Fön benut zenden Person aufweist. Gleichzeitig bietet dieser Punkt konstruktive Vorteile für die Befestigung des magnetischen Sensors, da sich an der Luftaustrittsöffnung des Geräts in der Ebene quer zur Ausströmrichtung der temperierten Trocknungsluft ein, u. a. dem Berührungsschutz dienendes Lüftungsgitter erstreckt. Eine Mittelstrebe oder ein Kreu zungspunkt der einzelnen Streben des Lüftungsgitters dient als Träger des magnetischen Sensors, ohne daß der Strö mungswiderstand der Ausströmöffnung nennenswert vergrößert wird.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfin dung ist der als Hall-Element ausgebildete Sensor mit ei ner wärmeisolierenden Umhüllung versehen, um über eine re lativ weiten Temperaturbereich reproduzierbare Meßwerte liefern zu können.

Nach einer günstigen Weiterbildung der Erfindung ist die, zur Feldkompensation erforderliche Einrichtung des elek trischen Geräts als Abschirmung ausgebildet. Es ist beson ders vorteilhaft, diese Abschirmumg an der Innenseite des Gerätegehäuses anzuordnen, da dadurch keine besonderen konstruktiven Anforderungen hinsichtlich des Platzbedarfes entstehen und durch die Abschirmung die Gesamtheit aller Aggregate des Geräts erfaßt werden, die für das Entstehen des unerwünschten Magnetfeldes verantwortlich sind. Dazu gehören insbesondere Heizwicklungen und/oder Antriebsmoto re für Gebläse.

Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist Abschirmung als Spule ausgebildet, die ein Magnetfeld erzeugt, dessen Richtung zu der des, durch die Heizwick lung des Föns erzeugten unerwünschten Feldes gegenläufig ist. Die Stärke des Kompensationsfeldes wird in günstiger Weise durch eine Phasenanschnitts-Steuerung entsprechend der Sensor-Meßwerte reglergesteuert variiert.

Eine gute Kompensationswirkung ist auch durch eine Ab schirmung zu erreichen, die als flächenförmiger Belag mit einer Mehrzahl von einzelnen, parallelgeschalteten Strom pfaden mit definierten Widerstandswert ausgebildet ist. In jedem Strompfad ist eine Schalteinrichtung vorgesehen, die in Abhängigkeit der Sensor-Messung einzeln oder in Gruppen durch den Regler der Kompensationsanordnung geschaltet werden. Als Schalteinrichtungen sind vorzugsweise Dioden oder Transistoren eingesetzt.

Durch Anordnung von, mit Dioden bestückten Ringleitungen in den Strompfaden entsteht gemäß einer anderen Weiterbil dung der Erfindung ein sogenanntes Dioden-Layer. Die ein zelnen Dioden des Dioden-Layers werden durch separate Steuerspannungen der Reglers der Kompensationseinrichtung geschaltet. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise die Ausbildung eines flächenhaften Strömungsbildes des Kompen sationsstromes mit entsprechend unterschiedlichen Richtun gen der einzelnen Komponenten des kompensierenden Magnet feldes.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un teransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zu sammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 die Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in schematisierter Form,

Fig. 2 die Ansicht auf eine vorteilhafte Ausführungs form der Erfindung von vorn in schematisierter Darstellung,

Fig. 3 eine günstige Weiterbildung der Erfindung in schematisierter Darstellung sowie

Fig. 4 eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Er findung in schematisierter Darstellung.

In Fig. 1 ist ein mit Wechselstrom betreibbares Gerät 1, das eine während der Benutzung des Gerätes 1 ein magneti sches Wechselfeld erzeugende Einrichtung 3 und eine, die ses unerwünschte Magnetfeld im wesentlichen auslöschende Kompensationsvorrichtung in schematischer Form darge stellt. Das wiedergegebene elektrische Gerät stellt einen Haartrockner dar und weist eine Heizwicklung auf, durch welche bei Betrieb des Gerätes ein störendes magnetisches Wechselfeld erzeugt wird. Die entsprechende Kompensations einrichtung besteht im wesentlichen aus einer, das erfor derliche Gegenfeld bereitstellenden Einrichtung 5, einem magnetischen Sensor 2 und einen Regler 4. Der auf magneti sche Feldstärken ansprechende Sensor befindet sich in ei nem Bereich 8 des elektrischen Gerätes, der dem körperna hem Bereich 6 der den Haartrockner 1 benutzenden Person ständig direkt zugewandt ist. Das Gerät 1 besitzt eine Stromversorgungs-Einheit 7, die sowohl der Heizwicklung 3 des Haartrockners, den Regler 4 als auch die Einrichtung 5 zur Erzeugung eines magnetischen Gegenfeldes zwecks Kompen sation des durch die elektrische Heizwicklung vorgerufenen hervorgerufenen Magnetfeldes mit der erforderlichen Be triebsspannung versorgt. Andere Ausführungen von Körper pflegegeräten - wie Massage- oder Rasiergeräte - können in entsprechender Weise mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen versehen sein.

Die das Gegenfeld erzeugende Anordnung 5 ist über eine Phasenanschnittsteuerung 14 mit dem Netzteil der Kompen sationseinrichtung verbunden. Der Sensor 2 erfaßt alle Feldkomponenten, die im körpernahen Bereich und über den Regler 4 wird der Kompensationsstrom derart verändert, daß das mit ihm verknüpfte Magnetfeld ständig der aktuellen Größe des orginär vorhandenen Magnetfeldes angepaßt wird. Anstelle des Einsatzes einer separaten Einrichtung 3 zur Feldkompensation ist es auf vorteilhafte Weise auch mög lich, die Heizwicklung als "twisted-pair"-Wicklung auszu bilden. Dadurch wird im allgemeinen ein Einsatz einer ge sonderten Feldkompensationseinrichtung zu verzichten.

Das in Fig. 2 in Frontansicht schematisch dargestellte Haushaltsgerät 1 zeigt einen magnetischen Sensor 2, der auf der Mittelachse des Haushaltsgerätes angeordnet und am Kreuzungspunkt der Streben 18 des Lüftungsgitter 12 befe stigt ist. Das Lüftungsgitter erstreckt sich an der Luft austrittsöffnung 13 des Föns im wesentlichen in einer Ebe ne quer zur Strömungsrichtung der temperierten Trocknungs luft. Die das Gegenfeld erzeugende Einrichtung 3 ist in vorteilhafter Weise als eine Abschirmung 9 vorgesehen, die aus einem, im wesentlichen flächenförmig ausgebildeten Körper mit geringer Dicke aus flexiblen Material besteht. In diesen Abschirmungskörper sind eine Mehrzahl von Strom pfaden eingelagert, die sich wendelförmig um oder im we sentlichen parallel zur Längsachse erstrecken.

Die Abschirmung läßt sich günstig an der Innenseite des Gerätegehäuses 10 angeordnen und erfordert für eine Befestigung in dieser Position einen geringen konstruk tiven Aufwand. Weiterhin sind auf einfache Art und Weise durch diese magnetische Abschirmung gleichzeitig mehrere, störende Magnetfelder erzeugende Aggregate in ihrer Feld wirkung kompensierbar.

In den Fig. 3 und 4 sind vorteilhafte Ausführungsformen für die flächenförmig ausgebildeten, flexiblen Körper der Abschirmung 9 dargestellt. Gemäß Fig. 3 sind die Strom pfade 11 der Abschirmung 9 zueinander parallelliegend an geordnet und elektrisch parallelgeschaltet. Jeder der Strompfade 11 weist eine Schalteinrichtung 19 auf, mit de nen der Strompfad unterbrochen werden kann. Damit ist der elektrische Widerstand der Abschirmung 9 auf einfache Wei se veränderbar. Die damit verbundene Stromänderung führt zu einer Änderung des zur Kompensation benutzten Magnet feldes. Die Schalteinrichtungen 19 werden durch den Regler 4 in Abhängigkeit von den im körpernahen Bereich durch den Sensor 2 ermittelten Feldstärkewerten gesteuert. Die Größe des Widerstandswertes der Abschirmung 9 kann durch zusätz liche diskrete Widerstände R in den Strompfaden 11, durch Fertigung der Strompfade aus Widerstandsmaterial oder durch die Anzahl der einzelnen Strompfade in geeigneter Weise gewählt werden, um die Stärke des Kompensationsfel des in relativ weiten Grenzen verändern zu können.

Die in Fig. 4 dargestellte Abschirmung 9 ist als soge nanntes Dioden-Array ausgebildet. Es besitzt eine Mehr zahl von parallelgeschalteten Strompfaden 11, in deren Verlauf mindestens eine, im wesentlichen ringförmig aus gebildete Diodenleitung 16 vorgesehen ist. Der das Dioden- Array passierende Kompensations-Strom I_komp. wird mittels Durchschaltung der einzelnen Dioden D der Diodenleitungen 16 zwecks Anpassung der Stärke des zur Kompensation benö tigten Magnetfeldes gesteuert. Die dazu erforderlichen Steuerspannungen U_st1 bis U_st4 werden in Abhängigkeit von den aktuellen Meßwerten des magnetischen Sensors 2 von dem Regler 4 erzeugt und von dessen Spannungs-Ausgängen 22 über Steuerleitungen 21 zu den Einspeisepunkten an den Diodenleitungen 16 geführt.

Da die Diodenleitungen nicht parallel zur Mittelachse des Haartrockners verlaufende Leitungsabschnitte aufweist, lassen sich durch geeignete Steuerung der Leitungen 16 in günstiger Weise Magnetfeldkomponenten mit unterschied lichem Richtungssinn durch die Abschirmung 9 erzeugen. Durch Reihen- und/oder Parallelschaltung einzelner Widerstände 17 bezüglich der einzelnen Dioden D der Diodenleitungen 16 läßt sich die Stärke des Kompen sationsstromes und damit die Stärke des entsprechenden Magnetfeldes geeignet ändern. Dies ermöglicht auf einfache Weise auch die Kompensation von magnetischen Streufeldern unterschiedlichster Stärke und Richtung.

Der magnetische Sensor 2 ist vorzugsweise als Hall-Sonde ausgebildet und besitzt wegen seiner Anordnung im Bereich des Warmluftstroms des Haartrockners 1 eine thermische Isolierung, um die Meßgenauigkeit nach Möglichkeit nicht zu beeinflussen.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbei spiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.

Claims

1. Elektrisches Gerät, insbesondere Gerät zur körperna hen Anwendung, das mit Netzspannung betreibbar ist und ma gnetische Felder aussendende Aggregate, wie ein Heizele ment und/oder einen Elektromotor, sowie eine Einrichtung zur Kompensation des durch den Betrieb des Haushaltgeräts entstehenden magnetischen Feldes aufweist, gekennzeichnet durch
einen auf das magnetische Feld ansprechenden Sensor (2), der sich zur körpernahen Erfassung des Magnetfeldes in einem Bereich (8) des elektrischen Haushaltsgeräts (1) befindet, der der das Gerät benutzenden Person dessen Betriebsstellung zugewandt ist,
eine ein magnetisches Gegenfeld erzeugende Einrichtung (5), deren Wirkung mindestens diejenigen Magnetfelder kom pensiert, welche von den Aggregaten des elektrischen Gerä tes (1), insbesondere während des Spannungsanstiegs der Netzspannung, in Richtung der das Gerät in seiner Be triebsstellung benutzenden Person ausgehen sowie
einen Regler (4) als Teil der Kompensationseinrichtung, der mit dem Sensor (2) und der das Gegenfeld erzeugenden Einrichtung (5) einen das während des Spannungsanstiegs der Netzspannung nach dem Einschalten oder während deren Nulldurchgang in Richtung der das Gerät benutzenden Person auf einen vorgegebenen Maximalwert begrenzenden Regelkreis bildet.

2. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Kompensation des magnetischen Feldes vorgesehene Einrichtung (5) in Form einer Geräte-Abschirmung (9) ausgebildet ist.

3. Elektrisches Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (9) an der Innenseite des Gehäuses (10) des elektrischen Gerätes (1) angeordnet ist.

4. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Sensor (2) als Hall-Element ausgebildet ist.

5. Elektrisches Gerät nach einem der vorangehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (9) als Spulenwicklung ausgebildet ist.

6. Elektrisches Gerät nach einem der vorangehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (9) aus einem flächenförmigen Belag mit einer Mehrzahl von Strompfaden (11) besteht.

7. Elektrisches Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strompfade (11) des Abschirmungsbelags (9) in Parallelschaltung angeordnet sind.

8. Elektrisches Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strompfade (11) als Widerstandsbahn ausgebildet sind.

9. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 6, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß in den Strompfaden (11) des Abschirmungsbelages (9) jeweils mindestens eine Schaltvorrichtung (12) vorgesehen ist.

10. Elektrisches Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtungen (12) als Dioden ausgebildet sind.

11. Elektrisches Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtungen (12) als Transistoren ausgebildet sind.

12. Elektrisches Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in den Strompfaden (11) mindestens eine mit Dioden bestückte Ringleitung (16) vor gesehen ist, deren Leitfähigkeit durch Steuerspannungen des Regler (4) verändert wird.

13. Elektrisches Gerät nach einem der vorangehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das, das störende Magnetfeld erzeugende Heizelement (3) des Gerätes (1) eine "twisted-pair"-Wicklung aufweist.

14. Elektrisches Gerät nach einem der vorangehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (3) eine, in mehrere Segmente unterteilte Wicklung aufweist, die jeweils abwechselnd einen gegenläu figen Wicklungssinn besitzen.

15. Elektrisches Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die als Spule ausgebil dete Abschirmung (9) eine Stromversorgung durch eine Phasenanschnitts-Steuerung (14) aufweist.

16. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät (1) als Haar trockner ausgebildet ist.

17. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (2) im Mittelpunkt des in der Luft-Ausströmöffnung (13) befindlichen Lüftungsgitters (12) angeordnet ist.

18. Elektrisches Gerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (2) eine Wärmeisolation aufweist.