k 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 knúmero de publicación: 2 189 160 1 kint. Cl. 7 : A47J 37/08 H0B 1/02 12 k TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA T3 86 knúmero de solicitud europea: 9891717.9 86 k Fecha de presentación: 14.0.1998 87 k Número de publicación de la solicitud: 0 932 36 87 k Fecha de publicación de la solicitud: 04.08.1999 k 4 Título: Temporizador con control de tiempo ajustable basado en un oscilador RC con una resistencia variable, y tostador incluyendo tal temporizador. k 30 Prioridad: 17.07.1997 EP 9720220 k 73 Titular/es: Koninklijke Philips Electronics N.V. Groenewoudseweg 1 621 BA Eindhoven, NL k 4 Fecha de la publicación de la mención BOPI: 01.07.2003 k 72 Inventor/es: Lulofs, Klaas Jacob y Bij de Leij, Tjerk Cornelis k 4 Fecha de la publicación del folleto de patente: 01.07.2003 k 74 Agente: Elzaburu Márquez, Alberto ES 2 189 160 T3 Aviso: En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletín europeo de patentes, de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposición (art. 99.1 del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas). Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, 1 28036 Madrid
1 ES 2 189 160 T3 2 DESCRIPCION Temporizador con control de tiempo ajustable basado en un oscilador RC con una resistencia variable, y tostador incluyendo tal temporizador. La invención se refiere a un oscilador RC que tiene una frecuencia de oscilación controlable, que comprende: un montaje en serie de un condensador y una resistencia, y una fuente de señal para suministrar una señal en escalón al montaje en serie, dependiendo la frecuencia de oscilación, durante el funcionamiento, del tiempo que pasa hasta que el condensador ha sido cargado a un valor dado. La invención también se refiere a un tostador eléctrico que comprende: un elemento de calentamiento eléctrico, medios para conectar el elemento de calentamiento a una fuente de energía eléctrica, un temporizador ajustable para desconectar el elemento de calentamiento de la fuente de energía eléctrica después de transcurrido un tiempo ajustable, incluyendo el temporizador ajustable un oscilador RC de esta clase. Un oscilador RC y un tostador de esta clase son conocidos, por ejemplo, por la solicitud de patente Europea EP-A-0 086 624. Este tostador conocido tiene un temporizador por medio del cual se puede establecer el tiempo de tostado. El temporizador comprende un oscilador RC y un circuito divisor que divide la frecuencia de oscilación del oscilador RC, relativamente alta, en una señal que tiene una frecuencia baja y un periodo cuya duración es adecuada para el tostado. La generación de la frecuencia de oscilación se basa en la aplicación de un voltaje en escalón a un montaje en serie de una resistencia y de un condensador, y en la espera posterior hasta que el voltaje en el condensador supere un voltaje de umbral dado. En el oscilador RC conocido, la resistencia es hecha variar por medio de un potenciómetro, de manera que se permita que el periodo de la frecuencia de oscilación sea controlado. El voltaje de umbral es superado antes y el periodo se hace menor cuando disminuye la resistencia. Puesto que la resistencia de un potenciómetro generalmente presenta una tolerancia bastante grande, existe una dispersión relativamente grande en la frecuencia generada por el oscilador RC. Si ahora se utiliza un potenciómetro de esta clase en el temporizador de un tostador, el tiempo de tostado obtenido para un ajuste dado del botón de control o del cursor del potenciómetro, diferirá de tostador a tostador. Es un objeto de la invención proporcionar una solución a los problemas que se han mencionado más arriba. Con esta finalidad, el oscilador RC del tipo definido en el primer párrafo, se caracteriza porque la fuente de señal comprende un divisor de voltaje ajustable, estando dispuesto el divisor en paralelo con la fuente de señal, para dividir la amplitud de la señal en escalón y teniendo una salida conectada al montaje en serie, para suministrar una señal en escalón divida al montaje en serie. La invención se basa en el reconocimiento del hecho de que, lo que debe hacerse variar es la amplitud del voltaje en escalón aplicado al montaje en serie del condensador y la resistencia, en lugar 2 10 1 20 2 30 3 40 4 0 60 6 de la resistencia, por medio de la cual se carga el condensador. La amplitud se puede variar de distintas maneras, preferiblemente por medio de un potenciómetro que funciona como divisor de voltaje para el voltaje en escalón. La tolerancia de este potenciómetro no es relevante, porque ahora es la relación entre dos resistencias igualmente inexactas lo que importa. El voltaje en escalón, y por lo tanto, la frecuencia de oscilación, ahora son directamente proporcionales al ajuste del potenciómetro, con independencia de su tolerancia. La amplitud del voltaje en escalón también se puede ajustar de otras maneras, por ejemplo, por medio de una resistencia en serie con un diodo zener, el cual, por medio de un conmutador, se selecciona de un grupo de al menos dos diodos zener que tienen diferentes voltajes zener. De esta manera, es posible generar un número de voltajes en escalón discretos. El oscilador RC, de acuerdo con la invención, es adecuado para temporizadores en general, pero en particular, para electrodomésticos que deben desconectarse después de un cierto tiempo, tales como tostadores, camas solares y otros similares. Estos y otros aspectos de la invención se describirán y explicarán con referencia a los dibujos queseacompañan, en los cuales La figura 1 es un diagrama de circuito que ilustra el principio de un oscilador RC de acuerdo con la invención; La figura 2 es un diagrama de circuito de un oscilador RC variable de la técnica anterior; La figura 3, es un diagrama de circuito de una primera realización de un oscilador RC variable, de acuerdo con la invención; La figura 4, es un diagrama de circuito de una segunda realización de un oscilador RC variable de acuerdo con la invención; La figura muestra un tostador que tiene un temporizador basado en un oscilador RC variable, de acuerdo con la invención; La figura 6 es un diagrama de circuito del tostador que se muestra en la figura. En estas figuras, las mismas partes tienen los mismos símbolos de referencia. La figura 1 muestra el diagrama de circuito que ilustra los principios básicos de un oscilador RC. Un condensador 2 se carga por medio de una resistencia 4, aplicando un voltaje en escalón Us de una fuente de voltaje 6. Tan pronto como el voltaje en el condensador 2 ha alcanzado un valor de umbral, el condensador 2 se descarga, ya sea porque el condensador 2 se descarga por medio de un conmutador, como es lo acostumbrado en temporizadores IC del tipo, o porque el voltaje en escalón US se invierte, como es lo acostumbrado en temporizadores del tipo 4060. La constante de tiempo del montaje en serie del condensador 2 y de la resistencia 4 determina la frecuencia del oscilador RC. En temporizadores que tienen un intervalo de temporización del orden de segundos o minutos, es habitual reducir la
3 ES 2 189 160 T3 4 frecuencia de oscilación por medio de un divisor de frecuencia. Como es conocido por la técnica anterior y se muestra en la figura 2, la frecuencia se puede variar haciendo ajustable el valor de la resistencia 4. La resistencia 4 en el diagrama de circuito de la figura 2 ha sido reemplazada por una resistencia fija 10, una resistencia variable 8 dispuesta en serie con esta resistencia fija, y una resistencia fija 12 dispuesta en paralelo con la resistencia variable 8. La resistencia variable 8 normalmente es un potenciómetro rotativo o deslizante, que por razones de precio de costo, generalmente presenta una tolerancia bastante grande en su valor de resistencia nominal. Como resultado de esto, el valor absoluto de la resistencia y, como consecuencia, el ajuste de tiempos del temporizador para una posición dada del cursor del potenciómetro también tiene una gran tolerancia. Aparatos idénticos equipados con un temporizador de esta clase presentarán diferentes ajustes de tiempo para la misma posición del botón del temporizador. La figura 3 muestra una solución a este problema. El problema de la tolerancia se soluciona no haciendo que la resistencia 4 en serie sea variable, sino que lo sea el voltaje en escalón Us de la fuente de voltaje 6. Un potenciómetro 14 se conecta a la fuente de voltaje 6 y tiene su cursor conectado al montaje en serie del condensador 2 y de la resistencia 4. El cursor del potenciómetro 14 divide la resistencia total del potenciómetro en dos fracciones, cuya relación de resistencias determina la amplitud del voltaje en escalón de salida. La relación de resistencias solamente se determina por la posición mecánica del cursor. Por lo tanto, se elimina la influencia de la tolerancia de la resistencia variable. La figura 4 muestra una variante en la cual el voltaje en escalón Us de la fuente de voltaje 6 es hecho variar por medio de una resistencia 16 en serie con un diodo zener. Por medio de los conmutadores selectores 22 y 24 respectivos, el diodo zener se puede seleccionar de un grupo de al menos dos diodos zener 18 y 20 que tienen diferentes voltajes zener. Los diodos zener limitan el voltaje en escalón a valores diferentes. Cuanto más pequeño sea el voltaje zener, más se tardará en que el condensador 2 se cargue hasta el voltaje de umbral requerido y más baja será la frecuencia de oscilación. La figura muestra un tostador que tiene un tiempo de tostado ajustable. El tiempo de tostado es ajustable por medio de un botón rotativo 28 montado en el husillo del potenciómetro 14. La operación de tostado se inicia empujando hacia abajo una manilla 28, la cual hace bajar al pan al interior de la cámara de tostado y, también, activa el circuito temporizador del tostador. La figura 6 muestra el diagrama de circuito del circuito temporizador del tostador. El tostador tiene un elemento de calentamiento eléctrico 30 que se puede conectar a los terminales 34 y 36 de la red de corriente alterna por medio de un interruptor 32. El interruptor 32 está cerrado cuando la manilla 28 (véase la figura ) se en- 10 1 20 2 30 3 40 4 0 60 6 cuentra en su posición completamente bajada. El voltaje alterno en el elemento de calentamiento 30 es rectificado por medio de un diodo 38 y de un condensador alisador 40 para proporcionar el voltaje de alimentación a un temporizador IC 42 del tipo HEF 4060 (divisor / contador binario y oscilador de fluctuación transporte de 14 etapas) disponible de Philips Semiconductors o de un tipo similar. El temporizador IC 42 activa una bobina 46 por medio de un transistor PNP, cuya bobina bloquea la manilla 28 hasta que haya transcurrido el tiempo ajustado por medio del botón 26 (véase la figura ). A continuación se desbloquea la manilla. Como resultado de esto, el interruptor 32 se abre y la manilla 28 se mueve hacia arriba automáticamente. El temporizador IC 42 es repuesto en una espiga 12 por medio de un condensador 48 y de una resistencia 0, como resultado de lo cual, la salidaenlaespigap3sehacebajayeltransistor PNP 44 entra en conducción, haciendo que la bobina 46 se excite. Por medio de un interruptor 2, se puede cortocircuitear la unión base-emisor del transistor PNP 44 para permitir que el procedimiento del tostado finalice prematuramente. El temporizador IC 42 incluye un inversor que tiene una entrada conectada a una espiga p10 y tiene una salida conectada a una espiga p9. En funcionamiento, la salida p9 soporta un voltaje en escalón que se puede hacer variar por medio del potenciómetro 14 y una resistencia 4 limitante entre la espiga p9 y la masa de señal. El voltaje en escalón variable en el cursor del potenciómetro 14 es realimentado a la entrada p10 del inversor a través de un montaje en serie del condensador 2 y de las resistencias 6, 8 y 60, estando dispuesta una resistencia 62 sensible a la temperatura en paralelo con la resistencia 8 para proporcionar una corrección para una condición de funcionamiento fría y caliente del tostador. Además, se conecta una resistencia 64 entre una espiga 11 del temporizador IC42 y el nodo entre el condensador 2 y la resistencia 8. Para lo relativo al propósito de la resistencia 64 y para detalles ulteriores respecto al temporizador IC 42, se hace referencia a las pertinentes hojas de características del fabricante. Después de ser repuesto por medio de la espiga p12, el contador interno del temporizador IC 42 cuenta el número de periodos del oscilador RC. Después de algún tiempo, ajustable por medio del potenciómetro 14, la salida en la espiga p3 se hace elevada, como resultado de lo cual el transistor PNP 44 es puesto fuera de conducción. En ese momento, la bobina 46 ya no recibirá ninguna corriente de excitación y el tostador se desconectará. El circuito temporizador se puede utilizar como una unidad autónoma o se puede incorporar en los electrodomésticos. Obviamente, el circuito temporizador no solamente es adecuado para su utilización en tostadores, sino que lo es en todo tipo de otros electrodomésticos que deban ser desconectados automáticamente después de transcurrido un tiempo ajustable, tales como camas solares, hornos y otros similares. 3
ES 2 189 160 T3 6 REIVINDICACIONES 1. Un oscilador RC que tiene una frecuencia de oscilación controlable, que comprende: un montaje en serie de un condensador (2) y una resistencia (4), y una fuente de señal (6) para suministrar una señal en escalón al montaje en serie, dependiendo la frecuencia de oscilación en funcionamiento, del tiempo que se tarda hasta que el condensador (2) se ha cargado a un valor dado, caracterizado porque la fuente de señal (6) comprende un divisor (14) de voltaje ajustable, estando montado el divisor en paralelo a la fuente de señal (6), para dividir la amplitud de la señal en escalón, y teniendo una salida conectada al montaje en serie para suministrar una señal en escalón divida al montaje en serie. 2. Un oscilador RC como se reivindica en la reivindicación 1, que se caracteriza porque el 10 1 20 2 divisor de voltaje ajustable es un potenciómetro (14) que tiene un cursor acoplado al montaje en serie (4,2). 3. Un oscilador RC como se reivindica en la reivindicación 1, que se caracteriza porque el divisor de voltaje ajustable es un montaje en serie adicional de otra resistencia (16) y un diodo zener (18), que se puede seleccionar de una pluralidad de al menos dos diodos zener (18, 20) con la ayuda de unos medios de interrupción (22, 24), estando acoplado el primer montaje en serie mencionado a un nodo entre la otra resistencia (16) y el diodo zener (18). 4. Un tostador eléctrico que comprende: un elemento (30) de calentamiento eléctrico, medios (32) para conectar el elemento de calentamiento (30) a una fuente de energía eléctrica (34, 36), un temporizador ajustable (42) para desconectar el elemento de calentamiento (30) de la fuente de energía eléctrica (34, 36) después de transcurrido un tiempo ajustable, incluyendo el temporizador ajustable (42) un oscilador RC como se ha reivindicado en las reivindicaciones 1, 2 ó3. 30 3 40 4 0 60 6 NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva del art. 167.2 del Convenio de Patentes Europeas (CPE) y a la Disposición Transitoria del RD 2424/1986, de 10 de octubre, relativo a la aplicación del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen a España y solicitadas antes del 7-10-1992, no producirán ningún efecto en España en la medida en que confieran protección a productos químicos y farmacéuticos como tales. Esta información no prejuzga que la patente esté o no incluída en la mencionada reserva. 4
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