DE2422623B2 - Steuereinrichtung fuer die beheizung eines elektrokochgeraetes - Google Patents
Steuereinrichtung fuer die beheizung eines elektrokochgeraetesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für die Beheizung eines Elektrokochgerätes mit einem Temperaturbegrenzer
und einem die Leistung des Elektrokochgerätes steuernden betätigbaren Regler.
Es ist bekannt, über sogenannte Siebentaktschalter schaltbare Elektrokochplatten mit einem Temperaturbegrenzer
zu versehen, der als eine kleine Schalteinheit in der unbeheizten Mittelzone der Kochplatte angeordnet
ist und mit einem temperaturempfindlichen Organ in Form eines Bimetalls ausgestattet ist. Dieser Temperaturbegrenzer
dient zum Schutz der Elektrokochplatte gegen Übertemperatur und schaltet nur einen der drei
Heizleiter der Kochplatte ab, so daß als Restleistung eine Leistung von etwas mehr als die Hälfte der
Gesamtleistung verbleibt. Infolge der Anordnung und Bauart des Temperaturbegrenzers liegt eine sehr große
Temperaturdifferenz und Zeitdifferenz zwischen dem Ein- und Ausschalten des Temperaturbegrenzers; sie
liegt in der Größenordnung von ca. 8O0C. Da nur eine
Teilleistung abgeschaltet wird, ist dies aber auch unbedenklich für das weitere Kochen auf dem
Kochgerät.
Es sind ferner zahlreiche Anordnungen bekannt geworden, bei denen ein sogenannter quantelnder, d. h.
die Leistung in einzelnen Impulsen zuführender Leistungsregler zur Leistungssteuerung der Kochplatte
Verwendung findet. Dabei sind bei der deutschen Auslegeschrift 10 75 761 im Bereich der Kochplatte an
dem Kochtopfboden anpreßbare Schaltorgane vorgese-
hen, die mit Bimetallen versehen sind und die Steuerbeheizung des thermischen Energiequamlers
durch Kurzschließen bzw. Abschalten beeinflussen. Auch diese Schaltgeräte arbeiten sehr träge und es
handelt sich hierbei weniger um Temperaturbegrenzer als um den Versuch einer stufenweisen Temperaturregelung
im Bereich der Siedetempe>«tur von Wasser.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuereinrichtung der eingangs erwähnten A<"*. zu schaffen, die bei
einfachem Aufbau und leicher Montagemöglichkeit am
bzw. für das Elektrokochgerät eine sehr wirksame Temperaturbegrenzung schafft, die bei ihrem Anspreche/r
ein störungsfreies Weitei arbeiten des Elektrokochgerätes
ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Regler ein an sich bekannter quantelnder
Energieregler ist und daß der in Reihe mit diesem geschaltete Temperaturbegrenzer eng an die Temperatur
der Beheizung des Elektrokochgerätes gekoppelt ist, daß er im Bereich seiner fest eingestellten Begrenzungstemperatur
eine geringe Schalt-T emperaturdifferenz zwischen Ein- und Ausschaltung hat und daß im Bereich
der Begrenzungstemperatur im Falle seines Wirksamwerdens die Zeitdauer zwischen aufeinanderfolgenden
Ein- bzw. Ausschaltungen (vorbestimmte Schaltperiode) des Temperaturbegrenzers in der gleichen Größenordnung
liegt wie die vorbestimmte Schaltperiode des Energiereglers.
Es ist dadurch vorteilhaft möglich, daß der Energieregler und der Temperaturbegrenzer getrennt voneinander
angeordnete Einheiten sind und sowohl der Energieregler als auch der Temperaturbegrenzer die
volle Leistung des Elektrokochgerätes schalten. Trotzdem wird eine weich einsetzende Temperaturbegrenzung
geschaffen, die das Weiterarbeiten im Falle ihres Wirksamwerdens nicht stört.
Im Falle einer Elektrokochplatte ist der Temperaturbegrenzer
thermisch so eng an die Temperatur der Heizwendeln gekoppelt, daß diese neben ihrer Arbeitsfunktion auch die Funktion einer Steuerheizung für den
Temperaturbegrenzer haben. Der Temperaturbegrenzer übernimmt dann im Bereich der Begrenzungstemperatur
die Funktion des Quantlers und taktet die Leistung mit Impulsperioden der gleichen Größenordnung, wie
sie vorher der Energieregler geliefert hatte. Würde der Temperaturbegrenzer, wie dies bei den bisher üblichen
Temperaturbegrenzern der Fall war, eine große Schalt-Temperaturdifferenz haben und nicht die übrigen
vorgenannten Bedingungen erfüllen, so würde beim Ansprechen des Temperaturbegrenzers der Energieregler
für einen relativ großen Zeitraum (beispielsweise mehrere Minuten im Falle einer Elektrokochplatte)
außer Betrieb gesetzt werden. Im Fall, daß auf der Elektrokochplatte ein Bratvorgang mit hoher Temperatur
stattfindet, würde die Bedienungsperson merken, daß die Temperatur abfällt und den Energieregler dann
höher drehen. Dies führt zu einer Unsicherheit und Beeinträchtigung der Arbeitsweise. Nach der Erfindung
wird hingegen lediglich die Leistungszufuhr bei Annäherung an die Begrenzungstemperatur langsam
gedrosselt und die Begrenzungstemperatur wird ohne zu lange Ausschaltperioden strikt eingehalten.
Vor allem wird es dadurch auch ermöglicht, relativ geringe Begrenzungstemperaturen einzustellen, und
trotzdem starke Bratvorgänge noch zu ermöglichen. Dies wiederum erlaubt den Einbau von Elektrokochpiatten
in der Nähe brennbarer Gegenstände, beispielsweise in Arbeitsplatten von Küchenmöbeln, ohne zu
großen Raumveriust
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind i den Unteransprüchen gekennzeichnet Ausführungsbe
spiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestel und werden im folgenden näher erläutert Es zeigt
Fig. 1 eine von unten gesehene Ansicht eine Elektrokochplatte mit einem Temperaturbegrenze
nach der Erfindung,
F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II in F i g. 1,
F i g. 3 ein Detail einer Variante, in einer Schnittdar
stellung, bei der die Schnittlinie quer zu der von Fig.:
liegt,
F i g. 4 einen Längsschnitt durch einen Temperature grenzer,
F i g. 5 eine vergrößerte Ansicht der Ausdehnungshül se, von ihrem freiem Ende her gesehen,
F i g. 6 ein schematisches Schaltbild des Temperatur
begrenzers im Zusammenwirken mit einem Energieregler,
F i g. 7 ein schematisches Diagramm, bei dem jeweili
die Temperatur über der Zeit aufgetragen ist und das ir seinem oberen Teil die Verhältnisse am Temperaturbegrenzer
und im unteren Teil die am Energieregler veranschaulicht und
Fig. 8 ein Diagramm entsprechend Fig. 7 in einem anderen Betriebszustand.
In Fig. 1 ist eine Elektrokochplatte 11 von unten dargestellt, die, wie auch aus F i g. 2 zu erkennen ist, aus
einem Kochplattenkörper 12 aus Gußmaterial besteht, der an der Unterseite einen Heizringbereich 13 besitzt.
Dort liegen in Nuten 14 Heizleiter 15 in Form von Wendeln. Sie sind in einer Isoliermasse 16 eingebettet,
die die spiralförmig verlaufenden Nuten füllt. Der Heizringbereich wird nach außen durch eine Ringrippe
17 und nach innen durch eine Ringrippe 18 abgegrenzt. Innerhalb der Ringrippe 18 liegt eine unbeheizie
Mittelzone 19, in deren Mitte ein Mittelauge 20 angegossen ist, das zur Befestigung der Kochplatte bzw.
von Abdeckungen dient. Insoweit handelt es sich also um eine übliche Elektrokochplatte.
Im Bereich der unbeheizten Mittelzone 19 ist das einen Schalter 21 (siehe F i g. 4) aufnehmende Gehäuse
22 eines Temperaturbegrenzer 23 angeordnet. Das Gehäuse besteht aus Isolierstoff, beispielsweise Steatit,
und hat eine im wesentlichen flache rechteckige Form mit zur Ringrippe 18 hin abgeschrägten Ecken 24. Wie
aus F i g. 2 zu erkennen ist, sind die Höhenabmessungen des Gehäuses 22 sehr gering und auch die radialen
Abmessungen sind so gering, daß das Gehäuse 22 zwischen dem Mittelauge 20 in der Mitte der
unbeheizten Mittelzone und der Ringrippe bequem angeordnet werden kann. Dazu tragen auch die
abgeschrägten Ecken 24 bei, die eine Anpassung an die Form der Mittelzone ermöglichen.
Etwas außerzentrisch ragt aus der nach außen gerichteten, die abgeschrägten Ecken 24 tragenden
Seite des Gehäuses ein Temperaturfühlorgan 25 hervor, das aus einer Ausdehnungshülse 23 aus Material mit
relativ hohem thermischem Ausdehnungskoeffizienten und einem darin angeordneten Übertragungsstab 27 aus
Material mit geringem thermischem Ausdehnungskoeffizienten, beispielsweise einem Keramikstab, besteht
(F ig. 4).
F i g. 1 zeigt daß das stabförmige Ten:peraturfühlorgan
25 von der unbeheizten Mittelzone aus im wesentlichen radial (gegenüber einem Radius etwas
seitlich versetzt) über den Heizringbereich 13 hinwegragt. Es läuft dabei durch eine Aussoarune 28 der
Ringrippe 18 hindurch. Die flache Bauweise des Gehäuses erlaubt es, daß das Temperaturfühlorgan 25
unmittelbar angrenzend an die Unterseite (in den Zeichungen die Oberseite) der die Heizleiter umgebenden
Isoliermasse verläuft, und zwar vorteilhaft sogar in einem gewissen Wärmekontakt, der allerdings wegen
der Ausdehnungsbewegungen der Ausdehnungshülse 26 nicht sehr stark sein sollte. An der Außenseile ist dafür
zu sorgen, daß zwischen dem Temperaturfühlorgan mit seiner die Ausdehnungshülse und den Übertragungsstab
verbindenden Justierschraube 29 und der äußeren Ringrippe 17 noch ausreichend Platz für die Ausdehnung
des Stabes verbleibt.
Von der Rückseite des Gehäuses 22, die dem Temperaturfühlorgan 25 gegenüberliegt, führen Anschlüsse
30 hinweg, die über Leitungen 31 angeschlossen sind. Die Leitungen 31 führen durch eine Isolierdurchführung
32 aus der unbeheizten Mittelzone hinaus. Diese ist, wie aus F i g. 2 zu erkennen ist, mit einer in die
innere Ringrippe 18 hineingestellten flachen dosenförmigen Kappe 33 abgeschlossen, die zusammen mit einer
nicht dargestellten üblichen unteren Plattenabdeckung über eine in das Mittelauge 20 geschraubte Schraube
befestigt ist. Die Kappe 33 dient zum Schutz des den Schalter enthaltenden Teils des Temperaturbegrenzers
vor Staub und anderen störenden Umwelteinflüssen. Die Leitungen 31 können bequem auf beiden Seiten an
dem Mittelauge 20 vorbeigeführt werden, da die Anschlüsse 30 in der Nähe der beiden Schmalseiten des
Gehäuses 22 liegen.
In F i g. 3 ist eine abgewandelte Ausführungsform dargestellt, bei der bei im übrigen gleicher Ausbildung
der unbeheizten Mittelzone und des Temperaturbegrenzers 23 der Heizringbereich der Elektrokochplatte 11
durch ein Blech 34 abgedeckt ist, das die ringförmige Gestalt des Heizringbereichs 13 hat, jedoch etwas
größer ist, so daß es zwischen die Ringrippen 17 und 18 eingepreßt werden kann und sich dann selbst hält.
Dieses Blech liegt dicht über der Unterseite der Isoliermasse 16 und schließt diese gegen Außeneinflüsse
völlig dicht ab (z. B. Staubentwicklung). Gleichzeitig schafft dieses in Wärnnekontakt mit der Isoliermasse
bzw. den dazwischen vorragenden, die Nuten 14 voneinander trennenden Rippen stehende Blech eine
ideale Wärmeübertragungsfläche zur engen thermischen Ankopplung des Temperaturfühlorgans 25 an die
Temperatur des Heizringbereiches. Das Temperaturfühlorgan 25 verläuft dann auch dicht unterhalb (in
der Zeichnung oberhalb) dieses Bleches 34. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist es zu drei Vierteln
von einer Abdeckung 35 umschlossen, die die Querschnittsform eines großen Omega hat und aus Blech
gebogen ist Die Abdeckung 35 ist entsprechend der Längsausdehnung des Temperaturfühlorgans 25 langgestreckt
und liegt mit ihren Flanschen 36 auf dem Blech
34 auf und kann dort beispielsweise durch Punktschweißung befestigt sein. Es ist auch möglich, die Abdeckung
35 vorteilhaft an die Kappe 33 unmittelbar anzuschließen, so daß der gesamte Temperaturbegrenzer umschlossen
und thermisch noch enger an die Elektrokochplatte gekoppelt ist Trotzdem ist dabei nur das
Temperaturfühlorgan der hohen Temperatur des
Heizringbereiches ausgesetzt und kann so sehr schnell auf Änderungen der Heizleitertemperatur reagieren,
während das Gehäuse 22 mit dem temperaturempfindlichen Schalter im Bereich der unbeheizten Mittelzone,
also einem kälteren Bereich liegt Es ist also zu erkennen, daß sowohl die Abdeckung 35 als auch das
Blech 34 sowohl zum Schutz der Elektrokochplatte und des Temperaturbegrenzers vor Verschmutzung oder
anderen Umwelteinflüssen dient, als auch zur engen thermischen Kopplung des Temperaturfühlorgans mit
möglichst geringer thermischer Trägheit an die Temperatur der Heizleiter.
Einzelheiten des Temperaturbegrenzers sind in der F i g. 4 zu erkennen. Das bereits beschriebene Temperaturfühlorgan
25 ragt durch eine öffnung des Gehäuses 22 hindurch. Die Ausdehnungshülse 26 besitzt einen
Flansch 37, an dem eine Scheibe 70 zur Vergrößerung des Flansches angesetzt ist. Das Gehäuse ist einteilig aus
keramischem Isoliermaterial, z. B. Steatit, gefertigt und besitzt eine Ausnehmung 40, die zu einer Seite, d. h. quer
zum Ausdehnungselement, hin offen ist und nach der Schaitermontage durch einen isolierenden Deckel 71
(Fig.2) verschlossen wird. Der Flansch 37 mit Scheibe
70 ist von der Seite her in einen Schlitz 38 des Gehäuses im Bereich der öffnung 78 für das Temperaturfühlorgan
hineingesteckt und legt dieses somit fest.
In der Ausnehmung 40 ist der Schalter 21 in Form eines Schnappschalters angeordnet. Der Schnappschalter
21 besitzt eine Schnappfeder 41 mit einer aus dieser herausgebogenen Federzunge 42, die sich an einem
2j Stützlager 43 abstützt Der Betätigungspunkt 44, an dem
der Übertragungsstab 27 angreift, liegt relativ dicht beim Stützlager 43, so daß wegen des geringen
Hebelarmes der Schalter mit größter Feinfühligkeit schaltet, d. h. seine Schaltdifferenz zwischen Ausschaltung
und Wiedereinschaltung liegt bei einem Weg am Betätigungspunkt 44 von ca. '/oo mm.
Die Schnappfeder 41 trägt an ihrem freien Ende einen Kontakt 45, der mit einem in einen Schlitz des Gehäuses
von der Seite her eingesteckten und dadurch befestigten und mit dem Anschluß 30 einstückigen Gegenkontaktteil
46 zusammenwirkt Ein ebenfalls durch Einstecken festgelegtes und aus Blech gebogenes Widerlager 47
sorgt für eine Abstützung der Schnappfeder in geöffneter Stellung der Kontakte und ist so angeordnet
daß die Schnappfeder nur den unbedingt zur öffnung der Kontakte notwendigen Weg zurücklegt. Auch
dadurch wird die Feinfühligkeit des Schalters verbessert. Der andere Anschluß 30 ist als ein in einen aus der
Ausnehmung 40 hinausführenden Schlitz 72 eingesteckter gebogener Träger 73 in Form eines Blechstreifens
ausgeführt dessen in der Ausnehmung 40 liegendes Ende durch seitliches Einstecken in einen Schlitz 74
festgelegt ist An dem Blechstreifen 73 ist das Basisteil 75 des Schnappschalters 21 angebracht das an einem
Ende das Stützlager 43 und am anderen Ende die dort angebrachte Schnappfeder trägt Der Träger 73 stützt
sich im Bereich des Betätigungspunktes 44 an dem Gehäuse ab.
Das Gehäuse ist im wesentlichen rechteckig mit den bereits erwähnten abgeschrägten Ecken 24.
Es wird ein sehr einfach aufgebauter und sehr feinfühliger Temperaturbegrenzer geschaffen, der mil
kleinsten Abmessungen auskommt Der in Fig.4 dargestellte Temperaturbegrenzer kann beispielsweise
bei einer wirksamen Länge der Ausdehnungshülse von nur etwa 45 mm bei einer Temperaturdifferenz von
360° gegenüber der Raumtemperatur einen Ausdehnungsweg von ca 35ZiOOnIm liefern. Bei einem
Schaltweg von 'Λοο mm zwischen Ein- und Ausschaltung
liegt also die Hysterese des Temperaturbegrenzers bei etwa 10°. Dies ist außerordentlich wenig gegenüber
ca. 80°, mit denen man bei Biiüetallschaltern rechnen
muß. Es ist trotzdem keine Hebelübersetzung notwen-
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dig, sondern der Übertragungsstab kann unmittelbar auf den Betätigungspunkt 44 der Schnappfeder 41 einwirken.
Es sei noch erwähnt, daß die Ausdehnungshülse 26 zwar vorzugsweise aus Fertigungsgründen einen kreisförmigen
Querschnitt hat, jedoch auch, insbesondere zur j Anpassung an die Oberfläche des Heizringbereichs,
einen anderen Querschnitt, beispielsweise einseitig abgeplattet oder vierkantig haben kann.
Durch die in Querrichtung zum Temperaturfühlorgan und damit zum Hauptkraftverlauf ungeteilte Ausführung
des Gehäuses ist sichergestellt, daß in Kraftrichtung keine Elastizitäten auftreten, die zu unexaktem
Schalten führen könnten. Dafür sorgt auch die Tatsache, daß der Schalter und das Temperaturschaltorgan
normalerweise von der Schnappfeder 41 in Kraftschluß gehalten sind.
Es ist zu erkennen, daß auf die Ausdehnungshülse 26 ein Wärmeübertragungsglied 76 in Form einer Blechscheibe
aufgesteckt ist. Dies sorgt einerseits für eine große Wärmeübertragungsfläche für Strahlungs- und
Konvektions-Übertragung und kann durch Kontakt mit Teilen der Kochplatte oder des Bleches 34 auch Wärme
durch Leitung an die Ausdehnungshülse übertragen. Auch ein Abkanten der Scheibe in eine zur Kochplatte
parallele Ebene kann vorteilhaft sein.
Es ist ferner bevorzugt, den Wärmeübergangswiderstand
des Temperaturfühlorgan!), gegebenenfalls einschließlich der Wärmeübertragungsglieder, durch entsprechende
Oberflächenbehandlung zu verringern. Dazu eignet sich eine Beschichtung mit einem
hochwärmebeständigen, rauhen Lacküberzug 77, der die relativ glatte und blanke Oberfläche der meist aus
Edelstahl bestehenden Ausdehnungshülse in ihren Wärmeübertragungseigenschaften wesentlich verbessert.
Wie aus cien Fig. 4 und 5 zu erkennen ist, ist in die
Ausdehnungshülse 26, die aus einem sehr dünnen rostfreien Stahlrohr besteht, an ihrem unteren Ende eine
Justierschraube 80 eingeschraubt. Das dazu in der Ausdehnungshülse 26 vorgesehene Gewinde 81 ist
durch Drücken hergestellt. Obwohl dies das Verfahren ist, das am wenigsten Wandstärke benötigt, kann es
doch vorkommen, daß im Bereich der Gewindescheitel das Rohr beim Drücken nahezu durchgeschnitten ist.
Daher ist das Gewinde dadurch hergestellt worden, daß es gegen einen Gewindekern durch eine längsgeteilte
Pinole gedrückt wurde, die drei Abschnitte 82 des Rohrs nach innen drückt und dazwischen längsverlaufende
Ausbuchtungen oder Stege 83 stehen läßt. In diese ist kein oder nur wenig Gewinde von innen hineingedriiekt.
so daß sie einen längsgerichteten Zusammenhalt im Bereich der Gewindeabschnitte bilden und vor allem
auch zu je beiden Seiten des dreieckförmigen Steges die
volle Materialstärke für das Gewinde zur Verfügung haben. Auch dieses Merkmal trägt zur Schaffung eines
schnell und genau ansprechenden Temperaturbegrenzers bei, da es ermöglicht, daß die Ausdehnungshfilse
sehr dünn und daher mit geringer Wärmeträgheit ausgeführt werden kann.
Vorteilhaft ist der Übertragungsstab 27 aus Keramikmaterial hergestellt Dieses hat im gesamten Temperaturbereich fast keine Wärmedehnung, was bei anderen
Materialien geringer Wärmedehnung meist nur in einem bestimmten Temperaturbereich gegeben ist Der
Keramikstab hat auch den Vorteil einer sehr geringen Wärmekapazität, so daß auch hier die Empfindlichkeit
des Temperaturbegrenzers gesteigert wird.
In F i g. 6 ist die Schaltung des Temperaturbegrenzers 23 im Zusammenwirken mit einem Energieregler 5(
dargestellt. Der Energieregler 50 ist ein sogenannter quanteinder Energieregler, der also den Heizleitern 15
der Elektrokochplatte die Energie, und zwar stets die volle Energie, in Leistungsimpulsen zuführt, deren
Periode und Dauer die durchschnittliche zugeführte Leistung bestimmen. Er kann üblicher Bauart sein, uno
im dargestellten schematischen Schaltbild besitzt ei einen Schalter 51. der normalerweise geschlossen isi
und von einem Bimetall 52 bei dessen Ausdehnung in der Wärme geöffnet werden kann. Das Bimetall isl
mittels eines Steuerheizwiderstandes 53 beheizt. Die Einwirkung des Bimetalls 52 auf den Schalter 51 kann
mittels eines Betiitigungsknopfes 54 gesteuert werden
an dem die gewünschte Leistung eingestellt wird. Beim dargestellten Beispiel sind in dem Gesamtstromkreis
der Kochplatte der Schalter 51, der Steuerheizwiderstand 53. die Heizleiter 15 der Kochplatte und der
Schalter 21 des Temperaturbegrenzers hintereinander geschaltet. Das bedeutet, daß der Stromkreis und damit
die Beheizung der Kochplatte und des Energiereglers unterbrochen werden, wenn entweder der Schalter 21
oder der Schalter 51 (bzw. beide) geöffne! werden Wesentlich ist, daß der Temperaturbegrenzer 23 durch
seine Ausbildung und Anordnung an der Kochplatte eine derartige Charakteristik zeigt, daß bei seinem
Wirksamwerden seine Schaltperiode zwischen Ein- und Ausschalten in der gleichen Größenordnung liegt, wie
die Schaltperiode des Energiereglers. Das heißt, daß im Vergleich zu den üblichen Temperaturbegrenzern der
Temperaturbegrenzer 23 eine sehr kurze Schaltperiode haben muß. Diese wird einerseits durch die enge
Ankopplung des Temperaturfühlorgans an den Heizringbereich und damit an die Temperatur der Heizleiter
und andererseits durch die sehr geringe TemperaturHifferenz zwischen Ein- und Ausschalten erreicht. Der
Temperaturbegrenzer nach Fig. 4 in der Anordnung nach den F i g. 1 bis 3 ist dazu bestens geeignet. Es ist
jedoch auch möglich, andere Temperaturbegrenzer einzusetzen, die diese Aufgabe erfüllen. Solche sind
beispielsweise in de·- unter dem Titel »Schnappschalter« am gleichen Tage vom gleichen Anmelder eingereichten
Anmeldung beschrieben. Auch bezüglich des Energieregler und der Schaltung können Abwandlungen
getroffen werden. So kann beispielsweise der Steuerheizwiderstand 53 auch in einen Parallelkreis gelegt
werden, der jedoch auch vom Schalter 51 abhängig ist und der Temperaturbegrenzer braucht nicht die volle
Leistung zu schalten, sondern kann auch eine Teilleistung schalten, obwohl es sehr vorteilhaft ist, wenn er
zur Schaltung der gesamten Leistung eingesetzt ist.
Anhand der F i g. 7 und 8 wird die Funktionsweise der Steuereinrichtung nach F i g. 6 beschrieben. In F i g. 7 ist
die normale Arbeitsweise einer Kochplatte versinnbildlicht, bei der unterhalb der Ausschalttemperatur des
Temperaturbegrenzers, die beispielsweise bei 4050C liegt, gearbeitet wird.- Wenn der Schalter 51 des
Energiereglers eingeschaltet ist so werden die Heizwiderstände 15 und 53 wirksam und die Temperatur des
Bimetalls des Energiereglers steigt an (Linien 55), bis der über den Betätigungsknopf 54 einstellbare Ausschaltpunkt 56 des Energiereglers erreicht wird. Der Schalter
51 öffnet sich und die Heizwiderstände 15 und 53 werden ausgeschaltet so daß die Temperatur am
Bimetall sinkt (Linie 57), bis die Schalthysterese (Temperaturdifferenz zwischen der eingestellten Ausschalttemperatur 58 und der Wiedereinschalttemperatur 59) überbrückt ist und beim Wiedereinschaltpunkt 60
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der Energieregler den Schalter 51 wieder einschaltet und somit einen neuen Quantelzyklus beginnt. Dies ist
die übliche Arbeitsweise eines Energiereglers. Die Schaltperiode zwischen zwei Ausschaltpunkten 56 bzw.
Wiedereinschaltpunkten 60 liegt dabei normalerweise unter einer Minute, so daß infolge der Wärmeträgheit
der Kochplatte eine gleichmäßige Beheizung r.!ö£lich
ist. Die Schaltperioden hängen jedoch von dem jeweiligen Betriebszustand ab. Insbesondere die unterschiedliche
Wärmeableitung aus der Kochplatte durch die Unterschiede in Art und Füllung der Koch- bzw.
Bratgefäße (der Temperaturbegrenzer wird wohl am ehesten beim Braten wirksam werden) haben einen
großen Einfluß auf die Schaltperioden.
Es ist aus F i g. 7 zu erkennen, daß der Temperaturbegrenzer bei dem dort dargestellten Funktionsbeispiel
nicht zum Ansprechen kommt. Der Energieregler 50 ist zwar so hoch eingestellt, daß die Kochplatte bis dicht an
die zulässige Grenze heran beheizt wird. Der Schalter 21 des Temperaturbegrenzers 23 bleibt jedoch ständig
eingeschaltet, weil die Ausschalttemperaturgrenze 61 des Temperaturbegrenzers nicht erreicht wird. Es ist
jedoch zu erkennen, daß infolge der sehr engen Kopplung das Fühlorgan 25 des Temperaturbegrenzers
23 die infolge der Takte in der Energiezuführung entstehenden Temperaturschwankungen — in etwas
abgeschwächter Form — mitgeteilt bekommt. Dies wäre bei einem nicht so eng gekoppelten Temperaturbegrenzer
nicht der Fall. Dort würde die obere Linie in F i g. 7, d. h. die vom Temperaturbegrenzer abgefühlte
Kochplattentemperatur, im wesentlichen waagerecht verlaufen. Die Linie zwischen den be;den sägezahnartigen
Kurven zeigt die Einschaltdauer 62 und die Schaltperiode 63 an. Der Quotient beider ergibt die
relative Einschaltdauer und damit die eingestellte Teilleistung.
In F i g. 8 ist nun als Beispiel der Fall dargestellt, daß bei unveränderter Einstellung des Energiereglers
beispelsweise durch Entfernung eines Kochgefäßes auf der Kochplatte oder durch Ersetzen eines größeren,
mehr Wärme verbrauchenden Kochgefäßes durch ein kleineres die Temperatur der Kochplatte ansteigen
kann. Bei eingeschaltetem Stromkreis steigt daher die vom Temperaturbegrenzer abgefühlte Temperatur
(Linie 64) stärker an und erreicht die fest eingestellte Ausschalttemperaturgrenze 61 früher als in Fig.7. In
diesem Falle wird der Ausschaltpunkt 65 des Temperaturbegrenzers erreicht, bevor der Heizwiderstand 53
des Energiereglers das Bimetall so weit aufgeheizt hat, daß dort der Ausschaltpunkt bzw. die Ausschalttemperaturgrenze
58 des Energiereglers erreicht wordeh wäre (dies würde beim Durchlaufen der in F i g. 8 strichlierten
Linie erfolgen).
Es ist also zu erkennen, daß am Ausschaltpunkt 65 der Temperaturbegrenzer durch öffnen seines Schalters 21
den Stromkreis des Energiereglers und der Kochplatte abschaltet Der Schalter 51 des Energiereglers 50 bleibt
ständig eingeschaltet, trotzdem sinken wegen der Ausschaltung der Heizleiter 15 und 53 die Temperaturen sowohl an der Kochplatte als auch am Bimetall 52
ab. Wenn die Wiedereinschalt-Temperaturgrenze 66 des Temperatufbegrenzers erreicht ist so schaltet
dieser den Schalter 21 wieder ein und die Kochplatte und der Energieregler werden wieder mit Strom
▼ersorgt, da der Energieregler überhaupt nicht ausgeschaltet hatte. Aus der Darstellung der Leistungsimpul
se ist zu erkennen, daß trotz unveränderter Stellung des Energiereglers die Einschaltdauer Und vor allem die
relative Einschaltdauer verringert wurde. Es ist also zu erkennen, daß der Temperaturbegrenzer die Quantelfunktion
des Energiereglers beim Erreichen einer bestimmten Temperaturgrenze übernimmt und dann
weicn und stufenlos die Leistung so weit herabsetzt, daß die höchstzulässige Temperaturgrenze nicht überschritten
wird. Es entsteht also die Kombination zweier
ίο vorteilhaft räumlich voneinander unabhängiger quantelnder
Schaltorgane, von denen das eine einstellbar isi und unterhalb einer bestimmten Begrenzungstemperatur
a.icin wirksam ist und von dieser nicht beeinflußt wird, während bei Erreichen einer bestimmten Begrenzungstemperatur
das andere Schaltorgan die Quantelfunktion des ersten übernimmt. Dabei ist es wichtig, daß
in gewissen Grenzen die vorbestimmten Schaltperioden von Temperaturbegrenzer und Energieregler in der
gleichen Größenordnung liegen. Der Idealfall ist gegeben, wenn beide vorbestimmten Schaltperioden
gleich sind. Sie können jedoch auch teilweise bis zum Mehrfachen voneinander abweichen, sofern dadurch
noch keine störenden Temperaiurschwankungen aul das Kochgefäß durchgeleitet werden. Es darf jedenfalls
nicht vorkommen, daß durch eine extrem lange Schaltperiode des Temperaturbegrenzers die. Kochplatte
und damit auch der Energieregler für lange Zeit außer Betrieb gesetzt wird, so daß die Hausfrau infolge der
Abkühlung des Kochgefäßes meint, sie habe zu wenig Leistung eingestellt und dann den Leistungsregler höher
dreht. Das würde ihr anfänglich gar nichts nützen und beim nächsten Ausschalten des Temperaturbegrenzers
wäre die Ausschaltperiode dann noch länger. Wenn hier von einer vorbestimmten Schaltperiode gesprochen ist,
so soll das die Schaltperiode des jeweiligen Schaltorgans im Falle seines Wirksamwerdens bedeuten. So ist
beispielsweise aus F i g. 7 zu erkennen, daß die Tatsächliche Schaltperiode des Energiereglers zwar
kurz ist und eine endliche Länge hat, daß jedoch die tatsächliche Schaitperiode des Temperaturbegrenzers,
da er überhaupt nicht wirksam wird, theoretisch unendlich lang ist. Trotzdem ist seine vorbestimmte
Schaltperiode, die beispielsweise aus F i g. 8 zu erkennen ist, in der Größenordnung derjenigen des
Energiereglers.
Durch die in ihrer Wirkungsweise vorstehend beschriebene Einrichtung wird eine Steuereinrichtung
geschaffen, die für die Hausfrau besonders übersichtlich und trotzdem in ihrer Wirkung ausgezeichnet ist. Die
Hausfrau stellt am Energieregler eine bestimmte Leistungsstufe ein und diese Leistung wird im Falle der
Überschreitung einer Höchsttemperatur stufenlos herabgesetzt Bekanntlich wird ja die Einstellung von
Leistungsstufen von vielen Hausfrauen vorgezogen, da die Einstellung einer Temperaturstufe wie bei Automatikreglern
eine Umgewöhnung der Hausfrau und ein gewisses abstraktes Denken vorausgesetzt Auch
baulich ist die Steuereinrichtung sehr einfach, da ein die Forderungen erfüllender Temperaturbegrenzer, wie aus
F i g. 4 zu erkennen ist, sehr einfach herstellbar ist und
auch ein Energieregler keinen großen Bauaufwand zu haben braucht Trotzdem sind zwischen Energieregler
und Kochplatte nur zwei rein elektrische Zuleitungen notwendig, was gegenüber einem Automatikregler
einen baulichen Vorteil darstellt
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
fr
985
Claims (15)
1. Steuereinrichtung für die Beheizung eines Elektrokochgerätes mit einem Temperaturbegrenzer
und einem die Leistung des Elektrokochgerätes steuernden betätigbaren Regler, dadurch gekennzeichnet,
daß der Regler ein an sich bekannter quantelnder Energieregler (50) ist und daß der in Reihe mit diesem geschaltete Temperaturbegrenzer
(23) thermisch eng an die Temperatur der Beheizung (15) des Elektrokochgerätes (11)
gekoppelt ist, daß er im Bereich seiner fest eingestellten Begrenzungstemperatur eine geringe
Schalt-Temperaturdifferenz zwischen Ein- und Ausschaltung
hat und daß im Bereich der Begrenzungstemperatur im Falle seines Wirksamwerdens die
Zeitdauer (63) zwischen aufeinanderfolgenden Ausschaltungen (vorbestimmte Schaltperiode) des Temperaturbegrenzers
(23) in der gleichen Größenordnung liegt wie die vorbestimmte Schaltperiode des Energiereglers (50).
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Energieregler (50) und der
Temperaturbegrenzer (23) getrennt voneinander angeordnete Einheiten sind.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Energieregler
(50) als auch der Temperaturbegrenzer (23) die volle Leistung des Elektrokochgerätes (11)
schalten.
4. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und
Ausschaltzeiten sowie die Schaltperioden des Energiereglers (50) und des Temperaturbegrenzers
(23) so bemessen sind, daß im Bereich der Begrenzungstemperatur die Einschaltzeiten des
Temperaturbegrenzers kürzer sind als die Zeit, die bis zur Ausschaltung des Energiereglers (50) nötig
wäre.
5. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dall im Bereich der
Begrenzungstemperatur der Temperaturbegrenzer (23) die Quantelfunktion des Energiereglers (50)
übernimmt.
6. Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltperioden des Temperaturbegrenzers
(23) beim Erreichen der Begrenzungstemperatur etwa gleich groß sind wie die Schaltperioden des Energiereglers (50) vor Erreichen
der Begrenzungstemperatur.
7. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer
Elektrokochplatte der Temperaturbegrenzer (23) eine Schalt-Temperaturdifferenz von weniger als
20° C hat.
8. Steuereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Elektrokochplatte der
Temperaturbegrenzer eine Schalttemperaturdifferenz von ca. 10° C hat.
9. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer
Elektrokochplatte (11) das Temperaturfühlorgan (25) des Temperaturbegrenzers (23) dicht unterhalb
der elektrischen Isolation (16) der Heizleiter (15) liegt.
10. Steuereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperaturfühlorgan (25)
eine Ausdehnungshülse (26) mit größerem thermischem Ausdehnungskoeffizienten besitzt, das die
Ausdehnungsbewegung über einen in ihr angeordneten Übertragungsstab (27) mit geringerem thermischem
Ausdehnungskoeffizienten auf den Temperaturbegrenzer (23) überträgt
11. Steuereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperaturfühlorgan (25)
direkt ohne Übersetzung auf die Schnappfeder (41) eines Schnappschalters (21) einwirkt.
12. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperaturfühlorgan
(25) des Temperaturbegrenzers (23) mit einem Teil geringer Wärmeträgheit in Wärmekontakt
steht, das unmittelbar angrenzend an die elektrische Isolierung (16) der Heizleiter (15)
angeordnet ist.
13. Steuereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß das Teil ein den Heizringbereich (13) einer Elektrokochplatte (11) abdeckendes,
dicht an dem Heizringbereich (13) entlang verlaufendes Blech (34) ist
14. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperaturfühlorgan
(25) des Temperaturbegrenzers (23) zumindest teilweise von einer Abdeckung (35) umgeben ist-, die mit dem Elektrokochgerät (1!) in
Wärmekontakt steht.
15. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 9
bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperaturfühlorgan (25) quer über den Heizringbereich (13)
einer Elektrokochplatte (11) ragt und daß das den Schnappschalter (21) aufnehmende Gehäuse (22) des
Temperaturbegrenzers (23) in der unbeheizten Mittelzone (19) der Elektrokochplatte (11) Hegt
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742422623 DE2422623C3 (de) | 1974-05-10 | Steuereinrichtung für die Beheizung eines Elektrokochgerätes | |
DE19742422625 DE2422625C3 (de) | 1974-05-10 | Temperaturbegrenzer | |
US05/705,364 US4135081A (en) | 1974-05-10 | 1976-07-14 | Electric cooking plate with a temperature limiter |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742422623 DE2422623C3 (de) | 1974-05-10 | Steuereinrichtung für die Beheizung eines Elektrokochgerätes | |
DE19742422625 DE2422625C3 (de) | 1974-05-10 | Temperaturbegrenzer | |
US05/705,364 US4135081A (en) | 1974-05-10 | 1976-07-14 | Electric cooking plate with a temperature limiter |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2422623A1 DE2422623A1 (de) | 1975-11-13 |
DE2422623B2 true DE2422623B2 (de) | 1977-04-07 |
DE2422623C3 DE2422623C3 (de) | 1977-11-24 |
Family
ID=
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3423086A1 (de) | 1983-07-07 | 1985-01-17 | Electrovac Gesellschaft mbH, Wien | Vorrichtung zur heissanzeige und zur regelung bzw. begrenzung der temperatur von strahlungs- bzw. kontaktheizkoerpern von elektrischen kochgeraeten |
DE3606794A1 (de) * | 1986-03-01 | 1987-09-03 | Ego Elektro Blanc & Fischer | Elektrokochplatte |
DE3821495A1 (de) * | 1988-06-25 | 1989-12-28 | Ego Elektro Blanc & Fischer | Temperaturschalter |
DE3821496A1 (de) * | 1988-06-25 | 1989-12-28 | Ego Elektro Blanc & Fischer | Temperaturschalter |
DE9113933U1 (de) * | 1991-11-08 | 1992-01-09 | Zehnder Electronic Ag, Graenichen, Ch | |
DE19522748A1 (de) * | 1995-06-22 | 1997-01-02 | Ako Werke Gmbh & Co | Regeleinrichtung für eine Kochplatten-Strahlungsbeheizung |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4135081A (en) | 1979-01-16 |
DE2422625B2 (de) | 1977-02-24 |
DE2422623A1 (de) | 1975-11-13 |
DE2422625A1 (de) | 1975-11-13 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |