DE19906911C1 - Verfahren zum Herstellen einer Glaskeramikplatte, insbesondere eines Glaskeramikkochfeldes mit integrierten Abstufungen - Google Patents

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zum Herstellen einer Glaskeramikkochfläche mit integriertem Bedienpaneel, bei dem eine Höhenabstufung zwischen Kochzone und Bedienpaneel bereits bei der Herstellung der Glasplatte aus dem Keramik-Vorläuferglas in die Oberfläche dieser Glasplatte eingewalzt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Kochflächen aus Glaskeramik haben sich vielfältig bewährt. Für solche Kochflächen ist es bereits üblich geworden, Bedien- und Anzeigeelemente in die Glaskeramikplatte zu integrieren und insbesondere bei transparenter Glaskeramik unterhalb der Platte anzuordnen, ohne daß deren Oberfläche dabei unterbrochen wird. Bei einer durchgehend ebenen Glaskeramikkochfläche mit derartigen Bedien- und Anzeigeelementen besteht die Gefahr, daß die heißen Kochgeschirre von der eigentlichen Kochzone weg auch in den Bereich geschoben werden, unter dem sich die Bedien- und Anzeigeelemente befinden. Durch die heißen Gerätschaften können diese Elemente beschädigt oder in ihrer Funktion gestört werden. Diese Gefahr hat man bereits dadurch beseitigt, daß man den Bereich des Bedienpaneels der Glaskeramikplatte abgekröpft oder abgewinkelt angordnet hat, so daß kein heißer Kochtopf mehr auf die Funktionselemente geschoben werden kann. Eine Bereichstrennung kann im wesentlichen schon durch eine relativ geringfügige Oberflächenabstufung erreicht werden, in der Weise, daß das Bedienpaneel etwas höher liegt als die eigentliche Kochzone und dadurch ein kleiner Absatz gebildet wird, an dem Kochtöpfe beim Verschieben anstoßen.

Eine solche Lösung ist beispielsweise in der DE-A-196 10 073 dargestellt. Die dort gezeigte und beschriebene Abstufung zwischen Kochzone und Bedienpaneel ist als eine reine Versatzstelle mit rechtwinkligen Übergängen dargestellt, über die hinweg sich die Dicke der Glaskeramikplatte nicht ändert sondern der Bereich des Bedienpaneels lediglich geringfügig nach oben verschoben ist, so daß die durch den Absatz getrennten Plattenbereiche nur über einen Teil ihrer Dicke noch durchgehend miteinander verbunden sind. Der gesamten Schrift ist kein Hinweis dafür zu entnehmen, wie ein solcher reiner Versatz in der Glaskeramikplatte hergestellt werden soll. Die Schrift vermittelt vielmehr den Eindruck, als beschreibe sie nur ein angestrebtes Ergebnis, ohne Angabe, wie dies erreicht werden soll.

Tatsache ist, daß abgewinkelte und abgekröpfte Glaskeramikplatten derzeit durch Biegen der bereits fertiggewalzten Platte aus dem Vorläuferglas im erweichten Zustand erzeugt werden. Aus der WO 97/00407 ist ein Verfahren zum Erzeugen von Auswölbungen in Glaskeramikkochflächen bekannt, bei dem die fertig ausgewalzte Platte aus dem Vorläuferglas im noch verformbaren Zustand auf eine Tiefziehform gebracht wird, auf der die Auswölbungen in erster Linie durch Vakuum erzeugt werden, zusätzlich aber noch durch Pressen vervollkommnet werden können. Auch nach diesem Verfahren wird eine Glaskeramikplatte mit im wesentlich durchgehend gleicher Dicke hergestellt. Es wird sogar in der genannten Schrift vorgeschlagen, die Walzen zum Auswalzen der Platte aus dem Vorläuferglas in den Bereichen, in denen die Tiefziehverformung einsetzt, leicht auszuhöhlen, um hier eine gewisse Materialzugabe zu machen, die die Ausdünnung beim Tiefziehen ausgleichen soll. Solche Aushöhlungen sind, auch wenn sie zur Steuerung des Dickenprofils der Glasplatte in einer der Walzen vorgesehen sind, sehr sanft ausgebildet, so daß sie auf den übrigen Herstellungsablauf keinen nennenswerten Einfluß haben.

Das Problem abgewinkelter, abgekröpfter oder ausgewölbter Glasplatten, die somit nicht nur eine nicht ebene Oberseite sondern entsprechend auch eine nicht ebene Unterseite haben, liegt im anschließenden Keramisierungsprozeß. Für die Keramisierung werden die Glasplatten auf einer Unterlage abgelegt und der die Keramisierung auslösenden Temperatur-Zeitbehandlung unterworfen, bei der Erwärmungen auftreten, die die Platte in einen Zustand bringen, bei dem zumindest nicht gewährleistet werden kann, daß nicht auf der Unterlage aufliegende Bereiche einer Platte mit versetzten Abschnitten auch wirklich eben bleiben. Für eine einwandfreie Keramisierung sind daher bei Platten mit nicht ebener Unterseite Auflageformen erforderlich, deren Kontur der Unterseite der Platten entspricht. Die Zurverfügungstellung solcher speziell angepaßter Formen ist kostenaufwendig.

Dieses Problem ist auch schon bereits in der WO 97/00407 angesprochen. Durch den dort beschriebenen Tiefziehvorgang steht eine angepaßte Auflageform für die anschließende Keramisierung jedoch bereits zur Verfügung. Das Problem des Dehnungs- und Schrumpfungsprozesses einer derart komplexen Form bei der Keramisierung ist jedoch nicht angesprochen. Produktionstechnisch ist es nun gleichermaßen nachteilig, ob eine angepaßte Auflageform bereits für die Verformung der Glasplatte zur Verfügung gestellt werden muß oder erst für den Keramisierungsprozeß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von abgestuften Glaskeramikplatten aufzuzeigen, bei dem der vorstehend aufgezeigte zusätzliche Aufwand nach Möglichkeit vermieden werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Wenn im Zusammenhang dieser Beschreibung von Glaskeramikplatten die Rede ist, so soll dieser Begriff auch vergleichbare Materialien umfassen. Außerdem ist die Erfindung nicht auf die Herstellung von Herdplatten oder Kochflächen beschränkt, auch wenn die hier betroffene Problemstellung aus diesem Bereich hervorgegangen ist. Die erfindungsgemäß hergestellten Platten können auch Kaminscheiben oder andere Platten sein, die eine hohe Tempeaturunempfindlichkeit aufweisen müssen.

Man war bisher der Auffassung - und gewisse schlechte Erfahrungen haben dies auch wiederholt bestätigt -, daß eine für die Keramisierung vorgesehene Glasplatte aus Vorläuferglas wegen der verschiedenen thermischen Behandlungsschritte, denen sie unterworfen wird, eine im wesentlichen gleichmäßige Dicke haben soll, um einen unterschiedlichen Aufheizungsverlauf, damit verbundene Wärmespannungen und eine schließlich daraus resultierende Bruchgefahr zu vermeiden. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß man ohne weiteres bereits durch Walzen Platten mit einer ebenen Unterseite und Abstufungen mit Höhen im Bereich von etwa 0,6 bis etwa 2 mm, und somit Platten mit einer nicht gleichmäßigen Dicke herstellen kann, wenn man je nach Art der zu walzenden Struktur die Walzgeschwindigkeit etwas zurücknimmt und den Abkühlvorgang für die Platten aus Vorläuferglas gegenüber demjenigen für eine Platte gleichmäßiger Dicke etwas langsamer ausführt. Die dadurch bedingte Produktionsminderung ist insbesondere dann vertretbar, wenn es sich bei bestimmten Plattenstrukturen nur um geringere Stückzahlen handelt. Eine Vielzahl von Keramisierungsformen kann entfallen, wobei für ein bestimmtes Plattenmodell eventuell nur eine speziell abgestufte Walze benötigt wird, die schnell austauschbar ist.

Bei der Ausbildung von Absätzen, die eine Höhe von etwa 2 mm überschreiten, kann es erforderlich sein, von einer ebenen Plattenunterseite abzurücken und auch in die Unterseite gewisse Strukturen einzuwalzen. Soll beispielsweise die Oberseite einer Platte einen verhältnismäßig hohen Steg nicht zu großer Breite aufweisen, kann es aus Gründen der weiteren Verarbeitung sinnvoll sein, in diesen Steg von unten eine entsprechend schmalere Nut einzuwalzen. Solche örtlich begrenzten Abstufungen können es u. U. entbehrlich machen, Keramisierungsformen mit einer speziellen Unterstützung an dieser Stelle vorzusehen. Die Erfindung soll daher nicht grundsätzlich das Einwalzen von in etwa entsprechenden Strukturen in die Unterseite einer Glasplatte ausschließen, das erfindungsgemäße Verfahren eröffnet aber Wege, daß dies in erheblichem Umfang vermieden werden kann, und daß selbst bei Unabwendbarkeit einer Strukturierung an der Unterseite nicht in jedem Fall spezielle Keramisierungsformen zur Verfügung gestellt werden müssen. Bei außergewöhnlich starken Strukturierungen kann dies natürlich auch beim erfindungsgemäßen Verfahren erforderlich werden.

In Anwendung auf die Kochflächenproblematik geht es im wesentlichen darum, das Bedienpaneel, welches sich in der Regel an einer Seite der Glaskeramikplatte befindet, etwas zu erhöhen. Es handelt sich dabei um einen streifenartigen Bereich, der zur eigentlichen Kochzone hin durch eine gradlinige Stufe abgegrenzt ist. Produktionstechnisch legt man diese gradlinige Stufe vorzugsweise in Walzrichtung, so daß diese Stufe mit einer Walze erzeugt werden kann, die an der betreffenden Stelle einen entsprechenden umlaufenden Durchmessersprung aufweist. Eine solche Stufe kann somit kontinuierlich in ein Glasband eingearbeitet, aber auch ohne Beachtung der speziellen Walzenstellung in einzelne Platten eingewalzt werden. Entsprechend wird zweckmäßigerweise verfahren, wenn nicht eine einzelne Stufe sondern etwa ein das Bedienpaneel von den Kochzonen abgrenzender, erhabener Steg in die Platte eingewalzt werden soll. Auch diesen läßt man zweckmäßigerweise in Walzrichtung laufen, so daß er durch eine Walze mit einer entsprechenden umlaufenden Nut erzeugt werden kann. Die umgekehrten Verhältnisse gelten für das Einbringen einer Nut in die Oberfläche der Glaskeramikplatte, welche durch einen umlaufenden Steg auf der Walze erzeugt werden kann.

Stufenübergänge, Nuten und Stege können unterschiedliche Flankenausbildungen haben. Als Idealausbildung wird manchmal ein rechtwinkliger Stufensprung angestrebt. Die Erzeugung eines derartigen Sprunges soll möglichst nicht durch eine axial gerichtete Walzenabstufung sondern, wie vorstehend ausgeführt, durch einen umlaufenden Durchmessersprung der Walze in Walzrichtung erzeugt werden. Möglich sind aber auch schräge Stufenübergänge und gewölbte Übergänge, wobei diese konkav oder auch konvex sein können. Für in sich geschlossene Absatzstrukturen, beispielsweise ein eine flächenmäßige Erhöhung umschließender Absatz, bei denen nicht nur mit umlaufendem Durchmessersprüngen, sondern mit der Einarbeitung komplementärer Strukturen in die Walze gearbeitet werden muß, ist es günstiger, keine rechtwinkligen Stufenübergänge zu wählen.

Das Einwalzen von abgestuften Unterseitenstrukturen ist nach Möglichkeit jedoch schon deshalb zu vermeiden, weil Glaskeramikplatten aus Festigkeitsgründen an ihrer Unterseite überwiegend mit einer Noppenstruktur versehen werden, die ebenfalls eingewalzt wird. Es würde einen besonderen Aufwand bedeuten, anstelle einer zylindrischen Walze eine Walze mit eingearbeiteten Abstufungen mit der erforderlichen Noppenstruktur zu versehen.

Wenn im Zusammenhang dieser Beschreibung von einzuwalzenden Strukturen die Rede ist, so sind damit ausschließlich Strukturen gemeint, mit denen Höhensprünge in die Plattenoberfläche eingearbeitet werden. Es ist seit langem bekannt, Feinstrukturen, wie die vorstehend erwähnten Noppen oder auch Feinstrukturen, die der Glaskeramikplatte ein mattes Oberflächenbild verleihen, durch Walzen in die Glasoberfläche einzuarbeiten. Solche eingewalzten Feinstrukturen ändern nicht die grundsätzliche Plattendicke in unterschiedlichen Bereichen.

Claims (6)

1. Verfahren zum Herstellen einer Glaskeramikplatte, welche in ihrer Oberfläche zumindest eine
absatzartige Höhenabstufung aufweist, bei dem aus einem erweichten Vorläuferglas einzeln oder als Teil eines kontinuierlichen und später zu zerteilenden Glasbandes eine Glasplatte erzeugt wird,
diese Glasplatte gegebenenfalls Nachbearbeitungsschritten unterworfen, abgekühlt und schließlich
das Vorläuferglas in einem bestimmten Temperatur-Zeit-Zyklus zu Glaskeramik umgewandelt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Höhenabstufung in der Oberfläche bereits beim Walzvorgang der Glasplatte durch eine entsprechend abgestufte Walze in die Glasplatte eingearbeitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Herstellen einer Glaskeramikplatte mit mindestens einer geradlinigen Abstufung die Glasplatte so ausgerichtet wird, daß die mindestens eine Abstufung in Walzrichtung verläuft und eine Walze mit einer in Umfangsrichtung umlaufenden Durchmesser-Abstufung verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Herstellen einer Glaskeramikplatte mit zwei parallelen geradlinigen Abstufungen, die zwischen sich einen erhabenen Steg oder eine nutartige Vertiefung bilden, eine Walze mit einer entsprechenden Umfangsnut oder einer entsprechenden Umfangsrippe verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Herstellen einer Glaskeramikplatte mit einer Abstufung mit beliebigem Verlauf, insbesondere einer in sich geschlossenen Abstufung, die eine erhabene oder vertiefte Fläche umschließt, eine Walze verwendet wird, in deren Oberfläche das Komplementärbild der Abstufung eingearbeitet ist und daß eine Rapportabstimmung zwischen Walze und Vorschub der Glasplatten vorgenommen wird.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß als Gegenwalze eine im wesentlichen zylindrische Walze verwendet wird und die Oberflächenabstufungen als Dickenabstufungen der Glasplatte erzeugt werden.

6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abstufung mit nahezu rechtwinkligen, schrägen oder konvex oder konkav gewölbten Übergängen erzeugt wird.