DE19906911C1

DE19906911C1 - Stepped glass-ceramic plate, especially a cooker plate with an integrated operating and display panel, is produced by pre-forming one or more stepped regions in the surface by rolling using a stepped roll

Info

Publication number: DE19906911C1
Application number: DE1999106911
Authority: DE
Inventors: Hubertus Knust; Friedrich-Georg Schroeder; Ulf Brecht; Gerhard Hahn
Original assignee: Schott Glaswerke AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 1999-02-19
Filing date: 1999-02-19
Publication date: 2000-07-13
Anticipated expiration: 2019-02-20
Also published as: FR2789988A1; JP2000247662A; FR2789988B1

Abstract

Stepped glass-ceramic plate production involves pre-forming one or more stepped regions in the surface by rolling using a stepped roll. Production of a glass-ceramic plate, having one or more stepped regions, comprises producing softened precursor glass plates as individual glass plates or as sheared portions of a continuous glass strip, optionally post-treating, cooling and transforming into a glass-ceramic, the or each stepped region being pre-formed in the surface during a rolling operation using a stepped roll.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a method according to the preamble of Claim 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.Glass ceramic hobs have proven themselves in a variety of ways. For such Cooking surfaces have already become common, controls and indicators in to integrate the glass ceramic plate and especially with transparent Glass ceramic to be placed below the plate without the surface is interrupted. With a consistently flat glass ceramic cooktop with Such controls and indicators there is a risk that they are called Cookware from the actual cooking zone also into the area are pushed under which the operating and display elements are located. Due to the hot equipment, these elements can be damaged or in their Function can be disturbed. This danger has already been eliminated by the fact that the area of the control panel of the glass ceramic plate is bent or has arranged angled so that no hot saucepan on the Functional elements can be pushed. A division can be in essentially by a relatively minor surface gradation be achieved in such a way that the control panel is slightly higher than that actual cooking zone and thereby a small paragraph is formed on which Toast pots when moving them.

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.Such a solution is shown for example in DE-A-196 10 073. The there shown and described gradation between cooking zone and The control panel is a pure offset point with right-angled transitions shown, over which the thickness of the glass ceramic plate does not change but the area of the control panel only slightly upwards is shifted so that the plate areas separated by the paragraph only are still continuously connected over part of their thickness. There is no hint in the entire script as to how such a letter can be found pure offset is to be produced in the glass ceramic plate. The font Rather, it gives the impression that it is only describing a desired one Result, without specifying how this should be achieved.

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.The fact is that angled and bent glass ceramic plates are currently by bending the already rolled plate from the precursor glass in the softened state. A method is known from WO 97/00407 known for creating bulges in glass ceramic cooktops, at which the finished rolled plate from the precursor glass in the still deformable Condition is brought to a deep-drawing mold on which the bulges in are primarily generated by vacuum, but also by pressing can be perfected. According to this procedure, too Glass ceramic plate made with essentially the same thickness throughout. It is even suggested in the cited document that the rollers for Roll out the plate from the precursor glass in the areas where the Thermoforming sets in, easily hollowed out to give a certain amount To add material that compensate for the thinning during deep drawing should. Such hollows are, even if they are used to control the Thickness profile of the glass plate provided in one of the rollers is very gentle trained so that they do not affect the rest of the manufacturing process have significant influence.

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.The problem of angled, bent or bulging glass plates that thus not only a non-flat top but also one do not have a flat bottom lies in the subsequent ceramization process. For the ceramization, the glass plates are placed on a base and subjected to the temperature-time treatment which triggers the ceramization, where warming occurs that bring the plate into a state which at least cannot be guaranteed that not on the pad overlying areas of a plate with staggered sections really flat stay. For flawless ceramization, plates with are not flat underside support forms required, the contour of which is the underside of the Plates corresponds. The provision of such specially adapted Shaping is expensive.

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.This problem has already been addressed in WO 97/00407. Due to the deep-drawing process described there is an adapted Form of support for the subsequent ceramization, however, already for Available. The problem of a stretching and shrinking process such complex form in the ceramization is not addressed. From a production point of view, it is equally disadvantageous whether an adapted one Support form already provided for the deformation of the glass plate must be or only for the ceramization process.

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.The invention has for its object a method for producing to show graded glass ceramic plates, in which the above shown additional effort can be avoided if possible.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.This task is characterized by the characteristics of the Claim 1 solved.

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.If in the context of this description of glass ceramic plates This term is also intended to include comparable materials. In addition, the invention is not limited to the production of stovetops or Cooking areas limited, even if the problem affected here out this area emerged. The plates produced according to the invention can also be fireplace discs or other panels that have a high Must be insensitive to temperature.

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.So far it was thought - and had certain bad experiences this also repeatedly confirmed - that one intended for ceramization Glass plate made of precursor glass because of the different thermal Treatment steps to which it is subjected are essentially one should have a uniform thickness to a different Heating process, associated thermal stresses and finally to avoid the resulting risk of breakage. However, it has pointed out that one can easily by rolling plates with a flat underside and gradations with heights in the range of about 0.6 to about 2 mm, and thus produce plates with a non-uniform thickness can, depending on the type of structure to be rolled Rolling speed decreases somewhat and the cooling process for the Precursor glass plates more uniform than that for a plate Thick runs a little slower. The resulting reduction in production is particularly justifiable if there are certain plate structures only deals with smaller quantities. A variety of Ceramization forms can be omitted, whereby for a certain plate model possibly only a specially graduated roller is required, which is fast is interchangeable.

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.When forming paragraphs that are about 2 mm high may be necessary from a flat underside of the plate move away and also roll certain structures into the bottom. Should for example, the top of a plate has a relatively high web not too wide, it can for reasons of further Processing may be appropriate in this web from the bottom accordingly Roll in the narrower groove. Such localized gradations can u. U. make unnecessary, ceramization forms with a special Provide support at this point. The invention is therefore not intended basically rolling in roughly corresponding structures into the Exclude underside of a glass plate, the inventive method but opens up ways that this can be avoided to a considerable extent, and that even if structuring on the underside is inevitable special ceramization forms are not always provided Need to become. With exceptionally strong structures, this can naturally also be necessary in the method according to the invention.

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.When applied to the cooking surface problem, it is essentially about the control panel, which is usually on one side of the Glass ceramic plate is located to raise something. It is a strip-like area that leads to the actual cooking zone through a straight line level is delimited. In terms of production technology, this is straightforward Step preferably in the rolling direction, so that this step with a roller can be generated, the corresponding at the relevant point revolving diameter jump. Such a stage can continuously worked into a glass ribbon, but also without paying attention to the special roller position can be rolled into individual plates. Corresponding is expediently proceeded if not a single step but such as a raised web in which the control panel is separated from the cooking zones the plate is to be rolled. This is also conveniently left in Roll direction so that it passes through a roller with a corresponding circumferential groove can be generated. The opposite applies for making a groove in the surface of the glass ceramic plate, which can be generated by a circumferential web on the roller.

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.Step transitions, grooves and webs can be different Have flanking. Sometimes as an ideal training right-angle jump sought. The generation of such If possible, jump should not be done by means of an axially directed roller gradation but, as explained above, by a rotating one Diameter jump of the roller are generated in the rolling direction. Possible are but also oblique step transitions and arched transitions, these can be concave or convex. For self-contained Sales structures, for example an increase in area enclosing paragraph, where not only with circumferential Jumps in diameter, but more complementary with the incorporation Structures in the roller must be worked, it is cheaper, none to choose rectangular step transitions.

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.Rolling in graduated underside structures is possible to be avoided, however, simply because glass ceramic plates are made of Strength reasons on the underside mainly with a nub structure be provided, which is also rolled. It would be special Effort means using a roller instead of a cylindrical roller incorporated gradations with the required knob structure Mistake.

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.If in the context of this description of structures to be rolled is meant, it means only structures with which Jumps in height can be incorporated into the plate surface. It's been a long time known, fine structures, such as the aforementioned knobs or Fine structures that give the glass ceramic plate a matt surface appearance, by rolling into the glass surface. Such rolled in Fine structures do not change the basic plate thickness in different ways Areas.

Claims

1. A method for producing a glass ceramic plate which has at least one in its surface
has a step-like height gradation, in which a glass plate is produced from a softened precursor glass individually or as part of a continuous glass band which is later to be cut,
this glass plate may be subjected to post-processing steps, cooled and finally
the precursor glass is converted to glass ceramic in a certain temperature-time cycle,
characterized in that the at least one height gradation in the surface is already incorporated into the glass plate by a correspondingly graduated roller during the rolling process of the glass plate.

2. The method according to claim 1, characterized in that for manufacturing a glass ceramic plate with at least one straight gradation Glass plate is aligned so that the at least one gradation in Rolling direction and a roll with a circumferential direction circumferential diameter gradation is used.

3. The method according to claim 2, characterized in that for manufacturing a glass ceramic plate with two parallel straight gradations, the form a raised web or a groove-like depression between them, a roller with a corresponding circumferential groove or corresponding circumferential rib is used.

4. The method according to claim 1, characterized in that for manufacturing a glass ceramic plate with any gradation, in particular a self-contained gradation that is sublime or recessed area, a roller is used in the Surface the complementary image of the gradation is incorporated and that a repeat coordination between roller and feed of the glass plates is made.

5. The method according to at least one of claims 1-4, characterized characterized in that a substantially cylindrical as a counter roller Roller is used and the surface gradations as Thickness gradations of the glass plate are generated.

6. The method according to at least one of claims 1-5, characterized characterized that a gradation with almost rectangular, oblique or convex or concave arched transitions.