WO2020260694A1 - Abdeckplatte, insbesondere platte zum erhitzen von lebensmitteln, sowie gerät zum erhitzen von lebensmitteln - Google Patents

Abdeckplatte, insbesondere platte zum erhitzen von lebensmitteln, sowie gerät zum erhitzen von lebensmitteln Download PDF

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    • C03C4/00—Compositions for glass with special properties
    • C03C4/02—Compositions for glass with special properties for coloured glass

Definitions

  • Cover plate in particular plate for heating food, and device for heating food
  • the present application relates to a cover plate, such as, for example, a plate (or surface) for heating food, in particular a cooking, heating, roasting and / or grilling surface, and a device for heating food comprising such a surface
  • Cover plates which are temperature-resistant and serve as separating elements, such as protecting electronic components of a device, such as a device for heating food, and / or serving as viewing panels, for example in chimneys or ovens, are usually made of a glass ceramic with low thermal
  • Expansion coefficients formed such as those sold under the brand name CERAN®. This is necessary so that the cover plate, which is also referred to as a surface for heating food in a device for heating food, for example as a cooking, roasting, heating and / or grilling surface, can withstand the temperatures that are caused by the currently used heating devices or heating elements are generated.
  • induction heating elements also principally special glasses with slightly higher thermal expansion as the material of the cover plate. These are usually borosilicate glasses with an expansion coefficient of around 3.3 * 10 6 / K, also referred to as “borosilicate glasses 3.3”, which are commercially available as “Borofloat® 33", for example.
  • surfaces for heating food that is to say for example for cooking, roasting, heating and / or grilling, are also referred to in simplified terms as “cooking surfaces” or “hob”.
  • a cooking surface can also be referred to as a hotplate or, in general, a surface for heating food as a plate for heating food.
  • US 2015/274579 A1, US 2016/338152 A1 and US 2017/247284 A1 describe cooking appliances, cooking surfaces and / or hobs comprising cover plates made of temperature-resistant glass.
  • the international patent application WO 2018/225627 A1 describes a toughened glass with an expansion coefficient of 2 * 10 6 / K to 5 * 10 6 / K and a glass transition temperature of 560 ° C. or more.
  • the heating zones have a small distance of approx. 25 mm from the
  • the heatable areas or zones of a cover plate or plate or surface for heating food are also referred to in simplified form as cooking zones or heating zones.
  • cover plates comprising or at least partially or predominantly consisting of a glass, in particular a thermally toughened glass and / or a borosilicate glass, which can be used as a surface for heating
  • Food in a device for heating food and / or as a viewing window in hot applications for example as a fireplace viewing window or stove window, and which can be used in devices with normally powerful radiators and in which a reduced edge distance is possible compared to known cooking surfaces made of glass is.
  • One object of the invention is therefore to provide cover plates made of glass, in particular plates or surfaces for heating food made of glass and / or thermally highly resilient To provide viewing panes made of glass, for example for chimneys and / or stoves, which overcome or at least mitigate the aforementioned weaknesses of the prior art.
  • Another aspect of the invention relates to the provision of a glass which is suitable as an alternative to glass ceramic as a substrate material for a plate or, synonymously, a surface for heating food, in particular a cooking surface (or hotplate), and the weaknesses of the known glasses of the prior art overcomes or at least mitigates.
  • the object of the present invention consists in a first aspect in providing a cover plate which overcomes or at least mitigates the aforementioned weaknesses of the prior art, in particular a plate (or surface) for heating food, in particular by cooking, frying, heating and / or grilling, comprising a glass substrate with at least one heatable zone.
  • a second aspect of the present invention relates to the provision of a device for heating food comprising a cover plate, in particular a plate (or surface) for heating food, comprising a glass substrate with at least one heatable zone, which overcomes the weaknesses of the prior art or at least reduces, preferably a device that can be manufactured inexpensively and / or has improved operator safety.
  • a third aspect relates to the use of such a cover plate.
  • the invention consequently relates to a cover plate, in particular a plate (or surface) for heating food, in particular by cooking, roasting, heating and / or grilling, comprising a glass substrate with at least one heatable zone, the glass substrate comprising a vitreous material comprising the following components in% by weight:
  • the flexural strength of the thermally pre-stressed glass substrate in particular through wear and tear of a surface, simulated by sanding with 220 SiC, preferably has a safety characteristic of flexural strength, defined as the mean value of the strength distribution reduced by three standard deviations, of at least 90 MPa.
  • the standard deviation was 3 to 5 MPa in each case.
  • the glass substrate has a vitreous material which comprises the following components in% by weight:
  • K 2 0 0 to 8 particularly preferably greater than 0
  • Nd 2 03 0 to 0.5, preferably 0 to 0.3
  • Sb 2 03 0 to 1.6, preferably 0 to 0.6 CI 0 to 0.5 and optionally at least one further coloring oxide from the group Fe 2 03 and / or CoO and optionally further color oxides, in particular NiO, Mn0 2 , Cr 2 03, the proportion of the further coloring oxides, incl optionally further color oxides, in total between 0% by weight and 5% by weight.
  • the glass substrate has a vitreous material which comprises the following components in% by weight:
  • Si0 2 62 to 80 preferably 63 to 80, particularly preferably 63 to 79
  • Li 2 0 0 to 4.2 preferably 1 to 4.1, particularly preferably 2 to 4.1
  • K 2 0 0 to 8 preferably 0 to 1, particularly preferably 0 to 0.2, particularly preferably greater than 0
  • MgO 0 to 9.8, preferably 0 to 2, particularly preferably 0 to 1.1
  • CaO 0 to 9.8, preferably 0 to 1, particularly preferably 0 to 0.2
  • Zr0 2 0 to 2.5, preferably 0 to 1.9, particularly preferably greater than 0
  • Mn0 2 0 to 0.5, preferably 0 to 0.3
  • Nd 2 Ü3 0 to 0.5, preferably 0 to 0.3, particularly preferably 0 to 0.25
  • AS 2 Ü3 0 to 0.9, preferably 0 to 0.85 Sb 2 0 3 0 to 1.6, preferably 0 to 0.6 and optionally at least one further coloring oxide from the group Fe 2 C> 3 and / or CoO and optionally further color oxides, in particular NiO, Mn0 2 , Cr 2 03 , the proportion of the further coloring oxides, including any further color oxides, being in total between 0% by weight and 5% by weight.
  • the glass substrate has a glassy material, the glass substrate comprising a glassy material comprising the following components in% by weight:
  • Si0 2 61 to 80 preferably 61 to 79, particularly preferably 62 to 79
  • La 2 03 0 to 0.5 preferably free of La 2 C> 3 except for unavoidable traces
  • a coloring oxide is understood to mean an oxide which, in a glass matrix, uses coloring ions to color the glass in volume by absorption.
  • the coloring ions of the coloring oxide are distributed in the glass matrix, comparable coloring ions in a liquid or solution.
  • the volume of the glass is colored by the coloring oxide, so that it is referred to as volume colored.
  • coloring by coloring ions in particular coloring metal ions
  • Such colorations by pigment and / or by a coating which, for example, can change the scattering behavior of a glass, are not volume coloring in the sense of the present disclosure.
  • the volume coloring does not change the scattering behavior of the glass.
  • the glass according to embodiments, to be transparent and uncoloured, that is to say, apart from unavoidable traces, it does not contain any coloring oxides.
  • Such inevitable traces are typically 500 ppm or less.
  • the preparation of food by means of heating is understood in particular to mean cooking, for example using cookware such as a saucepan, frying, for example using roasting utensils such as a frying pan or roaster, grilling and / or heating food.
  • Food includes solid, ok
  • fluid substances such as water, or mixtures of solid and fluid substances such as dough.
  • a device for heating food can be, for example, a cooking device which comprises a so-called cooking surface.
  • This cooking surface in turn comprises a glassy substrate or glass substrate and optionally coatings which are arranged on a surface of the surface and / or can furthermore be refined and / or reworked, in particular, for example, have machined and / or faceted edges and / or bores.
  • the device can comprise further components, in particular electronic components.
  • a surface for heating food therefore comprises a vitreous substrate or glass substrate and optionally coatings which are arranged on a surface of the surface or the substrate and / or can furthermore be refined and / or reworked.
  • a substrate is understood to mean a product which can be reworked and / or refined, in particular by treating surfaces and / or edges, such as, for example, the faceting of edge surfaces and / or the application of coatings.
  • a cover plate is understood to mean a refined substrate.
  • the heatable zone of a cover plate for example a surface for heating food, is preferably an area of the substrate. If the surface for heating food is a cooking surface, such a heatable zone can also be referred to as a “cooking zone”.
  • a disk-shaped design of a product is understood to mean that the spatial expansion of the product in two
  • Spatial directions of a Cartesian coordinate system is at least one order of magnitude larger than in the third spatial direction.
  • This third, hence the smallest spatial dimension, is usually also called the thickness of the product, for example a substrate or a surface for preparing food by heating, the other two spatial directions are usually referred to as its length and width.
  • a disk-shaped substrate can be designed both flat or flat and also curved and can also be designed as a flat or flat disk or as a curved disk.
  • the main surfaces or main surfaces of the substrate and, accordingly, also of the cover plate or area are determined by the length and the width of the plate. These are the top and bottom of the substrate or surface.
  • the upper side of the substrate or the cover plate or surface is that main surface of the substrate, the cover plate or the surface which faces a user during operational use, for example for heating food.
  • the underside is that main surface of the substrate or of the cover plate or of the surface which faces away from the user in operational use of such a plate. If, within the scope of the present application, from a “surface” of the substrate or the area for heating
  • Food means a main surface (also main surface), i.e. the top or the bottom of the surface or the substrate.
  • top side can also be understood as the side of a substrate or of the cover plate or surface which has or can have markings, for example
  • Cooking zone markings or functional coatings intended to improve the usability of a device for example haptic coatings.
  • the underside is the side of the substrate which, for example, can face electronic components.
  • Coatings on the underside therefore generally have different properties than top-side coatings.
  • the underside can also be referred to as the back and the top as the front.
  • T g is understood to mean the transformation or glass transition temperature of a material.
  • the transformation temperature T g is determined by the intersection of the Tangents to the two branches of the expansion curve when measured with a heating rate of 5K / min. This corresponds to a measurement according to ISO 7884-8 or DIN 52324.
  • linear thermal expansion coefficient a is specified in the range from 20-300 ° C., unless stated otherwise.
  • the terms a and O20-300 are used synonymously in the context of this invention.
  • the specified value is the nominal mean thermal coefficient of linear expansion according to ISO 7991, which is determined in static measurements.
  • vitreous material or a glass is understood to mean an amorphous material which is obtained from a melting process, preferably with subsequent hot shaping such as rolling, floating or drawing.
  • the strength is also essentially determined by the surface damage that can typically occur in daily use on a surface, in particular the upper side of a surface for heating food and / or a glass substrate which is covered by such a surface, after some use a practice-relevant state of use prior to commissioning through a use-simulating one
  • Surface change in particular a sanding of the area of the surface or the glass substrate, which comprises at least the area between the heating zones and the outer edge of the cover plate, for example with bonded SiC grains of grain size 220 according to DIN ISO 6344.
  • the sanding takes place perpendicular or parallel to the outer edge of the plate, in particular as will be described in more detail below. Then the heatable zone that is adjacent to or below the sanded area is put into operation.
  • an emery is carried out and in each case as emery both for the emery to determine the Resistance to temperature differences as well as for the sanding to determine a
  • Safety value as well as for the determination of the bending or bending strength the emery sheet or sandpaper from the manufacturer VSM with the article no. CP918A and a grit P220 used.
  • the type of grain of the sandpaper or sandpaper used is silicon carbide and the sandpaper or sheet complies with the DIN ISO 6344 standard.
  • the bond is a fully synthetic resin bond and the carrier material is light latex paper (A-paper) .
  • the sample body 1 has the thickness of the cover plate 100 from which it was removed and thus a thickness of between 2.8 mm and 6.3 mm, with no difference in the result of the sanding being able to be recognized for different thicknesses
  • the change in the surface made by sanding was thus independent of the thickness of the sample body 1 and thus of the cover plate 100.
  • the sample body 1 was removed from the cover plate 100 or isolated from it before compressive or compressive prestresses were introduced into the cover plate 100. After the sample body 1 had been separated, compressive stresses were introduced into it together with the cover plate 100 from which it was removed by thermal prestressing. In this case, the sample body 1 in each case went through the same pretensioning process as the cover plate 100, preferably together with it, and thus had the same compressive or compressive pretensioning as this. This was the case in particular before sanding for the subject matter of claim 1, claim 16 and claim 22.
  • 5a shows an arrangement for carrying out a first process step in the method for sanding a sample body 1 of a cover plate 100 for the subsequent determination of the resistance to temperature differences mentioned in claim 16 and the minimum distance a between the outer edge of the cover plate and the edge of the at least one heatable zone, which differs from the sanding mentioned in claim 1 for determining the bending or bending strength, as explained in more detail below.
  • a sample body 1 is produced from the cover plate 100 described here, which has not yet been subjected to any surface changes, such as in particular
  • this sample body 1 hereby also includes the respective respective surface compressive stresses disclosed in the present case, which are within the scope of the present
  • Disclosure can also be referred to as surface compressive prestresses.
  • An emery sheet 2 measuring 65 mm ⁇ 30 mm is evenly loaded by a weight 3 that covers the entire surface and has a flat underside, so that the contact pressure per surface is 2 N / cn.
  • Emery sheet 2 in its entirety over the outer edge 4 (or the outer edge) 4 of the
  • the length of the total distance covered by the emery sheet 2, thus the sanding distance, is 200 mm in each case and leads into an overflow distance outside the specimen 1, which is directly connected to the specimen 1.
  • This movement of the first process or method step has the result that after the end of the sanding, the sanding sheet 2 has left the test specimen 1.
  • Sample body 1 of the cover plate 100 for example thus over the simulated
  • the edge of the cooking surface in addition to being able to apply a uniform contact pressure, can, if necessary, be suitable for achieving the values disclosed here
  • Cover plate 100 are positioned, which compensates for the height difference between the sample body 1 of the cover plate 100 and the surroundings of the sample body 1 and forms the aforementioned overflow path.
  • the emery sheet 2 is oriented for the process or method steps of the method for introducing a surface change, in particular the emery, shown in Figures 5a, 5b and 6a, so that its longer side of 65 mm is perpendicular to the outer edge 4 of the plate, thus the outer edge 4 of the sample body 1 of the cover plate 100 is located.
  • the longer side of 65 mm of the sanding sheet 2 is oriented parallel to the plate outer edge 4.
  • the thickness of the auxiliary plate 5 must be adapted accordingly.
  • the sanding process described above is repeated with a second, also unused sanding sheet, in the same position, as shown again in FIG. 5b.
  • the emery path is kept constant over a length of 200mm.
  • the “0” position or start position of the “emery section” begins in particular in the heatable zone, thus at least in specimen 1 at a distance of 200mm from the edge of specimen 1 and ends at the cold outer edge 4, with an emery section that runs at right angles to the middle of the heated zone, which extends to the heated zone in question.
  • the sanding to determine a safety parameter based on the flexural or bending strength is carried out as follows.
  • the sample body 1 has an area of 100 ⁇ 100 mm with a thickness of 4 mm and the length of the sanding path is 100 mm.
  • the first step shown in FIG. 6a is carried out as described above with regard to the sanding shown in FIG. 5a to determine the resistance to temperature differences.
  • the second method or process step shown in FIG. 6b differs therefrom.
  • the second step of this sanding process is the one described above
  • the sanding process is repeated with a second, also as yet unused sanding sheet, the sample body 1 being rotated by 90 ° beforehand, however, and being moved over a sanding path with a length of 100 mm running parallel to the edge 4, so that a perpendicularly intersecting track of sandpaper is on the sample body 1 adjusts.
  • the temperature difference resistance (TUF) T max in particular also to determine the minimum distance a mentioned in claim 16 between the outer edge of the cover plate and the edge of the at least one heatable zone can be determined as follows : i) presenting the prestressed cover plate;
  • adjacent second edge 1 is 10 mm, i.e. that the distance between the intersection of the diagonals of the emery paper and the second edge is 125 mm, and the type of grain of the emery paper is silicon carbide and has a grain size of P220, which is bound to a light latex paper (A-paper) with a fully synthetic resin bond, and where the sandpaper complies with the DIN ISO 6344 standard;
  • Claim 1 and Claim 22 are determined as follows: i) measuring the thermal prestress of the cover plate by means of a scattered light polariscope, the “Sculp-05” device from “Glasstress”;
  • the type of grain of the first emery paper is silicon carbide and has a grain size of P220, which is bound to a light latex paper (A paper) with a fully synthetic resin bond, and the first emery paper corresponds to the DIN ISO 6344 standard;
  • the type of grain of the second emery paper is silicon carbide and has a grain size of P220, which is bound to a light latex paper (A-paper) with a fully synthetic resin bond, and the second emery paper corresponds to the DIN ISO 6344 standard;
  • Safety value of the flexural strength in particular also for the purposes of claim 21 such as can be determined as described above, whereby a defined, in particular use-simulating surface change is introduced by the abrasion described, after introduction of the surface change a test of the glass substrate of the cover plate 100, in particular a test of the bending or bending strength, preferably measured using the double ring method according to EN 1288- 5, is carried out, and based on the result of the test, a safety characteristic is determined and assigned to the cover plate.
  • This safety characteristic value is preferably the flexural strength, defined as the mean value of the strength distribution reduced by three standard deviations, and has at least 90 MPa as the minimum safety characteristic value for the cover plates disclosed in the present case.
  • the use-simulating surface change can be caused by
  • Sanding in particular by sanding as described above for claim 1, essentially corresponds to an average use of the cover plate or the device for heating food of approximately three years of use.
  • Preload in particular the thermal surface compressive preload, in the glass substrate encompassed by the cover plate or one encompassed by the cover plate
  • Safety characteristic value is used, the above method step being carried out until the safety characteristic value then determined is greater than or equal to the specified minimum safety characteristic value. Commissioning takes place by installing the surface or illustrative plate in a device for heating food or placing the surface or illustrative plate for heating food on an inductive heater of a device for heating food, with the distance between in the latter case the radiator and the underside of the plate corresponds to the distance that is usually used in devices for heating
  • Food is used, for example, a cooking or roasting utensil or - vessel which has a flat bottom and a bottom diameter which deviates from the diameter of the heatable zone by at most 5 mm.
  • the bottom diameter of the vessel used can therefore be up to 5 mm larger or up to 5 mm smaller than the diameter of the heatable zone.
  • the heatable zone heats up and runs through a temperature-time curve at the hottest point on the upper side of the surface or, more clearly, the plate, which is also shown schematically in FIG.
  • the upper side is the side of the surface or, more clearly, the plate which is in contact with the dishes or vessel.
  • the temperature-time curve reaches a first maximum within a maximum of 5 minutes, which is also referred to as the overshoot temperature.
  • the outer edge of the plate at room temperature leads to tensile stresses in the vicinity of the outer edge, the level of which depends on the level of the temperature difference
  • Material parameters of the substrate and the distance between the edge of the heatable zone and the outer edge of the plate depends.
  • the relevant material parameters are in particular the linear thermal expansion coefficient, the modulus of elasticity E and the Poisson's ratio m.
  • a reduced distance between the edge of the heatable zone and the outer edge of the plate at the same temperature increases the tensile stresses near the edge and thus the risk of breakage.
  • the temperature differential resistance denotes that maximum temperature on the upper side of the plate at which the plate breaks for the first time under the condition of a minimum distance of the edge of the heatable zone from the outer edge of the plate of 25 mm.
  • a cover plate which has a correspondingly sufficient resistance to temperature differences in such a start-up test is generally not only suitable as a cover plate in a device for heating food, but can also be used, for example, as a heater cover.
  • a glass is referred to as volume colored in particular when it is colored, for example, by coloring metal ions.
  • a transparent glass is understood to mean, in particular, a glass which comprises no or only slightly scattering components.
  • a glass can thus be designed to be transparent, volume-colored, but of course also be transparent and uncolored.
  • a lighting device is understood to mean, in particular, a device or a product which is designed as a lighting means or comprises a lighting means, for example an LED.
  • a display element is understood to mean an electronically controlled element which outputs optical signals.
  • the display element can be designed as a matrix or segment display, in particular as a graphic display.
  • the chemical resistance of glasses is generally given in three classes, a distinction being made between the hydrolysis, acid and alkali resistance of the glass.
  • the acid resistance of a glass or the acid class is determined in the context of the present disclosure in accordance with the regulation of DIN 12116.
  • the class is classified according to the amount of extracted glass components, the best class again being class 1.
  • the alkali resistance of a glass or the alkali class is determined in the context of the present disclosure in accordance with ISO 695.
  • the best class that is to say the one with the highest alkali resistance, is again class 1.
  • the chemical resistance of the glass is given by an indication of the class of hydrolytic resistance H, acid resistance S and alkali resistance L of at least 2, 3, 3.
  • H hydrolytic resistance
  • S acid resistance
  • alkali resistance L alkali resistance
  • the cover plate By designing the cover plate in such a way that it comprises a glass substrate comprising the aforementioned components, the glass substrate is designed as a thermally toughenable glass substrate.
  • the glass substrate is designed in such a way that it can be subjected to high thermal prestressing, and thus sufficient through thermal prestressing
  • Durability of the cover plate can be achieved. This is particularly important in the event that the plate is intended as a surface for heating food and therefore sufficient operational safety of a device for heating food should be ensured including such a surface. Such a configuration increases the
  • the cover plate or the surface as well as the device for heating food.
  • the glass substrate can be manufactured inexpensively.
  • the glass substrate is designed such that the flexural strength of the thermally pre-stressed glass substrate due to wear of a surface, simulated by sanding with 220 SiC, a safety characteristic of the flexural strength, is defined as that of three
  • Standard deviation has a reduced mean value of the strength distribution of at least 90 MPa.
  • the sanding with 220 SiC simulates in a reproducible way scratches that arise from the use of the cover plate.
  • the tops of surfaces or plates for heating food by hard-grained contaminants that are rubbed over the top of the plate for example by contaminants on the bottom of a vessel or dishes for heating food, or by cleaning, for example with a scraper and / or with abrasive cleaning agents and / or utensils, for example abrasive sponges
  • the glass substrate is designed such that it is a glass substrate that is resistant to mechanical abrasion. This resistance of the glass substrate to mechanical abrasion is to be understood here in such a way that the glass substrate may still have scratches, for example, but these do not critically reduce the strength of the glass substrate, in particular the flexural strength.
  • a cover plate comprising such a glass substrate or even consisting of such a glass substrate is less prone to failure due to breakage in the application case, the glass substrate generally being in the form of a thermally prestressed glass substrate in the application case.
  • the application here includes, for example, the operation of a cooking device or, more generally, a device for heating food, if the cover plate is designed as a surface for heating food and is used in such a device.
  • the use of the cover plate is by no means limited to its use as a surface for heating food, for example as a cooking surface, but the use of the cover plate is generally conceivable for areas of application in which a significant temperature gradient occurs in the edge area of the cover plate.
  • Areas of application therefore include, for example, covers for lamps and / or radiators, inner panes of pyrolysis ovens or the like.
  • the glass substrate is thermally prestressed, the thermal surface compressive prestress being at least 65 MPa.
  • the substrate has a coefficient a ⁇ / (1 -m) which is between at least 0.28 MPa / K and at most 0.53 MPa / K, where a is the mean coefficient of thermal expansion in the temperature range between 20 ° C and 300 ° C, E the modulus of elasticity and m the Poisson's ratio of the glass.
  • Poisson's ratio m is also called Poisson's number.
  • the cover plate is made possible in which, for example, normally powerful heating elements can be used in a device for heating food, so that in particular the parboiling performance is also possible for example, in a cooking surface or a cooking device is not very small.
  • a cover plate or cooking surface configured in this way, a design is possible in which the at least one heatable zone has a minimum distance of only 25 mm from the outer edge of the cover plate or plate (or surface) for heating food or cooking surface.
  • the cover plate is preferably designed such that the glass substrate has a temperature difference resistance of at least 310 ° C. with a minimum distance of 25 mm from the edge of the at least one heatable zone to the outer edge of the cover plate.
  • Such a configuration is particularly advantageous for the use of the cover plate as a surface or plate for heating food, especially when heating elements (or radiators) with a specific power of at least 8 W / cn are used in the device for heating food and the distance between the heating zone and the outer edge of the cover plate or surface for heating food is no more than 25 mm.
  • the available surface can be used optimally, i.e. there are no large cold areas or edge gaps on the surface of the surface for heating food.
  • This is of particular relevance for the European domestic appliance market, since here usually four heating elements - corresponding to four heating zones of the glass substrate or the cover plate or surface - are arranged in the appliance.
  • a heatable zone comprises a first, smaller zone and a second heatable zone which surrounds the first, the first, smaller zone being heated first and the second zone being able to be switched on if necessary.
  • Induction heating elements are particularly preferred as heating elements.
  • the preloading process consists of three sections.
  • the glass substrate is heated to a temperature T which is 100 K to 150 K above the glass transition temperature T g .
  • the second section consists of a holding time after which the temperature T is homogeneously present in the entire glass substrate due to temperature equalization.
  • the glass substrate is cooled on both sides, usually by blowing a gaseous medium or a mixture of gaseous and liquid phases, which results in a surface compressive stress of at least 65 MPa in the entire glass substrate after room temperature has been reached.
  • a fundamentally high temperability of the glass substrate or the cover plate or the surface or plate for heating food is therefore necessary to deal with the temperature differences that occur during the operation of the device for heating food, such as those between the heatable zone and the outer edge of the plate to withstand without breaking.
  • the maximum temperature T MA x is determined in the heated zone. This capability assumes that the tensile stresses occurring in the cold edge area of the cover plate due to the temperature difference between the hot, heatable zone and the adjacent cold outer edge of the cover plate are lower than the strength at the same point.
  • the maximum allowable temperature T of the heated heatable zone ma x are within the scope of the present disclosure in particular the surface temperature of the cover plate, and that the temperature of the top of the cover plate.
  • the top side of the cover plate is the side of the cover plate which faces the user during operational use, that is to say the side which is designed to be
  • this top side can be designed so that it has further elements, such as
  • the marking of the edge of the heatable zones (which are also referred to as cooking zone markings in the case of a hotplate or cooking surface, for example).
  • the surface temperature of the cover plate in the heated heatable zone is usually the highest temperature. This is particularly the case when the heating element of a device for heating food than
  • Induction heating element is designed, because in this case the heating takes place in particular via appropriate cookware.
  • T max is described as the maximum permissible temperature on the surface, namely the top of the cover plate, of the heated, heatable zone.
  • the strength in the cold edge area of the cover plate, OR is made up of the flexural strength s G defined by typical usage injuries and the additional strength due to the thermal surface compressive prestress sn:
  • the strength in the cold edge area of the cover plate must be greater than the thermally induced tensile stresses s z occurring there. These are defined by the material parameters modulus of elasticity (E), thermal expansion coefficient (a) and Poisson's ratio (m) as well as by the spatial distribution of the temperature on the cover plate and there in particular the distance between the edge of the heated zone and the adjacent cold outer edge of the cover plate. This distance is referred to as a.
  • E modulus of elasticity
  • a thermal expansion coefficient
  • m Poisson's ratio
  • Temperature difference between the hot, heatable zone and the adjacent cold outer edge of the cover plate can be summarized as follows:
  • the maximum absolute temperature of the heated heatable zone T ma x is obtained directly from the addition of the temperature of the cold edge of the cover plate Trand which lies in the rapid heating process at room temperature of about 25 ° C, and the just described
  • Tmax This is the value for Tmax, which was determined for a distance a of the edge of the heatable zone from the outer edge of the cover plate of 25 mm. This distance a is also referred to below as “edge distance” or “distance” for short.
  • the maximum temperature of the heatable zone can therefore also be used as a function of the distance a, ie
  • T max f (a)
  • T max f (a)
  • the edge distance a thus appears in the prefactors of the integrals, namely quadratically in the denominator, which directly illustrates the stress-reducing effect of a larger edge distance.
  • the first integral component which depicts the temperature profile of the heatable zone, is to be regarded as a constant regardless of the edge distance and when the edge distance is varied.
  • the second integral component which maps the edge area, depends on the temperature profile in the edge area, which in principle has an exponentially decreasing characteristic and can usually be resolved with simple means.
  • Glass compositions which are suitable for cover plates according to the present disclosure are characterized in that in the distance-temperature diagram according to FIG. 4 they lie below a limit straight line which is given by the following formula: preferably below the limit straight line, given by the formula:
  • a again denotes the minimum distance between the edge of the heatable zone and the outer edge of the cover plate in millimeters and T max the maximum temperature in the heated heatable zone.
  • the so-called position in the distance-temperature diagram ensures an improved break resistance compared to the prior art with regard to temperature differences that occur between the heated heatable zone and the adjacent cold outer edge of the cover plate.
  • Temperature control that does not have a maximum temperature of 290 ° C and preferably 310 ° C exceed the increased design freedom with regard to the arrangement of heatable zones on the plate for preparing food, as required, for example, in European models with a minimum distance of the heatable zone to the outer edge of the cover plate of 25 mm.
  • the glass substrate comprises a glassy material comprising the following components in% by weight:
  • Si0 2 63 to 80 preferably 63 to 79, particularly preferably 64 to 79
  • MgO 0 to 9.8, preferably 0 to 1.1
  • Sb2Ü3 O to 1.6, preferably 0 to 0.6 and optionally at least one further coloring oxide from the group Fe 2 03 and / or CoO and optionally further color oxides, in particular NiO, Mh0 2 , 0G 2 03, the proportion of further coloring oxides, including any other color oxides, in total between 0% by weight and 5% by weight.
  • a glass substrate comprises a glassy material, this particularly includes the case that the glass substrate predominantly, i.e. at least 50% by weight, or essentially, i.e. at least 90% by weight, or even entirely consists of this material.
  • the cover plate can be designed as a plate or disk made of the vitreous material, optionally provided with refinements such as coatings.
  • compositions are to be understood such that the components listed make up at least 98% by weight, generally 99% by weight of the total composition.
  • Compounds of a variety of elements such as B. F, the alkalis Rb, Cs, rare earths or elements such as Zr and Hf, but also Fe, Sr, Zn are common impurities in glass production, especially due to the batch raw materials used on an industrial scale. Insofar as a proportion of 0% by weight is specified for components, this means that the relevant component is not used in the raw material mixture.
  • the glass substrate has a thickness between 2.8 mm and 6.3 mm.
  • the glass substrate is less thick, sufficient strength is no longer guaranteed.
  • the strength can in principle be achieved by using a greater thickness of the glass substrate and corresponding to the area.
  • this not only has the disadvantage that more material has to be used in this way and therefore the costs of the substrate increase accordingly, but a greater thickness also leads to more weight. Therefore, the maximum thickness of the glass substrate is limited and is preferably not more than 6.3 mm.
  • the glass substrate has a chemical resistance F1, S, L of at least 2, 3, 3 or better, the chemical resistance as hydrolytic class H according to DIN ISO 719, the acid class S according to DIN 121 16 and the alkali class L according to ISO 695 is determined.
  • Such a design of the cover plate as a chemically resistant cover plate is advantageous because in this way damage to the cover plate surface, which can be kept as low as possible from abrasion of the surface due to corrosion by food, such as water or vinegar or the like. It is also advantageous if, especially in the case of direct contact of a food with the cover plate, for example when using the cover plate as a surface for heating food, for example when grilling a food directly on the surface, as far as possible no substances from the glassy material of the cover plate or Surface can be detached.
  • the glass substrate is transparent and uncolored, characterized by a transmission in the visible wavelength range of the electromagnetic spectrum ivi S of at least 85.0%, based on a glass thickness of 4.0 mm. ivis is understood here as the standard color value Y in the wavelength range 380 nm to 780 nm, based on standard light D65, observer 2 ° and a glass thickness of 4.0 mm.
  • the glass substrate preferably has a neutral transmission characteristic.
  • the glass substrate is transparent, volume-colored, the glass substrate preferably being neutral
  • the person skilled in the art will adjust the composition of the glass substrate in such a way that the desired degree of transmission is achieved, in particular by setting the amount of coloring components accordingly.
  • a design of the glass substrate as a transparent, uncolored glass substrate can be advantageous if, for example, the arrangement of display elements and / or
  • Lighting devices for example as a display of the status of a surface for heating food or the device for heating food, is desired below the surface or below the glass substrate and display elements and / or Lighting devices can therefore be viewed by the operator through the surface or the glass substrate.
  • display elements and / or Lighting devices can therefore be viewed by the operator through the surface or the glass substrate.
  • Lighting devices is necessary, for example to display the temperature via the setting of a color locus of a lighting device and therefore to increase the
  • the glass substrate may even be transparent, volume-colored.
  • the view of components of the device that are arranged below the glass substrate or the surface for heating food can be reduced.
  • the glass substrate is preferably designed in such a way that it is color-neutral
  • the glass preferably has an achromatic color point, i.e. the saturation value C * of the CIEL * a * b * color space is a maximum of 10.0 and preferably less than 4.0, where C * is defined as
  • C * Va * 2 + b * 2 , based on standard light D65, an observer at a viewing angle of 2 ° and a glass thickness of 4.0 mm.
  • the description of the preferred achromatic color point can also be made by specifying the CIE color coordinates x and y with the limits 0.26 ⁇ x ⁇ 0.38 and 0.27 ⁇ y ⁇ 0.42.
  • the glass substrate has a quotient a ⁇ / (1 -m) which is between at least 0.28 MPa / K and at most 0.53 MPa / K, where a is the mean coefficient of thermal expansion in temperature between 20 ° C and 300 ° C, E the modulus of elasticity and m the Poisson's ratio of the glass.
  • At least one coating is arranged in at least one area of at least one surface of the cover plate.
  • a coating can be arranged in at least one area of the top and / or the bottom of the cover plate.
  • the coating can be, for example, a so-called decorative layer or decoration arranged on the upper side of the surface, which can be in the form of a logo and / or in the form of a marking of the at least one heated zone, or alternatively or additionally a masking layer arranged on the underside of the cover plate, which is designed in particular with a transparent, uncoloured cover plate to cover or hide components arranged below the cover plate, for example a device for heating food, especially when the cover plate is used as a surface for heating food.
  • a second aspect relates to a device for heating food, in particular by cooking, frying, heating and / or grilling, which comprises a cover plate, such as a plate (or surface) for heating food, according to the preceding embodiments, and at least one of the at least one heatable zone of the cover plate or the plate or surface for heating food associated heating element, in particular an induction heating element, wherein the heating element has an edge distance to the edge of the cover plate of at most 25 mm and wherein the heating element has a specific heating power of at least 8 W / cm 2 and preferably of a maximum of 15 W / cm 2 .
  • induction heating elements in particular are particularly suitable, since in this way only low temperature loads occur on the glass substrate or cover plate or surface.
  • the use of induction heating elements also increases the rate
  • Cover plate can actually be heated. In other words stands by one
  • Cover plate available as a heatable zone or heatable zones. This allows in particular the integration of four heating zones or in particular cooking zones for one
  • Cover plate which corresponds to the usual dimensions of a cooking surface, for example. It is also possible to use powerful heating elements at the same time, so that sufficient parboiling performance is guaranteed.
  • the device comprises a sensor, such as a touch sensor on a capacitive or optical basis and / or a temperature sensor, and / or the device comprises a lighting device, such as an LED, and / or a display element, like an electro-optical display element.
  • Lighting devices and / or display elements which, for example, can transmit information about the state of the device, for example the temperature in the heated state, to the operator via preferably optical or electro-optical signals, is further improved.
  • the substrate and / or the surface for heating food has an IR transmission over the entire surface or in areas preferred for this purpose, which for each of the Wavelengths 950 nm and 1600 nm is between 25 and 80%, each based on a thickness of 4.0 mm.
  • the device comprises a means with which one can be connected to an IT means, such as a computer, a tablet PC, and / or a smartphone, the means preferably configured in this way is that a wireless connection can be established, and particularly preferably the IT means can be connected to the device in such a way that the cooking appliance can be controlled with the IT means, and / or the means as IT means is designed, which is designed to be connectable, and wherein the cooking device is controllable with the IT means.
  • an IT means such as a computer, a tablet PC, and / or a smartphone
  • Yet another aspect of the invention relates to the use of a cover plate according to embodiments as a surface for heating food, as a lamp or
  • Emitter cover as an inner pane of a pyrolytic oven, as an oven pane, as a fireplace viewing window or as an oven viewing pane or as a heat shield to shield hot surroundings.
  • the relevance of the temperature difference resistance is based on the following
  • Embodiments 1 to 7 and the comparative example are further explained.
  • the composition of the glass and its material properties are first described.
  • a cover plate, here a plate or surface for heating food, made of the corresponding glass is then considered, the plate or surface comprising a glass substrate which is thermally pre-stressed.
  • Embodiment 1 is a diagrammatic representation of Embodiment 1:
  • Embodiment 1 describes an embodiment of a cover plate and a device for heating food comprising a surface or plate for heating food comprising a glass substrate.
  • This glass has the following material properties (Tab. 1 b):
  • T g denotes the glass transition temperature, measured in accordance with DIN 52324.
  • C * denotes the saturation value of the CIEL * a * b * color space, where C * is defined as
  • C * yja * 2 + b * 2 based on standard light D65, an observer at a viewing angle of 2 ° and a glass thickness of 4.0 mm.
  • ivi S is understood here as the standard color value Y in the wavelength range 380 nm to 780 nm, based on standard light D65, observer 2 ° and a glass thickness of 4.0 mm.
  • a glass substrate is produced with this glass and thermally toughened.
  • the cover plate according to embodiment 1 comprises this glass substrate with at least one heatable zone.
  • the maximum possible or permissible surface temperature of the upper side of the substrate or the plate in the heatable zone also referred to in Table 1c as the maximum temperature of the heatable zone, TM 3X , is therefore a function of the minimum distance a of the edge of the heatable zone from the outer edge of the cover plate, can also be referred to as TMax (a), as is done in Table 1 c.
  • TMax a
  • This maximum temperature is therefore to be understood as a temperature limit value, i.e. the maximum permissible temperature.
  • the temperature difference resistance of 357 ° C determined under the conditions of a conventional, damaged top of a cover plate, such as the top of a hotplate or cooking surface or more generally a plate for heating food, and with a minimum distance of the edge of the heated zone from the outer edge of the plate 25 mm is sufficient to allow the desired design freedom.
  • composition according to Table 1 a was changed to such an extent by small admixtures of further elements that volume-colored variants resulted which decisively reduced the transparency, although a desirable color neutrality was maintained.
  • the admixtures are listed in Table 1 d (in% by weight):
  • Embodiment 2 describes a further embodiment of a cover plate and a device for heating food comprising a cover plate, here a surface or plate for heating food, comprising a glass substrate.
  • This glass has the following material properties (Tab.2b):
  • a glass substrate is produced with this glass and thermally toughened.
  • the cover plate according to Example 2 comprises this glass substrate with at least one heatable zone.
  • Strength characteristics, especially the flexural strength, are summarized in Tab.2c:
  • Tab.2c The temperature difference resistance of 321 ° C, determined under the conditions of a customary, damaged top of a cover plate, such as the top of a hotplate or cooking surface or, more generally, of a plate for heating food, and with a minimum distance of the edge of the heated zone from the outer edge the 25 mm plate is sufficient to allow the desired freedom of design. This means that the technical design of a device for heating food, for example with a space-saving integration of four heatable zones, is possible in this way.
  • Embodiment 3 is a diagrammatic representation of Embodiment 3
  • Embodiment 3 describes yet another embodiment of a cover plate and a device for heating food comprising a cover plate, here a surface or plate for heating food, comprising a glass substrate.
  • a cover plate here a surface or plate for heating food, comprising a glass substrate.
  • Glass with the following composition is used (in% by weight; Tab.3a):
  • This glass has the following material properties (Tab.3b):
  • a glass substrate is produced with this glass and thermally toughened.
  • the cover plate according to embodiment 3 comprises this glass substrate with at least one heatable zone.
  • the temperature difference resistance of 310 ° C determined under the conditions of a conventional, damaged upper side of a cover plate, such as the upper side of a hotplate or cooking surface or more generally a plate for heating food, and with a minimum distance of the edge of the heated zone from the outer edge of the plate 25 mm is sufficient to allow the desired design freedom. This means that the technical design of a device for heating food, for example with a space-saving integration of four heatable zones, is possible in this way.
  • Embodiment 4 is a diagrammatic representation of Embodiment 4:
  • Embodiment 4 relates to a further cover plate and a further device for heating food comprising a cover plate, here a surface or plate for heating food, comprising a glass substrate.
  • This glass has the following material properties (Tab.4b):
  • a glass substrate is produced with this glass and thermally toughened.
  • the cover plate according to embodiment 4 comprises this glass substrate with a heatable zone.
  • the temperature difference resistance of 361 ° C determined under the conditions of a conventional, damaged top of a cover plate, such as the top of a hotplate or cooking surface or more generally a plate for heating food, and with a minimum distance of the edge of the heated zone from the outer edge of the plate 25 mm is sufficient to allow the desired design freedom.
  • a device for heating food for example with a space-saving integration of four heatable zones, is possible in this way.
  • the corresponding properties of three further examples are given in the table below for Examples 5, 6 and 7.
  • the comparative example relates to a cover plate and a device for heating food comprising a cover plate, here a surface or plate for heating food, comprising a glass substrate.
  • This glass has the following material properties (Tab.5b):
  • a glass substrate is produced with this glass and thermally toughened.
  • the cover plate according to the comparative example comprises this glass substrate with a heatable zone.
  • Strength characteristics, especially the flexural strength, are summarized in Tab.5c:
  • the temperature difference resistance of 272 ° C determined under the conditions of a conventional, damaged upper side of a cover plate, such as the upper side of a hotplate or cooking surface or more generally a plate for heating food, and with a minimum distance of the edge of the heated zone from the outer edge of the plate 25 mm is not sufficient to withstand the overshoot temperatures of at least 310 ° C without breaking. To avoid breakage, that would be
  • the minimum distance between the edge of the heatable zone and the outer edge of the plate should be increased significantly, namely by at least another 20 mm.
  • a heating element with a significantly lower output would have to be used. However, this would lead to an undesirable impairment of the cooking or heating performance.
  • Fig. 2 shows a temperature-time curve of the top of the cover plate in a
  • FIG. 5a shows an arrangement for performing a first process step in FIG
  • 5b shows an arrangement for carrying out a second process step in the
  • FIG. 6a shows an arrangement for performing a first process step in FIG.
  • 6b shows an arrangement for performing a second process step in
  • a cover plate according to the present disclosure is shown schematically and not true to scale by way of example.
  • This cover plate 100 here has four heatable zones 102, for example.
  • the edge 103 of the heatable zone 102 is shown here as an example by black circles.
  • the distance ai 0 between the edge 103 of the heatable zone 102 arranged in the upper left area of the cover plate 100 and the outer edge 101 of the cover plate 100 is shown.
  • the distance ai 0 is the distance a for the heatable zone 102 “top left” (Io).
  • the distance a is generally within the scope of the present disclosure the shortest connection between the outer edge 101 (or synonymously outer edge) of the cover plate 100 and the edge 103 of a heatable zone 102, regardless of their respective shape, such as circular, elliptical or rectangular.
  • the distance a can be different for each heatable zone 102, for example in the present case the — not shown — distance ai u for the heatable zone 102, which is shown here at the bottom left, would be greater than the distance ai 0, ma if the T x for all heated zones 102 is the same - this can for example be the case if all Fleiz implant used the same
  • Fig. 2 is a schematic representation of the temperature-time curve for the
  • FIG. 3 shows, for embodiment 4, the determination of the flexural strength after sanding a thermally prestressed substrate with 220 sandpaper.
  • the x-axis denotes the flexural strength in MPa, measured in the double ring test.
  • the y-axis denotes the
  • Probability of failure (cumulative frequency).
  • the flexural strength is used as part of the present disclosure denotes the bending strength measured with the double ring method according to EN 1288-5.
  • the distance a in mm is plotted on the y-axis and the maximum surface temperature T max in the heated heatable zone is plotted on the x-axis.
  • the limit straight line 300 is also shown.
  • the curve 301 for the exemplary embodiment 1, the curve 302 for the exemplary embodiment 2, the curve 303 for the exemplary embodiment 3, the curve 304 for the exemplary embodiment 4 and the curve 305 for the comparative example are also designated.
  • the curve 305 for the comparative example lies above the limiting straight line 300.
  • the limiting straight line 300 is given here by equation (11), preferably by equation (12).
  • the present disclosure also describes a device for heating food according to embodiments comprising a cover plate according to embodiments, in particular comprising at least one heatable zone, with the cover plate preferably being characterized by a permissible maximum temperature T max , preferably a permissible one, after use-simulating sanding with 220 SiC maximum surface temperature, preferably a permissible maximum temperature of the top of the cover plate, the probability of breakage failure of the cover plate being less than 0.13%, the minimum distance a between the outer edge of the cover plate and the edge of the at least one heatable zone, given in millimeters, the Inequality prefers the inequality and particularly prefers the inequality the inequality is particularly preferred
  • the present disclosure also relates to a cover plate according to FIG.
  • the cover plate is characterized, in particular after use-simulating sanding with 220 SiC, by a maximum permissible temperature T max , preferably a maximum permissible surface temperature, preferably a maximum permissible temperature of the top of the cover plate, the probability of breakage of the cover plate being less than 0.13 %, the minimum distance a between the outer edge of the cover plate and the edge of the at least one heatable zone, given in millimeters, the inequality prefers the inequality and particularly prefers the inequality the inequality is particularly preferred
  • composition areas specified above individual composition areas are also disclosed independently and in this way are disclosed even without the further composition areas of a corresponding composition additionally specified.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abdeckplatte, insbesondere Platte zum Erhitzen von Lebensmitteln, insbesondere durch Kochen, Braten, Heizen und/oder Grillen, mit einem Glassubstrat mit mindestens einer beheizbaren Zone, wobei das Glassubstrat ein glasiges Material umfasst und ein Gerät zum Erhitzen von Lebensmitteln, insbesondere durch Kochen, Braten, Heizen und/oder Grillen, welches die Abdeckplatte umfasst, sowie ein Verfahren zur Ermittlung eines Sicherheitskennwerts, insbesondere für die Abdeckplatte sowie ein Verfahren zum Bereitstellen der Abdeckplatte oder des Geräts zum Erhitzen von Lebensmitteln.

Description

Abdeckplatte, insbesondere Platte zum Erhitzen von Lebensmitteln, sowie Gerät zum Erhitzen von Lebensmitteln
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Abdeckplatte, wie beispielsweise eine Platte (oder Fläche) zum Erhitzen von Lebensmitteln, insbesondere eine Koch-, Heiz-, Brat- und/oder Grillfläche, sowie ein Gerät zum Erhitzen von Lebensmitteln umfassend eine solche
Abdeckplatte.
Hintergrund der Erfindung
Abdeckplatten, welche temperaturbeständig sind und als Trennelemente dienen, wie beispielsweise elektronische Komponenten eines Geräts, wie eines Geräts zum Erhitzen von Lebensmitteln, schützen, und/oder als Sichtscheiben beispielsweise in Kaminen oder Öfen dienen, sind in der Regel aus einer Glaskeramik mit niedrigem thermischen
Ausdehnungskoeffizienten ausgebildet, wie sie beispielsweise unter der Marke CERAN® vertrieben werden. Dies ist notwendig, damit die Abdeckplatte, die in einem Gerät zum Erhitzen von Lebensmitteln auch als Fläche zum Erhitzen von Lebensmitteln bezeichnet wird, beispielsweise als eine Koch-, Brat-, Heiz- und/oder Grillfläche, den Temperaturen widerstehen kann, welche von den derzeitig verwendeten Heizvorrichtungen oder Heizelementen erzeugt werden.
Die höchsten Temperaturen von bis zu 700°C entstehen bei der Verwendung von sogenannten Strahlungsheizkörpern mit Widerstandsbeheizung.
Geringere Temperaturen von maximal 500°C treten beim Einsatz von Induktionsheizelementen auf. Wegen dieser geringeren Temperaturen kommen bei der Verwendung von Induktionsheizelementen neben Glaskeramiken mit niedriger Wärmedehnung auch prinzipiell Spezialgläser mit etwas höherer Wärmedehnung als Material der Abdeckplatte in Betracht. Es handelt sich dabei in der Regel um Borosilikatgläser mit einem Ausdehnungskoeffizienten von etwa 3,3 * 106/K, auch als„Borosilikatgläser 3.3“ bezeichnet, welche beispielsweise als „Borofloat® 33“ kommerziell erhältlich sind.
Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung werden Flächen zum Erhitzen von Lebensmitteln, also beispielsweise für das Kochen, Braten, Heizen und/oder Grillen, vereinfacht auch als „Kochfläche“ oder als„Kochfeld“ bezeichnet. Entsprechend dem üblichen Sprachgebrauch kann eine Kochfläche auch Kochplatte bezeichnet werden oder allgemein eine Fläche zum Erhitzen von Lebensmitteln als Platte zum Erhitzen von Lebensmitteln.
Die Schriften GB 2 079119 A, US 2013/098903 A1 , US 2013/256301 A1 , US 2014/061196 A1 ,
US 2015/274579 A1, US 2016/338152 A1 und US 2017/247284 A1 beschreiben Kochgeräte, Kochflächen und/oder Kochfelder umfassend Abdeckplatten aus temperaturbeständigem Glas.
In der internationalen Patentanmeldung WO 2018/225627 A1 wird ein vorgespanntes Glas mit einem Ausdehnungskoeffizienten von 2*106/K bis 5*106/K und einer Glasübergangstemperatur von 560°C oder mehr beschrieben.
Allerdings ist es bisher noch notwendig, solchen Spezialgläsern durch einen zusätzlichen Prozessschritt - dem chemischen oder thermischen Vorspannen - die für die Anwendung zum Erhitzen von Lebensmitteln, beispielsweise für das Kochen, notwendige mechanische und thermische Stabilität zu verleihen.
Trotz dieser thermischen Vorspannung zeigen sich jedoch in Versuchen erhebliche Schwächen. Thermisch vorgespanntes Borosilikatglas 3.3 bricht im praktischen Einsatz als Kochfläche, wenn folgende durchaus übliche Bedingungen erfüllt sind:
(a) die Oberfläche der Kochfläche unterliegt im täglichen Gebrauch einer Abnutzung,
speziell auf Grund abrasiver Prozesse (Topfbewegung, Reinigung, Gebrauchskratzer) (b) Die Heizzonen haben einen geringen Abstand von ca. 25 mm von der
Kochflächenaußenkante. Dieser geringe Abstand ist u.a. bei Herden auf dem europäischen Markt üblich und notwendig, um auf Kochflächen im Einbau- Standardformat vier Kochzonen unterzubringen.
Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung werden die beheizbaren Bereiche oder Zonen einer Abdeckplatte bzw. Platte oder Fläche zum Erhitzen von Lebensmitteln auch vereinfacht als Kochzonen oder Heizzonen bezeichnet.
Unter den beiden vorstehend genannten Bedingungen übertreffen die Spannungen, die sich aus dem Temperaturgradienten zwischen der heißen Kochzone und dem kalten Außenrand der Abdeckplatte ergeben, die Festigkeit der Abdeckplatte bzw. in diesem Fall Kochfläche im Außenrandbereich. Dies gilt selbst unter Voraussetzung eines hochgradig
temperaturüberwachten Kochgeräts, das in Überschwingsituationen während des Aufheizens lediglich ca. 310° erreicht. Die Verwendung von Borosilikatglas 3.3 ist daher nur unter der Einschränkung möglich, dass der Abstand zwischen Heizzone und Außenrand der Abdeckplatte mindestens 45 mm beträgt - oder dass Heizköper zum Einsatz kommen, die auf Grund sehr geringer Leistungsaufnahme deutlich unter 310°C bleiben - was aber mit ebenso deutlichen Einbußen bei der Ankochperformance einhergeht.
Es besteht daher ein Bedarf an Abdeckplatten umfassend oder zumindest teilweise oder überwiegend bestehend aus einem Glas, insbesondere einem thermisch vorgespannten Glas und/oder einem Borosilikatglas, welche für den Einsatz als Fläche zum Erhitzen von
Lebensmitteln in einem Gerät zum Erhitzen von Lebensmitteln und/oder als Sichtscheibe in Heißanwendungen, beispielsweise als Kaminsichtscheibe oder Ofenscheibe, geeignet sind, und die in Geräten mit normal leistungsstarken Heizkörpern verwendet werden können und bei denen ein verminderter Randabstand im Vergleich zu bekannten Kochflächen aus Glas möglich ist.
Aufgabe der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, Abdeckplatten aus Glas, insbesondere Platten bzw. Flächen zum Erhitzen von Lebensmitteln aus Glas und/oder thermisch hoch belastbare Sichtscheiben aus Glas beispielsweise für Kamine und/oder Öfen, zur Verfügung zu stellen, welche die vorgenannten Schwächen des Standes der Technik überwinden oder zumindest mildern. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Bereitstellung eines Glases, das als Alternative zu Glaskeramik als Substratmaterial einer Platte bzw. synonym auch Fläche zum Erhitzen von Lebensmitteln, insbesondere einer Kochfläche (oder Kochplatte), geeignet ist und die Schwächen der bekannten Gläser des Standes der Technik überwindet oder zumindest mildert.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche, Bevorzugte und spezielle Ausführungsformen finden sich in den abhängigen Ansprüchen sowie in der vorliegenden Beschreibung und in den beigefügten Zeichnungen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in einem ersten Aspekt in der Bereitstellung einer Abdeckplatte, welche die vorgenannten Schwächen des Standes der Technik überwindet oder zumindest mildert, insbesondere einer Platte (oder Fläche) zum Erhitzen von Lebensmitteln, insbesondere durch Kochen, Braten, Heizen und/oder Grillen, umfassend ein Glassubstrat mit mindestens einer beheizbaren Zone.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Bereitstellung eines Geräts zum Erhitzen von Lebensmitteln umfassend eine Abdeckplatte, insbesondere eine Platte (oder Fläche) zum Erhitzen von Lebensmitteln, umfassend ein Glassubstrat mit mindestens einer beheizbaren Zone, welches die Schwächen des Standes der Technik überwindet oder zumindest mindert, vorzugsweise ein Gerät, welches kostengünstig herstellbar ist und/oder eine verbesserte Bedienersicherheit aufweist.
Ein dritter Aspekt betrifft die Verwendung einer solchen Abdeckplatte.
Die Erfindung betrifft folglich eine Abdeckplatte, insbesondere eine Platte (oder Fläche) zum Erhitzen von Lebensmitteln, insbesondere durch Kochen, Braten, Heizen und/oder Grillen, umfassend ein Glassubstrat mit mindestens einer beheizbaren Zone, wobei das Glassubstrat ein glasiges Material umfassend die folgenden Komponenten in Gew.-% umfasst:
Si02 60 bis 80
AI2O3 0,5 bis 25
B2O3 0 bis 1 1
U20 0 bis 5
Na20 0 bis 8
K20 0 bis 8
MgO O bis 10
CaO O bis 10
SrO O bis 10
BaO 0 bis 3
ZnO 0 bis 3
Ti02 0 bis 3
Zr02 0 bis 6
Mn02 0 bis 1
P2O5 O bis 2
Nd2Ü3 0 bis 1
CS2O O bis 10
La203 0 bis 5
Sn02 0 bis 1
AS2O3 0 bis 1
Sb2Ü3 0 bis 1 ,6
CI 0 bis 0,5 sowie optional mindestens ein weiteres färbendes Oxid aus der Gruppe Fe203 und/oder CoO sowie ggf. weitere Farboxide, insbesondere NiO, Mn02, Cr203, wobei der Anteil der weiteren färbenden Oxide, inkl. der ggf. weiteren Farboxide, in Summe zwischen 0 Gew.-% bis 5 Gew.-% liegt, wobei das Glassubstrat vorzugsweise scheibenförmig ausgebildet ist, wobei vorzugsweise die Biegefestigkeit des thermisch vorgespannten Glassubstrats insbesondere durch Abnutzung einer Oberfläche, simuliert durch Schmirgelung mit 220er SiC, einen Sicherheitskennwert der Biegefestigkeit, definiert als der um drei Standardabweichungen verminderte Mittelwert der Festigkeitsverteilung, von mindestens 90 MPa aufweist.
Bei den vorliegend offenbarten Ausführungsformen betrug die Standardabweichung jeweils 3 bis 5 MPa.
Bei einer weiteren Form der Abdeckplatte weist das Glassubstrat ein glasiges Material auf, welches die folgenden Komponenten in Gew.-% umfasst:
Si02 61 bis 80, bevorzugt 62 bis 80, besonders bevorzugt 63 bis 80
AI2O3 2 bis 23, bevorzugt 2 bis 22
B2O3 0 bis 1 1
U20 0 bis 4,2
Na20 O bis 7,1
K20 0 bis 8, besonders bevorzugt größer 0
MgO 0 bis 9,8
CaO 0 bis 9,8
SrO 0 bis 8,9
BaO 0 bis 3
ZnO 0 bis 2, bevorzugt 0 bis 1 ,8
Ti02 0 bis 3, bevorzugt 0 bis 2,4
Zr02 0 bis 4
Mn02 0 bis 0,5
P2O5
Nd203 0 bis 0,5, bevorzugt 0 bis 0,3
CS2O 0 bis 3, bevorzugt bis auf unvermeidliche Spuren frei von Cs20
La203 0 bis 0,5, bevorzugt bis auf unvermeidliche Spuren frei von La203
Sn02 0 bis 1 , bevorzugt 0 bis 0,6
AS2O3 0 bis 0,9
Sb203 0 bis 1 ,6, bevorzugt 0 bis 0,6 CI 0 bis 0,5 sowie optional mindestens ein weiteres färbendes Oxid aus der Gruppe Fe203 und/oder CoO sowie ggf. weitere Farboxide, insbesondere NiO, Mn02, Cr203, wobei der Anteil der weiteren färbenden Oxide, inkl. der ggf. weiteren Farboxide, in Summe zwischen 0 Gew.-% bis 5 Gew.-% liegt.
Bei einer nochmals weiteren Ausführungsform weist das Glassubstrat ein glasiges Material auf, welches die folgenden Komponenten in Gew.-% umfasst:
Si02 62 bis 80, bevorzugt 63 bis 80, besonders bevorzugt 63 bis 79
AI2Ü3 3 bis 23, bevorzugt 5 bis 23, besonders bevorzugt 5 bis 22
B2Ü3 0 bis 11, bevorzugt 0 bis 5
Li20 0 bis 4,2, bevorzugt 1 bis 4,1, besonders bevorzugt 2 bis 4,1
Na20 0,1 bis 7,1
K20 0 bis 8, bevorzugt 0 bis 1, besonders bevorzugt 0 bis 0,2, besonders bevorzugt größer 0
MgO 0 bis 9,8, bevorzugt 0 bis 2, besonders bevorzugt 0 bis 1,1
CaO 0 bis 9,8, bevorzugt 0 bis 1, besonders bevorzugt 0 bis 0,2
SrO 0 bis 8,9, bevorzugt 0 bis < 0,03, besonders bevorzugt bis auf
unvermeidliche Spuren frei von SrO
BaO 0 bis 2,8
ZnO 0,2 bis 1,8, bevorzugt 0,3 bis 1,7, besonders bevorzugt 0,4 bis 1,6
Ti02 0 bis 3, bevorzugt 0 bis 2,4, besonders bevorzugt größer 0
Zr02 0 bis 2,5, bevorzugt 0 bis 1,9, besonders bevorzugt größer 0
Mn02 0 bis 0,5, bevorzugt 0 bis 0,3
R2Od 0 bis 1,8, bevorzugt 0 bis 1,5, besonders bevorzugt 0 bis 1,3
Nd2Ü3 0 bis 0,5, bevorzugt 0 bis 0,3, besonders bevorzugt 0 bis 0,25
Cs20 0 bis 3, bevorzugt bis auf unvermeidliche Spuren frei von Cs20
La203 0 bis 0,5, bevorzugt bis auf unvermeidliche Spuren frei von La203
Sn02 0 bis 1, bevorzugt 0 bis 0,5
AS2Ü3 0 bis 0,9, bevorzugt 0 bis 0,85 Sb203 0 bis 1 ,6, bevorzugt 0 bis 0,6 sowie optional mindestens ein weiteres färbendes Oxid aus der Gruppe Fe2C>3 und/oder CoO sowie ggf. weitere Farboxide, insbesondere NiO, Mn02, Cr203, wobei der Anteil der weiteren färbenden Oxide, inkl. der ggf. weiteren Farboxide, in Summe zwischen 0 Gew.-% bis 5 Gew.-% liegt.
Bei einer nochmaligen Ausführungsform weist das Glassubstrat ein glasiges Material auf, wobei das Glassubstrat ein glasiges Material umfassend die folgenden Komponenten in Gew.-% umfasst:
Si02 61 bis 80, bevorzugt 61 bis 79, besonders bevorzugt 62 bis 79
Al203 I bis 13, bevorzugt 2 bis 13
B2O3 6 bis 11
Li20 0 bis 0,5, bevorzugt 0 bis 0,1, besonders bevorzugt bis auf unvermeidliche
Spuren frei von Li20
Na20 O bis 7,1, bevorzugt 0 bis 6
K20 0 bis 8, bevorzugt 0 bis 5,5, besonders bevorzugt größer 0
MgO 0 bis 2,5
CaO 0 bis 9,8, bevorzugt 0,5 bis 9,7
SrO 0 bis 8,9, bevorzugt 0 bis < 0,03, besonders bevorzugt bis auf
unvermeidliche Spuren frei von SrO
BaO 0 bis 2,9
ZnO 0 bis 0,4
Ti02 0 bis 2,4
Zr02 0 bis 4
Mn02 0 bis 0,3
R2Od 0 bis 1,3
Nd203 0 bis 0,25
Cs20 0 bis 3, bevorzugt bis auf unvermeidliche Spuren frei von CsO
La203 0 bis 0,5, bevorzugt bis auf unvermeidliche Spuren frei von La2C>3
Sn02 0 bis 1 , bevorzugt 0 bis 0,5 AS2O3 0 bis 0,85
Sb203 O bis 1,6, bevorzugt 0 bis 0,6
CI 0 bis 0,5 sowie optional mindestens ein weiteres färbendes Oxid aus der Gruppe Fe203 und/oder CoO sowie ggf. weitere Farboxide, insbesondere NiO, Mn02, Cr203, wobei der Anteil der weiteren färbenden Oxide, inkl. der ggf. weiteren Farboxide, in Summe zwischen 0 Gew.-% bis 5 Gew.-% liegt.
Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung gelten die folgenden Definitionen:
Unter einem färbenden Oxid wird im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ein Oxid verstanden, welches in einer Glasmatrix durch färbende Ionen das Glas im Volumen durch Absorption färbt. Die färbenden Ionen des färbenden Oxids liegen dabei in der Glasmatrix verteilt vor, vergleichbar färbenden Ionen in einer Flüssigkeit bzw. Lösung. Durch das färbende Oxid wird also das Volumen des Glases gefärbt, so dass dieses als volumengefärbt bezeichnet wird. Im Gegensatz zu einer Volumenfärbung durch färbende Ionen, insbesondere färbende Metallionen steht beispielsweise die Färbung durch den Zusatz von Pigmenten oder die Farbgebung durch eine Beschichtung. Solche Färbungen durch Pigment und/oder durch eine Beschichtung, welche beispielsweise das Streuverhalten eines Glases verändern können, sind keine Volumenfärbung im Sinne der vorliegenden Offenbarung. Die Volumenfärbung ändert beispielsweise nicht das Streuverhalten des Glases.
Es ist aber auch möglich und kann bevorzugt sein, dass das Glas nach Ausführungsformen transparent ungefärbt vorliegt, also bis auf unvermeidliche Spuren keine färbenden Oxide umfasst. Solche unvermeidlichen Spuren liegen in der Regel bei 500 ppm oder weniger.
Unter dem Zubereiten von Lebensmitteln mittels Erhitzen wird insbesondere das Kochen, beispielsweise unter Verwendung von Kochgeschirr, wie einem Topf, das Braten, beispielsweise unter Verwendung von Bratgeschirr, wie einer Bratpfanne oder einem Bräter, das Grillen und/oder das Heizen von Lebensmitteln verstanden. Lebensmittel umfassen insbesondere feste, io
aber auch fluide Stoffe, wie beispielsweise Wasser, oder Gemische von festen und fluiden Stoffen, wie beispielsweise Teig.
Ein Gerät zum Erhitzen von Lebensmitteln kann beispielsweise ein Kochgerät sein, welches eine sogenannte Kochfläche umfasst. Diese Kochfläche umfasst ihrerseits ein glasiges Substrat oder Glassubstrat sowie gegebenenfalls Beschichtungen, welche auf einer Oberfläche der Fläche angeordnet sind, und/oder kann weiterhin veredelt und/oder nachbearbeitet sein, insbesondere beispielsweise bearbeitete und/oder facettierte Kanten und/oder Bohrungen aufweisen. Das Gerät kann neben der Fläche zum Erhitzen von Lebensmitteln weitere Komponenten, insbesondere elektronische Komponenten umfassen. Allgemein umfasst mithin eine Fläche zum Erhitzen von Lebensmitteln ein glasiges Substrat oder Glassubstrat sowie gegebenenfalls Beschichtungen, welche auf einer Oberfläche der Fläche bzw. des Substrats angeordnet sind, und/oder kann weiterhin veredelt und/oder nachbearbeitet sein.
Unter einem Substrat wird im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ein Erzeugnis verstanden, welches nachbearbeitbar und/oder veredelbar ist, insbesondere durch eine Behandlung von Oberflächen und/oder Kanten, wie beispielsweise dem Facettieren von Kantenflächen und/oder dem Aufbringen von Beschichtungen.
Unter einer Abdeckplatte wird im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ein veredeltes Substrat verstanden.
Die beheizbare Zone einer Abdeckplatte, beispielsweise einer Fläche zum Erhitzen von Lebensmitteln, ist vorzugsweise ein Bereich des Substrats. Handelt es sich bei der Fläche zum Erhitzen von Lebensmitteln um eine Kochfläche, kann eine solche beheizbare Zone auch als „Kochzone“ bezeichnet werden.
Unter einer scheibenförmigen Ausbildung eines Erzeugnisses, wie beispielsweise einem Substrat, wird verstanden, dass die räumliche Ausdehnung des Erzeugnisses in zwei
Raumrichtungen eines kartesischen Koordinatensystems mindestens eine Größenordnung größer ist als in der dritten Raumrichtung. Diese dritte, mithin geringste räumliche Ausdehnung, wird üblicherweise auch als die Dicke des Erzeugnisses, beispielsweise eines Substrats oder einer Fläche zum Zubereiten von Lebensmitteln durch Erhitzen, bezeichnet, die beiden anderen Raumrichtungen werden üblicherweise als dessen Länge bzw. Breite bezeichnet. Im Sinne der vorliegen Offenbarung kann ein scheibenförmiges Substrat sowohl eben oder flach als auch gewölbt ausgebildet sein und auch als ebene oder flache Scheibe oder als gewölbte Scheibe ausgebildet sein.
Durch die Länge und die Breite der Platte werden die Hauptoberflächen oder Hauptflächen des Substrats und entsprechend auch der Abdeckplatte bzw. Fläche bestimmt. Es handelt sich dabei um die Oberseite und die Unterseite des Substrats bzw. der Fläche. Als Oberseite des Substrats bzw. der Abdeckplatte oder Fläche wird dabei diejenige Hauptoberfläche des Substrats, der Abdeckplatte oder der Fläche bezeichnet, welche in der betrieblichen Nutzung beispielsweise zum Erhitzen von Lebensmitteln einem Benutzer zugewandt ist. Die Unterseite ist diejenige Hauptfläche des Substrats bzw. der Abdeckplatte bzw. der Fläche, welche in der betrieblichen Nutzung einer solchen Platte dem Benutzer abgewandt ist. Sofern im Rahmen der vorliegenden Anmeldung von einer„Oberfläche“ des Substrats bzw. der Fläche zum Erhitzen von
Lebensmitteln gesprochen wird, ist damit eine Hauptfläche (auch Hauptoberfläche) gemeint, also die Oberseite oder die Unterseite der Fläche oder des Substrats.
Allgemein kann man die Oberseite auch als die Seite eines Substrats oder der Abdeckplatte bzw. Fläche verstehen, die Markierungen aufweist oder aufweisen kann, beispielsweise
Kochzonenmarkierungen oder funktionelle Beschichtungen, welche die Bedienbarkeit eines Geräts verbessern sollen, beispielsweise haptische Beschichtungen. Die Unterseite ist die Seite des Substrats, welche beispielsweise elektronischen Komponenten zugewandt sein kann.
Beschichtungen auf der Unterseite weisen daher in der Regel andere Eigenschaften auf als Oberseitenbeschichtungen.
Je nach genauer Lagerung der Platte in der betrieblichen Nutzung kann die Unterseite auch als Rückseite bezeichnet werden und die Oberseite auch als Vorderseite.
Unter dem Begriff der„Tg“ wird die Transformations- oder Glasübergangstemperatur eines Materials verstanden. Die Transformationstemperatur Tg ist bestimmt durch den Schnittpunkt der Tangenten an die beiden Äste der Ausdehnungskurve beim Messung mit einer Heizrate von 5K/min. Dies entspricht einer Messung nach ISO 7884-8 bzw. DIN 52324.
Der lineare thermische Ausdehnungskoeffizient a ist im Rahmen der vorliegenden Offenbarung, sofern nicht anders angegeben, im Bereich von 20-300°C angegeben. Die Bezeichnungen a und O20-300 werden im Rahmen dieser Erfindung synonym verwendet. Beim angegebenen Wert handelt es sich um den nominalen mittleren thermischen Längenausdehnungskoeffizienten gemäß ISO 7991 , welcher in statischer Messung bestimmt ist.
Unter einem glasigen Material oder einem Glas wird im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ein amorphes Material verstanden, welches aus einem Schmelzprozess, vorzugsweise mit anschließender Heißformgebung wie Walzen, Floaten oder Ziehen, erhalten wird.
Sofern im Rahmen der vorliegenden Offenbarung auf die Temperaturunterschiedsfestigkeit einer Fläche und/oder eines Substrats abgestellt wird, ist diese wie folgt bestimmt worden:
Da die Festigkeit wesentlich auch durch die Oberflächenbeschädigungen bestimmt wird, wie sie im täglichen Gebrauch an einer Oberfläche, insbesondere der Oberseite einer Fläche zum Erhitzen von Lebensmitteln und/oder eines Glassubstrats, welches von einer solchen Fläche umfasst wird, typischerweise nach einiger Benutzung auftreten, kann ein praxisrelevanter Gebrauchszustand vor der Inbetriebnahme durch eine gebrauchssimulierende
Oberflächenveränderung, insbesondere eine Schmirgelung des Bereichs der Fläche bzw. des Glassubstrats, welches mindestens den Bereich zwischen den Heizzonen und der Außenkante der Abdeckplatte umfasst, beispielsweise mit gebundenem SiC-Korn der Körnung 220 nach DIN ISO 6344 hergestellt werden. Hierbei erfolgt die Schmirgelung senkrecht oder parallel zur Außenkante der Platte, insbesondere wie dies nachfolgend noch detaillierter beschrieben wird. Anschließend wird die dem geschmirgelten Bereich benachbarte oder unter diesem liegende beheizbare Zone in Betrieb genommen.
Bei diesem Verfahren zum Einbringen einer gebrauchssimulierenden Oberflächenveränderung in die Abdeckplatte oder in einen dieser entnommenen Probenkörper, wird eine Schmirgelung vorgenommen und dabei jeweils als Schmirgel sowohl für die Schmirgelung zur Bestimmung der Temperaturunterschiedsfestigkeit als auch für die Schmirgelung zur Ermittlung eines
Sicherheitskennwerts sowie für die Bestimmung der Biege- oder Biegebruchfestigkeit das Schmirgelblatt oder Schmirgelpapier des Herstellers VSM mit der Artikel-Nr. CP918A und einer Körnung P220 verwendet.
Die bei diesem Verfahren zum Einbringen einer gebrauchssimulierenden
Oberflächenveränderung in die Abdeckplatte oder in einen dieser entnommenen Probenkörper verwendete Kornart des Schmirgelpapiers oder Schmirgelblatts ist jeweils Siliziumkarbid und das Schmirgelpapier- oder blatt entspricht der Norm DIN ISO 6344. Die Bindung ist jeweils eine Vollkunstharzbindung und das Trägermaterial ist dabei leichtes Latexpapier (A-Papier).
Der Probenkörper 1 hat jeweils die Dicke der Abdeckplatte 100, welcher dieser entnommen wurde und somit eine Dicke von zwischen 2,8 mm und 6,3 mm, wobei für verschiedene Dicken kein Unterschied beim Ergebnis der Schmirgelung erkannt werden konnte, die durch
Schmirgelung vorgenommene Veränderung der Oberfläche somit unabhängig von der Dicke des Probenkörpers 1 und somit der Abdeckplatte 100 war.
Der Probenkörper 1 wurde der Abdeckplatte 100 jeweils entnommen oder aus dieser vereinzelt, bevor Druck- oder Druckvorspannungen in die Abdeckplatte 100 eingebracht wurden. Nach der Vereinzelung des Probenkörpers 1 wurden in diesen zusammen mit der Abdeckplatte 100, welcher dieser entnommen wurde, durch thermisches Vorspannen Druckspannungen eingebracht. Hierbei durchlief der Probenkörper 1 jeweils den gleichen Vorspannprozess wie die Abdeckplatte 100, bevorzugt zusammen mit dieser, und wies somit die gleichen Druck- oder Druckvorspannungen wie diese auf. Dies war insbesondere vor der Schmirgelung für den Gegenstand des Anspruchs 1 , des Anspruchs 16 sowie des Anspruchs 22 der Fall.
Bei diesem Verfahren wird die Schmirgelung zur Bestimmung der
Temperaturunterschiedsfestigkeit, somit auch der Bestimmung des in Anspruch 16 angegebenen minimalen Abstands a zwischen der Außenkante der Abdeckplatte und dem Rand der mindestens einen beheizbaren Zone sowie die in den von diesem abhängigen Ansprüchen erwähnte Schmirgelung wie folgt vorgenommen. Fig. 5a zeigt eine Anordnung zur Durchführung eines ersten Prozessschritts bei dem Verfahren zur Schmirgelung eines Probenkörpers 1 einer Abdeckplatte 100 zur nachfolgenden Bestimmung der in Anspruch 16 erwähnten Temperaturunterschiedsfestigkeit sowie des minimalen Abstands a zwischen der Außenkante der Abdeckplatte und dem Rand der mindestens einen beheizbaren Zone, welche sich von der in Anspruch 1 erwähnten Schmirgelung zur Bestimmung der Biegeoder Biegebruchfestigkeit wie nachfolgend noch detaillierter ausgeführt unterscheidet.
Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung wird, insbesondere bei der Beschreibung des Verfahrens zur Schmirgelung, abkürzend nur die Abdeckplatte 100 oder der der Abdeckplatte 100 entnommene Probenkörper 1 erwähnt. Hierbei soll diese Angaben jedoch auch jeweils das Glassubstrat bezeichnen, aus welchem die Abdeckplatte 100 und somit der Probenkörper 1 besteht oder welches diese zumindest umfassen.
Es wird sowohl bei der Schmirgelung zur Bestimmung der Temperaturunterschiedsfestigkeit als auch bei der Schmirgelung zur Bestimmung der Biege- oder Biegebruchfestigkeit jeweils ein Probenkörper 1 aus der vorliegend beschriebenen Abdeckplatte 100, welcher noch keine, nach dessen Herstellung eingebrachte Oberflächenveränderungen, wie insbesondere
Gebrauchsspuren zeigt, mit den Abmaßen 250x250x4 [mm] wie vorstehend beschrieben herausgelöst.
Insbesondere umfasst dieser Probenkörper 1 hierdurch auch die vorliegend jeweils offenbarten entsprechenden Oberflächendruckspannungen, welche im Rahmen der vorliegenden
Offenbarung auch als Oberflächendruckvorspannungen bezeichnet werden.
Ein Schmirgelblatt 2 der Größe 65 mm x 30 mm wird durch ein dieses vollflächig bedeckendes Gewicht 3 mit ebener Unterseite gleichmäßig belastet, so dass die Anpresskraft pro Fläche 2 N/cn beträgt.
Bei einem ersten Prozess- oder Verfahrensschritt wird das derart beschwerte Schmirgelblatt 2 senkrecht zur Außenkante 4 des Probenkörpers 1 mit einem beispielsweise verwendeten Format des Probenkörpers 1 von 250x250x4 [mm], mit einer Geschwindigkeit von v = 0,3 m/s ± 0, 1 m/s bewegt. Diese Bewegung beginnt innerhalb der beheizbaren Zone 102 und endet, sobald das
Schmirgelblatt 2 in seiner Gänze über den Außenrand 4 (bzw. die Außenkante) 4 des
Probenkörpers 1 der Abdeckplatte 100 hinausbewegt worden ist.
Die Länge der hierbei insgesamt von dem Schmirgelblatt 2 überstrichenen Strecke, somit der Schmirgelstrecke, beträgt jeweils 200 mm und führt in eine Überlaufstrecke außerhalb des Probenkörpers 1 , welche sich direkt an den Probenkörper 1 anschließt.
Diese Bewegung des ersten Prozess- oder Verfahrensschritt führt dazu, dass nach Ende der Schmirgelung das Schmirgelblatt 2 jeweils den Probekörper 1 verlassen hat.
Um diesen Schmirgelvorgang bis über den Außenrand 4 (bzw. die Außenkante 4) des
Probenkörpers 1 der Abdeckplatte 100, beispielsweise somit über den simulierten
Kochflächenrand, hinaus mit einer gleichmäßigen Anpresskraft ausführen zu können, kann erforderlichenfalls für die Erlangung der vorliegend offenbarten Werte eine geeignet
dimensionierte Platte 5 (Hilfsplatte) direkt am Außenrand 4 des Probenkörpers 1 der
Abdeckplatte 100 positioniert werden, die den Höhenunterschied zwischen dem Probenkörper 1 der Abdeckplatte 100 und der Umgebung des Probenkörpers 1 ausgleicht und die vorstehend erwähnte Überlaufstrecke ausbildet.
Das Schmirgelblatt 2 ist dabei für die in den Figuren 5a, 5b und 6a gezeigten Prozess- oder Verfahrensschritte des Verfahrens zum Einbringen einer Oberflächenveränderung, insbesondere der Schmirgelung jeweils so orientiert, dass seine längere Seite von 65 mm senkrecht zur Plattenaußenkante 4, somit der Außenkante 4 des Probenkörpers 1 der Abdeckplatte 100, liegt.
Bei dem in Figur 6b gezeigten Verfahrens- oder Prozessschritt zur Schmirgelung ist die längere Seite von 65 mm des Schmirgelblatts 2 jedoch parallel zur Plattenaußenkante 4 orientiert.
Für Probenkörper 1 mit einer abweichenden Dicke, muss entsprechend die Dicke der Hilfsplatte 5 angepasst werden. Der vorstehend beschriebene Schmirgelvorgang wird mit einem zweiten, ebenfalls noch unbenutzten Schmirgelblatt, an selber Position, wiederholt, wie dies nochmals in Fig.5b dargestellt ist.
Die Schmirgelstrecke ist hierbei jeweils konstant auf eine Länge von 200mm gehalten.
Die„0“ - Position oder Startposition der„Schmirgelstrecke“ beginnt insbesondere in der beheizbaren Zone, somit jedenfalls im Probenkörper 1 mit einem Abstand von 200mm zum Rand des Probenkörpers 1 und endet an der kalten Außenkante 4, mit einer Schmirgelstrecke, die sich rechtwinklig verlaufend zur Mitte der beheizten Zone, der jeweils betrachteten beheizbaren Zone erstreckt.
Bei dem Verfahren zur Einbringung einer Oberflächenveränderung wird die Schmirgelung zur Bestimmung eines Sicherheitskennwerts bezogen auf die Biege- oder Biegebruchfestigkeit, somit die in Anspruch 1 sowie den von diesem abhängigen Ansprüchen erwähnte Schmirgelung wie folgt vorgenommen.
Bei dieser Schmirgelung weist der Probenkörper 1 eine Fläche von 100X100 mm bei einer Dicke von 4 mm auf und beträgt die Länge der Schmirgelstrecke 100mm.
Ansonsten wird der erste in Figur 6a dargestellte Schritt wie vorstehend bezüglich der in Figur 5a dargestellten Schmirgelung zur Bestimmung der Temperaturunterschiedsfestigkeit beschrieben durchgeführt.
Der zweite, in Figur 6 b dargestellte Verfahrens- oder Prozessschritt weicht jedoch davon ab.
Beim zweiten Prozessschritt dieser Schmirgelung wird der vorstehend beschriebene
Schmirgelvorgang mit einem zweiten, ebenfalls noch unbenutzten Schmirgelblatt wiederholt, wobei der Probenkörper 1 vorab jedoch um 90° gedreht und über eine parallel zur Kante 4 verlaufende Schmirgelstrecke mit einer Länge von 100 mm bewegt wird, so dass sich eine senkrecht kreuzende Schmirgelspur auf dem Probenkörper 1 einstellt. Zusammenfassend und insbesondere wenn es sich um eine vorgespannte Abdeckplatte handelt, kann die Temperaturunterschiedsfestigkeit (TUF) Tmax, insbesondere auch zur Bestimmung des in Anspruch 16 erwähnten minimalen Abstands a zwischen der Außenkante der Abdeckplatte und dem Rand der mindestens einen beheizbaren Zone wie folgt ermittelt werden: i) Vorlegen der vorgespannten Abdeckplatte;
ii) Anlegen einer Hilfsplatte gleicher Größe, wie die Größe der Abdeckplatte, an eine erste Kante der Abdeckplatte, so dass sich die Kante der Abdeckplatte und die Kante der Hilfsplatte vollständig berühren;
iii) Positionieren eines Schmirgelpapiers mit den Maßen 65 mm x 30 mm, so dass die Seite mit einer Länge von 65 mm senkrecht zu der ersten Kante angeordnet ist, so dass der Abstand zwischen der ersten Kante und dem Schmirgelpapier 135 mm beträgt, wobei der Abstand zwischen dem Schmirgelpapier und einer der ersten Kante
benachbarten zweiten Kante 1 10 mm beträgt, d.h. dass der Abstand zwischen dem Schnittpunkt der Diagonalen des Schmirgelpapiers zur zweiten Kante 125 mm beträgt, und wobei die Kornart des Schmirgelpapiers Siliziumkarbid ist und eine Körnung von P220 aufweist, welches mit einer Vollkunstharzbindung an ein leichtes Latexpapier (A-Papier) gebunden ist, und wobei das Schmirgelpapier der Norm DIN ISO 6344 entspricht;
iv) Vollflächiges Belasten des Schmirgelpapiers, so dass die Anpresskraft pro Fläche 2 N/cn beträgt;
v) Bewegen des positionierten und belasteten Schmirgelpapiers senkrecht zur ersten Kante und in Richtung der ersten Kante mit einer Geschwindigkeit von v = 0,3 m/s ± 0,1 m/s bis das Schmirgelpapier den Probenkörper vollständig verlassen hat und sich vollständig auf der Hilfsplatte befindet;
vi) Einmaliges Wiederholen der Schritte iii) bis v), wobei ein neues Schmirgelpapier verwendet wird; und
vii) Messen der Temperaturunterschiedsfestigkeit Tmax, wobei die Heizzone den
geschmirgelten Bereich mittig umfasst, und wobei die Temperaturunterschiedsfestigkeit Tmax mit einem Verfahren gemessen wird, beschrieben unter Punkt 3.5
„Thermoschockprüfung / TUF-Prüfung“ in der Dissertation„Untersuchungen zum
Thermoschockverhalten von Keatit-Mischkristall-Glaskeramiken“, Christian Hans-Georg Roos, Würzburg, 2002. Zusammenfassend und insbesondere wenn es sich um eine vorgespannte Abdeckplatte handelt, kann der Sicherheitskennwert der Biegefestigkeit, insbesondere auch für den Gegenstand des
Anspruchs 1 und des Anspruchs 22, wie folgt ermittelt werden: i) Vermessen der thermischen Vorspannung der Abdeckplatte mittels Streulichtpolariskop, dem Gerät„Sculp-05“ der Firma„Glasstress“;
ii) Erwärmen der Abdeckplatte auf 100 °C über Tg;
iii) Halten der Abdeckplatte für 1 h bei 100 °C über Tg;
iv) Abkühlen der Abdeckplatte, wobei die Abkühlrate 1 K/min beträgt;
v) Herauslösen von mindestens 3, bevorzugt 4, mehr bevorzugt 9, mehr bevorzugt 20
Probenkörpern mit den Maßen 100 mm x 100 mm, aus der abgekühlten Abdeckplatte; vi) Vorlegen eines erhaltenen Probenkörpers, so dass die Oberseite der ursprünglichen
Abdeckplatte nach oben schaut;
vii) Anlegen einer ersten Hilfsplatte gleicher Größe, wie die Größe des Probenkörpers, an eine erste Kante des Probenkörpers, so dass sich die erste Kante des Probenkörpers und die Kante der ersten Hilfsplatte vollständig berühren;
viii) Positionieren eines ersten Schmirgelpapiers mit den Maßen 65 mm x 30 mm, so dass die Seite mit einer Länge von 65 mm senkrecht zu der ersten Kante angeordnet ist, so dass der Abstand zwischen der ersten Kante und dem ersten Schmirgelpapier 35 mm beträgt, wobei die Seite mit einer Länge von 30 mm in Bezug auf die erste Kante mittig angeordnet ist, und
wobei die Kornart des ersten Schmirgelpapiers Siliziumkarbid ist und eine Körnung von P220 aufweist, welches mit einer Vollkunstharzbindung an ein leichtes Latexpapier (A- Papier) gebunden ist, und wobei das erste Schmirgelpapier der Norm DIN ISO 6344 entspricht;
ix) Vollflächiges Belasten des ersten Schmirgelpapiers, so dass die Anpresskraft pro Fläche 2 N/cn beträgt;
x) Bewegen des positionierten und belasteten ersten Schmirgelpapiers senkrecht zur ersten Kante mit einer Geschwindigkeit von v = 0,3 m/s ± 0,1 m/s bis das erste Schmirgelpapier die Abdeckplatte vollständig verlassen hat und sich vollständig auf der ersten Hilfsplatte befindet; xi) Anlegen einer zweiten Hilfsplatte gleicher Größe, wie die Größe des Probenkörpers, an eine zweite Kante des Probenkörpers, die an die erste Kante des Probenkörpers grenzt, so dass sich die zweite Kante des Probenkörpers und die Kante der zweiten Hilfsplatte vollständig berühren;
xii) Positionieren eines zweiten neuen Schmirgelpapiers mit den Maßen 65 mm x 30 mm, so dass die Seite mit einer Länge von 65 mm senkrecht zu der zweiten Kante angeordnet ist, so dass der Abstand zwischen der zweiten Kante und dem zweiten Schmirgelpapier 35 mm beträgt,
wobei die Seite mit einer Länge von 30 mm in Bezug auf die zweite Kante mittig angeordnet ist, und
wobei die Kornart des zweiten Schmirgelpapiers Siliziumkarbid ist und eine Körnung von P220 aufweist, welches mit einer Vollkunstharzbindung an ein leichtes Latexpapier (A- Papier) gebunden ist, und wobei das zweite Schmirgelpapier der Norm DIN ISO 6344 entspricht;
xiii) Vollflächiges Belasten des zweiten Schmirgelpapiers, so dass die Anpresskraft pro Fläche 2 N/cn beträgt,
xiv) Bewegen des positionierten und belasteten zweiten Schmirgelpapiers senkrecht zur
zweiten Kante mit einer Geschwindigkeit von v = 0,3 m/s ± 0,1 m/s bis das zweite Schmirgelpapier die Abdeckplatte vollständig verlassen hat und sich vollständig auf der zweiten Hilfsplatte befindet;
xv) Messen der Biegefestigkeit gemäß EN 1288-5 von mindestens 3, bevorzugt 4, mehr bevorzugt 9, mehr bevorzugt 20 Proben, erhalten mittels den Schritten v) bis xiv);
xvi) Berechnen des Sigma-Mittelwerts und der Standardabweichung der in Schritt xv)
gemessenen Biegefestigkeiten; und
xvii) Berechnen des Sicherheitskennwertes der Biegefestigkeit, wobei der Sicherheitskennwert der Biegefestigkeit wie folgt berechnet wird:
Sicherheitskennwertes der Biegefestigkeit = (Sigma-Mittelwert der Biegefestigkeit ermittelt in Schritt xvi)) - (3 x Standardabweichung ermittelt in Schritt xvi)) + (thermische
Vorspannung ermittelt in Schritt i)).
Insbesondere wenn es sich um eine vorgespannte Abdeckplatte 100 handelt, kann der
Sicherheitskennwert der Biegefestigkeit insbesondere auch für die Zwecke des Anspruchs 21 wie vorstehend beschrieben ermittelt werden, wobei durch die dabei beschriebene Schmirgelung eine definierte, insbesondere gebrauchssimulierende Oberflächenveränderung eingebracht wird, nach Einbringung der Oberflächenveränderung eine Prüfung des Glassubstrats der Abdeckplatte 100, insbesondere eine Prüfung der Biege- oder Biegebruchfestigkeit, vorzugsweise gemessen mit der Doppelringmethode nach EN 1288-5, durchgeführt wird, und basierend auf dem Ergebnis der Prüfung ein Sicherheitskennwert ermittelt und der Abdeckplatte zugeordnet wird.
Vorzugsweise ist dieser Sicherheitskennwert der Biegefestigkeit, definiert als der um drei Standardabweichungen verminderte Mittelwert der Festigkeitsverteilung, und weist als Mindest- Sicherheitskennwert für die vorliegend offenbarten Abdeckplatten mindestens 90 MPa auf.
Bei diesem Verfahren kann die gebrauchssimulierende Oberflächenveränderung durch
Schmirgelung, insbesondere durch eine Schmirgelung wie diese vorstehend für Anspruch 1 beschrieben wurde, im Wesentlichen einem mittleren Gebrauch der Abdeckplatte oder dem Gerät zum Erhitzen von Lebensmitteins von etwa drei Jahren Gebrauchsdauer entsprechen.
Offenbart wird auch ein Verfahren zum Bereitstellen einer Abdeckplatte oder eines Geräts zum Erhitzen von Lebensmitteln, insbesondere zum Bereitstellen einer Abdeckplatte, wie diese vorliegend offenbart ist, oder eines Geräts zum Erhitzen von Lebensmitteln, wie dieses vorliegend offenbart ist, mit einem Mindest-Sicherheitskennwert, welcher unter Verwendung des vorstehend erwähnten Verfahrens ermittelt ist, bei welchem nach Ermittlung eines
Sicherheitskennwerts, der unterhalb eines vorgegebenen Mindest-Sicherheitskennwerts, insbesondere dem vorstehend angegebenen Mindest-Sicherheitskennwert liegt, die
Vorspannung, insbesondere die thermische Oberflächendruckvorspannung in dem von der Abdeckplatte umfassten Glassubstrat erhöht oder ein von der Abdeckplatte umfasstes
Glassubstrat mit derselben Zusammensetzung, jedoch einer höheren
Oberflächendruckvorspannung zur Durchführung des Verfahrens zur Ermittlung des
Sicherheitskennwerts verwendet wird, wobei der vorstehende Verfahrensschritt so oft durchgeführt wird, bis der dann ermittelte Sicherheitskennwert größer oder gleich dem vorgegebenen Mindest-Sicherheitskennwert ist. Die Inbetriebnahme erfolgt durch den Einbau der Fläche bzw. anschaulicher Platte in ein Gerät zum Erhitzen von Lebensmitteln bzw. Auflegen der Fläche bzw. anschaulicher Platte zum Erhitzen von Lebensmitteln auf einen induktiven Heizkörper eines Geräts zum Erhitzen von Lebensmitteln, wobei in letzterem Fall der Abstand zwischen dem Heizkörper und der Unterseite der Platte dem Abstand entspricht, welcher üblicherweise in Geräten zum Erhitzen von
Lebensmitteln vorliegt. Weiterhin wird die Inbetriebnahme bei maximaler Leistungseinstellung des Heizkörpers und unter Verwendung eines leeren Gefäßes, welches zum Erhitzen von
Lebensmitteln verwendet wird, beispielsweise also eines Koch- oder Bratgeschirrs oder - gefäßes, welches einen planen Boden besitzt und einen Bodendurchmesser aufweist, welcher höchstens 5 mm von dem Durchmesser der beheizbaren Zone abweicht, durchgeführt.
Der Bodendurchmesser des verwendeten Gefäßes kann also bis zu 5 mm größer oder bis zu 5 mm kleiner sein als der Durchmesser der beheizbaren Zone.
Als plan wird im Boden eines Geschirrs oder eines Gefäßes dann bezeichnet, wenn die
Oberfläche des Bodens innerhalb eines Toleranzbereichs von höchstens 0,1 mm auch in einem erhitzten Zustand, also insbesondere auch erzielt oder erzielbar durch das Aufheizen des Geschirrs bzw. Gefäßes bei der Inbetriebnahme wie vorstehend ausgeführt, insbesondere also auch bei maximaler Leistungseinstellung und unabhängig vom Füllzustand des Geschirrs bzw. Gefäßes, nicht überschreitet.
Für den Inbetriebnahmetest wie im Folgenden weiter ausgeführt wird ein leeres Gefäß bzw. Geschirr verwendet.
Nach Inbetriebnahme des Heizkörpers oder Heizelements heizt sich die beheizbare Zone auf und durchläuft an der heißesten Stelle der Oberseite der Fläche bzw. anschaulicher der Platte einen Temperatur-Zeit-Verlauf, der schematisch auch in Fig. 2 dargestellt ist. Die Oberseite ist hierbei die Seite der Fläche bzw. anschaulicher der Platte, welche in Kontakt mit dem Geschirr bzw. Gefäß ist. Fig. 2 ist hierbei zu entnehmen, dass der Temperatur-Zeit-Verlauf innerhalb von maximal 5 Minuten ein erstes Maximum erreicht, das auch als Überschwingungstemperatur bezeichnet wird. Durch Eingreifen der Sensorsteuerung des Heizelements bzw. Heizkörpers wird der Heizvorgang an dieser Stelle automatisch abgebrochen, was zu einem nachfolgenden Abfall der Temperatur führt, wie auch in Fig. 2 ersichtlich ist.
Der Temperaturunterschied zwischen der Überschwingtemperatur und der noch auf
Raumtemperatur befindlichen Außenkante der Platte führt zu Zugspannungen in der Nähe der Außenkante, deren Höhe von der Höhe des Temperaturunterschieds, von den
Materialkenngrößen des Substrats und dem Abstand des Randes der beheizbaren Zone von der Außenkante der Platte abhängt. Die relevanten Materialkenngrößen sind hier insbesondere der lineare thermische Ausdehnungskoeffizient, der Elastizitätsmodul E und die Querkontraktionszahl m.
Ein verminderter Abstand des Randes der beheizbaren Zone von der Außenkante der Platte bei gleicher Temperatur erhöht die kantennahen Zugspannungen und damit das Bruchrisiko.
Als Temperaturunterschiedsfestigkeit wird im Rahmen der vorliegenden Offenbarung diejenige Maximaltemperatur auf der Oberseite der Platte bezeichnet, bei der unter Bedingung eines Mindestabstandes des Randes der beheizbaren Zone von der Außenkante der Platte von 25 mm erstmals der Bruch der Platte eintritt.
Es hat sich gezeigt, dass eine Abdeckplatte, welche in einem solchen Inbetriebnahmetest eine entsprechende ausreichende Temperaturunterschiedsfestigkeit aufweist, allgemein nicht nur in einem Gerät zum Erhitzen von Lebensmitteln als Abdeckplatte geeignet ist, sondern auch beispielsweise als Strahlerabdeckung verwendet werden kann.
Als volumengefärbt wird ein Glas vorliegend insbesondere dann bezeichnet, wenn es z.B. durch färbende Metallionen gefärbt vorliegt. Unter einem transparenten Glas im Sinne der vorliegenden Offenbarung wird insbesondere ein Glas verstanden, welches keine bzw. nur gering streuende Bestandteile umfasst. Insbesondere kann somit ein Glas transparent volumengefärbt ausgebildet sein, aber selbstverständlich auch transparent ungefärbt vorliegen. Als Beleuchtungsvorrichtung wird im Rahmen der vorliegenden Offenbarung insbesondere eine Vorrichtung oder ein Erzeugnis verstanden, welches als Leuchtmittel ausgebildet ist oder ein Leuchtmittel umfasst, beispielsweise eine LED.
Unter einem Anzeigeelement wird im Sinne der vorliegenden Offenbarung ein elektronisch angesteuertes Element verstanden, welches optische Signale ausgibt. Beispielsweise kann das Anzeigeelement als Matrix- oder Segmentanzeige, insbesondere als graphisches Display ausgestaltet sein.
Die chemische Beständigkeit von Gläsern wird im Allgemeinen in drei Klassen angegeben, wobei zwischen der Hydrolyse-, der Säure- und der Laugenbeständigkeit des Glases unterschieden wird.
Die Bestimmung der Hydrolysebeständigkeit eines Glases und die Angabe einer hydrolytischen Klasse erfolgt im Rahmen der vorliegenden Offenbarung nach der Vorschrift DIN ISO 719. Je nach der Menge extrahierter Glasbestandteile werden entsprechend untersuchte Gläser in Klassen eingeteilt, wobei Klasse 1 diejenige Klasse bezeichnet, bei welcher nur wenig Material extrahiert wurde, und mit steigender Auslaugung des Glases durch hydrolytischen Angriff die Klassenzahl steigt.
Die Bestimmung der Säurebeständigkeit eines Glases bzw. der Säureklasse erfolgt im Rahmen der vorliegenden Offenbarung nach der Vorschrift der DIN 12116. Auch hier erfolgt die Einteilung der Klasse entsprechend der Menge an extrahierten Glasbestandteilen, wobei die beste Klasse wiederum Klasse 1 ist.
Die Bestimmung der Laugenbeständigkeit eines Glases bzw. der Laugenklasse erfolgt im Rahmen der vorliegenden Offenbarung nach ISO 695. Auch hier ist die beste Klasse, also die mit der höchsten Laugenbeständigkeit, wiederum Klasse 1.
Die chemische Beständigkeit des Glases ist gemäß einer Ausführungsform gegeben durch eine Angabe der Klasse der hydrolytischen Beständigkeit H, der Säurebeständigkeit S und der Laugenbeständigkeit L zu mindestens 2, 3, 3. Eine solche Ausgestaltung einer Abdeckplatte weist eine Reihe von Vorteilen auf.
Durch die Ausgestaltung der Abdeckplatte in der Form, dass diese ein Glassubstrat umfassend die vorgenannten Komponenten umfasst, ist das Glassubstrat als thermisch vorspannbares Glassubstrat ausgebildet. Insbesondere ist das Glassubstrat so ausgebildet, dass es thermisch hoch vorspannbar ist und durch eine thermische Vorspannung also eine ausreichende
Gebrauchsfestigkeit der Abdeckplatte erzielt werden kann. Dies ist insbesondere für den Fall von Bedeutung, dass die Platte als Fläche zum Erhitzen von Lebensmitteln bestimmt ist und mithin eine ausreichende Betriebssicherheit eines Geräts zum Erhitzen von Lebensmitteln umfassend eine solche Fläche sichergestellt werden soll. Eine solche Ausgestaltung erhöht also die
Benutzersicherheit sowohl Abdeckplatte bzw. der Fläche als auch des Geräts zum Erhitzen von Lebensmitteln. Gleichzeitig ist das Glassubstrat kostengünstig herstellbar. Mithin sind also sowohl die Abdeckplatte, bzw. Fläche, als auch das gesamte Gerät zum Erhitzen von
Lebensmitteln auf diese Weise wirtschaftlicher herstellbar.
Weiterhin ist das Glassubstrat so ausgebildet, dass die Biegefestigkeit des thermisch vorgespannten Glassubstrats durch Abnutzung einer Oberfläche, simuliert durch Schmirgelung mit 220er SiC, einen Sicherheitskennwert der Biegefestigkeit, definiert als der um drei
Standardabweichungen verminderte Mittelwert der Festigkeitsverteilung, von mindestens 90 MPa aufweist.
Die Schmirgelung mit 220er SiC simuliert hierbei auf reproduzierbare Weise Kratzer, die durch den Gebrauch der Abdeckplatte entstehen. Beispielsweise ist es bekannt, dass die Oberseiten von Flächen oder Platten zum Erhitzen von Lebensmitteln durch hartkörnige Verunreinigungen, die über die Oberseite der Platte gerieben werden, beispielsweise durch Verunreinigungen an der Unterseite eines Gefäßes oder Geschirrs zum Erhitzen von Lebensmitteln, oder durch die Reinigung, beispielsweise mit einem Schaber und/oder mit abrasiven Reinigungsmitteln und/oder -Utensilien, beispielsweise abrasiven Schwämmen, häufig Kratzer als Gebrauchsspuren aufweisen können und auch aufweisen. Mit anderen Worten ist also das Glassubstrat so ausgebildet, dass es sich um ein gegenüber mechanischer Abrasion resistentes Glassubstrat handelt. Diese Resistenz des Glassubstrats gegenüber mechanischer Abrasion ist hierbei so zu verstehen, dass das Glassubstrat zwar weiterhin beispielsweise Kratzer aufweisen kann, diese aber die Festigkeit des Glassubstrats, insbesondere die Biegefestigkeit, nicht in kritischer Weise herabsetzen.
Dies hat den Vorteil, dass eine Abdeckplatte umfassend ein solches Glassubstrat oder sogar bestehend aus einem solchen Glassubstrat weniger anfällig gegenüber Versagen durch Bruch im Anwendungsfall ist, wobei im Anwendungsfall das Glassubstrat in der Regel als thermisch vorgespanntes Glassubstrat vorliegen sollte. Der Anwendungsfall beinhaltet hier beispielsweise den Betrieb eines Kochgeräts oder allgemeiner eines Geräts zum Erhitzen von Lebensmitteln, wenn die Abdeckplatte als Fläche zum Erhitzen von Lebensmitteln ausgebildet ist und in einem solchen Gerät verwendet wird.
Allerdings ist die Anwendung der Abdeckplatte keineswegs auf den Fall des Einsatzes als Fläche zum Erhitzen von Lebensmitteln, beispielsweise also als Kochfläche, beschränkt, sondern die Verwendung der Abdeckplatte ist allgemein für solche Einsatzgebiete denkbar, bei welchen ein erheblicher Temperaturgradient im Randbereich der Abdeckplatte auftritt. Mögliche
Anwendungsgebiete umfassen daher beispielsweise Abdeckungen von Lampen und/oder Strahlern, Innenscheiben von Pyrolyseöfen oder Ähnliches.
Gemäß einer Ausführungsform der Abdeckplatte ist das Glassubstrat thermisch vorgespannt, wobei die thermische Oberflächendruckvorspannung mindestens 65 MPa beträgt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Substrat einen Koeffizienten aΈ/(1 -m) auf, der zwischen mindestens 0,28 MPa/K und höchstens 0,53 MPa/K liegt, wobei a den mittleren thermischen Längenausdehnungskoeffizienten im Temperaturbereich zwischen 20°C und 300°C bezeichnet, E das Elastizitätsmodul und m die Querkontraktionszahl des Glases. Die
Querkontraktionszahl m wird auch als Poissonzahl bezeichnet.
Dies ist vorteilhaft, da auf diese Weise Anwendungen der Abdeckplatte ermöglicht werden, bei denen beispielsweise in einem Gerät zum Erhitzen von Lebensmitteln normal leistungsstarke Heizkörper verwendet werden können, sodass insbesondere auch die Ankochperformance beispielsweise bei einer Kochfläche bzw. einem Kochgerät nicht sehr gering ist. Insbesondere ist mit einer so ausgestalteten Abdeckplatte bzw. Kochfläche ein Design möglich, bei welchem die mindestens eine beheizbare Zone zum Außenrand der Abdeckplatte oder Platte (oder Fläche) zum Erhitzen von Lebensmitteln bzw. Kochfläche einen minimalen Abstand von nur 25 mm aufweist.
Vorzugsweise ist die Abdeckplatte gemäß einer Ausführungsform so ausgestaltet, dass das Glassubstrat eine Temperaturunterschiedsfestigkeit von mindestens 310°C aufweist bei einem minimalen Abstand von 25 mm des Randes der mindestens einen beheizbaren Zone zu der Außenkante der Abdeckplatte.
Eine solche Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft für den Einsatz der Abdeckplatte als Fläche oder Platte zum Erhitzen von Lebensmitteln, gerade auch dann, wenn in dem Gerät zum Erhitzen von Lebensmitteln Heizelemente (oder Heizkörper) mit einer spezifischen Leistung von mindestens 8 W/cn verwendet werden und der Abstand der Heizzone zum Außenrand der Abdeckplatte bzw. Fläche zum Erhitzen von Lebensmitteln höchstens 25 mm beträgt. Auf diese Weise kann nämlich die zur Verfügung stehende Oberfläche optimal ausgenutzt werden, d.h. es gibt auf der Oberfläche der Fläche zum Erhitzen von Lebensmitteln keine großen Kaltbereiche und Randabstände. Dies ist insbesondere für den europäischen Hausgerätemarkt von Relevanz, da hier üblicherweise vier Heizelemente - entsprechend vier Heizzonen des Glassubstrats bzw. der Abdeckplatte bzw. Fläche - in dem Gerät angeordnet sind.
Vorzugsweise ist die spezifische Leistung des Heizkörpers bzw. Heizelements auf maximal 15 W/cm2 beschränkt.
Auch für Geräte, bei welchen es keine festen Heizzonen mehr gibt, wie sie von klassischen Kochgeräten bekannt sind, sondern vielmehr in Abhängigkeit von der Position des Geschirrs, also beispielsweise eines Koch- oder Bratgeschirrs wie einem Topf oder einer Pfanne, eine Aufheizung erfolgt (sogenannte„cook anywhere“-Funktion), ist eine solche Ausgestaltung der Abdeckplatte vorteilhaft. Denn gerade bei einer solchen Ausgestaltung eines Geräts zum Erhitzen von Lebensmitteln kann es dazu kommen, dass das Geschirr von einem Heißbereich an den Rand geschoben wird, um den Erhitzungsvorgang abzubrechen, sodass hier ein heißes Geschirr mit einem kalten Bereich der Abdeckplatte in Berührung kommt. Um in einem solchen Fall Rissbildung und damit Bruch der Abdeckplatte bzw. Fläche zum Erhitzen von Lebensmitteln zu verhindern, ist eine Ausgestaltung der Abdeckplatte wie vorstehend beschrieben besonders vorteilhaft.
Es ist weiterhin möglich, dass das Heizelement einer beheizbaren Zone zwei- bzw. mehrkreisig betrieben wird. So ist es möglich, dass eine beheizbare Zone auf die Größe eines verwendeten Geschirrs zum Erhitzen von Lebensmitteln angepasst werden kann. Beispielsweise ist es möglich, dass eine beheizbare Zone eine erste, kleinere Zone umfasst sowie eine zweite beheizbare Zone, welche die erste umschließt, wobei zunächst die erste, kleinere Zone beheizt werden und die zweite Zone bei Bedarf zugeschaltet werden kann.
Als Heizelemente sind insbesondere Induktionsheizelemente bevorzugt.
Der Vorspannprozess besteht aus drei Abschnitten. Im ersten Abschnitt wird das Glassubstrat auf eine Temperatur T aufgeheizt, die 100 K bis 150 K über der Glasübergangstemperatur Tg liegt. Der zweite Abschnitt besteht aus einer Haltezeit, nach der durch Temperaturausgleich die Temperatur T im gesamten Glassubstrat homogen vorliegt. Im dritten Abschnitt erfolgt eine beidseitige Kühlung des Glassubstrats, üblicherweise mittels Anblasen durch ein gasförmiges Medium oder durch ein Gemisch aus gasförmiger und flüssiger Phase, wodurch nach Erreichen der Raumtemperatur im gesamten Glassubstrat eine Oberflächendruckspannung von mindestens 65 MPa vorliegt.
Eine grundsätzlich hohe Vorspannbarkeit des Glassubstrats bzw. der Abdeckplatte bzw. der Fläche oder Platte zum Erhitzen von Lebensmitteln ist deswegen erforderlich, um den während des Betriebs des Geräts zum Erhitzen von Lebensmitteln auftretenden Temperaturunterschieden, wie sie zwischen der beheizbaren Zone und der Außenkante der Platte auftreten, ohne Bruch standzuhalten.
Die Fähigkeit des Materials, den Temperaturunterschied DT zwischen der beheizbaren Zone im beheizten Zustand und dem benachbarten kalten Außenrand der Abdeckplatte ohne Bruch zu widerstehen, bestimmt die maximal zulässige Temperatur Tmax in der beheizbaren Zone. Diese Fähigkeit setzt voraus, dass die auf Grund des Temperaturunterschieds zwischen der heißen beheizbaren Zone und dem benachbarten kalten Außenrand der Abdeckplatte auftretenden Zugspannungen im kalten Randbereich der Abdeckplatte geringer sind als die Festigkeit an eben derselben Stelle.
Bei der maximal zulässigen Temperatur Tmax der beheizten beheizbaren Zone handelt es sich im Rahmen der vorliegenden Offenbarung insbesondere um die Oberflächentemperatur der Abdeckplatte, und zwar um die Temperatur der Oberseite der Abdeckplatte. Bei der Oberseite der Abdeckplatte handelt es sich dabei um die Seite der Abdeckplatte, welche im betrieblichen Einsatz dem Benutzer zugewandt ist, also um die Seite, welche ausgelegt ist, dass
beispielsweise Geschirr zum Erhitzen von Lebensmitteln mit ihr in Kontakt tritt. Beispielsweise kann diese Oberseite so ausgebildet sein, dass sie weitere Elemente aufweist, wie
beispielsweise die Markierung des Randes der beheizbaren Zonen (welche beispielsweise für den Fall eine Kochplatte oder Kochfläche auch als Kochzonenmarkierungen bezeichnet werden).
Es kann davon ausgegangen werden, dass die Oberflächentemperatur der Abdeckplatte in der beheizten beheizbaren Zone in der Regel die höchste Temperatur ist. Dies ist insbesondere der Fall, wenn das Heizelement eines Geräts zum Erhitzen von Lebensmitteln als
Induktionsheizelement ausgelegt ist, denn in diesem Fall erfolgt das Erhitzen insbesondere über entsprechendes Kochgeschirr.
Allgemein, ohne Beschränkung auf diese Ausführungsform, ist es aber auch möglich, dass andere Formen von Heizelementen gewählt werden. Auch in diesem Fall wird im Rahmen der vorliegenden Offenbarung Tmax als die zulässige Maximaltemperatur an der Oberfläche, nämlich der Oberseite der Abdeckplatte, der beheizten beheizbaren Zone beschrieben.
Die Festigkeit im kalten Randbereich der Abdeckplatte, OR, setzt sich zusammen aus der durch typische Gebrauchsverletzungen definierten Biegefestigkeit s G und der hinzukommenden Festigkeit auf Grund der thermischen Oberflächendruckvorspannung sn:
(1) OR = aG + sn. Im Hinblick auf Produktsicherheit ist es erforderlich, die Festigkeit im Randbereich OR im statistischen Sinne zu betrachten, da sie einer gewissen Zufallsstreuung unterliegt. Es ist daher der um drei Standardabweichungen ( 3 s ) verminderte Mittelwert (x) der Biegefestigkeit als praxisrelevanter Maßstab zu wählen: yields
(2) aR - x(aR) 3 s(aR )
Die Festigkeit im kalten Randbereich der Abdeckplatte muss größer sein als die dort auftretenden thermisch induzierten Zugspannungen sz. Diese sind definiert durch die Materialparameter Elastizitätsmodul (E), thermischer Ausdehnungskoeffizient (a) und der Querkontraktionszahl (m) sowie durch die räumliche Verteilung der Temperatur auf der Abdeckplatte und dort insbesondere dem Abstand des Randes der beheizbaren Zone von der benachbarten kalten Außenkante der Abdeckplatte. Dieser Abstand wird als a bezeichnet.
Die auf Basis der Materialparameter maximal mögliche Zugspannung sz ergibt sich
entsprechend der geläufigen Formel
Figure imgf000031_0001
Aus Messungen geht hervor, dass bei einem Abstand a der beheizbaren Zone vom kalten Außenrand der Abdeckplatte von 25 mm die tatsächlich induzierte Zugspannung sz diesen theoretischen Maximalwert erreicht.
Die Bedingung dafür, dass kein thermisch induzierter Bruch auf Grund des
Temperaturunterschieds zwischen der heißen beheizbaren Zone und dem benachbarten kalten Außenrand der Abdeckplatte auftritt, lässt sich also zusammenfassen zu:
Figure imgf000031_0002
Diese Bedingung begrenzt die maximal mögliche Temperaturdifferenz DT zwischen der heißen beheizbaren Zone und dem benachbarten kalten Außenrand der Abdeckplatte. Die maximal mögliche absolute Temperatur der beheizten beheizbaren Zone Tmax ergibt sich unmittelbar aus der Addition der Temperatur des kalten Randes der Abdeckplatte TRand, die im schnellen Aufheizprozess bei Raumtemperatur von ca. 25°C liegt, und der soeben beschriebenen
Temperaturdifferenz DT:
(5) Tmax = DG + 25°C
Hierbei handelt es sich um den Wert für Tmax, welcher für einen Abstand a des Randes der beheizbaren Zone vom Außenrand der Abdeckplatte von 25 mm bestimmt wurde. Dieser Abstand a wird im Folgenden auch kurz als„Randabstand“ oder„Abstand“ bezeichnet.
Erhöht sich der Abstand a zwischen der heißen beheizbaren Zone und dem benachbarten kalten Außenrand der Abdeckplatte, so vermindert sich die Zugspannung im kalten Randbereich sz entsprechend:
(6) <tz(a > 25 mm) < sz(a = 25 mm) = sz
Mithin kann die Maximaltemperatur der beheizbaren Zone auch als eine Funktion des Abstandes a, also
(7) T max = f(a), verstanden werden. D.h., bei einem Abstand a, welcher größer als 25 mm ist, beispielsweise 50 mm beträgt, ist eine heißere Maximaltemperatur Tmax möglich.
Eine Berechnung des Einflusses des Randabstands a ist dem Fachmann auf numerischem Wege ohne weiteres möglich; eine formelmäßige Beschreibung dieses relativen Einflusses ist allerdings in guter Näherung über ein radialsymmetrisches Modell möglich; so z.B. nach Goodier; J. N.: Thermal Stress Am: Soc. Mech. Eng., Jour. Appl. Mech. , Vol 4, No. 1, March 1937. Danach betragen die tangentialen Zugspannungen am kalten Außenrand der Platte:
Figure imgf000032_0001
L bezeichnet hier den Abstand vom Mittelpunkt der beheizbaren Zone bis zum Außenrand der Platte. Die Integration erfolgt hier über den Weg von r = 0 in der Mitte der beheizbaren Zone bis r = L. Dieser Abstand L ist in zwei Abschnitte unterteilbar: der Radiusstrecke der beheizbaren Zone R und dem Abstand a des Randes der beheizbaren Zone von der Plattenaußenkante:
(9) L = R + a
Führt man diese Abschnittsunterteilung in (8) ein, so erhält man für die tangentiale Zugspannung am kalten Außenrand der Platte, az(a), einen Integralanteil, der das Temperaturprofil der beheizbaren Zone abbildet, und einen Integralanteil, der den Randbereich abbildet:
Figure imgf000033_0001
Der Randabstand a erscheint somit in den Vorfaktoren der Integrale, und zwar quadratisch im Nenner, was den spannungsmindernden Effekt eines größeren Randabstandes unmittelbar verdeutlicht. Der erste Integralanteil, der das Temperaturprofil der beheizbaren Zone abbildet, ist unabhängig vom Randabstand und bei Variation des Randabstands als Konstante zu betrachten. Der zweite Integralanteil, der den Randbereich abbildet, hängt vom Temperaturverlauf im Randbereich ab, der eine prinzipiell exponentiell abfallende Charakteristik aufweist und in der Regel mit einfachen Mitteln auflösbar ist.
Auch für die in (10) beschriebene und vom Randabstand a abhängende Zugspannung sz (a) gilt wieder das Bruchkriterium nach (4):
Figure imgf000033_0002
Es ist unmittelbar plausibel, dass sich die maximal mögliche Temperaturdifferenz AT(a) zwischen der heißen beheizbaren Zone und dem kaltem Plattenaußenrand a in demselben Maße erhöht, wie sich die Zugspannung az(a) im kalten Randbereich bei einem erhöhten Randabstand a erniedrigt. Die entsprechenden Angaben für die absolute Maximaltemperatur der heißen beheizbaren Zone, Tmax, ergeben sich entsprechend. Der Zusammenhang zwischen der Maximaltemperatur der heißen beheizbaren Zone, Tmax, und dem Randabstand a wird in Fig. 4 für verschiedene Materialien veranschaulicht.
Glaszusammensetzungen, die für Abdeckplatten nach der vorliegenden Offenbarung geeignet sind, zeichnen sich dadurch aus, dass sie im Abstands-Temperatur-Diagramm nach Fig. 4 unterhalb einer Grenzgeraden liegen, die durch folgende Formel gegeben ist:
Figure imgf000034_0001
bevorzugt unterhalb der Grenzgeraden, gegeben durch die Formel:
Figure imgf000034_0002
Hierbei bezeichnet a wieder den minimalen Abstand des Randes der beheizbaren Zone vom Außenrand der Abdeckplatte in Millimetern und Tmax die Maximaltemperatur in der beheizten beheizbaren Zone.
Die so bezeichnete Lage im Abstands-Temperatur-Diagramm gewährleistet eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Bruchsicherheit gegenüber Temperaturdifferenzen, die zwischen der beheizten beheizbaren Zone und dem benachbarten kalten Außenrand der Abdeckplatte auftreten.
Die im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zum Randabstand a sowie zum minimalen Randabstand getroffenen Aussagen, so zeigte es sich in den praktischen Versuchen, gelten sowohl für kreisförmige als auch für rechteckförmige beheizbare Zonen, im Wesentlichen unabhängig von deren Größe, insbesondere unabhängig von der Flächengröße der beheizbaren Zone.
Für den Fall der Verwendung einer Abdeckplatte als Platte zum Zubereiten von Lebensmitteln ermöglichen diese Materialien für Induktionskochgeräte mit hinreichend guter
Temperatursteuerung, die eine Maximaltemperatur von 290°C und bevorzugt von 310°C nicht überschreiten, die erhöhte Designfreiheit bezüglich der Anordnung von beheizbaren Zonen auf der Platte zum Zubereiten von Lebensmitteln, wie sie beispielsweise in europäischen Modellen mit einem minimalen Abstand der beheizbaren Zone zum Außenrand der Abdeckplatte von 25 mm gefordert ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Abdeckplatte umfasst das Glassubstrat ein glasiges Material umfassend die folgenden Komponenten in Gew.-%:
Si02 63 bis 80, bevorzugt 63 bis 79, besonders bevorzugt 64 bis 79
AI2O3 3 bis 22
B2O3 0 bis 11
U20 O bis 4,1
Na20 0,1 bis 7,1
K20 0 bis 8, bevorzugt 0 bis 0,2
MgO O bis 9,8, bevorzugt 0 bis 1,1
CaO 0 bis 9,8, bevorzugt 0 bis 0,2
SrO 0 bis 8,9, bevorzugt weniger als 0,01
BaO 0 bis 2,8
ZnO 0,4 bis 1,6
Ti02 0 bis 2,4
Zr02 O bis 4,5, bevorzugt 0 bis 1,9
Mn02 0 bis 0,3
P2O5 0 bis 1,3
Nd2Ü3 0 bis 0,25
CS2O 0 bis 3, bevorzugt bis auf unvermeidliche Spuren frei von CsO
La203 0 bis 0,5, bevorzugt bis auf unvermeidliche Spuren frei von La203
Sn02 0 bis 1 , bevorzugt 0 bis 0,5
AS2O3 0 bis 0,85
Sb2Ü3 O bis 1,6, bevorzugt 0 bis 0,6 sowie optional mindestens ein weiteres färbendes Oxid aus der Gruppe Fe203 und/oder CoO sowie ggf. weitere Farboxide, insbesondere NiO, Mh02, 0G203, wobei der Anteil der weiteren färbenden Oxide, inkl. der ggf. weiteren Farboxide, in Summe zwischen 0 Gew.-% bis 5 Gew.-% liegt.
Sofern im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ein Glassubstrat ein glasiges Material umfasst, ist damit insbesondere der Fall umfasst, dass das Glassubstrat überwiegend, also zu mindestens 50 Gew.-%, oder im Wesentlichen, also zu mindestens 90 Gew.-%, oder sogar ganz aus diesem Material besteht. Insbesondere kann die Abdeckplatte als Platte oder Scheibe aus dem glasigen Material, gegebenenfalls versehen mit Veredlungen, wie beispielsweise Beschichtungen, ausgebildet sein.
Mit einer solchen Zusammensetzung können besonders gute Festigkeitswerte erzielt werden.
Die zuvor genannten sowie generell die vorliegend offenbarten Zusammensetzungen sind so zu verstehen, dass die aufgeführten Komponenten wenigstens 98 Gew.-%, in der Regel 99 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung betragen. Verbindungen einer Vielzahl von Elementen wie z. B. F, den Alkalien Rb, Cs, Selten Erden oder Elementen wie Zr und Hf , aber auch Fe, Sr, Zn sind bei der Glasherstellung, insb. durch die großtechnisch verwendeten Gemengerohstoffe, übliche Verunreinigungen. Soweit für Komponenten ein Anteil von 0 Gew.-% angegeben wird, bedeutet dies, dass auf die betreffende Komponente im Rohstoffgemenge verzichtet wird. Als
unvermeidliche Verunreinigungen können diese Komponenten jedoch vorhanden sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Abdeckplatte weist das Glassubstrat eine Dicke zwischen 2,8 mm und 6,3 mm auf.
Bei geringeren Dicken des Glassubstrats ist keine ausreichende Festigkeit mehr gewährleistet. Die Festigkeit kann dabei prinzipiell durch Verwendung einer größeren Dicke des Glassubstrats und entsprechend der Fläche erzielt werden. Jedoch hat dies nicht nur den Nachteil, dass auf diese Weise auch mehr Material verwendet werden muss und daher die Kosten des Substrats entsprechend steigen, sondern eine größere Dicke führt auch zu mehr Gewicht. Daher ist die maximale Dicke des Glassubstrats begrenzt und beträgt vorzugsweise nicht mehr als 6,3 mm.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Abdeckplatte weist das Glassubstrat eine chemische Beständigkeit Fl, S, L von mindestens 2, 3, 3 oder besser auf, wobei die chemische Beständigkeit als hydrolytische Klasse H gemäß DIN ISO 719, die Säureklasse S gemäß DIN 121 16 und die Laugenklasse L gemäß ISO 695 bestimmt ist.
Eine solche Ausgestaltung der Abdeckplatte als chemisch beständige Abdeckplatte ist vorteilhaft, da auf diese Weise Beschädigungen der Oberfläche Abdeckplatte, welche aus einem Abtrag der Oberfläche aufgrund von Korrosion durch Lebensmittel, wie beispielsweise Wasser oder Essig o. ä., möglichst gering gehalten werden können. Auch ist es vorteilhaft, wenn, gerade bei einem direkten Kontakt eines Lebensmittels mit der Abdeckplatte, beispielsweise bei Verwendung der Abdeckplatte als Fläche zum Erhitzen von Lebensmitteln, beispielsweise beim direkten Grillen eines Lebensmittels auf der Oberfläche, möglichst keine Stoffe aus dem glasigen Material der Abdeckplatte bzw. Fläche herausgelöst werden können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Abdeckplatte liegt das Glassubstrat transparent ungefärbt vor, gekennzeichnet durch eine Transmission im sichtbaren Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums iviS von mindestens 85,0%, bezogen auf eine Glasdicke von 4,0 mm. ivis wird hier verstanden als Normfarbwert Y im Wellenlängenbereich 380 nm bis 780 nm, bezogen auf Normlicht D65, Beobachter 2° und eine Glasdicke von 4,0 mm. Vorzugsweise weist das Glassubstrat eine neutrale Transmissionscharakteristik auf.
Gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsform liegt das Glassubstrat transparent volumengefärbt vor, wobei vorzugsweise das Glassubstrat eine neutrale
T ransmissionscharakteristik aufweist.
Der Fachmann wird dabei je nachdem die Zusammensetzung des Glassubstrats so einstellen, dass der gewünschte Transmissionsgrad erreicht wird, insbesondere durch eine entsprechende Einstellung der Menge färbender Komponenten.
Eine Ausbildung des Glassubstrats als transparentes ungefärbtes Glassubstrat kann vorteilhaft sein, wenn beispielsweise die Anordnung von Anzeigeelementen und/oder
Beleuchtungsvorrichtungen, beispielsweise als Anzeige des Zustands einer Fläche zum Erhitzen von Lebensmitteln bzw. des Geräts zum Erhitzen von Lebensmitteln, unterhalb der Fläche bzw. unterhalb des Glassubstrats gewünscht ist und Anzeigeelemente und/oder Beleuchtungseinrichtungen also durch die Fläche bzw. das Glassubstrat hindurch vom Bediener betrachtet werden. Insbesondere für den Fall, dass eine hohe Auflösung der Anzeigeelemente und/oder eine möglichst farbechte Wahrnehmung von Anzeigeelemente und/oder
Beleuchtungsvorrichtungen notwendig ist, beispielsweise zur Temperaturanzeige über die Einstellung eines Farborts einer Beleuchtungsvorrichtung und mithin zur Erhöhung der
Benutzersicherheit, können transparent ungefärbt ausgebildete Glassubstrate vorteilhaft sein.
Jedoch ist es ebenfalls möglich und kann sogar bevorzugt sein, dass das Glassubstrat transparent volumengefärbt ausgebildet ist. Beispielsweise kann durch eine solche Ausbildung eines Glassubstrats als volumengefärbtes Glassubstrats die Durchsicht auf unterhalb der Glassubstrats bzw. der Fläche zum Erhitzen von Lebensmitteln angeordnete Komponenten des Geräts vermindert werden.
Vorzugsweise ist jeweils das Glassubstrat so ausgestaltet, dass es eine farbneutrale
Transmissionscharakteristik aufweist. Dies bedeutet insbesondere, dass bei der Betrachtung durch das Glassubstrat bzw. die Abdeckplatte oder Fläche zum Erhitzen von Lebensmitteln hindurch sowohl bei einer Ausgestaltung als transparentes ungefärbtes Glas als auch als transparentes gefärbtes Glas Farben möglichst wenig verfälscht werden. Mit anderen Worten weist das Glas also jeweils vorzugsweise einen unbunten Farbort auf, d.h. der Sättigungswert C* des CIEL*a*b*-Farbraums beträgt maximal 10,0 und bevorzugt weniger als 4,0, wobei C* definiert ist als
C* = Va*2 + b*2, bezogen auf Normlicht D65, einen Beobachter unter Betrachtungswinkel 2° und eine Glasdicke von 4,0 mm. Die Beschreibung des bevorzugten unbunten Farborts kann gleichermaßen über die Angabe der CIE-Farbkoordinaten x und y erfolgen mit den Grenzen 0,26 < x < 0,38 und 0,27 < y < 0,42.
Gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsform der Abdeckplatte weist das Glassubstrat einen Quotienten aΈ/(1 -m) auf, der zwischen mindestens 0,28 MPa/K und höchstens 0,53 MPa/K liegt, wobei a den mittleren thermischen Längenausdehnungskoeffizienten im Temperatur zwischen 20°C und 300°C bezeichnet, E das Elastizitätsmodul und m die Querkontraktionszahl des Glases.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Abdeckplatte ist mindestens eine Beschichtung in mindestens einem Bereich mindestens einer Oberfläche der Abdeckplatte angeordnet.
Beispielsweise kann eine Beschichtung in mindestens einem Bereich der Oberseite und/oder der Unterseite der Abdeckplatte angeordnet sein. Bei der Beschichtung kann es sich dabei beispielsweise um eine auf der Oberseite der Fläche angeordnete sogenannte Dekorschicht oder Dekoration handeln, welche beispielsweise in Form eines Logos und/oder in Form einer Markierung der mindestens einen beheizten Zone ausgebildet sein kann, oder auch alternativ oder zusätzlich um eine auf der Unterseite der Abdeckplatte angeordnete Maskierungsschicht, welche insbesondere bei einer transparent ungefärbt ausgebildeten Abdeckplatte zum Abdecken bzw. Verbergen unterhalb der Abdeckplatte angeordneter Komponenten beispielsweise eines Geräts zum Erhitzen von Lebensmitteln ausgebildet ist, insbesondere bei Verwendung der Abdeckplatte als Fläche zum Erhitzen von Lebensmitteln.
Ein zweiter Aspekt betrifft ein Gerät zum Erhitzen von Lebensmitteln, insbesondere durch Kochen, Braten, Heizen und/oder Grillen, welches eine Abdeckplatte, wie eine Platte (oder Fläche) zum Erhitzen von Lebensmitteln, gemäß vorstehenden Ausführungsformen umfasst, sowie mindestens ein der mindestens einen beheizbaren Zone der Abdeckplatte bzw. der Platte oder Fläche zum Erhitzen von Lebensmitteln zugeordnetes Heizelement, insbesondere ein Induktionsheizelement, wobei das Heizelement einen Randabstand zum Rand der Abdeckplatte von höchstens 25 mm aufweist und wobei das Heizelement eine spezifische Heizleistung von mindestens 8 W/cm2 und vorzugsweise von maximal 15 W/cm2 aufweist.
Es hat sich gezeigt, dass insbesondere Induktionsheizelemente besonders geeignet sind, da auf diese Weise nur geringe Temperaturbelastungen für Glassubstrat bzw. Abdeckplatte bzw. Fläche auftreten. Die Verwendung von Induktionsheizelementen erhöht also ebenfalls die
Bedienersicherheit der Fläche und damit entsprechend auch des mit einer solchen Abdeckplatte oder Fläche ausgerüsteten Geräts zum Erhitzen von Lebensmitteln. Weiterhin ist eine solche Ausgestaltung des Geräts zum Erhitzen von Lebensmitteln, beispielsweise eines Kochgeräts, vorteilhaft, weil es erlaubt, dass ein großer Teil der
Abdeckplatte tatsächlich beheizt werden kann. Mit anderen Worten steht durch eine
Ausgestaltung der Abdeckplatte gemäß Ausführungsformen ein größerer Bereich der
Abdeckplatte als beheizbare Zone oder beheizbare Zonen zur Verfügung. Dies erlaubt insbesondere die Integration von vier Heizzonen oder insbesondere Kochzonen für eine
Abdeckplatte, welche den üblichen Abmessungen beispielsweise einer Kochfläche entspricht. Auch ist es möglich, dabei gleichzeitig leistungsstarke Heizelemente zu verwenden, sodass also auch eine ausreichende Ankochperformance gewährleistet ist.
Gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsform des Geräts zum Erhitzen von Lebensmitteln umfasst das Gerät einen Sensor, wie einen Touchsensor auf kapazitiver oder optischer Basis und/oder einen Temperatursensor, und/oder umfasst das Gerät eine Beleuchtungsvorrichtung, wie eine LED, und/oder ein Anzeigeelement, wie ein elektrooptisches Anzeigeelement. Dies ist vorteilhaft, weil auf diese Weise die Benutzersicherheit des Geräts durch geeignete
Beleuchtungsvorrichtungen und/oder Anzeigeelemente, welche beispielsweise Informationen über den Zustand des Geräts, beispielsweise die Temperatur im beheizten Zustand, über vorzugsweise optische oder elektrooptische Signale an den Bediener übermitteln können, weiter verbessert ist.
Um die Übertragung von optischen Signalen im IR-Bereich, insbesondere die Funktionsfähigkeit von Touchsensoren, befriedigend zu ermöglichen, weist das Substrat und/oder weist die Fläche zum Erhitzen von Lebensmitteln ganzflächig oder in hierfür bevorzugten Bereichen eine IR- Transmission auf, die für jede der Wellenlängen 950 nm und 1600 nm zwischen 25 und 80% liegt, jeweils bezogen auf eine Dicke von 4,0 mm.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Geräts zum Erhitzen von Lebensmitteln nach Ausführungsformen umfasst das Gerät ein Mittel, mit welchem eines mit einem informatischen Mittel, wie einem Computer, einem Tablet-PC, und/oder einem Smartphone, verbindbar ist, wobei vorzugsweise das Mittel so ausgestaltet ist, dass eine drahtlose Verbindung herstellbar ist, und wobei besonders bevorzugt das informatische Mittel so mit dem Gerät verbindbar ist, dass das Kochgerät mit dem informatischen Mittel steuerbar ist, und/oder wobei das Mittel als informatisches Mittel ausgestaltet ist, welches verbindbar ausgestaltet ist, und wobei das Kochgerät mit dem informatischen Mittel steuerbar ist.
Auf diese Weise wird die Bedienung des Geräts auf besonders vorteilhafte Weise für den Benutzer des Geräts vereinfacht.
Ein nochmals weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung einer Abdeckplatte nach Ausführungsformen als Fläche zum Erhitzen von Lebensmitteln, als Lampen- oder
Strahlerabdeckung, als Innenscheibe eines Pyrolysebackofens, als Backofenscheibe, als Kaminsichtscheibe oder als Ofensichtscheibe oder als Hitzeschild zur Abschirmung heißer Umgebungen.
Beispiele
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert.
Die Relevanz der Temperaturunterschiedsfestigkeit wird anhand der nachfolgenden
Ausführungsbeispiele 1 bis 7 bzw. dem Vergleichsbeispiel weiter erläutert. Dabei wird jeweils zunächst die Zusammensetzung des Glases beschrieben sowie dessen Materialeigenschaften aufgeführt. Sodann wird eine Abdeckplatte, hier eine Platte bzw. Fläche zum Erhitzen von Lebensmitteln, aus dem entsprechenden Glas betrachtet, wobei die Platte bzw. Fläche ein Glassubstrat umfasst, welches thermisch vorgespannt vorliegt.
Ausführungsbeispiel 1 :
Ausführungsbeispiel 1 beschreibt eine Ausführungsform einer Abdeckplatte sowie eines Geräts zum Erhitzen von Lebensmitteln umfassend eine Fläche bzw. Platte zum Erhitzen von Lebensmitteln umfassend ein Glassubstrat.
Verwendet wird Glas der folgenden Zusammensetzung (in Gew.-%; Tab. 1 a):
Figure imgf000041_0001
Figure imgf000042_0001
Tab. 1a
Dieses Glas besitzt folgende Materialeigenschaften (Tab. 1 b):
Figure imgf000042_0002
Tab. 1b
Tg bezeichnet hier und im Nachfolgenden die Glasübergangstemperatur, gemessen nach DIN 52324. C* bezeichnet den Sättigungswert des CIEL*a*b*-Farbraums, wobei C* definiert ist als
C* = yja*2 + b*2 bezogen auf Normlicht D65, einen Beobachter unter Betrachtungswinkel 2° und eine Glasdicke von 4,0 mm. iviS wird hier verstanden als Normfarbwert Y im Wellenlängenbereich 380 nm bis 780 nm, bezogen auf Normlicht D65, Beobachter 2° und eine Glasdicke von 4,0 mm.
Mit diesem Glas wird ein Glassubstrat hergestellt und thermisch vorgespannt. Die Abdeckplatte gemäß Ausführungsbeispiel 1 umfasst dieses Glassubstrat mit mindestens einer beheizbaren Zone.
Die Kenngrößen der Festigkeit, insbesondere der Biegefestigkeit sind in Tab. 1 c
zusammengefasst:
Figure imgf000043_0001
Tab. 1c
Die maximale in der beheizbaren Zone mögliche bzw. zulässige Oberflächentemperatur der Oberseite des Substrats bzw. der Platte, in Tabelle 1 c auch als maximale Temperatur der beheizbaren Zone, TM3X, bezeichnet, ist also eine Funktion des minimalen Abstands a des Randes der beheizbaren Zone von der Außenkante der Abdeckplatte, kann also auch, wie in Tabelle 1 c erfolgt, als TMax(a) bezeichnet werden. Diese maximal erlaubte Oberflächentemperatur in der beheizbaren Zone gibt dann die Temperaturunterschiedsfestigkeit der Abdeckplatte für diesen Randabstand an.
Diese maximale Temperatur ist daher als Temperaturgrenzwert zu verstehen, also als maximal zulässige Temperatur. Die Temperaturunterschiedsfestigkeit von 357°C, ermittelt unter den Bedingungen einer praxisüblichen gebrauchsverletzten Oberseite einer Abdeckplatte, wie beispielsweise einer Oberseite einer Kochplatte oder Kochfläche oder allgemeiner einer Platte zum Erhitzen von Lebensmitteln, und mit einem Mindestabstand des Randes der beheizbaren Zone von der Außenkante der Platte von 25 mm, ist ausreichend, um die gewünschte Designfreiheit zu ermöglichen. Dies bedeutet, dass also die technische Ausgestaltung eines Geräts zum Erhitzen von Lebensmitteln beispielsweise mit einer platzsparenden Integration von vier beheizbaren Zonen in einem beispielsweise im europäischen Markt verbreiteten Format einer üblichen, im Sprachgebrauch auch kurz als„Kochfläche“ bezeichneten, Abdeckplatte für ein Gerät zum Erhitzen von Lebensmitteln auf diese Weise möglich ist.
In ergänzenden Ausführungsformen des Ausführungsbeispiels 1 wurde die Zusammensetzung nach Tabelle 1 a durch geringe Beimengungen weiterer Elemente so weit verändert, dass sich volumengefärbte Varianten ergaben, die die Durchsicht entscheidend verringerten, wobei jedoch eine wünschenswerte Farbneutralität gewahrt blieb. Die Beimengungen sind in Tabelle 1 d aufgeführt (in Gew.-%):
Figure imgf000044_0001
Tab. 1d
Die optischen Eigenschaften dieser Varianten des Beispiels 1 sind in Tabelle 1 e aufgeführt:
Figure imgf000044_0002
Tab. 1e
Die durch die Grundzusammensetzung gemäß Tabelle 1 a Festigkeitskennwerte gemäß Tabelle 1 c erwiesen sich als unbeeinflusst durch die Beimengungen gemäß Tabelle 1 d. Ausführungsbeispiel 2:
Ausführungsbeispiel 2 beschreibt eine weitere Ausführungsform einer Abdeckplatte und eines Geräts zum Erhitzen von Lebensmitteln umfassend eine Abdeckplatte, hier eine Fläche oder Platte zum Erhitzen von Lebensmitteln, umfassend ein Glassubstrat.
Verwendet wird Glas der folgenden Zusammensetzung (in Gew.-%; Tab. 2a):
Figure imgf000045_0001
Tab. 2a
Dieses Glas besitzt folgende Materialeigenschaften (Tab. 2b):
Figure imgf000045_0002
Tab. 2b
Mit diesem Glas wird ein Glassubstrat hergestellt und thermisch vorgespannt. Die Abdeckplatte gemäß Beispiel 2 umfasst dieses Glassubstrat mit mindestens einer beheizbaren Zone. Festigkeitskennwerte, insbesondere auch der Biegefestigkeit sind in Tab. 2c zusammengefasst:
Figure imgf000046_0001
Tab. 2c Die Temperaturunterschiedsfestigkeit von 321 °C, ermittelt unter den Bedingungen einer praxisüblichen gebrauchsverletzten Oberseite einer Abdeckplatte, wie beispielsweise einer Oberseite einer Kochplatte oder Kochfläche oder allgemeiner einer Platte zum Erhitzen von Lebensmitteln, und mit einem Mindestabstand des Randes der beheizbaren Zone von der Außenkante der Platte von 25 mm, ist ausreichend, um die gewünschte Designfreiheit zu ermöglichen. Dies bedeutet, dass also die technische Ausgestaltung eines Geräts zum Erhitzen von Lebensmitteln beispielsweise mit einer platzsparenden Integration von vier beheizbaren Zonen auf diese Weise möglich ist.
Ausführungsbeispiel 3:
Ausführungsbeispiel 3 beschreibt eine nochmals weitere Ausführungsform einer Abdeckplatte sowie eines Geräts zum Erhitzen von Lebensmitteln umfassend eine Abdeckplatte, hier eine Fläche oder Platte zum Erhitzen von Lebensmitteln, umfassend ein Glassubstrat. Verwendet wird Glas der folgenden Zusammensetzung (in Gew.-%; Tab. 3a):
Figure imgf000046_0002
Figure imgf000047_0001
Tab. 3a
Dieses Glas besitzt folgende Materialeigenschaften (Tab. 3b):
Figure imgf000047_0002
Tab. 3b
Mit diesem Glas wird ein Glassubstrat hergestellt und thermisch vorgespannt. Die Abdeckplatte gemäß Ausführungsbeispiel 3 umfasst dieses Glassubstrat mit mindestens einer beheizbaren Zone.
Festigkeitskennwerte, insbesondere auch der Biegefestigkeit sind in Tab. 3c zusammengefasst:
Figure imgf000047_0003
Tab. 3c
Die Temperaturunterschiedsfestigkeit von 310°C, ermittelt unter den Bedingungen einer praxisüblichen gebrauchsverletzten Oberseite einer Abdeckplatte, wie beispielsweise einer Oberseite einer Kochplatte oder Kochfläche oder allgemeiner einer Platte zum Erhitzen von Lebensmitteln, und mit einem Mindestabstand des Randes der beheizbaren Zone von der Außenkante der Platte von 25 mm, ist ausreichend, um die gewünschte Designfreiheit zu ermöglichen. Dies bedeutet, dass also die technische Ausgestaltung eines Geräts zum Erhitzen von Lebensmitteln beispielsweise mit einer platzsparenden Integration von vier beheizbaren Zonen auf diese Weise möglich ist.
Ausführungsbeispiel 4:
Ausführungsbeispiel 4 betrifft eine weitere Abdeckplatte und ein weiteres Gerät zum Erhitzen von Lebensmitteln umfassend eine Abdeckplatte, hier eine Fläche bzw. Platte zum Erhitzen von Lebensmitteln, umfassend ein Glassubstrat.
Verwendet wird Glas der folgenden Zusammensetzung (in Gew.-%; Tab. 4a):
Figure imgf000048_0001
Tab. 4a
Dieses Glas besitzt folgende Materialeigenschaften (Tab. 4b):
Figure imgf000048_0002
Figure imgf000049_0001
Tab. Ab
Mit diesem Glas wird ein Glassubstrat hergestellt und thermisch vorgespannt. Die Abdeckplatte gemäß Ausführungsbeispiel 4 umfasst dieses Glassubstrat mit einer beheizbaren Zone.
Festigkeitskennwerte, insbesondere auch der Biegefestigkeit sind in Tab. 4c zusammengefasst:
Figure imgf000049_0002
Tab. 4c
Die Temperaturunterschiedsfestigkeit von 361 °C, ermittelt unter den Bedingungen einer praxisüblichen gebrauchsverletzten Oberseite einer Abdeckplatte, wie beispielsweise einer Oberseite einer Kochplatte oder Kochfläche oder allgemeiner einer Platte zum Erhitzen von Lebensmitteln, und mit einem Mindestabstand des Randes der beheizbaren Zone von der Außenkante der Platte von 25 mm, ist ausreichend, um die gewünschte Designfreiheit zu ermöglichen. Dies bedeutet, dass also die technische Ausgestaltung eines Geräts zum Erhitzen von Lebensmitteln beispielsweise mit einer platzsparenden Integration von vier beheizbaren Zonen auf diese Weise möglich ist. Die entsprechenden Eigenschaften dreier weiterer Beispiele sind in der nachfolgenden Tabelle für die Beispiele 5, 6 und 7 angegeben.
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Vergleichsbeispiel: Das Vergleichsbeispiel betrifft eine Abdeckplatte und ein Gerät zum Erhitzen von Lebensmitteln umfassend eine Abdeckplatte, hier eine Fläche bzw. Platte zum Erhitzen von Lebensmitteln, umfassend ein Glassubstrat.
Verwendet wird Glas der folgenden Zusammensetzung (in Gew.-%; Tab. 5a):
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Tab. 5a
Dieses Glas besitzt folgende Materialeigenschaften (Tab. 5b):
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Tab. 5b
Mit diesem Glas wird ein Glassubstrat hergestellt und thermisch vorgespannt. Die Abdeckplatte gemäß Vergleichsbeispiel umfasst dieses Glassubstrat mit einer beheizbaren Zone. Festigkeitskennwerte, insbesondere auch der Biegefestigkeit sind in Tab. 5c zusammengefasst:
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Tab. 5c
Die Temperaturunterschiedsfestigkeit von 272°C, ermittelt unter den Bedingungen einer praxisüblichen gebrauchsverletzten Oberseite einer Abdeckplatte, wie beispielsweise einer Oberseite einer Kochplatte oder Kochfläche oder allgemeiner einer Platte zum Erhitzen von Lebensmitteln, und mit einem Mindestabstand des Randes der beheizbaren Zone von der Außenkante der Platte von 25 mm, ist nicht ausreichend, um den Überschwingungstemperaturen von mindestens 310°C ohne Bruch standzuhalten. Um Bruch zu vermeiden, wäre der
Mindestabstand von Randes der beheizbaren Zone von der Außenkante der Platte signifikant, nämlich um mindestens weitere 20 mm, zu erhöhen. Alternativ oder zusätzlich müsste ein wesentlich leistungsschwächeres Heizelement eingesetzt werden. Dies würde aber zu einer unterwünschten Beeinträchtigung der Koch- bzw. Erhitzungsperformance führen. Die
Designfreiheit bei der technischen Ausgestaltung des Geräts ist damit aber signifikant beschränkt. Gerade für den europäischen Markt, wo eine möglichst effiziente Integration von möglichst vielen beheizbaren Zonen auf möglichst wenig Raum erwünscht ist, sind solche Abdeckplatten nicht geeignet bzw. führen zu unerwünschten oder zumindest sehr
ungewöhnlichen Ausgestaltungen.
Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Abdeckplate mit vier beispielhaften beheizbaren Zonen
Fig. 2 einen Temperatur-Zeit-Verlauf der Oberseite der Abdeckplatte in einer
beheizbaren Zone nach Inbetriebnahme,
Fig. 3 eine Darstellung der Biegefestigkeit für das Beispielglas 4,
Fig. 4 ein Abstands-Temperatur-Diagramm für verschiedene Abdeckplatten aus
unterschiedlichen Materialien,
Fig. 5a eine Anordnung zur Durchführung eines ersten Prozessschritts bei der
Schmirgelung eines Probenkörpers einer Abdeckplatte zur nachfolgenden Bestimmung der Temperaturunterschiedsfestigkeit
Fig.5b eine Anordnung zur Durchführung eines zweiten Prozessschritts bei der
Schmirgelung eines Probenkörpers einer Abdeckplatte zur nachfolgenden Bestimmung der Temperaturunterschiedsfestigkeit
Fig. 6a eine Anordnung zur Durchführung eines ersten Prozessschritts bei der
Schmirgelung eines Probenkörpers einer Abdeckplatte zur nachfolgenden Bestimmung der Biegebruchfestigkeit, welche im Rahmen der vorliegenden Offenbarung abkürzend auch lediglich als Biegefestigkeit bezeichnet ist,
Fig. 6b eine Anordnung zur Durchführung eines zweiten Prozessschritts bei der
Schmirgelung eines Probenkörpers einer Abdeckplatte zur nachfolgenden Bestimmung der Biegebruchfestigkeit.
In Fig. 1 ist beispielhaft schematisch und nicht maßstabsgetreu eine Abdeckplate nach der vorliegenden Offenbarung abgebildet. Diese Abdeckplate 100 weist hier beispielhaft vier beheizbare Zonen 102 auf. Der Rand 103 der beheizbaren Zone 102 ist hier durch schwarze Kreise beispielhaft eingezeichnet. Weiterhin ist der Abstand ai0 zwischen dem Rand 103 der im linken oberen Bereich der Abdeckplate 100 angeordneten beheizbaren Zone 102 und dem Außenrand 101 der Abdeckplate 100 eingezeichnet. Der Abstand ai0 ist hierbei der Abstand a für die beheizbare Zone 102„links oben“ (Io). Der Abstand a ist dabei allgemein im Rahmen der vorliegenden Offenbarung die kürzeste Verbindung zwischen dem Außenrand 101 (oder synonym Außenkante) der Abdeckplatte 100 und dem Rand 103 einer beheizbaren Zone 102, unabhängig von deren jeweiliger Form wie beispielsweise kreisförmig, elliptisch oder rechteckförmig.
Wie der vorliegenden Fig. 1 entnommen werden kann, kann der Abstand a für jede beheizbare Zone 102 unterschiedlich sein, beispielsweise wäre vorliegend der— nicht eingezeichnete— Abstand aiu für die beheizbare Zone 102, die hier links unten abgebildet ist, größer als der Abstand ai0, Sofern die Tmax für alle beheizbaren Zonen 102 die gleiche ist - dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn alle verwendeten Fleizelemente die gleiche
Leistungscharakteristik aufweisen - ist der kleinste Abstand a maßgeblich.
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung des Temperatur-Zeit-Verlaufs für die
Oberflächentemperatur der Abdeckplatte in einer beheizbaren Zone. Die Temperatur ist hierbei auf der y-Achse aufgetragen, die Zeit auf der x-Achse. Nach Inbetriebnahme des Heizkörpers oder Heizelements heizt sich die beheizbare Zone auf und durchläuft an der heißesten Stelle der Oberseite der Fläche bzw. anschaulicher der Platte einen Temperatur-Zeit-Verlauf, wie er vorliegend schematisch in der Kurve 200 dargestellt ist. Die Oberseite ist hierbei die Seite der Fläche bzw. anschaulicher der Platte, welche in Kontakt mit dem Geschirr bzw. Gefäß ist. Fig. 2 ist hierbei zu entnehmen, dass die Kurve 200 des Temperatur-Zeit-Verlaufs innerhalb von maximal 5 Minuten ein erstes Maximum, hier bezeichnet mit 201 , der Temperatur erreicht, das auch als Überschwingungstemperatur bezeichnet wird. Durch Eingreifen der Sensorsteuerung des Heizelements bzw. Heizkörpers wird der Heizvorgang an dieser Stelle automatisch abgebrochen, was zu einem nachfolgenden Abfall der Temperatur führt, wie auch in Fig. 2 ersichtlich ist.
Fig. 3 zeigt für das Ausführungsbeispiel 4 die Ermittlung der Biegefestigkeit nach Schmirgelung eines thermisch vorgespannten Substrats mit 220er Schmirgel. Die x-Achse bezeichnet die Biegefestigkeit in MPa, gemessen im Doppelringversuch. Die y-Achse bezeichnet die
Ausfallwahrscheinlichkeit (Summenhäufigkeit). Beispielsweise beträgt die mittlere Biegefestigkeit (Ausfallwahrscheinlichkeit = 50%) hier 120 MPa. Als Biegefestigkeit wird im Rahmen der vorliegenden Offenbarung die Biegebruchfestigkeit, gemessen mit der Doppelringmethode nach EN 1288-5 bezeichnet.
Fig. 4 zeigt ein Abstands-Temperatur-Diagramm. Auf der y-Achse ist der Abstand a in mm aufgetragen, auf der x-Achse die maximale Oberflächentemperatur Tmax in der beheizten beheizbaren Zone. Weiterhin ist die Grenzgerade 300 eingezeichnet. Weiterhin bezeichnet sind die Kurve 301 für das Ausführungsbeispiel 1, die Kurve 302 für das Ausführungsbeispiel 2, die Kurve 303 für das Ausführungsbeispiel 3, die Kurve 304 für das Ausführungsbeispiel 4 und die Kurve 305 für das Vergleichsbeispiel. Die Kurve 305 für das Vergleichsbeispiel liegt oberhalb der Grenzgeraden 300. Die Grenzgerade 300 ist hierbei gegeben durch die Gleichung (11), vorzugsweise durch die Gleichung (12).
Die vorliegenden Offenbarung beschreibt auch ein Gerät zum Erhitzen von Lebensmitteln nach Ausführungsformen umfassend eine Abdeckplatte gemäß Ausführungsformen, insbesondere umfassend mindestens eine beheizbare Zone, wobei vorzugsweise die Abdeckplatte nach einer gebrauchssimulierenden Schmirgelung mit 220er SiC charakterisiert ist durch eine zulässige maximale Temperatur Tmax, vorzugsweise eine zulässige maximale Oberflächentemperatur, vorzugsweise eine zulässige maximale Temperatur der Oberseite der Abdeckplatte, wobei die Bruchausfallwahrscheinlichkeit der Abdeckplatte weniger als 0,13% beträgt, wobei der minimale Abstand a zwischen der Außenkante der Abdeckplatte und dem Rand der mindestens einen beheizbaren Zone, angegeben in Millimetern, die Ungleichung
Figure imgf000055_0001
bevorzugt die Ungleichung
Figure imgf000055_0002
und insbesondere bevorzugt die Ungleichung
Figure imgf000055_0003
insbesondere besonders bevorzugt die Ungleichung
20 < a < i · ( Tmax - 235) erfüllt.
Die vorliegende Offenbarung betrifft weiterhin auch eine Abdeckplatte gemäß
Ausführungsformen, wobei vorzugsweise die Abdeckplatte insbesondere nach einer gebrauchssimulierenden Schmirgelung mit 220er SiC charakterisiert ist durch eine zulässige maximale Temperatur Tmax, vorzugsweise eine zulässige maximale Oberflächentemperatur, vorzugsweise eine zulässige maximale Temperatur der Oberseite der Abdeckplatte, wobei die Bruchausfallwahrscheinlichkeit der Abdeckplatte weniger als 0,13% beträgt, wobei der minimale Abstand a zwischen der Außenkante der Abdeckplatte und dem Rand der mindestens einen beheizbaren Zone, angegeben in Millimetern, die Ungleichung
Figure imgf000056_0001
bevorzugt die Ungleichung
Figure imgf000056_0002
und insbesondere bevorzugt die Ungleichung
Figure imgf000056_0003
insbesondere besonders bevorzugt die Ungleichung
20 < a < i · ( Tmax - 235) erfüllt.
Es wird um der Vollständigkeit willen festgehalten, dass bei den vorstehend angegebenen Zusammensetzungsbereichen jeweils auch einzelne Zusammensetzungsbereiche eigenständig offenbart sind und auf diese Weise auch ohne die dabei jeweils zusätzlich angegebenen weiteren Zusammensetzungsbereiche einer entsprechenden Zusammensetzung offenbart sind.

Claims

Patentansprüche
1. Abdeckplate, insbesondere Plate zum Erhitzen von Lebensmiteln, insbesondere durch Kochen, Braten, Heizen und/oder Grillen, umfassend ein Glassubstrat mit mindestens einer beheizbaren Zone, wobei das Glassubstrat ein glasiges Material umfassend die folgenden Komponenten in Gew.-% umfasst:
Si02 60 bis 80
AI2O3 0,5 bis 25
B2O3 0 bis 1 1
U20 0 bis 5
Na20 0 bis 8
K20 0 bis 8
MgO O bis 10
CaO O bis 10
SrO O bis 10
BaO 0 bis 3
ZnO 0 bis 3
Ti02 0 bis 3
Zr02 0 bis 6
Mn02 0 bis 1
P2O5 O bis 2
Nd2Ü3 0 bis 1
CS2O O bis 10
La203 0 bis 5
Sn02 0 bis 1
AS2O3 0 bis 1
Sb2Ü3 0 bis 1 ,6
CI 0 bis 0,5 sowie optional mindestens ein weiteres färbendes Oxid aus der Gruppe Fe203 und/oder CoO sowie ggf. weitere Farboxide, insbesondere NiO, Mn02, Cr203, wobei der Anteil der weiteren färbenden Oxide, inkl. der ggf. weiteren Farboxide, in Summe zwischen 0 Gew.-% bis 5 Gew.-% liegt, wobei das Glassubstrat vorzugsweise scheibenförmig ausgebildet ist und wobei die Biegefestigkeit des thermisch vorgespannten Glassubstrats durch Abnutzung einer Oberfläche, simuliert durch Schmirgelung mit 220er SiC, einen Sicherheitskennwert der Biegefestigkeit, definiert als der um drei Standardabweichungen verminderte Mittelwert der Festigkeitsverteilung, von mindestens 90 MPa aufweist.
2. Abdeckplatte nach Anspruch 1 , wobei das Glassubstrat thermisch vorgespannt ist, wobei die thermische Oberflächendruckvorspannung mindestens 65 MPa beträgt, wobei vorzugsweise das Substrat einen Koeffizienten a·E/(1 -m) aufweist, der zwischen mindestens 0,28 MPa/K und höchstens 0,53 MPa/K liegt, wobei a den mittleren thermischen Längenausdehnungskoeffizienten im Temperaturbereich zwischen 20°C und 300°C bezeichnet, E das Elastizitätsmodul und m die Querkontraktionszahl des Glases.
3. Abdeckplatte nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Glassubstrat eine Temperaturunterschiedsfestigkeit von mindestens 310°C aufweist bei einem minimalen Abstand von 25 mm des Randes der mindestens einen beheizbaren Zone zu der Außenkante der Abdeckplatte. 4. Abdeckplate nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
wobei das Glassubstrat ein glasiges Material umfassend die folgenden Komponenten in Gew.-% umfasst:
Si02 61 bis 80, bevorzugt 62 bis 80, besonders bevorzugt 63 bis 80
AI2O3 2 bis 23, bevorzugt 2 bis 22
B2O3 0 bis 11
U20 0 bis 4,2
Na20 O bis 7,1
K20 0 bis 8, besonders bevorzugt größer 0
MgO 0 bis 9,8
CaO 0 bis 9,8
SrO 0 bis 8,9
BaO 0 bis 3
ZnO O bis 2, bevorzugt 0 bis 1,8
Ti02 0 bis 3, bevorzugt 0 bis 2,4
Zr02 0 bis 4,5
MnÜ2 0 bis 0,5, bevorzugt 0 bis 0,3
P2O5 O bis 2, bevorzugt 0 bis 1,5
Nd203 O bis 0,5, bevorzugt 0 bis 0,3
CS2O 0 bis 3, bevorzugt bis auf unvermeidliche Spuren frei von CS2O
La203 0 bis 0,5, bevorzugt bis auf unvermeidliche Spuren frei von La203
SnÜ2 0 bis 1 , bevorzugt 0 bis 0,6
AS2O3 0 bis 0,9
Sb203 O bis 1,6, bevorzugt 0 bis 0,6
CI 0 bis 0,5 sowie optional mindestens ein weiteres färbendes Oxid aus der Gruppe Fe2Ü3 und/oder CoO sowie ggf. weitere Farboxide, insbesondere NiO, MnÜ2, Cr203, wobei der Anteil der weiteren färbenden Oxide, inkl. der ggf. weiteren Farboxide, in Summe zwischen 0 Gew.-% bis 5 Gew.-% liegt. 5. Abdeckplate nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
wobei das Glassubstrat ein glasiges Material umfassend die folgenden Komponenten in Gew.-% umfasst:
Si02 62 bis 80, bevorzugt 63 bis 80, besonders bevorzugt 63 bis 79
AI2Ü3 3 bis 23, bevorzugt 5 bis 23, besonders bevorzugt 5 bis 22
B2O3 0 bis 11, bevorzugt 0 bis 5
Li20 0 bis 4,2, bevorzugt 1 bis 4,1, besonders bevorzugt 2 bis 4,1
Na20 0,1 bis 7,1
K20 0 bis 8, bevorzugt 0 bis 1, besonders bevorzugt 0 bis 0,2, besonders bevorzugt größer 0
MgO 0 bis 9,8, bevorzugt 0 bis 2, besonders bevorzugt 0 bis 1,1
CaO 0 bis 9,8, bevorzugt 0 bis 1, besonders bevorzugt 0 bis 0,2
SrO 0 bis 8,9, bevorzugt 0 bis < 0,03, besonders bevorzugt bis auf
unvermeidliche Spuren frei von SrO
BaO 0 bis 2,8
ZnO 0,2 bis 1,8, bevorzugt 0,3 bis 1,7, besonders bevorzugt 0,4 bis 1,6
Ti02 0 bis 3, bevorzugt 0 bis 2,
4, besonders bevorzugt größer 0
Zr02 0 bis 2,5, bevorzugt 0 bis 1,9, besonders bevorzugt größer 0
Mn02 0 bis 0,5, bevorzugt 0 bis 0,3
R20d 0 bis 1,8, bevorzugt 0 bis 1,5, besonders bevorzugt 0 bis 1,3
Nd2Ü3 0 bis 0,5, bevorzugt 0 bis 0,3, besonders bevorzugt 0 bis 0,25
Cs20 0 bis 3, bevorzugt bis auf unvermeidliche Spuren frei von Cs20
La203 0 bis 0,5, bevorzugt bis auf unvermeidliche Spuren frei von La203
Sn02 0 bis 1, bevorzugt 0 bis 0,
5
AS2Ü3 0 bis 0,9, bevorzugt 0 bis 0,85
Sb2Ü3 0 bis 1,6, bevorzugt 0 bis 0,6 sowie optional mindestens ein weiteres färbendes Oxid aus der Gruppe Fe203 und/oder CoO sowie ggf. weitere Farboxide, insbesondere NiO, Mn02, Cr203, wobei der Anteil der weiteren färbenden Oxide, inkl. der ggf. weiteren Farboxide, in Summe zwischen 0 Gew.-% bis 5 Gew.-% liegt.
6. Abdeckplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
wobei das Glassubstrat ein glasiges Material umfassend die folgenden Komponenten in Gew.-% umfasst:
Si02 61 bis 80, bevorzugt 61 bis 79, besonders bevorzugt 62 bis 79
AI2O3 I bis 13, bevorzugt 2 bis 13
B2O3 6 bis 11
Li20 0 bis 0,5, bevorzugt 0 bis 0,1, besonders bevorzugt bis auf unvermeidliche
Spuren frei von U2O
Na20 O bis 7,1, bevorzugt 0 bis 6
K20 0 bis 8, bevorzugt 0 bis 5,5, besonders bevorzugt größer 0
MgO 0 bis 2,5
CaO 0 bis 9,8, bevorzugt 0,5 bis 9,7
SrO 0 bis 8,9, bevorzugt 0 bis < 0,03, besonders bevorzugt bis auf
unvermeidliche Spuren frei von SrO
BaO 0 bis 2,9
ZnO 0 bis 0,4
Ti02 0 bis 2,4
Zr02 0 bis 4
Mh02 0 bis 0,3
P2O5 0 bis 1,3
Nd203 0 bis 0,25
CS2O 0 bis 3, bevorzugt bis auf unvermeidliche Spuren frei von CsO
La203 0 bis 0,5, bevorzugt bis auf unvermeidliche Spuren frei von La203
Sn02 0 bis 1 , bevorzugt 0 bis 0,5
AS2O3 0 bis 0,85
Sb203 O bis 1,6, bevorzugt 0 bis 0,6
CI 0 bis 0,5 sowie optional mindestens ein weiteres färbendes Oxid aus der Gruppe Fe2Ü3 und/oder CoO sowie ggf. weitere Farboxide, insbesondere NiO, Mn02, Cr203, wobei der Anteil der weiteren färbenden Oxide, inkl. der ggf. weiteren Farboxide, in Summe zwischen 0 Gew.-% bis 5 Gew.-% liegt.
7. Abdeckplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Glassubstrat eine Dicke zwischen 2,8 mm und 6,3 mm aufweist.
8. Abdeckplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Glassubstrat eine chemische Beständigkeit Fl, S, L von mindestens 2, 3, 3 oder besser aufweist, wobei die chemische Beständigkeit als hydrolytische Klasse Fl gemäß DIN ISO 719, die Säureklasse S gemäß DIN 121 16 und die Laugenklasse L gemäß ISO 695 bestimmt ist.
9. Abdeckplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Glassubstrat transparent ungefärbt vorliegt, gekennzeichnet durch eine Transmission im sichtbaren Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums iviS von mindestens 85,0%, bezogen auf eine Glasdicke von 4,0 mm, wobei vorzugsweise das Glassubstrat eine neutrale Transmissionscharakteristik aufweist.
10 Abdeckplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Glassubstrat transparent volumengefärbt vorliegt.
1 1. Abdeckplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das das Glassubstrat transparent ungefärbt vorliegt, wobei der Sättigungswert C* des CIEL*a*b*-Farbraums maximal 10,0 beträgt und bevorzugt weniger als 4,0, wobei C* definiert ist als
C* = yja*2 + b*2, bezogen auf Normlicht D65, einen Beobachter unter Betrachtungswinkel 2° und eine Glasdicke von 4,0 mm.
12. Abdeckplate nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Glassubstrat
volumengefärbt ist, wobei der Sätigungswert C* des CIEL*a*b*-Farbraums maximal 10,0 beträgt und bevorzugt weniger als 4,0, wobei C* definiert ist als
C* = yja*2 + b*2 bezogen auf Normlicht D65, einen Beobachter unter Betrachtungswinkel 2° und eine Glasdicke von 4,0 mm, und die Transmission im optischen Bereich xViS zwischen den Wellenlängen 380 nm und 780 nm weniger als 5% beträgt
13. Abdeckplate nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder 10, wobei das Glassubstrat volumengefärbt ist, wobei der Sätigungswert C* des CIEL*a*b*-Farbraums maximal 10,0 beträgt und bevorzugt weniger als 4,0, wobei C* definiert ist als
C* = yja*2 + b*2, bezogen auf Normlicht D65, einen Beobachter unter Betrachtungswinkel 2° und eine Glasdicke von 4,0 mm, und die Transmission im optischen Bereich xViS in zumindest Teilbereichen der Kochfläche zwischen den Wellenlängen 380 nm und 780 nm zwischen 25% und 50% liegt.
14. Abdeckplate nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Glassubstrat ganzflächig oder in hierfür bevorzugten Bereichen eine IR-Transmission aufweist, die für jede der Wellenlängen 950 nm und 1600 nm zwischen 25% und 80% liegt, jeweils bezogen auf eine Dicke von 4,0 mm.
15. Abdeckplate nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei mindestens eine Beschichtung in mindestens einem Bereich mindestens einer Oberfläche der Fläche angeordnet ist.
16. Abdeckplatte vorzugsweise nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Abdeckplatte nach einer gebrauchssimulierenden Schmirgelung mit 220er SiC charakterisiert ist durch eine zulässige maximale Temperatur Tmax, vorzugsweise eine zulässige maximale
Oberflächentemperatur, vorzugsweise eine zulässige maximale Temperatur der Oberseite der Abdeckplatte, wobei die Bruchausfallwahrscheinlichkeit der Abdeckplatte weniger als 0,13% beträgt, wobei der minimale Abstand a zwischen der Außenkante der Abdeckplatte und dem Rand der mindestens einen beheizbaren Zone, angegeben in Millimetern, die Ungleichung
Figure imgf000065_0001
bevorzugt die Ungleichung
Figure imgf000065_0002
und insbesondere bevorzugt die Ungleichung
Figure imgf000065_0003
insbesondere besonders bevorzugt die Ungleichung
20 < a < i · ( Tmax - 235)
erfüllt.
17. Gerät zum Erhitzen von Lebensmitteln, insbesondere durch Kochen, Braten, Heizen und/oder Grillen, umfassend eine Abdeckplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 16
sowie mindestens ein der mindestens einen beheizbaren Zone der Abdeckplatte zugeordnetes Heizelement, wobei das Heizelement einen Randabstand zum Rand der Abdeckplatte von höchstens 25 mm aufweist und wobei das Heizelement spezifische Heizleistung von mindestens 8 W/cm2 und vorzugsweise von maximal 15 W/cm2 aufweist.
18. Gerät zum Erhitzen von Lebensmitteln nach Anspruch 17, wobei die Abdeckplatte nach einer gebrauchssimulierenden Schmirgelung mit 220er SiC charakterisiert ist durch eine zulässige maximale Temperatur Tmax, vorzugsweise eine zulässige maximale Oberflächentemperatur, vorzugsweise eine zulässige maximale Temperatur der Oberseite der Abdeckplatte, wobei die Bruchausfallwahrscheinlichkeit der Abdeckplatte weniger als 0,13% beträgt, wobei der minimale Abstand a zwischen der Außenkante der Abdeckplatte und dem Rand der mindestens einen beheizbaren Zone, angegeben in Millimetern, die Ungleichung
Figure imgf000066_0001
bevorzugt die Ungleichung
Figure imgf000066_0002
und insbesondere bevorzugt die Ungleichung
Figure imgf000066_0003
insbesondere besonders bevorzugt die Ungleichung
Figure imgf000066_0004
erfüllt.
19. Gerät zum Erhitzen von Lebensmitteln nach einem der Ansprüche 17 oder 18, wobei das Gerät einen Sensor, wie einen Touchsensor auf kapazitiver oder optischer Basis und/oder einen Temperatursensor, umfasst, und/oder wobei das Gerät ein eine Beleuchtungsvorrichtung, wie eine LED, und/oder ein Anzeigeelement, wie ein elektrooptisches Anzeigeelement, umfasst.
20. Gerät zum Erhitzen von Lebensmitteln nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei das Gerät ein Mittel umfasst, mit welchem eines mit einem informatischen Mittel, wie einem Computer, einem Tablet-PC, und/oder einem Smartphone, verbindbar ist, wobei vorzugsweise das Mittel so ausgestaltet ist, dass eine drahtlose Verbindung herstellbar ist, und wobei besonders bevorzugt das informatische Mittel so mit dem Gerät verbindbar ist, dass das Kochgerät mit dem informatischen Mittel steuerbar ist, und/oder wobei das Mittel als informatisches Mittel ausgestaltet ist, welches verbindbar ausgestaltet ist, und wobei das Kochgerät mit dem informatischen Mittel steuerbar ist.
21. Verfahren zur Ermittlung eines Sicherheitskennwerts, insbesondere für eine Abdeckplatte nach einem der Ansprüche von 1 bis 16 oder für ein Gerät zum Erhitzen von Lebensmitteln nach einem der Ansprüche 17 bis 20, bei welchem
ein von der Abdeckplatte umfasstes Glassubstrat vorgespannt, insbesondere thermisch vorgespannt wird,
eine definierte, insbesondere gebrauchssimulierende Oberflächenveränderung eingebracht wird,
nach Einbringung der Oberflächenveränderung eine Prüfung des Glassubstrats der Abdeckplatte, insbesondere eine Prüfung der Biege- oder Biegebruchfestigkeit, vorzugsweise gemessen mit der Doppelringmethode nach EN 1288-5, durchgeführt wird, und
basierend auf dem Ergebnis der Prüfung ein Sicherheitskennwert ermittelt und der Abdeckplatte zugeordnet wird.
22. Verfahren nach Anspruch 21 , bei welchem die gebrauchssimulierende
Oberflächenveränderung, welche insbesondere durch Schmirgelung vorgenommen wird, im Wesentlichen einem mittleren Gebrauch der Abdeckplatte oder dem Gerät zum Erhitzen von Lebensmitteins von etwa drei Jahren Gebrauchsdauer entspricht.
23. Verfahren zum Bereitstellen einer Abdeckplatte oder eines Geräts zum Erhitzen von Lebensmitteln, insbesondere zum Bereitstellen einer Abdeckplatte nach einem der Ansprüche von 1 bis 16 und eines Geräts zum Erhitzen von Lebensmitteln nach einem der Ansprüche 17 bis 20, mit einem Mindest-Sicherheitskennwert, welcher unter Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche von 21 oder 22 ermittelt ist,
bei welchem nach Ermittlung eines Sicherheitskennwerts, der unterhalb eines vorgegebenen Sicherheitskennwerts liegt, die Vorspannung, insbesondere die thermische Oberflächendruckvorspannung in dem von der Abdeckplatte umfassten Glassubstrat erhöht oder ein von der Abdeckplatte umfasstes Glassubstrat mit derselben Zusammensetzung, jedoch einer höheren Oberflächendruckvorspannung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 21 oder 22 verwendet wird,
wobei der vorstehende Verfahrensschritt so oft durchgeführt wird, bis der dann ermittelte Sicherheitskennwert größer oder gleich dem vorgegebenen Mindest-Sicherheitskennwert ist.
24. Verwendung einer Abdeckplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 16 als Fläche zum Erhitzen von Lebensmitteln, als Lampen- oder Strahlerabdeckung, als Innenscheibe eines
Pyrolysebackofens, als Backofenscheibe, als Kaminsichtscheibe oder als Ofensichtscheibe oder als Hitzeschild zur Abschirmung heißer Umgebungen.
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