本發(fā)明涉及一種具有玻璃陶瓷爐灶面和設(shè)置在玻璃陶瓷爐灶面下方的至少一個(gè)加熱器的爐灶。

背景技術(shù)：

基于鋰-鋁硅酸鹽的玻璃陶瓷由于其低的熱膨脹而用于許多應(yīng)用，在這些應(yīng)用中產(chǎn)生高的溫度和溫差。于是例如對(duì)于爐灶來說使用玻璃陶瓷板作為爐灶面。由設(shè)置在玻璃陶瓷爐灶面下方的加熱器提供用于烹飪的能量。加熱器例如可以實(shí)施為鹵素加熱器、輻射加熱器或感應(yīng)加熱器。

在文獻(xiàn)(例如，，lowthermalexpansionglassceramics“，h.bach出版社，isbn3-540-58598-2)中描述了合適的玻璃陶瓷的制造以及在灶臺(tái)區(qū)域中的應(yīng)用。由通過熔融過程和隨后的成型過程制造的生坯玻璃板通過適當(dāng)?shù)臏囟忍幚磉M(jìn)行材料的陶瓷化。在此首先形成晶核(keime)，隨后在該晶核上通過合適的溫度-時(shí)間曲線受控地生長所謂的高石英混晶(hqmk)。與周圍的玻璃基質(zhì)相對(duì)地，該高石英混晶具有與方向相關(guān)的且負(fù)的熱膨脹系數(shù)。在結(jié)晶相和非結(jié)晶相之間合適比例的條件下由此在寬泛的溫度-應(yīng)用區(qū)域中調(diào)節(jié)玻璃陶瓷的非常低的膨脹系數(shù)。

這種玻璃陶瓷爐灶面通常在可見光區(qū)域中深色著色，對(duì)此玻璃陶瓷爐灶面沒有光散射或者僅有少量的光散射(霧度)。深色著色的玻璃陶瓷爐灶面用于在光學(xué)上隱藏設(shè)置在玻璃陶瓷爐灶面下方的加熱器和爐灶的其他構(gòu)件。至少較低的散射實(shí)現(xiàn)了，在玻璃陶瓷爐灶面下方安置顯示元件并且透過玻璃陶瓷爐灶面進(jìn)行讀取。

較低的熱膨脹系數(shù)以及高的應(yīng)用溫度妨礙了對(duì)玻璃陶瓷爐灶面適當(dāng)?shù)厥┘宇A(yù)應(yīng)力。盡管如此，為了實(shí)現(xiàn)要求的強(qiáng)度、特別是要求的耐沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度，以對(duì)此來說足夠的材料厚度來構(gòu)造玻璃陶瓷爐灶面。另外已知，在使用中主要負(fù)荷拉力的、玻璃陶瓷爐灶面的底面上設(shè)置凸塊。這些凸塊使最高拉伸負(fù)荷的、凸塊凹部所在的區(qū)域與由結(jié)構(gòu)引起在凸塊頂部構(gòu)成的、作為潛在斷裂起始的最強(qiáng)表面損壞處分隔開。由此能夠明顯提高玻璃陶瓷爐灶面的強(qiáng)度。對(duì)于已知的玻璃陶瓷爐灶面來說這例如意味著，通過設(shè)有凸塊底面、材料厚度大于或等于3.8mm滿足了對(duì)玻璃陶瓷爐灶面強(qiáng)度的要求。在此通過標(biāo)準(zhǔn)、例如en60335、ul858或csa22.2給出對(duì)強(qiáng)度的要求。

為了操作爐灶已知的是，在爐灶中以及玻璃陶瓷爐灶面下方設(shè)置透過玻璃陶瓷爐灶面作用的接觸式傳感器。既可以使用光學(xué)作用的接觸式傳感器，該傳感器在紅外區(qū)域中工作；也可以使用電容的接觸式傳感器。通過將手指放置在玻璃陶瓷爐灶面頂面上的接觸式傳感器的測量區(qū)域中而觸發(fā)切換過程。由此能夠例如進(jìn)行加熱器的功率調(diào)節(jié)。

由de102006059850a1已知一種具有發(fā)射電磁輻射的發(fā)射器和接收輻射的接收器的光學(xué)傳感器。該光學(xué)傳感器作用為家電設(shè)備、例如玻璃陶瓷灶臺(tái)的操作裝置的觸摸式按鍵。該傳感器在該應(yīng)用中設(shè)置在用作遮蓋部的玻璃陶瓷爐灶面下方，從而由發(fā)射器發(fā)出的輻射穿過玻璃陶瓷爐灶面。通過放置在爐灶面上以及輻射路徑中的手指使一部分輻射透過玻璃陶瓷反射回到接收器并且由此觸發(fā)切換過程。缺陷在于，在電磁輻射兩次穿過相對(duì)厚的玻璃陶瓷爐灶面的情況下會(huì)吸收一大部分輻射。這導(dǎo)致在光學(xué)傳感器的靈敏度和信號(hào)/噪音比方面的損失。同樣地，成型在玻璃陶瓷爐灶面底面上的凸塊會(huì)對(duì)電磁輻射的定向傳播造成不利影響。

玻璃陶瓷爐灶面的固有顏色和在可見光譜區(qū)域中低的透過率對(duì)信號(hào)燈和顯示裝置的期望的可識(shí)別度和顏色效果造成不利影響，信號(hào)燈和顯示裝置對(duì)于特定的應(yīng)用而設(shè)置在玻璃陶瓷爐灶面下方。同樣地，凸塊以失真的方式對(duì)設(shè)置在玻璃陶瓷爐灶面下方的顯示裝置的展示造成不利影響。通過顯示裝置通常與玻璃陶瓷爐灶面間隔地設(shè)置而進(jìn)一步強(qiáng)化該效果。例如為了避免通過由放置的熱鍋的再加熱而造成電子組件的過度加熱，這種間隔設(shè)置可能是要求的。

由de102011050867a1已知一種在可見光區(qū)域中深色著色的玻璃陶瓷爐灶面。該使用的玻璃陶瓷材料具有所謂主晶相的高石英混晶(hqmk)。玻璃陶瓷爐灶面的特征在于具有一個(gè)平面的、非結(jié)構(gòu)化的且平面平行于頂面取向的底面。由此能夠?qū)崿F(xiàn)具有相對(duì)于含凸塊爐灶面顯著改善的顯示清晰度的顯示裝置。底面的涂層能夠以輪廓清晰的方式施加。由此能夠輪廓清晰地顯示接觸靈敏的傳感器(觸摸式傳感器)的電極以及鍋和鍋尺寸傳感器的電極。玻璃陶瓷爐灶面能夠以2和6mm之間的厚度設(shè)置所使用的玻璃陶瓷材料并且在此具有足夠的機(jī)械穩(wěn)定性。沒有描述的是，通過什么措施使得玻璃陶瓷在光滑的底面和小于4mm的厚度條件下達(dá)到關(guān)于所述標(biāo)準(zhǔn)足夠的強(qiáng)度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種具有體積著色的以及在可見波長區(qū)域中沒有散射或僅有少量散射的玻璃陶瓷爐灶面的爐灶，該爐灶實(shí)現(xiàn)了設(shè)置在玻璃陶瓷爐灶面下方的接觸式傳感器的高的功能可靠性并且同時(shí)具有對(duì)于保持標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定足夠的機(jī)械強(qiáng)度。

本發(fā)明的目的通過一種具有玻璃陶瓷爐灶面和設(shè)置在玻璃陶瓷爐灶面下方的至少一個(gè)加熱器的爐灶來實(shí)現(xiàn)，其還包括接觸式傳感器，所述接觸式傳感器能透過玻璃陶瓷爐灶面操控以用于調(diào)節(jié)至少一個(gè)加熱器的功率，并且所述接觸式傳感器間接或直接地與玻璃陶瓷爐灶面連接或者壓在爐灶面上或者與該爐灶面間隔設(shè)置，對(duì)此玻璃陶瓷爐灶面由包含以下組成(以重量百分比計(jì))的下述組分的鋰-鋁硅酸鹽玻璃陶瓷(las玻璃陶瓷)制成：

以及任選地另外的著色氧化物，其總計(jì)最高1.0重量百分比的最大含量，其中該玻璃陶瓷爐灶面具有芯部并且在芯部具有熱液石英混晶(kmk)作為主晶相，對(duì)此在10μm或以上的深度中kmk晶相含量超過hqmk和kmk晶相含量總和的50％，并且玻璃陶瓷板的厚度在2.8mm和3.5mm之間、優(yōu)選2.8mm和3.2mm之間的范圍中。

在爐灶的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，玻璃陶瓷爐灶面在其表面或朝向其表面具有梯度層以及位于其下方的芯部，其中玻璃陶瓷爐灶面在芯部中具有熱液石英混晶(kmk)作為主晶相以及在梯度層中具有高石英混晶(hqmk)作為主晶相。

以有利的方式，在630nm波長下的最大霧度為最高6％、優(yōu)選最高5％、特別優(yōu)選最高4％。

在此優(yōu)選可以設(shè)置成，li2o含量在3.0和4.2重量百分比之間。同樣地優(yōu)選tio2含量可以限制在2.3至4.0重量百分比的范圍內(nèi)。fe2o3含量特別優(yōu)選為0.03至0.2重量百分比。

這種玻璃陶瓷爐灶面在可見波長區(qū)域中顯示出深色著色的同時(shí)具有較低散射(霧度)。

如令人驚訝地已示出，在所述組成和所述層構(gòu)造的條件下的玻璃陶瓷爐灶面相對(duì)于已知的las玻璃陶瓷爐灶面具有提高的強(qiáng)度。因此玻璃陶瓷爐灶面的通常在4mm的厚度能夠減小，而同時(shí)仍然保持有對(duì)于玻璃陶瓷爐灶面要求的耐沖擊強(qiáng)度的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求(en60335、ul858或csa22.2)。通過玻璃陶瓷爐灶面的例如減小為3.2mm的厚度，顯著改善了設(shè)置在玻璃陶瓷爐灶面下方并且透過爐灶面作用的接觸式傳感器的靈敏度和信號(hào)/噪音比以及切換可靠性。由此提供一種爐灶，其滿足對(duì)玻璃陶瓷爐灶面強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)要求并且同時(shí)相比于如今已知的爐灶實(shí)現(xiàn)了借助設(shè)置在玻璃陶瓷爐灶面下方的接觸式開關(guān)進(jìn)行更好和更可靠的操作。

為了制造對(duì)此適合的玻璃陶瓷爐灶面，首先熔融上述組成的生坯玻璃、成型為期望的板狀并且相應(yīng)地切割。在之后的陶瓷化過程期間制造具有高石英混晶(hqmk)作為主晶相的預(yù)結(jié)晶的玻璃陶瓷中間產(chǎn)物。通過另一個(gè)晶體轉(zhuǎn)化步驟使hqmk相部分轉(zhuǎn)化成熱液石英晶相。該轉(zhuǎn)化步驟在預(yù)設(shè)的保持時(shí)間t(tmax)中保持的最大溫度tmax下進(jìn)行。適當(dāng)?shù)谋３謺r(shí)間和最大溫度通過由四條直線限定的溫度-時(shí)間區(qū)域給出。在此這些直線連接了溫度-時(shí)間區(qū)域的各個(gè)角點(diǎn)，這些角點(diǎn)的數(shù)值對(duì)為(tmax＝910℃；t(tmax)＝25分鐘),(tmax＝960℃；t(tmax)＝1分鐘),(tmax＝980℃；t(tmax)＝1分鐘)以及(tmax＝965℃；t(tmax)＝25分鐘)。

有利的是，該至少一個(gè)接觸式傳感器可以構(gòu)造為電容傳感器或光學(xué)傳感器，特別作為紅外傳感器。以電容方式工作的接觸式傳感器具有至少一個(gè)電極，在該電極上或在這些電極之間構(gòu)造時(shí)間上變化的電場。該電場在此穿過玻璃陶瓷爐灶面作用。放入交變電場中的手指改變了通過電極構(gòu)建的電容器的電容，這通過變化的電壓或電流信號(hào)而觸發(fā)切換過程。例如在電極和手指(第二電極)之間根據(jù)電容器公式c＝ε0εr*a/d在玻璃陶瓷厚度d變化的條件下根據(jù)厚度變化的比例使得設(shè)置在玻璃陶瓷爐灶面下方的、電容性接觸式開關(guān)的靈敏度發(fā)生變化。在此c表示電容器的電容，ε0表示電場常數(shù)，εr表示介電常數(shù)以及a表示傳感器面積。在玻璃陶瓷爐灶面的厚度從4mm變到3mm的情況下，電容性接觸式開關(guān)的靈敏度因此變化了25％。這種獲益能夠用于接觸式開關(guān)的更靈敏的切換行為。但是也能夠在電容性接觸式傳感器和玻璃陶瓷爐灶面之間設(shè)置功能附加層，并且接觸式傳感器的靈敏度相對(duì)于在較厚玻璃陶瓷爐灶面下方的應(yīng)用不會(huì)變差。同樣可行的是，傳感器面積a根據(jù)玻璃陶瓷爐灶面發(fā)生的厚度變化而減小，并且相比于設(shè)置在較厚玻璃陶瓷爐灶面下方的電容性接觸式傳感器，靈敏度沒有變差。在更小的傳感器面積a的條件下能夠顯示出更精細(xì)的傳感器結(jié)構(gòu)。

在光學(xué)的接觸式傳感器(紅外傳感器)條件下，在用于紅外輻射的發(fā)射二極管的固定孔徑角的情況下，在具有減小的厚度的玻璃陶瓷爐灶面中相比于具有較大厚度的玻璃陶瓷爐灶面以更高的面積強(qiáng)度照亮更小的面積。由此能夠改善在相鄰的光學(xué)接觸式傳感器之間的空間分辨率。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式能夠設(shè)置成，至少一個(gè)發(fā)光元件和/或至少一個(gè)自發(fā)光的或外部照明的顯示裝置間接或直接設(shè)置在玻璃陶瓷爐灶面的底面上或者與玻璃陶瓷爐灶面底面間隔地設(shè)置，并且發(fā)光元件和/或顯示裝置透過玻璃陶瓷爐灶面發(fā)光。發(fā)光元件或顯示裝置例如能夠設(shè)置用于顯示通過接觸式開關(guān)調(diào)節(jié)的功率等級(jí)。

在設(shè)置在玻璃陶瓷爐灶面的頂面上的顯示區(qū)域標(biāo)記中，玻璃陶瓷爐灶面的減小的厚度導(dǎo)致在標(biāo)記和顯示裝置或發(fā)光元件之間的偏差減小，發(fā)光元件或顯示裝置設(shè)置在顯示區(qū)域下方。發(fā)光元件或顯示裝置能夠由此更準(zhǔn)確地與標(biāo)記相對(duì)應(yīng)。同時(shí)在玻璃陶瓷爐灶面的厚度減小的情況下，透過標(biāo)記的空白區(qū)域看見顯示裝置或發(fā)光元件的角度增大。另外在相同的著色劑濃度的條件下，在玻璃陶瓷爐灶面的厚度減小時(shí)觀測角增大，以該觀測角能夠以足夠的亮度識(shí)別顯示裝置或發(fā)光元件。觀測角對(duì)于觀測來說限定為這樣的角度，在該角度下相比于垂直的光以及在采用發(fā)光元件或顯示裝置的各向同性的輻射特性時(shí)仍具有50％的光強(qiáng)度。

同樣地，當(dāng)基于玻璃陶瓷爐灶面的相同的著色劑濃度時(shí)，玻璃陶瓷爐灶面的厚度減小導(dǎo)致顯示裝置或發(fā)光元件的變色降低(特別在光譜帶寬的發(fā)光元件或顯示裝置的條件下，特別在白光的情況下)。在此在本發(fā)明的范圍中，在各個(gè)厚度條件下玻璃陶瓷爐灶對(duì)兩種波長的透過率的比例適合作為變色的度量。通過減小的變色可以為白色的顯示裝置和發(fā)光元件實(shí)現(xiàn)改善的白平衡。最初白色的顯示裝置或發(fā)光元件在3.0mm厚的玻璃陶瓷爐灶面的條件下比在4mm厚的玻璃陶瓷爐灶面的條件下顯得變色更弱。即使在傾斜地觀測顯示裝置或發(fā)光元件時(shí)，在較薄的玻璃陶瓷爐灶面的條件下也具有較弱的變色。由此能夠更好且無錯(cuò)誤地識(shí)別優(yōu)選通過以不同信號(hào)顏色的光信號(hào)給出的警示。

由此實(shí)現(xiàn)設(shè)置在玻璃陶瓷爐灶面下方的顯示裝置和發(fā)光元件的沒有失真的展示，即，玻璃陶瓷爐灶面的底面未實(shí)施結(jié)構(gòu)化。由于用于制造玻璃陶瓷爐灶面的玻璃陶瓷材料的提高的強(qiáng)度而可以取消玻璃陶瓷爐灶面的底面的常規(guī)的凸塊(noppung)，對(duì)此繼續(xù)保持有對(duì)玻璃陶瓷爐灶面強(qiáng)度的要求。在沒有凸塊的條件下以及由于在可見波長區(qū)域中玻璃陶瓷爐灶面的較低散射使得顯示裝置和發(fā)光元件透過玻璃陶瓷爐灶面輪廓精準(zhǔn)地示出。因此可以根據(jù)需要減小顯示的標(biāo)記、例如數(shù)字或字母的尺寸。另外能夠提高顯示的標(biāo)記的分辨率。

玻璃陶瓷爐灶面的非結(jié)構(gòu)化的光滑底面對(duì)于設(shè)置在玻璃陶瓷爐灶面下方的接觸式傳感器的應(yīng)用來說也具有優(yōu)勢(shì)。在紅外傳感器作為接觸式傳感器的條件下，發(fā)出的光以及由手指反射回的光在相當(dāng)于許多小透鏡的凸塊上不再不規(guī)則地折射。由此更多的光進(jìn)入到在玻璃陶瓷頂面上的對(duì)應(yīng)接觸區(qū)域并且又反射回到紅外傳感器的接收器。由此改善光學(xué)接觸式傳感器的靈敏度。另外，通過凸塊造成局部的強(qiáng)度波動(dòng)，該強(qiáng)度波動(dòng)妨礙了用于接觸識(shí)別的信號(hào)閾值的調(diào)節(jié)。這在光滑的底面的條件下得到消除。能夠以很低的公差和因此更靈敏地調(diào)節(jié)信號(hào)閾值。

在以電容方式工作的接觸式傳感器的條件下，沒有污垢或沒有水汽能夠殘留在接觸式傳感器的電極和玻璃陶瓷爐灶面之間的凸塊凹部中，由此能夠避免對(duì)靈敏的電容式測量的干擾影響。

接觸式傳感器、發(fā)光元件和顯示裝置的特性能夠通過如下適應(yīng)相應(yīng)的要求，即，在一側(cè)上接觸式傳感器和/或發(fā)光元件和/或至少一個(gè)顯示裝置與另一側(cè)上玻璃陶瓷爐灶面之間設(shè)置透明的和/或有色透明的和/或不透明的和/或光散射的中間層。清晰透明的中間層例如可以施加在玻璃陶瓷爐灶面的含凸塊的底面上，以便與玻璃陶瓷的表面平行地形成平整的面。如果中間層的折射率優(yōu)選與玻璃陶瓷爐灶面相匹配，則中間層構(gòu)成沉浸層(immersionsschicht)，該沉浸層至少降低了在光從沉浸層到玻璃陶瓷爐灶面?zhèn)鬟f過程中的光折射。顯示裝置和發(fā)光元件由此即使在實(shí)施為含凸塊的玻璃陶瓷爐灶面條件下也能夠沒有失真地得到識(shí)別，或者例如在沉浸層的折射率沒有完全匹配的條件下僅以低的失真得到識(shí)別。如果沉浸層在紅外區(qū)域中也有效，那么也能夠防止光學(xué)接觸式傳感器的紅外輻射在凸塊上的不期望的折射并且由此避免對(duì)光學(xué)接觸式傳感器的功能的干擾影響。電容性接觸式傳感器的電極能夠擠壓在沉浸層上或者與沉浸層材料結(jié)合地連接。由此能夠避免，水汽或污垢在電極和玻璃陶瓷爐灶面的底面之間積聚并且損壞電容性接觸式傳感器的功能。

透明著色的中間層實(shí)現(xiàn)了消減的顏色混合，從而由顯示裝置或發(fā)光元件發(fā)出的光在通過中間層和玻璃陶瓷爐灶面之后具有期望的顏色。由此實(shí)現(xiàn)了玻璃陶瓷爐灶面的固有顏色的顏色補(bǔ)償。通過不透明的中間層例如能夠進(jìn)行發(fā)光元件的標(biāo)識(shí)，以便展示一種標(biāo)記。通過不透明的或者強(qiáng)烈散射的中間層也能夠避免視線在電容性接觸式傳感器區(qū)域中進(jìn)入爐灶。

中間層例如能夠?qū)嵤橹苯邮┘釉诓Ａ沾蔂t灶面底面上的層或者實(shí)施為薄膜。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案能夠設(shè)置成，玻璃陶瓷爐灶面在其底面上至少局部地設(shè)有在可見光譜區(qū)域中不透明的散射光遮蓋部(streulichtabdeckung)。這種不透明的散射光遮蓋部能夠優(yōu)選設(shè)置在加熱區(qū)域外部以及顯示裝置區(qū)域和顯示區(qū)域的外部。該遮蓋部即使在強(qiáng)的入射光條件下也防止了進(jìn)入爐灶的不期望的視線。這特別也適用于厚度減小的玻璃陶瓷爐灶面，該爐灶面在體積著色的相同強(qiáng)度條件下具有在可見光區(qū)域中提高的透射度。在散射光遮蓋部中能夠空出未涂層的區(qū)域，該區(qū)域例如以標(biāo)記的形式。這些標(biāo)記由此能夠通過相應(yīng)背光照射玻璃陶瓷爐灶面的頂面而得到識(shí)別。如果玻璃陶瓷爐灶面的底面光滑地實(shí)施，那么該散射光遮蓋部例如能夠通過絲網(wǎng)工藝輪廓準(zhǔn)確地施加在玻璃陶瓷底面上。由此能夠以高的分辨率示出標(biāo)記。同樣地能夠通過清晰延伸的分界線空出顯示裝置區(qū)域和加熱區(qū)域。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案能夠設(shè)置成，傳感器區(qū)域元件(sensor-)和/或傳感器導(dǎo)軌(sensor-leiterbahnen)和/或傳感器觸點(diǎn)間接或直接地施加在玻璃陶瓷爐灶面上，和/或傳感器電極間接或直接地施加在玻璃陶瓷爐灶面上或者擠壓在爐灶面上。傳感器區(qū)域元件或傳感器導(dǎo)軌能夠例如通過部分導(dǎo)電的玻璃陶瓷底面涂層而構(gòu)成。為此使用不透明或透明的導(dǎo)電材料。傳感器電極能夠例如作為金屬部件從下面擠壓到玻璃陶瓷爐灶面上。結(jié)合適當(dāng)?shù)姆治鲭娮友b置能夠以這種傳感器結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)不同的功能。例如能夠以感應(yīng)或電容的方式進(jìn)行鍋?zhàn)R別或鍋尺寸識(shí)別。同樣可行的是，確定玻璃陶瓷爐灶面在加熱區(qū)域中的溫度。為此能夠例如測量并相應(yīng)的分析傳感器導(dǎo)軌的電阻變化或者設(shè)置在兩個(gè)傳感器導(dǎo)軌之間的玻璃陶瓷區(qū)段的電阻變化。根據(jù)溫度測量能夠?qū)崿F(xiàn)爐灶的不同控制功能。例如能夠避免玻璃陶瓷爐灶面的過度加熱。另外，例如根據(jù)放置的烹飪炊具的現(xiàn)有品質(zhì)，能夠進(jìn)行在多回路加熱器的各個(gè)加熱回路之間的功率再分配。也能夠想到的是，基于獲得的玻璃陶瓷溫度進(jìn)行烹飪過程的自動(dòng)化調(diào)控。傳感器結(jié)構(gòu)另外能夠作為電容性接觸式傳感器的電極使用。借助于透明的電極能夠?qū)⒁噪娙莘绞焦ぷ鞯慕佑|式傳感器設(shè)置在顯示裝置或發(fā)光元件和玻璃陶瓷爐灶面之間。這例如實(shí)現(xiàn)了爐灶的直觀用戶引導(dǎo)，在對(duì)接觸式傳感器的切換過程中根據(jù)布置在其后的顯示裝置的相應(yīng)內(nèi)容觸發(fā)不同的事件。由于玻璃陶瓷爐灶面的減小的厚度使得所述傳感器具有改善的靈敏度。基于獲得的傳感器信號(hào)實(shí)施的控制過程、切換過程和調(diào)節(jié)過程能夠由此以更高的精確度和功能可靠性實(shí)施。當(dāng)玻璃陶瓷底面未進(jìn)行結(jié)構(gòu)化，而是實(shí)施為光滑的，這也具有有利的效果。傳感器區(qū)域元件、傳感器導(dǎo)軌和傳感器電極能夠由此以更好的輪廓精確性和更均勻的厚度施加在玻璃陶瓷爐灶面的底面上。為期望的功能實(shí)施的電容、電感或電阻的測量能夠由此以顯著改善的精確度進(jìn)行。不同于結(jié)構(gòu)化的玻璃陶瓷底面，在擠壓傳感器電極的情況下，在傳感器電極和玻璃陶瓷之間沒有產(chǎn)生變化的空隙。由此例如能夠避免，污垢或水汽進(jìn)入到電極和玻璃陶瓷爐灶面之間并且歪曲了測量結(jié)果。

為了能夠清楚展示顯示裝置和發(fā)光元件可以設(shè)置成，分別標(biāo)準(zhǔn)化成4mm厚的玻璃陶瓷爐灶面，在470nm的波長條件下最大“霧度”為最高15％、優(yōu)選最高12％，和/或在400nm至500nm的波長區(qū)域中最大霧度為最高20％、優(yōu)選最高17％，和/或在630nm的波長條件下最大霧度為最高6％、優(yōu)選最高5％、特別優(yōu)選最高4％。在此根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)iso14782：1999(e)測量散射光份額。根據(jù)本發(fā)明的爐灶的玻璃陶瓷爐灶面因此特別不同于已知的具有高的熱液石英混晶份額的玻璃陶瓷爐灶面，該已知的爐灶面由于大量的散射中心而表現(xiàn)為半透明甚至不透明的并且因此不適合用于結(jié)合顯示裝置的應(yīng)用。

為了防止對(duì)設(shè)置在爐灶中的玻璃陶瓷爐灶面下方的結(jié)構(gòu)元件造成干擾視線以及為了避免通過照射的加熱器、特別是亮的鹵素加熱器的耀眼作用能夠設(shè)置成，分別標(biāo)準(zhǔn)化為4mm厚的玻璃陶瓷爐灶面，在380nm至780nm波長區(qū)域中的光透過率為小于或等于5％，優(yōu)選小于或等于10％。

有利的是，在420nm波長條件下的光譜透過率為大于0.2％。

在如前所述地調(diào)節(jié)的光透過率的條件下，玻璃陶瓷爐灶面看起來是黑色的。但是設(shè)置在玻璃陶瓷爐灶面下方的顯示裝置和發(fā)光元件能夠透過玻璃陶瓷很好地識(shí)別并且讀取。工作的加熱器也能夠以足夠的亮度識(shí)別。

通過如下事實(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)顯示裝置和發(fā)光元件的改善的顯示性能，即，玻璃陶瓷爐灶面包含賦色的金屬離子，對(duì)此玻璃陶瓷爐灶面在顯示區(qū)域中的透過率通過借助電磁輻射感應(yīng)的局部加熱而部分地相對(duì)于相鄰區(qū)域提高。在這些具有提高的透過率的顯示區(qū)域中能夠更好地識(shí)別并讀取對(duì)應(yīng)的顯示裝置和發(fā)光元件。另外在這樣的顯示區(qū)域內(nèi)部減少了顯示裝置或發(fā)光元件的顏色位置的偏移。

通過如下事實(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)置在玻璃陶瓷爐灶面和顯示區(qū)域下方的顯示裝置的高的可讀取性以及同樣設(shè)置在那里的發(fā)光元件的好的可識(shí)別性，即，在380nm至780nm的波長范圍中以及在顯示區(qū)域中，玻璃陶瓷爐灶面的光透過率為小于或等于2.5％，或者光透過率在2.5％和5％之間，或者光透過率為小于或等于10％。在光透過率小于或等于2.5％時(shí)，即使在顯示區(qū)域內(nèi)部也能夠可靠地避免在顯示裝置或發(fā)光單元不發(fā)光時(shí)看到爐灶內(nèi)的視線。在透過率在2.5％和5％之間時(shí)，實(shí)現(xiàn)了在顯示裝置或發(fā)光元件關(guān)閉時(shí)減小看到爐灶內(nèi)的視線與在顯示裝置或發(fā)光元件打開時(shí)良好且亮的展示之間的良好折中。在光透過率小于或等于10％時(shí)，也能夠使用并可靠地識(shí)別弱光的并因此成本有利的顯示裝置或發(fā)光元件。

有利的是，顯示裝置或發(fā)光元件設(shè)置在玻璃陶瓷爐灶面的顯示區(qū)域下方，該顯示區(qū)域相對(duì)于周圍的玻璃陶瓷材料具有增大的光透過率。由此一方面確保了顯示裝置的良好可讀取性或發(fā)光元件的可識(shí)別性，并且另一方面防止了看到爐灶的圍繞顯示區(qū)域的玻璃陶瓷材料內(nèi)的視線。

附圖說明

接下來根據(jù)多個(gè)實(shí)施例和附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。在此附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同或相應(yīng)的元件。

其中：

圖1示出了具有玻璃陶瓷爐灶面、加熱器和電子裝置的爐灶的截面示意圖，

圖2示出了具有光學(xué)的接觸式傳感器的玻璃陶瓷爐灶面的截面示意圖，

圖3示出了具有電容性接觸式傳感器的玻璃陶瓷爐灶面的截面示意圖，

圖4示出了具有發(fā)光元件和頂面涂層的玻璃陶瓷爐灶面的截面示意圖，

圖5示出了具有發(fā)光元件的玻璃陶瓷爐灶面的截面示意圖，

圖6a示出了具有含凸塊的底面的玻璃陶瓷爐灶面和顯示裝置的一個(gè)區(qū)段的側(cè)面示意圖，

圖6b示出了玻璃陶瓷爐灶面的圖6a中所示區(qū)段的俯視圖，

圖7a示出了具有光滑的底面的玻璃陶瓷爐灶面和顯示裝置的一個(gè)區(qū)段的側(cè)面示意圖，

圖7b示出了玻璃陶瓷爐灶面的圖7a中所示區(qū)段的俯視圖，

圖8a示出了具有含凸塊底面的玻璃陶瓷爐灶面的一個(gè)區(qū)段的底部示意圖，

圖8b示出了具有非結(jié)構(gòu)化底面的玻璃陶瓷爐灶面的一個(gè)區(qū)段的底部示意圖，

圖9a示出了含凸塊的玻璃陶瓷爐灶面的一個(gè)區(qū)段的側(cè)面示意圖，

圖9b示出了非結(jié)構(gòu)化的玻璃陶瓷爐灶面的一個(gè)區(qū)段的側(cè)面示意圖，

圖10示出了具有顯示區(qū)域的玻璃陶瓷爐灶面的一個(gè)區(qū)段的側(cè)面示意圖，以及

圖11示出了具有玻璃陶瓷爐灶面、加熱器和傳感器電極的爐灶的一個(gè)區(qū)段的側(cè)面示意圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出了具有玻璃陶瓷爐灶面11、加熱器12和電子裝置20的爐灶10的截面示意圖。

在所示實(shí)施例中實(shí)施為輻射加熱器的加熱器12通過支撐在爐灶底部14上的彈性元件13而壓緊在玻璃陶瓷爐灶面11的底面11.2上。加熱器12具有加熱線圈12.2以及過熱保護(hù)器12.1。當(dāng)玻璃陶瓷爐灶面11的溫度超過預(yù)設(shè)的閾值時(shí)，該過熱保護(hù)器12.1中斷向加熱線圈12.2的電流輸送。加熱器12限定了加熱區(qū)域，該加熱區(qū)域標(biāo)記在玻璃陶瓷爐灶面11的頂面11.1上作為烹飪區(qū)15并且能夠在該加熱區(qū)域上放置烹飪炊具、例如烹飪鍋。通過加熱器12加熱烹飪炊具和保存在其中的烹飪物，如通過示出的能量流30標(biāo)記出。能量流30在此主要由從加熱線圈12.2發(fā)出的輻射能量以及在玻璃陶瓷爐灶面11的區(qū)域中通過熱傳導(dǎo)進(jìn)行傳遞的能量組成。在從加熱器12向烹飪炊具的能量傳遞過程中產(chǎn)生能量損耗，這里例如在玻璃陶瓷爐灶面11內(nèi)部的熱量橫向傳導(dǎo)31示出該能量損耗。玻璃陶瓷爐灶面11具有通過雙箭頭標(biāo)記的、相對(duì)于已知的玻璃陶瓷爐灶面減小的厚度50。該玻璃陶瓷爐灶面通過柔性粘合劑16.1粘附在爐灶10的邊框16中。邊框16與爐灶底部14連接。

電子裝置20借助彈性元件13壓緊在玻璃陶瓷爐灶面11的底面11.2上。該電子裝置在所示實(shí)施例中包括顯示裝置21和接觸式傳感器22。顯示裝置21例如可以實(shí)施為七段顯示器或者實(shí)施為圖形顯示器。電子裝置20與加熱器12間隔有間距53。發(fā)光元件23在所示實(shí)施例中作為自發(fā)光的烹飪區(qū)標(biāo)記而設(shè)置在加熱器12的外邊緣上。

根據(jù)本發(fā)明的玻璃陶瓷爐灶面11具有下述以重量百分比給出的組成：

另外可以含有直至最大1.0重量百分比含量的另外的著色氧化物。在此，li2o含量優(yōu)選限制在3.0至4.2重量百分比的范圍內(nèi)，tio2含量優(yōu)選限制在2.3至4.0重量百分比的范圍內(nèi)以及fe2o3含量限制在0.03至0.2重量百分比。

為了制造根據(jù)本發(fā)明的玻璃陶瓷爐灶面11，首先將上述組成的生坯玻璃熔融、成型為期望的板狀并且相應(yīng)地切割。在之后的陶瓷化過程期間制造具有高石英混晶(hqmk)作為主晶相的預(yù)結(jié)晶的玻璃陶瓷中間產(chǎn)物。通過另一個(gè)晶體轉(zhuǎn)化步驟使hqmk相部分轉(zhuǎn)化成熱液石英晶相。該轉(zhuǎn)化步驟在預(yù)設(shè)的保持時(shí)間t(tmax)中保持的最大溫度tmax下進(jìn)行。適當(dāng)?shù)谋３謺r(shí)間和最大溫度通過由四條直線限定的溫度-時(shí)間區(qū)域給出。在此這些直線連接了溫度-時(shí)間區(qū)域的各個(gè)角點(diǎn)，這些角點(diǎn)的數(shù)值對(duì)為(tmax＝910℃；t(tmax)＝25分鐘),(tmax＝960℃；t(tmax)＝1分鐘),(tmax＝980℃；t(tmax)＝1分鐘)以及(tmax＝965℃；t(tmax)＝25分鐘)。

通過該組成和所述的制造方法獲得具有朝向玻璃陶瓷爐灶面11的頂面取向的梯度層和置于其下方的芯部的玻璃陶瓷爐灶面11。在芯部中具有熱液石英混晶(kmk)作為主晶相。梯度層具有高石英混晶(hqmk)作為主晶相。從玻璃陶瓷爐灶面的頂面開始在10μm或更大的深度中kmk晶相份額超過hqmk和kmk晶相份額總和的50％。在梯度層上方優(yōu)選還設(shè)有一個(gè)非結(jié)晶層。

按所述組成這樣制得的玻璃陶瓷爐灶面11相對(duì)于基于las的已知的玻璃陶瓷爐灶面11在相同的材料厚度條件下具有提高的強(qiáng)度。因此如圖2中所示，可以為爐灶10使用具有相對(duì)于常規(guī)的厚度51減小的厚度50的玻璃陶瓷爐灶面11。另外在此保持有在相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)(en60335、ul858、csa22.2)中限定的強(qiáng)度要求。常規(guī)的厚度51在此對(duì)于私人家電領(lǐng)域中使用的玻璃陶瓷爐灶面11來說在3.8-4.2mm的范圍內(nèi)。與之不同，根據(jù)本發(fā)明的玻璃陶瓷爐灶面11可以采用直至大于或等于2.8mm的減小的厚度50，而同時(shí)對(duì)此保持了在玻璃陶瓷爐灶面11的強(qiáng)度方面提及的標(biāo)準(zhǔn)要求。

玻璃陶瓷爐灶面11的這種減小的厚度50導(dǎo)致在爐灶10運(yùn)行中的顯著改善。如對(duì)圖2和3進(jìn)一步的說明，可以通過減小的厚度50明顯改善接觸式傳感器22的響應(yīng)性能。如對(duì)圖4和5的說明，通過減小的厚度50也顯著改善了借助設(shè)置在玻璃陶瓷爐灶面11下方的顯示裝置21或發(fā)光元件23對(duì)信息的傳遞。由此例如由于在玻璃陶瓷爐灶面11的減小的厚度50的條件下減小的視差誤差而使在根據(jù)圖1的實(shí)施例中設(shè)置的烹飪區(qū)標(biāo)記借助發(fā)光元件23即使在傾斜的視角情況下也可以更準(zhǔn)確地對(duì)應(yīng)于加熱器12的實(shí)際位置。

另外，通過減小的厚度50可以改善從加熱器12到未示出的、放置的烹飪炊具的能量流30。通過玻璃陶瓷爐灶面11形成的熱質(zhì)量降低，這導(dǎo)致對(duì)加熱器12的功率變化的提高的反應(yīng)速度以及因此導(dǎo)致烹飪過程的改善的可調(diào)控性。同樣地，由加熱線圈12.2發(fā)出的熱輻射的較大一部分到達(dá)放置的烹飪炊具。

在玻璃陶瓷爐灶面11的減小的厚度50的條件下也降低了爐灶的能量損耗。在相同的玻璃陶瓷比熱容的條件下，儲(chǔ)存在烹飪區(qū)15的區(qū)域中的熱含量e根據(jù)公式

與設(shè)置的厚度減小量成正比地降低。在等式中的r表示烹飪區(qū)15的半徑，d表示玻璃陶瓷爐灶面11的相應(yīng)厚度50、51，表示密度(2.6g/cm³)并且cp表示玻璃陶瓷的比熱容(0.8j/(g·j))以及δt表示在烹飪區(qū)15區(qū)域中實(shí)施的溫度提高。對(duì)于180mm的烹飪區(qū)直徑和500k的溫度提高來說，對(duì)于4mm厚的玻璃陶瓷爐灶面11獲得29.3wh的熱含量變化，而對(duì)于3mm厚的玻璃陶瓷爐灶面11的熱含量僅變化22.1wh。因此具有大約7.3wh的能量節(jié)省，相應(yīng)于25％。

熱量橫向傳導(dǎo)31作為能量損耗的原因同樣與實(shí)施的玻璃陶瓷厚度減小成正比地降低。根據(jù)等式

δq＝(λ·a·t·δt)/l

對(duì)于25％的厚度變化得出通過熱量橫向傳導(dǎo)31損失的能量δq同樣變化25％。在等式中的λ表示熱導(dǎo)率(1.6w/(m·k))，a表示在能量流的傳播方向上的橫截面積，t表示熱傳輸?shù)某掷m(xù)時(shí)間，δt表示在加熱區(qū)域和周圍的冷卻區(qū)域之間的溫度差，以及l(fā)表示在加熱區(qū)域和冷卻區(qū)域之間的間距。

通過以下事實(shí)獲得進(jìn)一步的能量節(jié)省，即，在玻璃陶瓷爐灶面11的減小的厚度50的條件下在玻璃陶瓷底面11.2和玻璃陶瓷頂面11.1之間必須有較小的溫度差，從而每單位時(shí)間有特定的能量通過穿過玻璃陶瓷爐灶面11的熱傳導(dǎo)而傳輸。因此在較薄的玻璃陶瓷爐灶面11的條件下選擇的玻璃陶瓷底面的溫度可以低于在較厚玻璃陶瓷爐灶面11的條件下的玻璃陶瓷底面溫度，這導(dǎo)致有較少的能量損耗到周圍環(huán)境中。

根據(jù)本發(fā)明的玻璃陶瓷爐灶面11在低散射(霧度)的同時(shí)具有在可見波長范圍中適當(dāng)?shù)闹?。顯示裝置21和發(fā)光元件23因此可以透過玻璃陶瓷爐灶面11看見或讀取。在此沒有產(chǎn)生散射光損失或者僅有少量的散射光損失。同時(shí)著色防止了不期望的透過玻璃陶瓷爐灶面11進(jìn)入爐灶10的視線。

圖2示出了具有光學(xué)接觸式傳感器22的玻璃陶瓷爐灶面11的截面的示意圖。

為了簡化視圖，對(duì)光學(xué)接觸式傳感器22僅在玻璃陶瓷爐灶面11的底面11.2上示出發(fā)射二極管。該發(fā)射二極管以固定的孔徑角56發(fā)出紅外輻射22.4穿過玻璃陶瓷爐灶面11。

在該簡化的、未按正確比例示出的附圖中首先以4mm的常規(guī)厚度51示出了該玻璃陶瓷爐灶面11。通過虛線表示在3.0mm的玻璃陶瓷爐灶面11的減小的厚度50的條件下玻璃陶瓷爐灶面11的頂面11.1的走向。紅外輻射22.4的外部射束在具有常規(guī)的厚度51和減小的厚度50的玻璃陶瓷爐灶面11的相應(yīng)頂面11.1上限定照亮面57.1、57.2。在此對(duì)應(yīng)為具有減小的厚度50的玻璃陶瓷爐灶面11的第一照亮面57.1和具有常規(guī)的厚度51的玻璃陶瓷爐灶面11的第二照亮面57.2。

如圖2中的描繪所示，對(duì)于較薄材料的照亮面57.1、57.2與相應(yīng)厚度50、51的比例的平方成正比地減小。因此對(duì)于從4mm到3mm的厚度變化獲得在第一照亮面57.1和第二照亮面57.2之間的比例為9/16＝0.5625。因此在發(fā)射二極管的固定孔徑角56的條件下，在具有減小的厚度50的玻璃陶瓷爐灶面11中以較高面積強(qiáng)度照亮較小的面57.1。由此能夠改善在相鄰的光學(xué)接觸式傳感器22之間的分辨率。另外能夠想到的是，在相比于較厚的玻璃陶瓷爐灶面11保持光學(xué)接觸式傳感器22的靈敏度相等的條件下，在具有減小的厚度50的玻璃陶瓷爐灶面11中的發(fā)射二極管的發(fā)射功率被降低。

圖3示出了具有電容性接觸式傳感器22的玻璃陶瓷爐灶面11的截面示意圖。電容性接觸式傳感器22的電極22.1施加在電路板22.2上并且壓在玻璃陶瓷爐灶面11的底面11.2上。通過電極22.1的適當(dāng)電子操控形成電場22.3，該電場穿過具有減小的厚度50的根據(jù)本發(fā)明的玻璃陶瓷爐灶面11。此外，在本發(fā)明的意義中也能夠應(yīng)用具有多于一個(gè)電極的電容接觸式傳感器的設(shè)計(jì)。

如果在電場22.3的區(qū)域中將手指或?qū)щ姷挠|摸器具施加到玻璃陶瓷爐灶面11的頂面11.1上，那么在電極22.1與之前是空腔、之后是手指之間的電容發(fā)生變化。這由電容性接觸式傳感器22分析并且表現(xiàn)為切換信號(hào)。

在玻璃陶瓷厚度d變化時(shí)，對(duì)于電容傳感器的靈敏度一般根據(jù)電容器公式

c＝ε0εr*a/d

根據(jù)厚度變化的比例而進(jìn)行變化。在此c表示電容器的電容，ε0表示電場常數(shù)，εr表示介電常數(shù)以及a表示在電極22.1和手指之間的有效電容器面積。在玻璃陶瓷爐灶面11的厚度50、51從4mm減小到3mm的情況下，電容性接觸式傳感器22的靈敏度提高4/3＝1.25，即提高了25％。這可以用于更多可能的優(yōu)勢(shì)。一方面提高的靈敏度以及改善的信號(hào)/噪音比用于電容性接觸式傳感器22的可靠度的改善。另外，改善的靈敏度可以用于設(shè)置在電容性接觸式傳感器22和玻璃陶瓷爐灶面11的底面11.2之間的功能附加層，例如浸沒層或具有較厚的、起浸沒效果的粘附層的薄膜。在此附加層和玻璃陶瓷爐灶面11優(yōu)選這樣相互協(xié)調(diào)，即，電容性接觸式傳感器22的整體靈敏度符合在常規(guī)厚度51中的、無附加層的玻璃陶瓷爐灶面11的條件下的應(yīng)用。也能夠想到，電容性接觸式傳感器22的傳感器面積a，即特別是電極22.1的面積，根據(jù)所達(dá)到的靈敏度提高而減小。通過這種措施可以達(dá)到更精密的傳感器結(jié)構(gòu)。

有利的是在圖3所示的設(shè)計(jì)中，玻璃陶瓷爐灶面11的底面11.2非結(jié)構(gòu)化，特別是不含凸塊。由此電極22.1直接貼靠在玻璃陶瓷爐灶面11的底面11.2上。由此能夠避免污垢或濕氣可能積聚在玻璃陶瓷爐灶面11的底面11.2和電極22.1之間的凸塊凹部中。由此能夠顯著改善電容性接觸式傳感器22的可靠性。

圖4示出了具有發(fā)光元件23和頂面涂層40的玻璃陶瓷爐灶面11的截面示意圖。

在極其概略且未按正確比例示出的圖中，發(fā)光元件23直接設(shè)置在玻璃陶瓷爐灶面11的底面11.2上。玻璃陶瓷爐灶面11具有在所示實(shí)施例中為3.2mm的減小的厚度50。在玻璃陶瓷爐灶面11的頂面11.1上施加有頂面涂層40。該頂面涂層40可以例如是陶瓷的顏料，該顏料在陶瓷化過程之前涂覆在生坯玻璃的頂面上并且在陶瓷化過程中進(jìn)行烘烤。頂面涂層40是不透明的。

頂面涂層40具有與發(fā)光元件23相對(duì)置的凹口40.1，發(fā)光元件23的光能夠通過該凹口從玻璃陶瓷爐灶面11射出。圖中示出了相對(duì)于玻璃陶瓷爐灶面11垂直延伸的光束54.1和相對(duì)于玻璃陶瓷爐灶面傾斜延伸的光束54.2。由發(fā)光元件23發(fā)出的傾斜延伸的光束54.2對(duì)準(zhǔn)凹口40.1的邊緣。在垂直的光束54.1和傾斜延伸的光束54.2之間形成盡可能最大的觀測角55，由發(fā)光元件23發(fā)出的光束還能夠以該觀測角穿過頂面涂層40中的凹口40.1射出。

如圖4中的繪圖首先看出，基于凹口40.1，在傾斜地看向設(shè)置在玻璃陶瓷爐灶面11下方的發(fā)光元件23或顯示裝置21時(shí)，在玻璃陶瓷爐灶面11的較小的厚度50的條件下的視差相對(duì)于較厚的玻璃陶瓷爐灶面11減小。

如從圖中進(jìn)一步看出，在相同的頂面遮蓋條件下，最大的觀測角55增大，以該觀測角還能夠看到與凹口40.1對(duì)立設(shè)置的發(fā)光元件23或者顯示裝置21。由凹口40.1的直徑(d)和玻璃陶瓷爐灶面11的厚度50、51(d)根據(jù)等式

α＝arctan(d/(2·d))

得出對(duì)于直接設(shè)置在玻璃陶瓷爐灶面11的底面11.2上的發(fā)光元件23或顯示裝置21的最大觀測角55(α)。

對(duì)于2mm的凹口40.1的直徑d，對(duì)于4mm厚的玻璃陶瓷爐灶面11得出14°的最大觀測角55，而在3mm厚的玻璃陶瓷爐灶面11的條件下可能為18.4°的最大觀測角55。相應(yīng)地對(duì)于4mm的凹口40.1的直徑d以及4mm厚的玻璃陶瓷爐灶面11得到25.6°的最大觀測角，并且對(duì)于3mm厚的玻璃陶瓷爐灶面11為33.7°。

圖5示出了具有發(fā)光元件23的玻璃陶瓷爐灶面11的一個(gè)區(qū)段的示意圖。對(duì)應(yīng)于圖4，發(fā)光元件23直接設(shè)置在其厚度50減小的玻璃陶瓷爐灶面11的底面11.2上。對(duì)于接下來的觀察來說是基于發(fā)光元件23的各向同性的光束分布。圖中示出了垂直穿過玻璃陶瓷爐灶面11的光束54.1以及以觀測角55傾斜于玻璃陶瓷爐灶面延伸的光束54.2。垂直延伸的光束54.1在玻璃陶瓷爐灶面11內(nèi)部傳播的路徑等于玻璃陶瓷爐灶面的示出的減小的厚度50。傾斜延伸的光束54.2在玻璃陶瓷爐灶面11內(nèi)部傳播的路徑與觀測角55成正比地更長，如在圖中通過雙箭頭52表示。通過在玻璃陶瓷爐灶面11內(nèi)部更長的路徑，使得傾斜延伸的光束54.2從玻璃陶瓷爐灶面11射出之后的強(qiáng)度相對(duì)于垂直延伸的光束54.1由于提高的吸收損失而降低。所示的觀測角55為這樣一個(gè)角度，在該角度下傾斜延伸的光束54.2的強(qiáng)度等于垂直延伸的光束54.1的50％，確切說分別是在從玻璃陶瓷爐灶面11射出之后。

光譜的透過率τ作為光束在穿過介質(zhì)之后和之前的強(qiáng)度比例而算得。根據(jù)朗伯-比爾定律可以如下地將厚度d1的玻璃陶瓷爐灶面11的光譜透過率τ換算成厚度d2的玻璃陶瓷爐灶面11的透過率τ：

τi(d2)＝τi(d1)·e^{(ε·c·(d1-d2))}或者

τi(d2)＝τi(d1)^d1/d2

其中ε表示消光系數(shù)，c表示著色劑濃度并且τi表示內(nèi)部的透過率。按朗伯-比爾定律的光譜透過率總是涉及內(nèi)部的透過率τi，即僅涉及整個(gè)光流的被傳輸?shù)牟糠?。在此已?jīng)從總光流中扣除被反射的部分。

由此可以對(duì)不同的波長和因此不同的玻璃陶瓷透射系數(shù)以及對(duì)玻璃陶瓷爐灶面11的不同厚度50、51計(jì)算觀測角55，其中傾斜延伸的光束54.2的光強(qiáng)度為垂直延伸的光束54.1的50％。在0.25％的透過率τ情況下關(guān)于4mm厚的玻璃陶瓷爐灶面11在垂直的光穿透條件下獲得26.3°的觀測角55。對(duì)于相同的玻璃陶瓷材料和相同的波長，3mm厚的玻璃陶瓷爐灶面11的觀測角55計(jì)算為29.9°。在透過率τ為0.80％和光垂直通過4mm厚的玻璃陶瓷爐灶面11的情況下獲得29.0°的觀測角55，而由相同的玻璃陶瓷材料制成的、3mm厚的玻璃陶瓷爐灶面11具有32.8°的觀測角55。

因此通過使用具有減小的厚度50的玻璃陶瓷爐灶面11可以顯著改善觀測角55，通過該觀測角例如還能夠以足夠的亮度讀取顯示裝置21。

玻璃陶瓷爐灶面11的減小的厚度50的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)在設(shè)置于玻璃陶瓷爐灶面11下方的發(fā)光元件23或顯示裝置21的變色方面，特別是對(duì)光譜帶寬的發(fā)光元件或顯示裝置，特別在白光的條件下。在此作為對(duì)變色的度量適用的是在玻璃陶瓷爐灶面11的兩種厚度50、51為d1、d2條件下對(duì)兩種波長w1和w2的透過率的比例v。

如果玻璃陶瓷爐灶面11的著色與減小的厚度50相適應(yīng)，那么由著色劑濃度c、消光系數(shù)ε和厚度50、51d的乘積以及消光度根據(jù)

e＝ε·c·d

保持相等。

因此玻璃陶瓷爐灶面11的厚度50、51的減小對(duì)變色沒有影響。

如果對(duì)較薄玻璃陶瓷爐灶面11的著色劑濃度選擇為等于對(duì)較厚玻璃陶瓷爐灶面11的著色劑濃度，即較薄的玻璃陶瓷爐灶面11顯示出較低的光學(xué)密度，那么對(duì)于較薄的玻璃陶瓷爐灶面11能夠證實(shí)相比于較厚玻璃陶瓷爐灶面11可實(shí)現(xiàn)的變色改善：

v1＝τ(w1,d1)/τ(w2,d1)

v2＝τ(w1,d2)/τ(w2,d2)

通過朗伯-比爾定律可以推導(dǎo)出(在涉及τ比例時(shí)通過使用τ＝p·τi而縮短因數(shù)p并且可以替代τi使用τ)：

v1＝v2^(d1/d2-1)＝v2^(d1/d2-2)·v2＝k·v2

k＝v2^(d1/d2-2)

例如對(duì)于已知的玻璃陶瓷爐灶面得出：

w1＝470nm,w2＝630nm,d1＝3mm,d2＝4mm

v1＝12.6％,v2＝6.3％,k＝1.99

因此在4mm厚的玻璃陶瓷爐灶面11的條件下對(duì)應(yīng)于比例

v1＝τ(470nm)/τ(620nm)＝6.3％的變色度改善到在3mm厚的玻璃陶瓷爐灶面11條件下的v2＝12.6％。

通過降低的變色度可以簡化對(duì)于發(fā)光元件23和顯示裝置21的白平衡。設(shè)置在玻璃陶瓷爐灶面11下方的發(fā)光元件和顯示裝置在玻璃陶瓷爐灶面11的減小的厚度50條件下不再如此強(qiáng)烈地變色。

降低的變色特別在傾斜地看向發(fā)光元件23或顯示裝置21的情況下發(fā)揮作用。由此能夠更好地識(shí)別優(yōu)選通過發(fā)光元件23或顯示裝置21的不同顏色而示出的警示。

圖6a示出了具有含凸塊的底面11.2的玻璃陶瓷爐灶面11和在以間距53設(shè)置該爐灶面下方的顯示裝置21的一個(gè)區(qū)段的側(cè)面示意圖。顯示裝置21此處實(shí)施為七段顯示器。

由顯示裝置21發(fā)出的光束54穿過玻璃陶瓷爐灶面11。在玻璃陶瓷爐灶面11的底面11.2中成型的凸塊11.3具有如小透鏡一般的效果，從而光束54根據(jù)光束射到玻璃陶瓷爐灶面11上的位置而發(fā)生不同折射。

圖6b示出了在圖6a中所示的玻璃陶瓷爐灶面11的區(qū)段的俯視圖。通過凸塊11.3的效果使得顯示裝置21強(qiáng)烈失真。這種效果隨著顯示裝置21與玻璃陶瓷爐灶面11的底面11.2的間距增大而更增強(qiáng)。因此在玻璃陶瓷爐灶面11的含凸塊的底面的條件下不能顯示精細(xì)結(jié)構(gòu)化的標(biāo)記，凸塊例如對(duì)于已知的玻璃陶瓷爐灶面11來說是需要的；并且即使在較粗糙的標(biāo)記條件下無錯(cuò)誤的讀取變得更困難。

圖7a示出了具有光滑的底面11.3的玻璃陶瓷爐灶面11和間隔設(shè)置的顯示裝置21的一個(gè)區(qū)段的側(cè)面示意圖。對(duì)應(yīng)于圖6a和6b，顯示裝置再次實(shí)施為七段顯示器。通過所述的根據(jù)本發(fā)明的玻璃陶瓷爐灶面11即使在減小的厚度50的條件下也可以實(shí)現(xiàn)這種光滑的、非結(jié)構(gòu)化的底面11.3，對(duì)此還保持了特別對(duì)于玻璃陶瓷爐灶面11的耐沖擊強(qiáng)度的要求。

圖7b示出了圖7a中所示的玻璃陶瓷爐灶面11的區(qū)段的俯視圖。相比于圖6b中的視圖，顯示裝置21顯得輪廓清晰并且沒有失真。因此通過根據(jù)本發(fā)明的玻璃陶瓷爐灶面11的非結(jié)構(gòu)化的底面11.2以及低的散射光份額(霧度)使得，透過玻璃陶瓷爐灶面11也能夠顯示并識(shí)別精細(xì)結(jié)構(gòu)化的標(biāo)記。

圖8a示出了具有含凸塊的底面11.2的玻璃陶瓷爐灶面11的一個(gè)區(qū)段的底部示意圖。凸塊11.3在此規(guī)則地設(shè)置在底面11.2上。

將涂層41的兩個(gè)條帶彼此以間距53涂覆在底面11.2上。這些條帶代表可能的多個(gè)涂層41，這些涂層能夠以不同的功能施加在玻璃陶瓷爐灶面11的底面11.2上。例如涂層41可以設(shè)置為不透明的散射光遮蓋部。這種散射光遮蓋部優(yōu)選施加在玻璃陶瓷爐灶面11的加熱區(qū)域以外，從而即使在強(qiáng)烈入射光的情況下也防止視線透過玻璃陶瓷爐灶面11進(jìn)到爐灶10中。

在另一種應(yīng)用中，可以在顯示裝置21或發(fā)光元件23的區(qū)域中施加透明且有色的涂層41。以這種有色的涂層41能夠通過消減的顏色混合調(diào)整顯示裝置21或發(fā)光元件23透過玻璃陶瓷爐灶面11的色彩顯示。

涂層41也可以由導(dǎo)電的材料構(gòu)成。這種材料可以設(shè)計(jì)為透明的，例如以ito層的形式；或者設(shè)計(jì)為不透明的，例如作為金色涂層。通過這種導(dǎo)電的涂層41能夠例如制造起電容作用的接觸式傳感器22的在圖3中所示的電極22.1。如果該電極22.1實(shí)施為透明的，因此可以在該電極后面設(shè)置顯示裝置21或發(fā)光元件23。通過這種顯示裝置21能夠?qū)崿F(xiàn)直觀的用戶引導(dǎo)。在此根據(jù)相應(yīng)存在的顯示內(nèi)容通過接觸式傳感器22而觸發(fā)不同的切換過程。

同樣能夠想到的是，導(dǎo)電的涂層41實(shí)施在玻璃陶瓷爐灶面11的加熱區(qū)域中。涂層41在該加熱區(qū)域中能夠?qū)嵤閰^(qū)域元件或者實(shí)施為傳感器的導(dǎo)軌。這種傳感器例如實(shí)現(xiàn)了測定加熱區(qū)域中的玻璃陶瓷爐灶面11的溫度。為此可以測量并分析由導(dǎo)電的涂層41產(chǎn)生的沿著導(dǎo)軌的電阻變化。同樣實(shí)現(xiàn)了，測量在兩個(gè)彼此以間距53設(shè)置的導(dǎo)軌之間的玻璃陶瓷爐灶面11的電阻并且由此確定玻璃陶瓷溫度。借助于這種溫度測量可以實(shí)現(xiàn)許多功能，例如根據(jù)放置的烹飪炊具的品質(zhì)限制玻璃陶瓷爐灶面11的最大溫度或者在多回路加熱器的各個(gè)加熱回路之間的功率再分配。這種傳感器也能夠設(shè)置用于識(shí)別放置的鍋或其尺寸。為此已知以電容作用或以電感作用的方法。

上述應(yīng)用的缺陷在于，造成涂層41的欠缺的輪廓清晰度，這例如與選擇的涂層方法相關(guān)地通過凸塊11.3造成。在此可能的涂層方法特別為絲網(wǎng)印刷、噴射或氣相沉積。由于欠缺的輪廓清晰度使得相鄰?fù)繉訁^(qū)域的間距53不能夠準(zhǔn)確地保持。作為背光的凹口而設(shè)置在散射光遮蓋部中的標(biāo)記由此僅能夠以粗糙的細(xì)節(jié)程度示出。在相鄰的傳感器導(dǎo)軌之間的電學(xué)測量可通過變化的間距53而發(fā)生歪曲。同樣地不能準(zhǔn)確地保持例如電極22.1或傳感器區(qū)域元件的面積。這可能導(dǎo)致例如在電容作用的接觸式傳感器或電容作用的傳感器區(qū)域元件的運(yùn)行過程中對(duì)鍋?zhàn)R別的干擾。

圖8b示出了具有非結(jié)構(gòu)化的底面11.2的根據(jù)本發(fā)明的玻璃陶瓷爐灶面11的一個(gè)區(qū)段的底部示意圖。與圖8a中所示的含凸塊底面11.2的涂層41不同，該光滑底面11.2的涂層41具有高的輪廓清晰度。這能夠有效地避免前述的缺陷，該缺陷由涂層41欠缺的輪廓清晰度而對(duì)不同可能的應(yīng)用產(chǎn)生。

另外有利的是在此產(chǎn)生根據(jù)本發(fā)明的玻璃陶瓷爐灶面11的提高的強(qiáng)度。玻璃陶瓷爐灶面11的底面11.2的涂層根據(jù)選擇的涂層材料和涂層工藝而通常以強(qiáng)度降低的方式作用在玻璃陶瓷爐灶面11上。這種強(qiáng)度損失可以通過根據(jù)本發(fā)明的玻璃陶瓷爐灶面11的提高的強(qiáng)度來補(bǔ)償。由此才能夠在不允許降低玻璃陶瓷爐灶面11的強(qiáng)度的條件下實(shí)現(xiàn)涂層41的不同種類。

圖9a示出了在底面?zhèn)壬暇哂型繉?1的含凸塊的玻璃陶瓷爐灶面11的一個(gè)區(qū)段的側(cè)面示意圖，該涂層例如已經(jīng)在圖8a和8b中對(duì)其可能的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行描述。

通過凸塊結(jié)構(gòu)形成涂層41的不均勻的層厚。在此層厚特別在凸塊凹部中增大并且在凸塊頂部上減小。這種不均勻的層厚可能導(dǎo)致涂層41的之前所述功能的減弱。由此例如可能在期望的不透明的散射光遮蓋部的情況下在凸塊頂部上構(gòu)成透明的區(qū)域。在背光照射玻璃陶瓷爐灶面11的情況下這些區(qū)域表現(xiàn)為不期望的光點(diǎn)。同樣地例如導(dǎo)電涂層41的電阻不能夠以足夠的精確度制造。

圖9b示出了在底面?zhèn)壬暇哂型繉?1的非結(jié)構(gòu)化的玻璃陶瓷爐灶面11的一個(gè)區(qū)段的側(cè)面示意圖。

通過根據(jù)本發(fā)明的玻璃陶瓷爐灶面11的光滑底面11.2使得底面?zhèn)仁┘拥耐繉?1的層厚非常均勻且保持相等。由此能夠避免圖9b中所述的在已知的底面含凸塊的玻璃陶瓷爐灶面11上的涂層41的缺陷。

圖10示出了具有顯示區(qū)域11.4的玻璃陶瓷爐灶面11的一個(gè)區(qū)段的側(cè)面示意圖。

通過虛線劃定的顯示區(qū)域11.4相對(duì)于周圍的玻璃陶瓷材料具有提高的透過率。與顯示區(qū)域11.4相對(duì)應(yīng)地在玻璃陶瓷爐灶面11下方設(shè)置顯示裝置21。

通過在顯示區(qū)域11.4中玻璃陶瓷爐灶面11提高的透過率使得僅吸收了由顯示裝置21發(fā)出的光束54的一小部分。同時(shí)在可見光波長范圍的顯示區(qū)域11.4中的透過率可以設(shè)置成，相比于周圍的玻璃陶瓷材料發(fā)生透射的光束54的較低變色。顯示裝置21和發(fā)光元件23由此能夠以較大的亮度以及其顏色位置的較低移位(特別在光譜帶寬的發(fā)光元件或顯示裝置條件下，特別在白光情況下)在玻璃陶瓷爐灶面11的顯示區(qū)域11.4內(nèi)部示出。另外通過如前所述的亮度改善了顯示裝置的觀測角。

為了制造這種顯示區(qū)域11.4，玻璃陶瓷爐灶面11含有適當(dāng)?shù)闹慕饘匐x子。這些金屬離子首先造成玻璃陶瓷爐灶面11的期望的體積變色。通過例如借助激光部分地加熱玻璃陶瓷爐灶面11以及隨后快速冷卻能夠使體積變色至少部分地重新消除。以這種方式可以在玻璃陶瓷爐灶面11的內(nèi)部制造具有改善的光透過率的顯示區(qū)域11.4。

圖11示出了具有玻璃陶瓷爐灶面11、加熱器12和傳感器電極24的爐灶10的一個(gè)區(qū)段的側(cè)面示意圖。傳感器電極24作為平面的金屬電極設(shè)置在加熱器12的邊緣和玻璃陶瓷爐灶面11的底面11.2之間。該電極通過相應(yīng)的連接導(dǎo)線24.1與適當(dāng)?shù)姆治鲭娮友b置連接。

傳感器電極24連同對(duì)應(yīng)的分析電子裝置實(shí)現(xiàn)了對(duì)放置在烹飪區(qū)15區(qū)域中的未示出的烹飪炊具的電容識(shí)別。

通過根據(jù)本發(fā)明的玻璃陶瓷爐灶面11的光滑底面可以將傳感器電極24平面地?cái)D壓在玻璃陶瓷爐灶面11的底面11.2上。如在結(jié)構(gòu)化的底面11.2的情況下在傳感器電極24和例如凸塊凹部區(qū)域中的玻璃陶瓷爐灶面11之間不可避免地產(chǎn)生的空隙得到避免。由此防止了，污垢或特別是水汽在傳感器電極24和玻璃陶瓷爐灶面11的底面11.2之間積聚并且干擾傳感器的功能。通過根據(jù)本發(fā)明的玻璃陶瓷爐灶面11的減小的厚度50使得在傳感器電極24和放置的烹飪炊具之間的間距減小。由此根據(jù)前述的電容器公式提高了電容傳感器的靈敏度。通過根據(jù)本發(fā)明的玻璃陶瓷爐灶面11的光滑底面11.2和減小的厚度50能夠由此顯著改善所述對(duì)鍋?zhàn)R別和鍋尺寸識(shí)別系統(tǒng)的靈敏度和可靠性。

總而言之，通過具有根據(jù)本發(fā)明的玻璃陶瓷爐灶面11的根據(jù)本發(fā)明的爐灶能夠顯著改善在爐灶10和使用者之間的界面。該界面在此通過相應(yīng)設(shè)置在玻璃陶瓷爐灶面11下方的接觸式傳感器22以及優(yōu)選通過對(duì)應(yīng)的發(fā)光元件23和/或顯示裝置21形成。該界面另外能夠配有額外的傳感器，這些額外的傳感器實(shí)現(xiàn)了爐灶的簡化運(yùn)行。

根據(jù)本發(fā)明的玻璃陶瓷爐灶面11的特性能夠有利地用于一系列其他的應(yīng)用。由此實(shí)現(xiàn)了，通過合適的底面涂層將電阻條直接地或由絕緣的中間層分隔地施加在玻璃陶瓷底面11.2上。通過供應(yīng)電能能夠加熱電阻條并且由此用作為加熱器12。通過玻璃陶瓷爐灶面11的非結(jié)構(gòu)化的底面能夠施加具有顯著改善的輪廓清晰度和厚度公差的電阻條以及可能的絕緣層。電阻條的電阻以及這樣制造的加熱器12的電功率能夠由此以明顯可重現(xiàn)的方式制造。

通過根據(jù)本發(fā)明的玻璃陶瓷爐灶面11的減小的厚度50也能夠降低在用作為加熱器12的感應(yīng)加熱器的感應(yīng)線圈和放置的烹飪炊具之間的間距。由此實(shí)現(xiàn)了烹飪炊具更好地耦合到感應(yīng)加熱器的交變磁場，由此獲得能量損耗減小的、改善的能量傳遞。

另外玻璃陶瓷爐灶面11通過鉆孔而打通，對(duì)此例如旋鈕鍵或煤氣加熱器穿過鉆孔。

在有所變化的應(yīng)用中，與根據(jù)本發(fā)明的玻璃陶瓷爐灶面11對(duì)應(yīng)的玻璃陶瓷板也可以實(shí)施為聚光燈、例如建筑工地的聚光燈的蓋板玻璃，或者實(shí)施為熨斗底板或作為在烤面包片機(jī)中的加熱裝置和使用腔之間的分隔元件，或者作為烤盤或作為烤箱加熱器的加熱蓋板。

也能夠想到的是，設(shè)置煤氣灶、優(yōu)選具有根據(jù)本發(fā)明的玻璃陶瓷構(gòu)成的玻璃陶瓷爐灶面11的煤氣灶的灶火眼的灶火眼蓋板。

在這些所述的應(yīng)用中，具有提高的強(qiáng)度和由此實(shí)現(xiàn)的減小的厚度50的玻璃陶瓷也導(dǎo)致能量傳輸、能量損耗以及相應(yīng)設(shè)備的操作性和可調(diào)控性的顯著改善。

附圖標(biāo)記列表

10爐灶

11玻璃陶瓷爐灶面

11.1頂面

11.2底面

11.3凸塊

11.4顯示區(qū)域

12加熱器

12.1過熱保護(hù)器

12.2加熱線圈

13彈性元件

14爐灶底部

15烹飪區(qū)

16邊框

16.1粘合劑

20電子裝置

21顯示裝置

22接觸式傳感器

22.1電極

22.2電路板

22.3電場

22.4紅外輻射

23發(fā)光元件

24傳感器電極

24.1連接導(dǎo)線

30能量流

31熱量橫向傳導(dǎo)

40頂面涂層

41涂層

50減小的厚度

51常規(guī)的厚度

52雙箭頭

53間距

54光束

54.1垂直的光束

54.2傾斜延伸的光束

55觀測角

56孔徑角

57.1第一照亮面

57.2第二照亮面