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WO2008128900A2 - Hausgerätevorrichtung mit einer scheibe aus einem zumindest teilweise transparenten material - Google Patents

Hausgerätevorrichtung mit einer scheibe aus einem zumindest teilweise transparenten material Download PDF

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WO2008128900A2
WO2008128900A2 PCT/EP2008/054318 EP2008054318W WO2008128900A2 WO 2008128900 A2 WO2008128900 A2 WO 2008128900A2 EP 2008054318 W EP2008054318 W EP 2008054318W WO 2008128900 A2 WO2008128900 A2 WO 2008128900A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
disc
luminescent material
appliance device
domestic appliance
luminescent
Prior art date
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Application number
PCT/EP2008/054318
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English (en)
French (fr)
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WO2008128900A3 (de
Inventor
Miguel Angel BUÑUEL MAGDALENA
Rafael Cases Andreu
Jesús CEAMANOS GAYA
Carlos Vicente Mairal Serrano
Rosa Isabel Merino Rubio
Víctor Manuel ORERA CLEMENTE
Daniel Sola Martinez
José Ignacio Peña Torre
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Priority to EP08736040.0A priority Critical patent/EP2191201B1/de
Publication of WO2008128900A2 publication Critical patent/WO2008128900A2/de
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Publication of WO2008128900A3 publication Critical patent/WO2008128900A3/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/12—Cooking devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C7/00—Stoves or ranges heated by electric energy
    • F24C7/08—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24C7/082—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges, e.g. control panels, illumination
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/12—Cooking devices
    • H05B6/1209—Cooking devices induction cooking plates or the like and devices to be used in combination with them

Definitions

  • the invention is based on a domestic appliance device with a pane of an at least partially transparent material according to the preamble of claim 1 and a method for producing such a pane according to the preamble of claim 14.
  • various devices with at least partially transparent panes are known. Examples include oven panes and cooktops of radiant panels or induction cooktops.
  • the transparent material may be, for example, a glass or a glass ceramic and partially printed. Furthermore, it is known to print such transparent materials in partial areas with markings, for example in order to visualize heating zones of a hob or to achieve a typical appearance for the manufacturer.
  • induction hobs mainly crystal glass is used for the cooking surface because of the low electrical conductivity, low thermal expansion, high temperature resistance and excellent optical properties.
  • the invention is in particular the object of providing generic household appliance devices in a visually appealing way with an additional signal function.
  • the invention is based, in particular, on a household appliance device with a pane made of an at least partially transparent material, comprising a front or top side accessible to a user.
  • a portion of the disc below the front or top is provided with luminescent material.
  • the luminescent material can be excited to illuminate in a manner which appears reasonable to the person skilled in the art and depending on the specific type of household appliance device, so that the pane can be equipped with an additional signal function.
  • luminescent materials are paramagnetic ions such as 4f ions (rare earths such as Pr 3+ , Er 3+ , Nd 3+, etc.) and 3d-ions (transition heavy metals such as Mn 2+ , Cr 3+ , Ni 2+, etc.).
  • 4f ions rare earths such as Pr 3+ , Er 3+ , Nd 3+, etc.
  • 3d-ions transition heavy metals such as Mn 2+ , Cr 3+ , Ni 2+, etc.
  • the invention proposes to introduce the luminescent material only in a partial region of the disc.
  • a special effective signal function can be achieved by which differentiated information can be transmitted.
  • a subarea should always be defined as a real subarea that does not encompass the entire disc.
  • the luminescent material is introduced into the transparent material. Thereby, a secure confinement of the luminescent material can be ensured, which on the one hand damage the luminescent material by scratches or the like, and on the other hand, the luminescent material does not escape.
  • the transparent material is a glass or glass ceramic material, for example, sold under the trade name "Ceran" material.
  • the luminescent material can be introduced in a particularly simple manner into a sharply demarcated part region if the luminescent material is printed on one of the front or top side opposite back or bottom side of the disc.
  • a screen printing technique can be used to print the luminescent material.
  • Rear or bottom is arranged, it is on the one hand protected against access by the user from the front or top and on the other hand can be easily and selectively introduced into certain, sharply defined subregions. Furthermore, electromagnetic radiation for exciting the luminescence from the underside can be radiated, so that attenuation of the radiation by absorption in the transparent material can be minimized by a short path which the radiation has to cover in the transparent material to a minimum.
  • Material comprises luminescent ions which are introduced by a laser insertion process in the transparent material.
  • the portion that is provided with the luminescent material can be flexibly adapted to the needs of the specific application, so that by means of the additional signal function of the disc clearly defined information can be transmitted, for example, a residual heat treatment, a Schuzonenausfall or similar transport.
  • the luminescent material can be introduced into recesses in the rear or underside of the disc.
  • the recesses may be formed, for example, as in particular microscopic blind holes, which are e.g. with a laser drilling or
  • the luminescent material can be sealed against environmental influences if the recesses filled with the luminescent material are sealed with a protective layer.
  • the luminescent material contains rare earth ions with valence electrons in a 4f-orbital. Such ions exhibit the property that multiple infrared photons can be converted to a visible photon. This phenomenon is known as "up-conversion" and can be used, for example, in hobs with radiant heaters.
  • Conspicuity of the heated heating zone can be significantly increased, so a heat heating can be made more effective.
  • Light emitting diode for exciting the luminescence of the luminescent material includes.
  • the light-emitting diode emits ultraviolet radiation
  • the radiation exciting the luminescence can remain invisible, which leads to a particularly clear appearance of the luminescent subregion and thus improves the signal effect.
  • the light-emitting diode can be actuated for example by a control unit.
  • the domestic appliance device comprises a control unit and a temperature sensor associated with the partial area, wherein the control unit operates the light-emitting diode depending on a signal of the temperature sensor, an effective residual heat heating can be achieved.
  • the invention relates to a method for producing a pane of an at least partially transparent material for a domestic appliance device, wherein the pane comprises a front or top accessible to a user.
  • luminescent material be introduced into the transparent material in a partial area below the front or top of the disk.
  • a powder with oxides of luminescent ions is applied to the back of the pane in the partial area and then the area is locally heated with a laser in order to diffuse the luminescent ions into the transparent material.
  • a clearly defined subarea with luminescent material can be coded in an industrially applicable, simple manner.
  • the holes are made in the transparent material and the lumi- neszente material is introduced into the holes.
  • the holes are closed after introduction of the luminescent material with a protective layer.
  • the holes can be made in a flexibly configurable manner and very precisely in the back of the disk when done with a laser.
  • FIG. 1 shows a household appliance device in the form of a glass ceramic hob with a pane of transparent glass-ceramic material in a cutout
  • FIG. 2 shows a domestic appliance device with a pane according to a first alternative embodiment of the invention, in which the luminescent material is introduced into the transparent material in a laser deposition process
  • FIG. 2 shows a domestic appliance device with a pane according to a first alternative embodiment of the invention, in which the luminescent material is introduced into the transparent material in a laser deposition process
  • Fig. 3 shows a household appliance device according to a further alternative embodiment of the invention, in which the luminescent material is introduced into recesses in a back in the disc.
  • FIG. 1 shows a domestic appliance device designed as an induction glass-ceramic cooktop with a pane 10 of transparent glass ceramic material in a cutout.
  • the disc 10 covers a cooktop which comprises four heating zones, under each of which induction heating elements, not shown here, are arranged are.
  • the disk 10 shown in Figure 1 can also be used to cover radiant heaters.
  • cooking pots or pans can be placed in operation, which can be heated by means of the induction heaters.
  • NTC element temperature sensor 16 On one of the upper side 12 opposite underside 14 designed as NTC element temperature sensor 16 is arranged, which serves to regulate the operation of the induction heater.
  • the temperature sensor 16 is arranged in the center of an annular portion 18 of the disc 10 which is provided with luminescent material 20.
  • the luminescent material 20 is printed on the underside 14 of the disc 10 in a screen printing process.
  • the luminescent material 20 contains rare earth ions with valence electrons in a 4f-orbital, Er 3+ ions. He 3+ ions have a variety of possible optical transitions in their basic configuration. When Er 3+ ions are excited by ultraviolet light having a wavelength of about 400 nm, the ions from the ground state are excited into excited states and then a spontaneous emission of green light having a wavelength of 530 nm is generated.
  • a light emitting diode 22 is arranged, which emits ultraviolet light.
  • the ultraviolet light is coupled into the side surfaces of the pane 10 formed of glass or glass ceramic material and passed through total reflection at the upper side 12 and at the lower side 14 into the partial area 18 equipped with luminescent material 20.
  • the Er 3+ ions absorb the ultraviolet light of the light emitting diode 22 and emit green light having the wavelength of 530 nm, and the portion 18 emits green light when the light emitting diode 22 is turned on.
  • the portion 18 has other shapes such as lines, letters or the like.
  • the light emitting diode 22 is operated by a control unit 24, which also reads out a signal of the temperature sensor 16.
  • the control unit 24 switches on the light-emitting diode 22 whenever the temperature detected by the temperature sensor 16 is above a threshold value, for example 50 or 60 ° C.
  • FIGs 2 and 3 show alternative embodiments of the invention, wherein analog or identically acting features are provided with the same reference numerals. The following description is limited to differences from the embodiment shown in Figure 1, while reference is made to the description of Figure 1 with regard to the same features.
  • the luminescent material 20 is introduced in each case into the transparent material by various methods into a region of the disc 10 which adjoins the underside 14 directly.
  • the luminescent material 20 is introduced into the transparent material by means of a laser insertion method.
  • a powder with 4f ions is applied to the underside 14 of the disk 10.
  • the desired portion 18 is strongly heated with a laser.
  • the ions of the luminescent material 20 burn into the glass-ceramic material of the pane 10 or the ions diffuse under the surface of the underside 14 of the glass-ceramic material.
  • the remaining luminescent material 20 is removed, so that only in the selected and treated with the laser portion 18 luminescent material 20 immediately below the surface of the bottom 14 remains.
  • Figure 3 shows a further alternative embodiment of the invention, in which with a laser, a grid or grid of small, formed as blind holes recesses 26 are incorporated in the bottom 14 of the disc 10. Subsequently, the recesses 26 were filled with the luminescent material 20 and the recesses 26 filled with the luminescent material 20 were sealed with a protective layer 28 of glass.
  • the invention is not limited to the improvement of cover plates of hobs, but can also be applied in other household appliances.
  • the use in an oven window is conceivable.
  • different portions of the slices may be provided with various luminescent materials that may, for example, illuminate in different colors and / or that may be excited in a different manner to selectively provide different optical signals.
  • Pr 3+ ions can be used which are converted by ultraviolet light
  • Emission of yellow light from 580 to 590 nm wavelength can be excited.
  • 5f ions such as Ce 3+ , which excite ultraviolet light to largely emit white light in a wide spectral range can also be used.
  • Alternative 4f ions are Dy 3+, Tm 3+, Eu 3+, Ho 3+ and Oxidzu- sammen deren such ions such as Er 2 O "3, Pr 2 O" 3 etc. More luminescent
  • Quant dots such as AIAs, GaAs and others. Such materials are particularly useful in connection with the embodiment of the invention shown in Figure 3, are incorporated in the small recesses 26 in the back of the disc 10.
  • the ultraviolet light may be radiated onto the subregion 18 from the underside 14.
  • the luminescent material 20 has been deposited just below the bottom surface 14, even with a strong attenuation of the ultraviolet light in the transparent material, it can be ensured that a large part of the ultraviolet light reaches the luminescent material 20.
  • the glass ceramic pane according to the invention can also exert a signal function without external illumination solely by thermoluminescence, so that infrared photons of a heat source can excite the luminescent material 20 for luminescence.
  • the luminescent material 20 suppression of 4 f -luminescence by the temperature can be used.
  • the luminescence disappears at a temperature above about 160 ° C.
  • the luminescent material 20 is applied to an inner side of an oven pane, it can be concluded from the fact that the luminescence disappears that, for example, preheating the Oven is finished.

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Hausgerätevorrichtung mit einer Scheibe (10) aus einem zumindest teilweise transparenten Material, umfassend eine einem Benutzer zugängliche Vorder- oder Oberseite (12). Um eine gattungsgemäße Hausgerätevorrichtungen einer optisch ansprechenden Weise mit einer zusätzlichen Signalfunktion auszustatten, wird vorgeschlagen, dass ein Teilbereich (18) der Scheibe (10) unterhalb der Vorder- oder Oberseite (12) mit lumineszentem Material (20) versehen ist.

Description

Hausgerätevorrichtung mit einer Scheibe aus einem zumindest teilweise transparenten Material
Die Erfindung geht aus von einer Hausgerätevorrichtung mit einer Scheibe aus einem zumindest teilweise transparenten Material nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und von einem Verfahren zum Herstellen einer solchen Scheibe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 14.
Im Hausgerätebereich sind verschiedene Vorrichtungen mit zumindest teilweise transparenten Scheiben bekannt. Beispiele dafür sind Backofenscheiben und Kochfeldplatten von Strahlungskochfeldern oder Induktionskochfeldern. Das transparente Material kann beispielsweise ein Glas oder eine Glaskeramik sein und teilweise bedruckt sein. Ferner ist es bekannt, solche transparenten Materialien in Teilbereichen mit Markierungen zu bedrucken, beispielsweise um Heizzonen eines Kochfelds zu visualisieren oder um ein für den Hersteller typisches Erscheinungsbild zu erreichen. Insbesondere im Bereich der Induktionskochfelder wird für die Kochfläche wegen der geringen elektrischen Leitfähigkeit, der geringen thermischen Expansion, der hohen Temperaturbeständigkeit und der exzellenten optischen Eigenschaften vorwiegend Kristallglas verwendet.
Trotz der oben genannten vorteilhaften Eigenschaften besteht beispielsweise im Hinblick auf die Betriebssicherheit und auf die optischen Differenzierungsmög- lichkeiten im Bereich der Abdeckscheiben für Induktionskochfelder jedoch noch weiterer Entwicklungsbedarf.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, gattungsgemäße Hausgerätevorrichtungen in einer optisch ansprechenden Weise mit einer zusätzlichen Signalfunktion auszustatten. Die Erfindung geht insbesondere aus von einer Hausgerätevorrichtung mit einer Scheibe aus einem zumindest teilweise transparenten Material, umfassend eine für einen Benutzer zugängliche Vorder- oder Oberseite.
Es wird vorgeschlagen, dass ein Teilbereich der Scheibe unterhalb der Vorderoder Oberseite mit lumineszentem Material versehen ist. Das lumineszente Material kann in einer dem Fachmann sinnvoll erscheinenden Weise und abhängig von der konkreten Art der Hausgerätevorrichtung zum Leuchten angeregt werden, so dass die Scheibe mit einer zusätzlichen Signalfunktion ausgestattet wer- den kann. Dadurch, dass das lumineszente Material nicht auf der Oberseite angeordnet ist, die dem Benutzer zugänglich ist, ist das lumineszente Material geschützt und ein Verschleiß bzw. Beschädigung einer Schicht aus dem lumines- zenten Material können vermieden werden.
Als lumineszente Materialien kommen paramagnetische Ionen wie 4f-lonen (Seltenerden wie Pr3+, Er3+, Nd3+ etc.) und 3d-lonen (Übergangs-Schwermetalle wie Mn2+, Cr3+, Ni2+ etc.) in Betracht. Die Synthese und Charakterisierung von 4f und 3d dotierten Silikaten, Fluorzinnchromaten und anderen Gläsern wurden in den letzten Jahren aufgrund ihrer breiten Anwendbarkeit in Laser-, Glasfaser- und Kommunikationstechnologien intensiv untersucht. Auch die Dotierung von Gebäudegläsern mit diesen Elementen ist zuletzt in den Fokus von Forschungsbemühungen getreten, was zeigt, dass eine industrielle Anwendung der optischen Eigenschaften von lumineszenten Ionen machbar ist.
Während nach dem Stand der Technik eine Glaskeramik stets in einer homogenen Weise dotiert wurde, schlägt die Erfindung vor, das lumineszente Material nur in einem Teilbereich der Scheibe einzubringen. Dadurch kann eine besondere wirkungsvolle Signalfunktion erreicht werden, durch die differenzierte Information übertragen werden kann. Als Teilbereich soll in diesem Zusammenhang stets ein echter Teilbereich bezeichnet werden, der nicht die gesamte Scheibe um- fasst. In einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das lumineszente Material in das transparente Material eingebracht ist. Dadurch kann ein sicherer Einschluss des lumineszenten Materials gewährleistet werden, was einerseits das lumineszente Material durch Kratzer oder ähnliches beschädigt, und dass andererseits das lumineszente Material nicht austritt.
Für den Hausgerätebereich vorteilhafte Materialeigenschaften wie geringe elektrische Leitfähigkeit und geringe thermische Expansion können gewährleistet werden, wenn das transparente Material ein Glas- oder Glaskeramikmaterial ist, beispielsweise das unter dem Handelsnamen „Ceran" vertriebene Material.
Das lumineszente Material kann in einer besonders einfachen Weise in einen scharf abgegrenzten Teilbereich eingebracht werden, wenn das lumineszente Material auf eine der Vorder- oder Oberseite gegenüberliegende Rück- oder Un- terseite der Scheibe aufgedruckt ist. Beispielsweise kann zum Aufdrucken des lumineszenten Materials eine Siebdrucktechnik verwendet werden.
Wenn das lumineszente Material in einen sich unmittelbar an eine der Vorderoder Oberseite gegenüberliegende Rück- oder Unterseite anschließenden Be- reich der Scheibe eingebracht ist, d.h. unmittelbar unterhalb der Oberfläche der
Rück- oder Unterseite angeordnet ist, ist es einerseits vor einem Zugriff des Benutzers von der Vorder- oder Oberseite aus geschützt und kann andererseits einfach und selektiv in bestimmte, scharf umgrenzte Teilbereiche eingebracht werden. Ferner kann elektromagnetische Strahlung zum Anregen der Lumines- zenz von der Unterseite eingestrahlt werden, so dass eine Dämpfung der Strahlung durch Absorption in dem transparenten Material durch einen kurzen Weg, den die Strahlung in dem transparenten Material zurücklegen muss, auf ein Mindestmaß beschränkt werden kann.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das lumineszente
Material lumineszente Ionen umfasst, die durch ein Lasereinlagerungsverfahren in das transparente Material eingebracht sind. Durch das Lasereinlagerungsver- fahren kann der Teilbereich, der mit dem lumineszenten Material versehen ist, flexibel an die Bedürfnisse in der konkreten Anwendung angepasst werden, so dass mittels der zusätzlichen Signalfunktion der Scheibe klar definierte Informationen übertragen werden können, die beispielsweise eine Restwärmebehandlung, einen Heizzonenausfall oder ähnliches transportieren.
Alternativ oder ergänzend zu dem Lasereinlagerungsverfahren kann das lumi- neszente Material in Ausnehmungen in der Rück- oder Unterseite der Scheibe eingebracht sein. Die Ausnehmungen können beispielsweise als insbesondere mikroskopische Sacklöcher ausgebildet sein, die z.B. mit einem Laserbohr- bzw.
Laserbearbeitungsverfahren in die Rück- oder Unterseite der Scheibe eingebracht sind. Das lumineszente Material kann gegen Einflüsse aus der Umwelt versiegelt werden, wenn die mit dem lumineszenten Material gefüllten Ausnehmungen mit einer Schutzschicht verschlossen sind.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das lumineszente Material Seltenerden-Ionen mit Valenzelektronen in einem 4f-0rbital enthält. Solche Ionen zeigen die Eigenschaft, dass mehrere Infrarotphotonen in ein sichtbares Photon konvertiert werden können. Dieses Phänomen ist als "Up-Conversion" bekannt und kann bei- spielsweise in Kochfeldern mit Strahlungsheizkörpern angewendet werden.
Wenn beispielsweise ein einer Heizzone zugeordneter Teilbereich einer Abdeckscheibe eines Kochfelds mit Er3+-lonen dotiert ist, würde die im Betrieb des Strahlungsheizkörpers emittierte Infrarotstrahlung die Er3+-lonen zur lumineszenten Emission von grünem Licht anregen, so dass ein markanter Kontrast zu den üblicherweise rot erscheinenden Strahlungsheizkörpern erreichbar wäre. Die
Auffälligkeit der erhitzten Heizzone kann dadurch deutlich gesteigert werden, so eine Hitzewärmung effektiver gestaltet werden kann.
Eine selektive Anregung des lumineszenten Materials, abhängig von einer ge- wünschten Funktion, kann erreicht werden, wenn die Hausgerätevorrichtung eine
Leuchtdiode zum Anregen der Lumineszenz des lumineszenten Materials um- fasst. Insbesondere wenn die Leuchtdiode eine ultraviolette Strahlung emittiert, kann die die Lumineszenz anregenden Strahlung unsichtbar bleiben, was zu einem besonders klaren Erscheinungsbild des lumineszierenden Teilbereichs führt und damit die Signalwirkung verbessert. Die Leuchtdiode kann beispielsweise durch eine Steuereinheit betätigt werden.
Wenn die Hausgerätevorrichtung eine Steuereinheit und einen dem Teilbereich zugeordneten Temperatursensor umfasst, wobei die Steuereinheit die Leuchtdiode abhängig von einem Signal des Temperatursensors betreibt, kann eine effektive Restwärmewärmung erreicht werden.
Selbst wenn der Strahlungsheizkörper kein sichtbares Licht mehr erzeugt, kann durch das Betätigen der Leuchtdiode die Restwärme einer Heizzone markant visualisiert werden.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Scheibe aus einem zumindest teilweise transparenten Material für eine Hausgerätevorrichtung, wobei die Scheibe eine einem Benutzer zugängliche Vorder- oder Oberseite umfasst.
Um die Scheibe mit einer zusätzlichen Signalfunktion auszustatten, wird vorgeschlagen, dass in einen Teilbereich unterhalb der Vorder- oder Oberseite der Scheibe lumineszentes Material in das transparente Material eingebracht wird.
Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorgeschla- gen, dass ein Pulver mit Oxiden von lumineszenten Ionen in den Teilbereich auf eine Rückseite der Scheibe aufgebracht wird und anschließend der Teilbereich lokal mit einem Laser erhitzt wird, um die lumineszenten Ionen in das transparente Material einzudiffundieren. Dadurch kann in einer industriell anwendbaren, einfachen Weise ein klar definierter Teilbereich mit lumineszentem Material co- diert werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass in dem Teilbereich auf eine Rückseite der Scheibe Löcher in das transparente Material eingearbeitet werden und das lumi- neszente Material in die Löcher eingebracht wird. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Löcher nach dem Einbringen des lumineszenten Materials mit einer Schutzschicht verschlossen. Die Löcher können in einer flexibel konfigurierbaren Weise und sehr präzise in die Rückseite der Scheibe eingebracht werden, wenn dies mit einem Laser geschieht.
Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung. Die Figuren, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination, die der Fachmann auch einzeln betrachten und zu weiteren sinnvollen Kombinationen zusammenfassen wird.
Dabei zeigen:
Fig. 1 zeigt eine als Glaskeramikkochfeld ausgebildete Hausgerätevorrichtung mit einer Scheibe aus transparentem Glaskeramikmaterial in einem Ausschnitt,
Fig. 2 eine Hausgerätevorrichtung mit einer Scheibe nach einer ersten alternativen Ausgestaltung der Erfindung, in der das lumineszente Material in einem Lasereinlagerungsverfahren in das transparente Material eingebracht ist, und
Fig. 3 eine Hausgerätevorrichtung nach einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Erfindung, in welcher das lumineszente Material in Ausnehmungen in einer Rückseite in der Scheibe eingebracht ist.
Figur 1 zeigt eine als Induktions-Glaskeramikkochfeld ausgebildete Hausgeräte- Vorrichtung mit einer Scheibe 10 aus transparentem Glaskeramikmaterial in einem Ausschnitt. Die Scheibe 10 deckt ein Kochfeld ab, das vier Heizzonen um- fasst, unter denen jeweils hier nicht dargestellte Induktionsheizkörper angeordnet sind. Die in Figur 1 dargestellte Scheibe 10 kann auch zur Abdeckung von Strahlungsheizkörpern genutzt werden.
Auf eine dem Benutzer zugängliche Oberseite 12 können im Betrieb Kochtöpfe oder Pfannen aufgestellt werden, die mittels der Induktionsheizkörper erhitzt werden können.
An einer der Oberseite 12 gegenüber liegenden Unterseite 14 ist ein als NTC- Element ausgebildeter Temperatursensor 16 angeordnet, der zum Regeln des Betriebs der Induktionsheizkörper dient. Der Temperatursensor 16 ist im Zentrum eines ringförmigen Teilbereichs 18 der Scheibe 10 angeordnet, der mit lumines- zentem Material 20 versehen ist. Das lumineszente Material 20 ist auf die Unterseite 14 der Scheibe 10 in einem Siebdruckverfahren aufgedruckt.
Das lumineszente Material 20 enthält Seltenerden-Ionen mit Valenzelektronen in einem 4f-0rbital, und zwar Er3+-lonen. Er3+-lonen haben in ihrer Grundkonfiguration eine Vielzahl von möglichen optischen Übergängen. Wenn Er3+-lonen von ultraviolettem Licht mit einer Wellenlänge von ungefähr 400 nm angeregt werden, werden die Ionen aus dem Grundzustand in angeregte Zustände angeregt und anschließend wird eine spontane Emission von grünem Licht mit einer Wellenlänge von 530 nm erzeugt.
An einer Seite der als Kochfeldplatte eines Kochfelds ausgebildeten Scheibe 10 ist eine Leuchtdiode 22 angeordnet, die ultraviolettes Licht emittiert. Das ultravio- lette Licht wird in die Seitenflächen der aus Glas- oder Glaskeramikmaterial gebildeten Scheibe 10 eingekoppelt und durch Totalreflexion an der Oberseite 12 und an der Unterseite 14 in den mit lumineszentem Material 20 ausgestatteten Teilbereich 18 geleitet. Die Er3+-lonen absorbieren das ultraviolette Licht der Leuchtdiode 22 und emittieren grünes Licht mit der Wellenlänge von 530 nm, wobei der Teilbereich 18 grünes Licht emittiert, sobald die Leuchtdiode 22 eingeschaltet wird. In weiteren Ausgestaltungen der Erfindung hat der Teilbereich 18 andere Formen wie Linien, Buchstaben oder ähnliches.
Die Leuchtdiode 22 wird von einer Steuereinheit 24 betrieben, die zudem ein Signal des Temperatursensors 16 ausliest. In einer Ausgestaltung der Erfindung schaltet die Steuereinheit 24 die Leuchtdiode 22 immer dann ein, wenn die von dem Temperatursensor 16 erfasste Temperatur oberhalb eines Schwellenwerts, beispielsweise 50 oder 600C liegt.
Die Figuren 2 und 3 zeigen alternative Ausgestaltungen der Erfindung, wobei analoge oder gleich wirkende Merkmale mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die folgende Beschreibung beschränkt sich auf Unterschiede zu dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel, während im Hinblick auf gleich bleibende Merkmale auf die Beschreibung zu Figur 1 verwiesen wird.
In den Figur 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispielen ist das lumineszente Material 20 jeweils durch verschiedene Verfahren in ein sich unmittelbar an die Unterseite 14 anschließenden Bereichs der Scheibe 10 in das transparente Material eingebracht.
In dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das lumineszente Material 20 durch ein Lasereinlagerungsverfahren in das transparente Material eingebracht. Dazu wird ein Pulver mit 4f-lonen auf die Unterseite 14 der Scheibe 10 aufgebracht. Anschließend wird der gewünschte Teilbereich 18 mit einem Laser stark erhitzt. Dadurch brennen sich die Ionen des lumineszenten Materials 20 in das Glaskeramikmaterial der Scheibe 10 ein bzw. die Ionen diffundieren unter die Oberfläche der Unterseite 14 des Glaskeramikmaterials. Das verbleibende lumineszente Material 20 wird entfernt, so dass nur in dem ausgewählten und mit dem Laser behandelten Teilbereich 18 lumineszentes Material 20 unmittelbar unter der Oberfläche der Unterseite 14 verbleibt. Figur 3 zeigt eine weitere alternative Ausgestaltung der Erfindung, in der mit einem Laser ein Gitter bzw. Raster von kleinen, als Sacklochbohrungen ausgebildeten Ausnehmungen 26 in die Unterseite 14 der Scheibe 10 eingearbeitet sind. Anschließend wurden die Ausnehmungen 26 mit dem lumineszenten Material 20 gefüllt und die mit dem lumineszenten Material 20 gefüllten Ausnehmungen 26 wurden mit einer Schutzschicht 28 aus Glas verschlossen.
Die Erfindung ist nicht auf die Verbesserung von Abdeckscheiben von Kochfeldern beschränkt, sondern kann auch in weiteren Hausgeräten angewandt wer- den. Beispielsweise ist die Verwendung in einer Backofenscheibe denkbar. Ferner können verschiedene Teilbereiche der Scheiben mit verschiedenen lumineszenten Materialien ausgestattet werden, die beispielsweise in unterschiedlichen Farben leuchten und/oder die in einer unterschiedlichen Weise angeregt werden können, um selektiv unterschiedliche optische Signale geben zu können. Bei- spielsweise können Pr3+-lonen verwendet werden, die durch Ultraviolettlicht zur
Emission von gelbem Licht von 580 bis 590 nm Wellenlänge angeregt werden können. Ferner können auch 5f-lonen, wie Ce3+, verwendet werden, die anregt durch ultraviolettes Licht weitestgehend weißes Licht in einem breiten Spektralbereich emittieren. Alternative 4f-lonen sind Dy3+, Tm3+, Eu3+, Ho3+ sowie Oxidzu- sammensetzungen solcher Ionen, wie Er2O"3, Pr2O"3 etc. Weitere lumineszente
Materialien, die verwendet werden können, sind Quantenpunkte, wie AIAs, GaAs und andere. Solche Materialien sind insbesondere in Zusammenhang mit der in Figur 3 dargestellten Ausgestaltung der Erfindung sinnvoll, in der kleine Ausnehmungen 26 in die Rückseite der Scheibe 10 eingearbeitet sind.
Um eine Absorption des ultravioletten Lichts beim Transport durch die Scheibe 10 zu vermeiden, kann das ultraviolette Licht in weiteren alternativen Ausgestaltungen der Erfindung von der Unterseite 14 aus auf den Teilbereich 18 aufgestrahlt werden. Wenn das lumineszente Material 20 unmittelbar unterhalb der Unterseite 14 deponiert wurde, kann selbst bei einer starken Dämpfung des ultravioletten Lichts in dem transparenten Material gewährleistet werden, dass ein großer Teil des ultravioletten Lichts das lumineszente Material 20 erreicht. Ferner kann die erfindungsgemäße Glaskeramikscheibe auch ohne externe Beleuchtung alleine durch Thermolumineszenz eine Signalfunktion ausüben, so dass infrarote Photonen einer Wärmequelle das lumineszente Material 20 zum Lumineszieren anregen können.
Als ein weiterer Effekt des lumineszenten Materials 20 kann eine Unterdrückung der 4f-l_umineszenz durch die Temperatur genutzt werden. In einigen lumineszenten Materialien verschwindet die Lumineszenz bei einer Temperatur oberhalb von ca. 1600C. Wenn beispielsweise das lumineszente Material 20 auf eine Innenseite einer Backofenscheibe aufgebracht ist, kann aus der Tatsache, dass die Lumineszenz verschwindet, geschlossen werden, dass beispielsweise ein Vorheizen des Backofens beendet ist.
Bezugszeichen
10 Scheibe
12 Oberseite
14 Unterseite
16 Temperatursensor
18 Teilbereich
20 Material
22 Leuchtdiode
24 Steuereinheit
26 Ausnehmung
28 Schutzschicht

Claims

Patentansprüche
1. Hausgerätevorrichtung mit einer Scheibe (10) aus einem zumindest teilweise transparenten Material, umfassend eine einem Benutzer zugängliche Vorderoder Oberseite (12), dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilbereich (18) der Scheibe (10) unterhalb der Vorder- oder Oberseite (12) mit lumineszentem Material (20) versehen ist.
2. Hausgerätevorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das lumineszente Material (20) in das transparente Material eingebracht ist.
3. Hausgerätevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (10) als Kochfeldplatte eines Kochfelds aus- gebildet ist.
4. Hausgerätevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Material ein Glas- oder Glaskeramikmaterial ist.
5. Hausgerätevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das lumineszente Material (20) auf eine der Vorder- oder Oberseite (12) gegenüberliegende Rück- oder Unterseite (14) der Scheibe (10) aufgedruckt ist.
6. Hausgerätevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das lumineszente Material (20) in einen sich unmittelbar an eine der Vorder- oder Oberseite (12) gegenüberliegende Rück- oder Unterseite (14) anschließenden Bereich der Scheibe (10) eingebracht ist.
7. Hausgerätevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das lumineszente Material (20) lumineszente Ionen um- fasst, die durch ein Laser-Einlagerungsverfahren in das transparente Material eingebracht sind.
8. Hausgerätevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das lumineszente Material (20) in Ausnehmungen (26) in einer der Vorder- oder Oberseite (12) gegenüber liegenden Rück- oder Unterseite (14) der Scheibe (10) eingebracht sind.
9. Hausgerätevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem lumineszenten Material (20) gefüllten Ausnehmungen (26) mit einer Schutzschicht (28) verschlossen sind.
10. Hausgerätevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das lumineszente Material (20) Seltene-Erden-Ionen mit Valenzelektronen in einem 4f-0rbital enthält.
11. Hausgerätevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das lumineszente Material (20) Er3+-lonen enthält.
12. Hausgerätevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Leuchtdiode (22) zum Anregen der Lumineszenz des lumineszenten Materials (20).
13. Hausgerätevorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen dem Teilbereich (18) zugeordneten Temperatursensor (16) und durch eine Steuereinheit (24) zum Betreiben der Leuchtdiode (22) abhängig von einem Signal eines Temperatursensors (16).
14. Verfahren zum Herstellen einer Scheibe (10) aus einem zumindest teilweise transparenten Material für eine Hausgerätevorrichtung wobei die Scheibe (10) eine einem Benutzer zugängliche Vorder- oder Oberseite (12) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Teilbereich (18) der Scheibe (10) unterhalb der Vorder- oder Oberseite (12) der Scheibe (10) lumineszentes Material (20) in das transparente Material eingebracht wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pulver mit Oxiden von lumineszenten Ionen in dem Teilbereich (18) auf eine Rückseite der Scheibe (10) aufgebracht wird und anschließend der Teilbereich (18) lokal mit einem Laser erhitzt wird, um die lumineszenten Ionen in das transparente Material einzudiffundieren.
16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Teilbe- reich (18) auf eine Rückseite der Scheibe (10) Ausnehmungen (26) in das transparente Material eingearbeitet werden und das lumineszente Material (20) in die Löcher eingebracht wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmun- gen (26) nach dem Einbringen des lumineszenten Materials (20) mit einer
Schutzschicht (28) verschlossen werden.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (26) mit einem Laser in die Rückseite der Scheibe (10) eingebracht werden.
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