NL1017679C2

NL1017679C2 - Method and device for manufacturing a glass object with at least one three-dimensional figurine incorporated therein.

Info

Publication number: NL1017679C2
Application number: NL1017679A
Authority: NL
Inventors: Theo Van Olphen
Original assignee: Sulphide Productions Hk Ltd
Priority date: 2001-03-23
Filing date: 2001-03-23
Publication date: 2002-09-24
Also published as: PL363026A1; WO2002076895A1; TW570900B

Description

Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van een voorwerp van glas met ten minste een daarin opgenomen driedimensionale figurineMethod and device for manufacturing a glass object with at least one three-dimensional figurine incorporated therein

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van een voorwerp van glas met ten minste een daarin opgenomen driedimensionale figurine .The invention relates to a method and device for manufacturing an object of glass with at least one three-dimensional figurine incorporated therein.

5 Een werkwijze van deze soort is in verschillende uitvoeringen bekend. Reeds in de 19e eeuw werden zogenaamde sulphides met de hand gemaakt, waarbij meestal gebruik werd gemaakt van glasblaas technieken om de figurine in het glas te krijgen. Voorts zijn technieken voor massaproductie geo-10 penbaard in de Europese octrooiaanvragen 0 873 280, 0 951 399 en 0 963 354.A method of this kind is known in various embodiments. Already in the 19th century, so-called sulphides were made by hand, usually using glass blowing techniques to get the figurine into the glass. Furthermore, techniques for mass production are disclosed in European patent applications 0 873 280, 0 951 399 and 0 963 354.

De uitvinding beoogt thans een nieuwe werkwijze voor het vervaardigen van een voorwerp van glas met een daarin opgenomen driedimensionale figurine te verschaffen.It is an object of the invention to provide a new method for manufacturing a glass object with a three-dimensional figurine incorporated therein.

15 Hiertoe is de werkwijze volgens de uitvinding voor zien van de volgende stappen: het in een vormholte brengen van een hoeveelheid glas van een gewenste temperatuur waarbij het glas week is, het in het glas drukken van een verwarmde figurine, 20 het persen van de glashoeveelheid met daarin de fi gurine tot in hoofdzaak een gewenste vorm.To this end, the method according to the invention is provided with the following steps: bringing a quantity of glass of a desired temperature into a mold cavity at which the glass is softened, pressing a heated figurine into the glass, pressing the amount of glass containing the fi gurine to substantially a desired shape.

Het is op verrassende wijze gebleken dat op deze wijze voorwerpen van glas, bijvoorbeeld knikkers, met een hoge kwaliteit kunnen worden vervaardigd en in het bijzonder 25 de figurine op gecontroleerde wijze op de juiste plaats in het glas kan worden gebracht.It has surprisingly been found that in this way objects of glass, for example marbles, can be manufactured with a high quality and in particular the figurine can be introduced in the correct place in the glass in a controlled manner.

Het is van groot voordeel indien de figurine bij het inbrengen in het glas een temperatuur heeft die hoger ligt dan die van het glas. Zo kan de temperatuur van de fi-30 gurine in de orde van 1100-1200°C, bij voorkeur circa 1150°CIt is of great advantage if the figurine has a temperature that is higher than that of the glass when it is introduced into the glass. For example, the temperature of the fi-30 gurine may be in the order of 1100-1200 ° C, preferably about 1150 ° C.

2 bedragen, terwijl de temperatuur van het glas bijvoorbeeld circa 900-1000°C kan zijn.2, while the temperature of the glass can be, for example, around 900-1000 ° C.

Doordat de figurine in deze uitvoering heter is dan het glas, wil het glas zich graag hechten aan de figurine, 5 waardoor de figurine als het ware naar binnen smelt en relatief weinig luchtinsluitsels zullen ontstaan. Eventueel bevindt zich aan de bovenzijde van de figurine nog lucht in het glas. Bij het daarna persen kunnen deze eventuele luchtinsluitsels naar buiten toe worden geperst. De figurine kan 10 eventueel onder vacuüm omstandigheden worden ingebracht. Het voordeel hiervan is dat zo min mogelijk lucht in de glasmassa terecht komt, dan wel eventueel aanwezige lucht kan worden verwijderd.Because the figurine in this embodiment is hotter than the glass, the glass wants to adhere to the figurine, as a result of which the figurine melts inwardly and relatively few air inclusions will arise. There may also be air in the glass at the top of the figurine. Upon subsequent pressing, these possible air inclusions can be pressed outwards. The figurine can optionally be introduced under vacuum conditions. The advantage of this is that as little air as possible enters the glass mass, or any air present can be removed.

Bij voorkeur wordt de figurine in het glas gedrukt 15 via een inbrenggat in een mal waarin zich de vormholte bevindt .The figurine is preferably pressed into the glass via an insertion hole in a mold in which the mold cavity is located.

Op deze wijze geleidt het inbrenggat de figurine naar de juiste plaats, terwijl het glas in de vormholte bijeen wordt gehouden. De overmaat van glas die ontstaat door 20 het volume van de figurine, kan via het inbrenggat uitwijken.In this way the insertion hole guides the figurine to the correct place, while the glass is held together in the mold cavity. The excess of glass that is created by the volume of the figurine can deviate through the insertion hole.

Bij voorkeur wordt vervolgens het glazen voorwerp met de figurine daarin geperst in een mal met een klein ont-wijkgat voor een overmaat van glas.Preferably, the glass object with the figurine therein is then pressed into a mold with a small avoidance hole for an excess of glass.

25 Door het kleine ontwijkgat kan een hogere druk op het glas worden uitgevoerd, waardoor eventuele luchtinsluitsels tussen de figurine en het glas worden weggedrukt zodanig dat dit het glas kan verlaten via het ontwijkgat, eventueel tezamen met de overmaat van glas.A small pressure can be exerted on the glass through the small avoidance hole, whereby any air inclusions between the figurine and the glass are pushed away such that it can leave the glass through the avoidance hole, possibly together with the excess of glass.

30 De uitvinding omvat voorts een inrichting voor het vervaardigen van een voorwerp van glas met een daarin opgenomen driedimensionale figurine, welke inrichting is voorzien van een mal met een vormholte daarin waarvan de vorm althans ongeveer overeenkomt met de vorm van het voorwerp, 35 waarbij de mal is voorzien van een tussen de vormholte en de 3 omgeving van de mal verlopend inbrenggat voor het inbrengen van de figurine in de vormholte.The invention further comprises a device for manufacturing an object of glass with a three-dimensional figurine incorporated therein, which device is provided with a mold with a mold cavity therein whose shape at least approximately corresponds to the shape of the object, wherein the mold is provided with an insertion hole running between the mold cavity and the surroundings of the mold for inserting the figurine into the mold cavity.

Bij voorkeur is de mal zodanig uitgevoerd dat op de vormholte aangesloten gaten van verschillende doorsneden 5 kunnen worden gevormd. Hiertoe is bijvoorbeeld de mal voorzien van een ondermal en een aantal bovenmallen die elk zijn uitgevoerd met een op de vormholte aangesloten gat, waarbij de doorsnede van de verschillende gaten varieert.The mold is preferably designed in such a way that holes of different cross-sections connected to the mold cavity can be formed. For this purpose, for example, the mold is provided with a lower mold and a number of upper molds which are each provided with a hole connected to the mold cavity, the cross-section of the different holes varying.

De uitvinding zal hierna nader worden toegelicht 10 aan de hand van de tekeningen, die zeer schematisch een uit-voeringsvoorbeeld van de werkwijze en inrichting volgens de uitvinding weergeven.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawings, which very schematically show an embodiment of the method and device according to the invention.

De figuren 1-11 illustreren in de vorm van dwarsdoorsneden van de inrichting zeer schematisch een mogelijke 15 werkwijze voor het vervaardigen van een glazen knikker met een daarin opgenomen driedimensionale figurine.Figures 1-11 illustrate very schematically a possible method for manufacturing a glass marble with a three-dimensional figurine incorporated therein in the form of cross-sections of the device.

De tekeningen tonen een werkwijze voor het vervaardigen van een sferisch voorwerp van glas, doch het is uiteraard ook mogelijk voorwerpen met een andere vorm op de 20 geopenbaarde werkwijze te vervaardigen, zoals asbakken, drinkglazen, borden, schotels, flessen, karaffen (inclusief een stopper) kubussen, press-papiers, en dergelijke met daarin ten minste één driedimensionale figurine.The drawings show a method for manufacturing a spherical object from glass, but it is of course also possible to produce objects of a different shape to the disclosed method, such as ashtrays, drinking glasses, plates, saucers, bottles, carafes (including a stopper cubes, press papers, and the like with at least one three-dimensional figurine therein.

In fig. 1 is te zien dat een glasdruppel wordt ge-25 knipt van een voorraad glas die heet gemaakt is en zodanige temperatuur bezit dat deze week en taai is, doch wel roodgloeiend. de temperatuur kan bijvoorbeeld 1200 - 1250 °C bedragen. In dit geval is het gewicht van de hoeveelheid glas ongeveer 60 g, terwijl voor het vervaardigen van de uitein-30 delijke knikker met een doorsnede van 35 mm ongeveer 50 g is, zodat met een overmaat van glas wordt gewerkt. In fig. 1 laat men de glasdruppel G in een ondermal 1 vallen welke is voorzien van een vormholte 2 die de vorm heeft van een halve bol.It can be seen in Fig. 1 that a glass drop is cut from a supply of glass that has been made hot and has such a temperature that it is soaky and tough, but red-hot. the temperature can for example be 1200 - 1250 ° C. In this case the weight of the quantity of glass is approximately 60 g, while for the manufacture of the final marble with a diameter of 35 mm is approximately 50 g, so that an excess of glass is used. In Fig. 1, the glass drop G is dropped into a lower mold 1 which is provided with a mold cavity 2 which is in the shape of a hemisphere.

v ;) ·'*.v;) · '*.

44

In fig. 2 is de druppel in de vormholte 2 gevallen en wordt een bovenmal 3 aangevoerd voor plaatsing op de ondermal 1. De bovenmal is voorzien van een eveneens half bol-vormige vormholte 4, terwijl de bovenmal tevens is voorzien 5 van een ontwijkgat 5.In Fig. 2, the drop has fallen into the mold cavity 2 and an upper mold 3 is supplied for placement on the lower mold 1. The upper mold is provided with a likewise semi-spherical mold cavity 4, while the upper mold is also provided with an avoidance hole 5. .

Het volume van de druppel glas G is groter dan de vormholte 2,4 die door de mallen 1, 3 wordt begrensd en indien, zoals in fig. 3 is weergegeven, de bovenmal 3 op de ondermal 1 is gedrukt, is de glasdruppel G rond geperst en 10 is de overmaat van glas in het ontwijkgat 5 gedrukt.The volume of the glass drop G is larger than the mold cavity 2,4 which is bounded by the molds 1, 3 and if, as shown in Fig. 3, the upper mold 3 is pressed onto the lower mold 1, the glass drop G is rounded pressed and the excess of glass is pressed into the avoidance hole 5.

In fig. 4 is de bovenmal 3 weer van de ondermal 1 verwijderd. De in het ontwijkgat 5 ontweken glasstreng G' wordt met een kniporgaan 6 van de glasdruppel G los geknipt.In Fig. 4, the upper mold 3 is again removed from the lower mold 1. The glass strand G 'avoided in the dodge hole 5 is cut loose from the glass droplet G with a cutter 6.

In fig. 5 is weergegeven dat met een ijzeren pin 7 15 een gaatje H in de hete glasdruppel G wordt gedrukt op de plaats waar vlak daarvoor de glasstreng G' is af geknipt. Dit gaatje H wordt vooral toegepast bij figurines F met een groot volume, dan wel met een "stompe" vorm. Bij figurines met een klein volume en/of een spitse of scherpe vormgeving 20 kan het aanbrengen van het gaatje H achterwege worden gelaten. In de ondermal ligt nu een hete, ruw gevormde glazen bol met aan de bovenzijde een klein gaatje H. De glasbol heeft het juiste formaat van 35 mm. Omdat de ondermal 1 en de bovenmal 3 koud zijn, is de temperatuur van het glas in-25 middels afgekoeld tot circa 1000°C of iets lager.Fig. 5 shows that with an iron pin 7 a hole H is pressed into the hot glass drop G at the place where just before the glass strand G 'has been cut off. This hole H is mainly used for figurines F with a large volume, or with a "blunt" shape. For figurines with a small volume and / or a pointed or sharp design 20, the provision of the hole H can be omitted. The bottom mold now has a hot, roughly shaped glass ball with a small hole H at the top. The glass ball has the correct size of 35 mm. Because the lower mold 1 and the upper mold 3 are cold, the temperature of the glass is cooled to approximately 1000 ° C or slightly lower.

In fig. 6 is een nieuwe bovenmal 8 op de ondermal 1 geplaatst, welke bovenmal 8 is voorzien van een half bolvormige vormholte 9, waarop aan de bovenzijde een groot gat 10 in de bovenmal 8 aansluit. Dit gat 10 is een inbrenggat dat 30 bedoeld is voor het doorlaten van een figurine F die in de glasdruppel G dient te worden gedrukt. De grootte van het inbrenggat 10 is afhankelijk van de doorsnede van de in te brengen figurine F, alsmede van de wijze waarop deze in de glasmassa wordt ingebracht, dat wil zeggen in de lengterich- 5 ting of dwars. Het inbrengen van de figurine F kan onder vacuüm gebeuren.In Fig. 6 a new upper mold 8 is placed on the lower mold 1, which upper mold 8 is provided with a semi-spherical mold cavity 9, to which a large hole 10 in the upper mold 8 connects at the top. This hole 10 is an insertion hole intended for the passage of a figurine F to be pressed into the glass drop G. The size of the insertion hole 10 depends on the cross-section of the figurine F to be introduced, as well as on the manner in which it is introduced into the glass mass, that is to say in the longitudinal direction or transversely. The figurine F can be introduced under vacuum.

De figurine F kan elke driedimensionale vorm aannemen, waarbij ook een platte schijf of dergelijke wordt be-5 doeld, zolang de figurine F ook bij hogere temperaturen vormstabiliteit vertoont. De degradatietemperatuur van de figurine dient hoger te liggen dan de verwerkingstemperatuur tijdens het inbrengen in het glas. De figurine F is vervaardigd van een materiaal dat bij voorkeur een uitzettingscoëf-10 ficiënt heeft die in de buurt ligt van die van het omhullende glas. Een voorbeeld van een materiaal voor de figurine is keramiek.The figurine F can take any three-dimensional shape, whereby a flat disk or the like is also intended, as long as the figurine F also exhibits shape stability at higher temperatures. The degradation temperature of the figurine must be higher than the processing temperature during insertion into the glass. The figurine F is made of a material that preferably has an expansion coefficient that is close to that of the envelope glass. An example of a figurine material is ceramics.

De figurine heeft bij het inbrengen in het glas bij voorkeur een temperatuur die hoger ligt dan die van het 15 glas, bijvoorbeeld ca. 1100-1200°c, in dit geval circa 1150°C. In fig. 7 en 8 is te zien dat de figurine langzaam in het glas wordt gedrukt (eventueel onder vacuüm). Doordat de figurine F heet is, heter dan het glas, wil het glas zich graag hechten aan de figurine, waardoor het ontstaan van 20 luchtinsluitsels in grote mate wordt tegengegaan. Bij het indrukken van de hetere figurine F in het glas G zal zich soms aan de bovenzijde van de figurine F nog lucht in het glas bevinden. Doordat de figurine F in de knikker is gedrukt, is de totale massa van de glasdruppel G in de figuri-25 ne toegenomen en de overmaat aan glas is enigszins in het inbrenggat 10 ontweken.Upon insertion into the glass, the figurine preferably has a temperature that is higher than that of the glass, for example approximately 1100-1200 ° C, in this case approximately 1150 ° C. In figures 7 and 8 it can be seen that the figurine is slowly pressed into the glass (possibly under vacuum). Because the figurine F is hot, hotter than the glass, the glass wants to attach itself to the figurine, so that the creation of 20 air inclusions is largely prevented. When pressing the hotter figurine F in the glass G there will sometimes be air in the glass at the top of the figurine F. Because the figurine F is pressed into the marble, the total mass of the glass drop G in the figure has increased and the excess of glass is somewhat avoided in the insertion hole 10.

In fig. 9 is de bovenmal 8 verwijderd en is een nieuwe bovenmal 11 aangevoerd. Deze bovenmal 11 heeft een halfbolvormige vormholte 12 en een ontwijkgat 13 van kleine 30 diameter. De diameter van het ontwijkgat 13 is afhankelijk van het volume van de in de glasmassa aan te brengen figurine F, hoe groter het volume van de figurine, des te groter de diameter van het ontwijkgat 13.In Fig. 9, the upper mold 8 has been removed and a new upper mold 11 has been supplied. This upper mold 11 has a hemispherical mold cavity 12 and a dodge hole 13 of small diameter. The diameter of the avoidance hole 13 depends on the volume of the figurine F to be introduced into the glass mass, the greater the volume of the figurine, the greater the diameter of the avoidance hole 13.

Wanneer nu volgens fig. 10 de nieuwe bovenmal 11 op 35 de ondermal 1 wordt gedrukt, wordt de te grote glasknikker GWhen, according to FIG. 10, the new upper mold 11 is pressed onto the lower mold 1, the glass marble G becomes too large

6 geperst. Het glas wordt als het ware volledig tegen de figurine F aangeduwd. De lucht die eventueel aanwezig is aan de bovenzijde van de figurine F wordt naar buiten toe geperst. Het glas boven de figurine F wordt gesloten en de overmaat 5 van glas G wordt eveneens aan de bovenzijde via het kleine ontwijkgat 13 afgevoerd. Doordat het gat klein is, kan de druk in de vormholte toch relatief hoog worden, eventueel onder gebruikmaking van een vacuümsysteem. De bovenmal 11 wordt vervolgens weer geopend en de glasstreng G'' uit het 10 ontwijkgat 13 wordt door het snijorgaan 6 afgeknipt.6 pressed. The glass is pushed completely against figure F as it were. The air that may be present at the top of the figurine F is pressed outwards. The glass above the figurine F is closed and the excess 5 of glass G is also discharged at the top through the small dodge hole 13. Because the hole is small, the pressure in the mold cavity can nevertheless become relatively high, possibly using a vacuum system. The upper mold 11 is then opened again and the glass strand G '' from the avoidance hole 13 is cut by the cutter 6.

In de tekeningen is niet weergegeven dat vervolgens de glasknikker G op een wals wordt gelegd, die in dit geval een lengte van circa 15 m heeft. Aan het einde van de wals gaan de knikkers de koeloven in. Hierin worden de knikkers 15 gedurende een zeer lange periode van tenminste 3 uur en in het bijzonder circa 6 uur afgekoeld, teneinde eventueel nog aanwezige spanning in het glas rond de figurine F volledig teniet te doen.It is not shown in the drawings that the glass marble G is then placed on a roller, which in this case has a length of approximately 15 m. At the end of the roller, the marbles go into the cooling oven. Here, the marbles 15 are cooled for a very long period of at least 3 hours and in particular approximately 6 hours, in order to completely eliminate any tension still present in the glass around the figurine F.

Uit het voorgaande zal duidelijk zijn dat de uit-20 vinding een werkwijze en inrichting verschaft waarmee op gecontroleerde wijze een voorwerp van glas of dergelijke met daarin een figurine kan worden vervaardigd. De werkwijze kan voor een groter of kleiner gedeelte met de hand of geautomatiseerd worden uitgevoerd, doch het is in principe ook moge-25 lijk de gehele werkwijze met de hand uit te voeren.It will be clear from the foregoing that the invention provides a method and device with which an object of glass or the like with a figurine can be manufactured in a controlled manner. The method can for a larger or smaller part be carried out manually or automatically, but it is in principle also possible to carry out the entire method manually.

De uitvinding is niet beperkt tot het in de tekeningen weergegeven en in het voorgaande beschreven uitvoe-ringsvoorbeeld, dat op verschillende manieren binnen het kader van de uitvinding kan worden gevarieerd. Zo kan in 30 plaats van met verschillende bovenmallen ook worden gewerkt met een verstelbare mal of dergelijke en een vacuümsysteem. Verder is het mogelijk gelijktijdig of achtereenvolgens meerdere figurines op dezelfde of verschillende plaatsen in het glas van het voorwerp aan te brengen.The invention is not limited to the exemplary embodiment represented in the drawings and described in the foregoing, which can be varied in various ways within the scope of the invention. Instead of using different upper molds, it is thus also possible to work with an adjustable mold or the like and a vacuum system. It is furthermore possible to arrange several figurines simultaneously or successively in the same or different places in the glass of the object.

Claims

Method for manufacturing a glass object with at least one three-dimensional figurine incorporated therein, comprising the following steps: introducing into a mold cavity an amount of glass of a desired temperature at which the glass is soaked, pressing a glass of a heated figurine, pressing the amount of glass containing the figurine into substantially a desired shape.

A method according to claim 1, wherein the figure upon introduction into the glass has a temperature that is higher than that of the glass.

Method according to claim 2, wherein the temperature of the figurine is in the order of 1100-1200 ° C, preferably about 1150 ° C.

A method according to any one of the preceding claims, wherein the figurine is pressed into the glass via an insertion hole in a mold in which the mold cavity is located, and wherein optionally working under vacuum.

5. Method as claimed in claim 4, wherein the glass object with the figurine therein is pressed into a mold with a small avoidance hole for an excess of glass, optionally working under vacuum.

6. Method as claimed in claim 4 or 5, wherein for forming the object a mold is used which is provided with a lower mold and a number of upper molds in which there is in each case a hole of the desired size.

7. Method as claimed in claim 6, wherein use is made of a first upper mold with a first avoidance hole, a second upper mold with a larger insertion hole and a third upper mold with a smaller avoidance hole.

A method according to any one of the preceding claims, wherein prior to the insertion of the figurine into the glass an indentation is made in the glass at the place of insertion of the figurine.

9. Method as claimed in any of the foregoing claims, wherein for forming the object an amount of glass is used that is larger than the amount ultimately required.

10. Method as claimed in any of the foregoing claims, used for manufacturing spherical objects, wherein after removal from the mold cavity the objects are placed on a roller where they obtain their final shape.

A method according to any one of the preceding claims, wherein the objects are cooled in a cooling oven in a period of a few hours, preferably at least 3 hours, in particular about 6 hours.

12. Device for manufacturing a glass object with at least one three-dimensional figurine incorporated therein, provided with a mold with a mold cavity therein, the shape of which at least approximately corresponds to the shape of the object, the mold being provided with an intermediate insertion hole extending into the mold cavity and the surroundings of the mold for inserting the figurine into the mold cavity.

13. Device as claimed in claim 12, wherein the mold is designed such that holes of different cross-sections connected to the mold cavity can be formed.

Device as claimed in claim 13, wherein the mold is provided with a lower mold and a number of upper molds which are each provided with a hole connected to the mold cavity, wherein the cross-section of the different holes varies.

Device as claimed in any of the claims 12-14, provided with a vacuum system for effecting a vacuum in and around the mold at least when the figurine is introduced into the glass mass in the mold.