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"Machine et procédé de débrutage d'une pierre précieuse"
DOMAINE DE L'INVENTION
Cette invention se rapporte au traitement de pierres précieuses, en particulier de diamants, pendant une conversion de la pierre depuis sa forme brute ou sciée jusqu'à une forme reconnue prête pour le facettage.
Cette procédure est connue dans le métier en tant que"débrutage"et ce terme sera utilisé pour décrire la procédure dans la description.
Le débrutage d'une pierre précieuse est une étape très importante dans la production de la pierre polie finale. Le débrutage détermine la forme et la dimension d'une pierre polie finale, et une pierre qui a été bien débrutée est plus facile à polir et fournit un rapport supérieur à celui de pierres débrutées imparfaitement.
Des machines automatiques ont été développées pour le débrutage de pierres rondes. Dans ces machines, la pierre est montée sur un support ou dop qui est ensuite attaché à un arbre, tournant, au moyen d'un mandrin qui peut être réglé de façon excentrée afin de déplacer la pierre par rapport à l'axe de rotation de l'arbre pour permettre par cela à la pierre traitée d'être façonnée dans une position optimale par rapport à la pierre brute, en tenant compte des exigences de rapport en qualité et en poids.
L'outil pour effectuer le débrutage est usuellement un autre diamant mais des meules de configurations différentes sont aussi utilisées.
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L'outil, soit stationnaire, soit tournant, est appliqué par des moyens manuels ou mécaniques contre la pierre précieuse qui tourne et le débrutage est effectué au point de contact entre la pierre et l'outil.
Dans le débrutage de pierres (formes) non rondes, des problèmes de différents centres d'arcs apparaissent. Dans la cas d'une"marquise"qui est un ovale allongé avec la forme lenticulaire pointée aux extrémités, la forme est réalisée par des arcs qui se coupent de rayons égaux, avec des centres à l'opposé l'un de l'autre. L'opération de débrutage de l'état antérieur de la technique nécessite le réglage de la pierre, dans une position excentrée par rapport à l'axe de rotation, et un débrutage d'abord d'un côté de la pierre. Ensuite, la pierre est réglée à nouveau avec le côté opposé excentré du même degré que le premier côté et le débrutage est ensuite effectué sur l'autre côté.
On peut apprécier que, puisque la pierre doit être à nouveau réglée, il y a un risque que la pierre n'ait pas la même forme sur chacun de ses côtés ou que la pierre ne soit pas débrutée de façon optimale pour obtenir le rapport maximum.
Dans le cas d'une pierre en forme de poire, la partie inférieure qui forme la pointe peut être formée comme pour une marquise mais la partie supérieure, qui est un demi-cercle de rayon plus petit que les éléments de la partie inférieure, ne peut pas être formée par une machine de débrutage usuelle. Dans le cas de ces types de façonnage par éléments, la forme finale n'apparaît pas aisément à l'opérateur tant que le processus n'est pas virtuellement terminé et en conséquence tout réglage pour obtenir des avantages en vue d'un façonnage de qualité et de rapport sont perdus. De plus, le danger de ruptures aux points de la pierre est très réel. L'habileté nécessaire pour réaliser un bon débrutage de formes est considérable.
En conséquence,
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des opérateurs expérimentés ont tendance à être chers et cela s'ajoute de façon significative au coût de la pierre débutée.
RESUME DE L'INVENTION
Suivant l'invention, on propose une machine pour le débrutage de pierres précieuses, qui comprend un arbre tournant dont une extrémité est adaptée pour qu'une pierre précieuse à débruter y soit montée, un outil de débrutage adapté pour être mis en contact avec la pierre précieuse, afin d'accomplir le débrutage de la pierre précieuse et des moyens de déplacement afin de déplacer l'outil de débrutage et/ou l'arbre tournant, par rapport à un plan de référence en synchronisation avec la rotation de l'arbre, le degré de déplacement procuré par les moyens de déplacement étant directement en rapport avec la forme souhaitée de la pierre précieuse débutée.
De préférence, l'arbre tournant comporte des moyens de réglage pour maintenir la pierre précieuse, qui permettent un réglage excentré de la pierre précieuse par rapport à l'axe de rotation.
De préférence, les moyens de déplacement comprennent au moins une came configurée en une forme qui correspond à la forme d'une pierre précieuse débrutée. La came peut être montée sur l'arbre tournant. De préférence, la came comporte une pluralités de surfaces arquées, chacune d'elles correspondant à une surface arquée des pierres précieuses débutées. Les moyens de déplacement comprennent de préférence une série de cames de ce genre, chacune d'elles ayant une configuration différente et chacune d'elles pouvant être sélectionnée pour réaliser une configuration différente de pierre précieuse.
L'outil de débrutage est monté de préférence sur un arbre tournant et il comporte de préférence des moyens d'avance pour faire avancer lentement l'outil vers la pierre précieuse. L'outil de débrutage peut
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avoir un mouvement de va-et-vient dans une direction parallèle à son axe de rotation.
L'invention s'étend à un procédé de débrutage d'une pierre précieuse, le procédé comprenant : - une rotation de la pierre précieuse autour d'un axe de rotation de la pierre, - une rotation d'un outil de meulage à proximité de la pierre précieuse sur un axe de rotation d'outil, - un déplacement latéral d'au moins un des axes de rotation, en synchronisme avec sa vitesse de rota- tion, par rapport à l'autre axe de rotation, et - une avance lente d'un des axes de rotation vers l'autre axe pour mettre l'outil de meulage en contact de meulage avec le bord périphérique de la pierre précieuse et pour provoquer par cela un débrutage de la pierre précieuse en une forme déterminée par le déplacement de l'axe de rotation qui peut être déplacé.
De préférence, l'axe de rotation de la pierre est déplacé par rapport à l'axe de rotation de l'outil et de préférence l'axe de rotation de l'outil est avancé vers l'axe de rotation de la pierre. De préférence, les deux axes sont maintenus parallèles l'un à l'autre dans toutes les positions. L'outil de meulage a de préférence un mouvement de va-et-vient dans une direction parallèle à son axe de rotation.
L'outil de meulage peut comporter une meule, une autre pierre précieuse ou tout autre élément de meulage approprié. En variante, un laser ou un élément de coupe de ce genre peut remplacer l'outil de meulage.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront des revendications secondaires et de la description des dessins qui sont annexés au présent mémoire et qui illustrent, à titre d'exemples
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non limitatifs, le procédé et des formes de réalisation particulières de la machine suivant l'invention.
COURTE DESCRIPTION DES DESSINS
Dans les différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques ou analogues.
La Figure 1 montre, dans une forme schématique, la manière dans laquelle une pierre précieuse en forme de marquise est débrutée suivant l'invention.
La Figure 2 montre, dans une forme simplifiée, une première forme de réalisation de la machine de débrutage suivant l'invention.
La Figure 3 montre une vue en coupe transversale suivant la ligne III-III de la Figure 2.
La Figure 4 montre, dans une forme schématique, la manière dans laquelle une pierre précieuse est montée par rapport à la came porteuse et à cet effet sur la machine des Figures 2 et 3.
La Figure 5 montre une vue semblable à celle de la Figure 4, avec une came dans une position de rotation différente.
La Figure 6 montre un détail semblable à celui de la Figure 5 mais dans lequel la pierre précieuse est meulée sur une meule circulaire.
La Figure 7 montre une série de pierres du type marquise, en rapport avec la came pour leur façonnage.
La Figure 8 montre une pierre en forme de poire en rapport avec la came pour son façonnage.
La Figure 9 montre une pierre en forme de triangle en rapport avec la came pour son façonnage.
La Figure 10 montre une machine de débrutage à utiliser dans le débrutage d'une pierre précieuse façonnée, dans laquelle une pierre précieuse d'une forme similaire à la pierre en cours de débrutage est utilisée comme outil de meulage.
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La Figure 11 montre schématiquement la manière suivant laquelle fonctionne la machine de la Figure 10.
DESCRIPTION DE FORMES DE REALISATION PREFEREES
En se reportant d'abord à la Figure 1, une pierre 1 qui doit être débrutée a un contour irrégulier, comme cela est indiqué par la référence 2, et elle est montée dans une machine, comme cela sera décrit cidessous avec plus de détails, en vue d'une rotation autour d'un axe de rotation 3.
La pierre 1 aura sa périphérie meulée ou débrutée de sorte qui lui sera donné une forme en marquise indiquée par la ligne 4. Ainsi, la zone périphérique externe de la pierre, indiquée par la zone ombrée 5, est meulée de la pierre brute afin de réaliser la forme en marquise 4.
Une meule 6 peut commodément être utilisée pour effectuer le débrutage de la zone périphérique 5 et cette meule 6 tourne autour d'un axe d'outil 7 dans le sens de la flèche 8. La meule 6 a un mouvement de vaet-vient, c'est-à-dire qu'elle se déplace vers l'avant et vers l'arrière dans une direction parallèle à l'axe de rotation 7, pendant qu'elle est en rotation. Ceci réalise un meulage régulier, et perpendiculaire, du bord 4 de la pierre 1.
En plus de ce que la pierre 1 tourne autour de l'axe de rotation 3, la pierre 1 est aussi déplacée à l'écart de et en direction de l'outil 6. Le degré de ce mouvement est indiqué par une flèche 9, c'est-à-dire que l'axe de rotation 3 est déplacé entre une limite inférieure 10 et une limite supérieure 11. La pierre dans sa forme débutée, telle qu'indiquée par la ligne 4, est un ovale allongé qui a des pointes 12 à ses longues extrémités. Lorsque la pierre 1 est dans sa position 11 de limite supérieure, la pointe inférieure 12 est écartée de l'outil de meulage 6 afin que la
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pointe 12 ne soit pas meulée en une forme arrondie. La distance dont elle est écartée est indiquée par la ligne de dimension 13.
L'outil de meulage 6 détermine effectivement un plan de meulage ou de débrutage qui est indiqué par des lignes interrompues 14.
L'outil de meulage 6 peut être déplacé en direction de ou à l'écart de l'axe de rotation 3 et on déplace effectivement par cela le plan de meulage 14 par rapport à la pierre 1. Dans l'exemple montré, le plan de meulage 14 peut être déplacé depuis une position inférieure indiquée par la ligne interrompue 15 jusqu'à une position supérieure indiquée par la ligne interrompue 16. Le plan de meulage 14 est généralement déplacé à la vitesse d'un ou de deux microns par seconde tandis que tant la pierre 1 que l'outil 6 sont en cours de rotation. Ainsi, le plan de meulage 14 est déplacé de la position 15 jusqu'à la position 16. On appréciera que l'axe de rotation 3 a besoin d'être déplacé entre les positions 10 et 11, exactement en synchronisme avec le mouvement de rotation de la pierre.
La manière suivant laquelle ce mouvement synchronisé est réalisé sera décrite ci-dessous en faisant référence aux dessins de formes de réalisation préférées.
En se rapportant à la Figure 2, une machine 20 pour le débrutage en formes de pierres précieuses y est montrée de façon quelque peu schématique. La machine 20 a une base 21 qui est généralement placée sur une table, etc., et sur laquelle sont montés les autres composants de la machine.
La base 21 est raisonnablement rigide afin qu'un mcuvement relatif entre les différents composants soit maintenu à un minimum. Le côté gauche de la machine, qui sera désigné comme étant le côté à pierre 22, a en service une pierre 40 à débruter qui y est montée. Le côté droit de la machine, qui sera désigné
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en tant que côté à outil 23, a un outil de meulage 53 qui y est monté. Le côté à pierre 22 comporte un arbre 24 dont une extrémité a une poulie 25 qui y montée et qui est raccordée à un moteur d'entraînement (non représenté). L'arbre 24 est monté dans des paliers 26.
Les paliers 26 sont raccordés l'un à l'autre par une plaque de pontage 27 qui à son tour est raccordée par une plaque 28 à une bride 29. La bride 29 est montée sur un arbre 30 qui peut coulisser vers le haut et vers le bas sur un axe vertical dans des paliers de coulissement 31. Les paliers 31 sont montés sur une plaque arrière 32 qui à son tour est montée sur la base 21.
Ainsi l'arbre 24, les logements de palier 26 et les composants 27, 28, 29 et 30 peuvent être déplacés ensemble vers le haut et vers le bas par rapport à la plaque de base 21. La plaque de pontage 27 est raccordée à la plaque de base 21 par des ressorts de tension 33 et ainsi un mouvement vers le haut de l'arbre 24 et d'autres composants subit une résistance par l'action de ces ressorts 33.
Un jeu de cames 34 est monté sur l'arbre 24 et est fixé pour tourner avec celui-ci. La configuration de ces cames 34 sera décrite avec plus de détails ci-après, mais chacune des cames 34 est configurée de façon différente. Un suiveur de came 35 est monté de façon coulissante dans un guide 36 qui à son tour est monté sur la plaque de base 21. Ainsi, le suiveur de came 35 peut être mis en contact avec l'une quelconque des cames 34, tel que cela est demandé par l'utilisateur de la machine. Il est préféré que le jeu de cames 34 soit démontable de l'arbre 24 afin qu'un jeu de cames différent, de configuration différente, puisse être monté sur l'arbre 24.
On appréciera que les cames 34 sont supportées par le suiveur 35. Ainsi, lorsque les cames 34 tournent avec l'arbre 24, l'arbre 24 est déplacé vers
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le haut et vers le bas à mesure que la came sélectionnée 34 circule sur le suiveur de came 35.
L'extrémité de l'arbre, à distance de la poulie 25, est agencée pour qu'y soit montée la pierre 40. La pierre 40 est montée dans un support ou dop 41 qui à son tour est monté dans un mandrin 42. Le mandrin 42 est monté sur une plaque 43 qui à son tour est raccordée à l'arbre 24 par l'intermédiaire d'une bride 44. Des broches 45 passent au travers de trous surdimentionnés de la plaque 43 et des écrous 46 et des rondelles élastiques 47 maintiennent la plaque 43 sur la bride 44. L'agencement est tel que la plaque 43 est maintenue relativement serrée sur la bride 44 mais, en tapottant la plaque 43 avec un marteau à tapottement, la plaque 43 peut être déplacée par rapport à la bride 44 en déplaçant effectivement par cela la pierre 40 par rapport à l'axe de rotation de l'arbre 24.
Il est important que la pierre puisse tourner par rapport aux cames afin que la pierre puisse être alignée de façon optimale par rapport aux points hauts de la came. Cette possibilité de rotation relative peut être obtenue par différentes manières. Par exemple, le dop 41 peut simplement être tourné par rapport au mandrin 42. En variante, les cames 34 peuvent être tournées par rapport à l'arbre 24. Un goujon fileté 48 qui fixe les cames 34 à l'arbre 24 peut être desserré pour permettre cette rotation relative des cames 34.
Le côté à outil 23 de la machine comporte un arbre 50 qui est entraîné par une poulie 51 et qui est monté dans des paliers 52 pour une rotation. Le moteur pour entraîner la poulie 51 peut être le même moteur que celui qui est utilisé pour entraîner la poulie 25. L'arbre 50 porte une meule 53 sur son extrémité écartée de la poulie 51 et cette meule 53 est montée sur un support 54 qui à son tour est maintenu
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dans un mandrin 55. Les paliers sont montés sur une plaque de pontage 57. Un mécanisme indiqué par la référence 56 est utilisé pour faire avancer la meule 53 vers la pierre 40. Le mécanisme d'avance 56 comporte une tige filetée 58 qui est vissée au travers d'une bride 59 taraudée de façon à coopérer.
La tige filetée 58, lorsqu'elle tourne, provoque un déplacement des logements de palier 52 et de la plaque de pontage 57 par rapport à la plaque de support 61 sur laquelle est montée la tige filetée 58. Une rotation de la tige 58 dans un sens provoque un déplacement de la meule 53 vers la pierre 40 et, dans le sens opposé, un déplacement s'écartant de la pièce 40.
La plaque 61 est montée sur une plaque coulissante 62 qui peut coulisser automatiquement vers l'avant et vers l'arrière dans les sens des flèches 63, d'une manière alternée. Le mécanisme pour réaliser ce coulissement vers l'avant et vers l'arrière dans les sens des flèches 63 n'est pas montré. L'amplitude du mouvement de coulissement 63 vers l'arrière est relativement petit, en général approximativement équivalent à l'épaisseur de la meule 53.
Dans certains circonstances, l'arbre à pierre précieuse 24 et l'arbre à outil 50 ne sont pas parallèles. Certaines meules ont une face périphérique qui n'est pas parallèle à l'axe de rotation de l'arbre à outil 50. Ce qui est important, c'est que le mouvement de va-et-vient est tel que l'action de meulage procurée par l'outil de meulage est perpendiculaire à la table de la pierre, c'est-à-dire parallèle à l'axe de rotation de l'arbre à pierre 24. ceci assure que la ceinture débrutée de la pierre est perpendiculaire à la table de la pierre.
En se reportant à la Figure 3 des dessins, une des cames 34 est montrée avec plus de détails. Il est à noter que la came 34 est supportée par un suiveur
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de came 17 et que la came 34 est non circulaire. Un cercle tracé par les points 69 de la came est indiqué par une ligne interrompue 38.
Le centrage de la pierre 40 par rapport à l'arbre 24 est réalisé de préférence à l'aide d'un système optique semblable à celui qui est décrit dans la demande de brevet sud-africain n 87/2. 615. Pendant la rotation de l'arbre 24, le déplacement produit par la came 34 donne lieu à l'image de la position changeante de la pierre sur l'écran de réglage. Ceci peut être surmonté en fixant les composants de formation d'image (non représentés) de sorte qu'ils soient déplacés avec le système à pierre. Ceci peut être réalisé commodément en fixant les composants de formation d'image à la plaque de pontage 27.
La Figure 4 des dessins décrit une des cames 34 pour produire une pierre en forme de marquise et décrit la manière dans laquelle la pierre est montée par rapport à cette came 34. La came 34 est formée par deux arcs 64 qui se coupent et de rayons égaux centrés respectivement en des points 65 et 66 du dessin. La pierre 40 (qui est montrée dans le schéma dans sa forme débrutée mais qui en pratique bien sûr est à l'origine de forme régulière) est montée avec son centre sur le centre de rotation 67. La pierre 41 a des pointes 68 qui sont alignées avec les points 69 de la came, déterminés par les arcs qui se coupent 64. Aux fins de cette description, la moitié des distances entre les pointes 68 est désignée comme étant le long rayon (R) et la moitié de la largeur de la pierre comme étant le rayon court (r).
Dans le métier de la taille des diamants, le rapport entre ces deux rayons, c'est-à-dire R/r, indique la proportion de la pierre : un rapport de 2/1 est souhaitable, de 5/3 est considéré comme représentant une pierre"grosse"et de 5/2 est considéré représenter une pierre"longue". A la Figure 4 est montrée une pierre
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et la pierre 40 y est déterminée par deux arcs qui se coupent 70, le centre de courbure de ces arcs 70 étant le même que les centres de courbure 65 et 66 de la came 34. Ainsi, les arcs 70 de la pierre et les arcs 64 de la came sont concentriques et en conséquence la différence entre la longueur et la largeur de la pierre est en rapport avec la différence des dimensions de longueur et de largeur de la came.
Le jeu de cames 34 montré à la Figure 1 comporte une gamme d'excentricités de sorte que la came de dimensions appropriées par rapport à la pierre à manufacturer peut être sélectionnée à partir de la gamme de cames disponibles. Dans une forme de réalisation commerciale de la machine, il est envisagé que dix cames séparées, chacune d'excentricité différente, soient montées sur l'arbre 24. Le suiveur de came 35 et le plan de meulage 72 (déterminé par la meule 53) sont à distance écartée fixe lorsque la pierre est finalement formée, c'est-à-dire lorsque l'avance de la meule 53 vers la pierre est terminée. La forme façonnée par une came particulière dépend de la profondeur de l'avance, c'est-à-dire qu'au plus près vient le plan de meulage 78 par rapport à l'axe de rotation 67, au plus"longue"est la pierre.
Ainsi, une personne qui débrute une pierre sélectionne une came particulière 34 et modifie la profondeur de meulage pour réaliser la configuration de la pierre qu'une pierre particulière non taillée peut produire. Clairement, pour maximaliser le rapport d'une pierre non taillée, les dimensions de la pierre complètement débrutée sont soit plus grosses soit plus longues selon que la personne qui fait le meulage les détermine suivant les différentes options qui lui sont disponibles.
La pierre montrée à la Figure 4 des dessins est un cas spécial dans lequel les arcs de la forme en marquise passent par les centres des arcs de
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came. On peut montrer que le rapport de forme de pierre finale est de 1,73/1 et cela correspond à une pierre quelque peu du côté gros.
Il a été mentionné précédemment qu'il est important que les pointes de la pierre ne touchent pas réellement l'extrémité frontale de la surface de meulage. Avec la machine de l'invention, ceci n'a pas lieu à cause de l'interaction entre la came 34 et le suiveur de came 35. A la Figure 4 des dessins, le bord de la pierre 40 est en contact avec la surface de meulage 72.
Cependant, lorsque cette pierre tourne dans le sens de la flèche 75 vers la position indiquée à la Figure 5 des dessins, il est à noter que la pointe 68 de la pierre est juste arrivée en contact latéral avec la surface de meulage 72. Cependant, le point 69 de la came 34 (qui est aligné avec la pointe 68) n'a pas encore pris contact avec le suiveur de came 35.
En conséquence, une rotation ultérieure depuis la position montrée à la Figure 5, dans le sens de la flèche 75, aboutit à un levage de la pierre 40 à l'écart de la surface de meulage 72 et aucun contact ultérieur de la pierre et de la surface de meulage 72 n'a lieu jusqu'à ce que la pierre a atteint la position indiquée par les lignes interrompues 77 lorsque, à nouveau, le côté opposé de la pierre 40 vient en contact avec la surface de meulage 72 pour aboutir à ce que le côté opposé de la pierre soit meule.
Ce levage de la pierre à partir de la surface de meulage 72 et sa remise en contact dès qu'elle a passe par la position critique d'extrémité frontale aboutit à une pointe formée parfaitement à chaque extrémité de la pierre et à ce qu'en aucun cas cette pointe ne soit meulée ou arrondie pendant la rotation de la pierre par rapport à la surface de meulage 72.
La Figure 4 décrit schématiquement la manière dans laquelle la pierre est débrutée pendant chaque cycle de rotation. Dans le segment de l'arc de
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rotation indiqué par la ligne A, la pierre 40 est en contact avec le plan de meulage 72. Ensuite pour le segment C, la pierre est déplacée à l'écart du plan de meulage 72. Pour le segment B, la pierre est déplacée en retour vers le plan de meulage 72. Un des bénéfices de la machine est qu'aucun composant à mouvement séparé n'est nécessaire pour réaliser ce mouvement de la pierre s'écartant du plan de meulage et vers celui-ci. Ce mouvement a lieu automatiquement en déplaçant seulement la pierre vers le haut et vers le bas en synchronisme avec la came.
Le mouvement assure le moins de dommage possible aux pointes de la pierre puisque la pierre est déplacée à l'écart de l'outil de débrutage à la position critique d'extrémité frontale de la pierre.
La Figure 6 décrit une pierre en cours de débrutage sur un outil rond 80, comme par exemple une meule périphérique. Puisque le diamètre de l'outil 80 est grand par rapport à la pierre, il détermine effectivement un plan de meulage semblable au plan plat 72 désigné ci-dessus. La pierre 81 est aussi déplacée, d'une manière semblable à celle décrite ci-dessus, pour s'écarter de et aller vers l'outil 80 lorsque la pierre est déplacée d'un côté à l'autre de la position d'extrémité frontale. Ainsi, même si l'outil est rond, les extrémités pointues 82 de la pierre sont protégées pendant le débrutage.
A noter qu'il est essentiel que l'axe de rotation de la pierre soit dans un plan qui comporte l'axe de rotation de la meule, dans toutes les positions de la meule, lorsque la meule avance vers la pierre pendant le débrutage, c'est-à-dire que l'axe de meule doit avancer directement vers l'axe de rotation de la pierre. Ceci assure des pointes formées symétriquement.
Il faut noter qu'il est possible de créer un plan de référence plat même avec un outil de meulage circulaire. L'outil peut être pivoté autour d'un axe
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qui est perpendiculaire au plan de référence. L'arbre d'outil 50 est effectivement monté sur un arbre 49 qui a un axe 92. En faisant pivoter l'arbre d'un côté à l'autre d'un arc relativement petit autour de l'axe 92, on peut provoquer que l'outil 53 soit déplacé vers l'arrière et vers l'avant par rapport à la pierre 40.
Ce mouvement crée effectivement un plan de référence plat du type indiqué sous la référence 14 de la Figure 1, même si l'outil est de forme circulaire comme le montre la Figure 6. Les moyens pour faire pivoter l'arbre à outil autour de l'axe 92 peuvent être une came ou un élément semblable (non représenté) monté en quelque autre endroit convenable du côté à outil.
A partir des Figures 4 et 5, il est évident qu'au plus grands sont les rayons d'arc de came au plus arrondie est la forme de la came. L'invention ne nécessite pas que la came ressemble à la forme de l'article en cours de façonnage. Au plus grand est le diamètre de la came au plus petit sera le taux de modification de contact angulaire avec le suiveur de came 35. Cependant, la dimension de la came est limitée par l'espace prévu dans la zone de logement de palier dans la machine. En conséquence, un compromis est obtenu entre le diamètre de came et l'espace disponible.
Il est aussi préférable que les cames soient dans un rapport de position. Par exemple, les points 69 des cames sont tous alignés de sorte qu'en déplaçant le suiveur de came 35 d'une came à l'autre afin de modifier le contour de la pierre en cours de traitement, le rapport entre les points de la came et la pierre ne soit pas modifié. Pour cette raison, il a été trouvé souhaitable d'usiner la pluralité de cames en tant qu'un ensemble. Il est préféré que les longs rayons des différentes cames soient tous de longueur semblable, tandis que les rayons courts des différentes cames décroissent depuis la came d'une extrémité du jeu
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de cames jusqu'à la came à l'autre extrémité de ce dernier. La différence des rayons courts entre une came et la came voisine est de préférence d'approximativement 0,2 mm.
En service, une pierre brute ou non taillée, à débuter, est marquée d'une ligne pour montrer la direction préférée entre ses pointes et la pierre est mesurée en longueur et en largeur et est montée sur le support 41. Le suiveur de came 35 est mis en regard d'une came appropriée pour les facteurs de dimension de la pierre débrutée qui sont exigés. Le support 41 est inséré dans le mandrin 42 et est tourné de sorte que les pointes proposées de la pierre correspondent avec les points de la came sélectionnée 34. Le support est ensuite bloqué dans le mandrin, la pierre est centrée en utilisant l'écran optique et l'outil de meulage est mis en contact avec la pierre à une vitesse de rotation et à un taux d'alimentation prédéterminés.
En faisant avancer cet outil vers la pierre, la profondeur de taille est avancée suivant la nécessité. A tout moment, des réglages d'excentricité peuvent être réalisés en repositionnant la plaque 43 par rapport à l'axe de rotation ou bien les positions de pointes sur la pierre peuvent être resituées en libérant et en tournant la bride 44 par rapport à l'arbre 24. Une manière, en variante, pour repositionner les pointes de la pierre consiste à libérer la came 34 sur l'arbre 24 en libérant le goujon fileté 48 et en faisant tourner la came 34 par rapport à l'arbre 24. Ceci réaligne effectivement les pointes de la pierre par rapport aux points de la came.
En variante, le mandrin peut être tourné par rapport à l'arbre 24 (voir la partie avec brisure du mandrin de la Figure 2).
Lorsque l'opération de débrutage a progressé jusqu'à une étape où il est remarqué par exemple que les rayons courts sont terminés mais que les pointes
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sont encore inachevées, le suiveur de came 35 peut être déplacé jusqu'à une came avec une différence plus petite, afin d'augmenter le rayon court. De façon semblable, s'il est trouvé que les pointes de la pierre sont terminées mais que les rayons courts sont inachevés, le suiveur de came peut être déplacé jusqu'à une came d'une différence supérieure afin de maintenir le long rayon mais de réduire le rayon court. Entre le choix d'un contour de came et d'une profondeur de débrutage, un grand nombre de dimensions et de formes variables peuvent être obtenues.
Les Figures 7,8 et 9 décrivent la forme d'une pierre qui peut être réalisée en utilisant une variété de formes différentes de came. La Figure 7 montre une came pour former une pierre en marquise. La même came peut être utilisée pour former les trois pierres différentes montrées dans le schéma. Clairement, la plus petite pierre 84 est la pierre"la plus longue", tandis que la pierre la plus grande 85 est la pierre"la plus grosse". La même came 86 est utilisée pour façonner les deux pierres 84 et 85 mais la profondeur de meulage est modifiée. Cependant, s'il est souhaité de façonner une grande pierre de la dimension indiquée à la référence 85 mais avec une forme"plus longue", une came différente est sélectionnée pour produire cette forme plus longue, c'est-à-dire une came avec un degré supérieur d'excentricité.
La pierre 87 montrée à la Figure 8 est une pierre en forme de poire qui a une came 88 en forme de poire correspondante. La pierre 89 montrée à la Figure 9 est une pierre en forme de triangle avec une came en forme de triangle correspondante 90.
La machine de l'invention peut être utilisée pour meuler une pierre contre l'autre mais dans ce cas tant les arbres du côté à pierre que du côté à outil doivent pouvoir être déplacés par rapport à un
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plan de référence. La machine est montrée à la Figure 10 et elle a un côté à pierre 100 de forme identique à celle décrite ci-dessus en référence à la Figure 2. Le côté à outil 101 est semblable à celui qui est montré à la Figure 2 excepté que le côté à outil 101 a un arbre 102 sur lequel sont montées une série de cames 103. Les cames 103 circulent sur un suiveur 104 qui peut être coulissé par rapport à un guide 105 de sorte que le suiveur puisse être situé en regard d'une quelconque des cames 103. L'arbre 102 est monté dans des paliers 106.
Les paliers 106 sont réunis par une plaque de pontage 107. La plaque de pontage 107 est poussée vers le haut par des ressorts de tension 108 qui sont attachés à une plaque porteuse 109, par l'intermédiaire d'un support 110. Un mécanisme d'avance 111 est prévu et il est semblable à celui qui est décrit ci-dessus en référence à la Figure 2. Le mécanisme d'avance 111 comporte un arbre fileté 112 tournant dont l'extrémité inférieure 113 est pressée contre le guide 105 pour modifier la position du suiveur de came 104 par rapport à la plaque porteuse 109 et pour permettre à la pierre du côté à outil d'être déplacée vers la pierre du côté à pierre. Lorsque l'arbre 102 tourne, il est déplacé vers le haut et vers le bas à mesure que la came circule sur le suiveur 104.
Le côté à pierre 100 est adapté pour supporter et faire tourner une pierre 120 pour le débrutage. Le côté à outil 101 comporte une pierre 121 de forme semblable qui sert d'outil de meulage pour la pierre 120. En général, il est préféré que les pierres 120 et 121 aient une forme terminée semblable bien que ceci ne soit pas une exigence essentielle. La manière suivant laquelle les pierres des deux côtés entrent en contact l'une avec l'autre est montrée schématiquement à la Figure 11. La pierre 120 tourne autour d'un axe 123 et la pierre 121 tourne autour d'un axe 124. L'axe
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123 peut être déplacé vers le haut et vers le bas entre une limite supérieure 125 et une limite inférieure 126. L'axe 124 du côté à outil peut être déplacé vers le haut et vers le bas entre une limite inférieure 127 et une limite supérieure 128.
Les deux pierres, tout en ayant un mouvement de va-et-vient, se meulent l'une l'autre en un plan de meulage indiqué par une ligne 129. Ce plan de meulage 129, au démarrage du cycle de meulage, est à la position inférieure indiquée par une ligne 130.
Pendant l'opération de débrutage, le plan est déplacé vers le haut vers la position finale indiquée par la référence 131. En général, il est à envisager que le taux d'avance est très lent pour assurer que soit évitée la possibilité que des bords tranchants des pierres n'entrent en contact l'un avec l'autre et ne se cassent.
Il est envisagé que les pierres tournent sans synchronisation de l'une avec l'autre pour assurer un meulage régulier sur toute la périphérie des pierres. Il est envisagé que, lorsque la pierre 120 a été correctement débutée, la pierre 121 soit montée du côté à pierre 100 et qu'une nouvelle pierre soit montée du côté à outil 101.
De ce qui précède, on appréciera que la pierre précieuse est effectivement débrutée sur un outil de meulage qui détermine un"plan". Il est fait référence dans cette description aux plans 14,72 et 129.
Lorsque l'outil en cours d'utilisation pour un débrutage est d'un diamètre relativement petit, il ne détermine pas un plan de nature plane suffisamment plate afin d'assurer que les pointes de la pierre ne soient pas endommagées. Pour cette raison, pour au moins certains outils de meulage de petit diamètre, il est préféré que le mécanisme, soit du côté à outil soit du côté à pierre, ait un mouvement de va-et-vient dans un plan horizontal. Comme mentionné précédemment, ceci peut être obtenu en faisant pivoter l'arbre à outil autour de
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l'axe de pivotement 92. Il est important que les mouvements de va-et-vient horizontaux et que les mouvements de rotation ne soient pas synchronisés l'un avec l'autre de sorte qu'une variation maximum de contact ait lieu.
Il est envisagé que le procédé de débrutage à deux pierres, du type décrit en référence aux Figures 10 et 11, soit inadapté pour de petites pierres mais que le procédé puisse présenter des avantages considérables pour des pierres plus grandes.
Il doit être entendu que l'invention n'est nullement limitée aux modes et formes de réalisation décrits et que bien des modifications peuvent être apportées sans sortir du cadre de la présente invention.