"Procédé et dispositif pour le travail de pierres gemmes" La présente invention est relative d'une façon générale à des formes quelconques de travail de pierres gemmes et certaines des opérations envisagées résident dans l'entaillage,
le sciage et le clivage. L'entaillage consiste à former une rainure ou saignée peu profonde dans la pierre gemme , soit avant le clivage soit avant le sciage. Le sciage consiste à couper la pierre en deux, que ceci soit fait avec une scie ou non . Le clivage consiste à diviser une pierre gemme le long d'un plan de clivage. La présente description concerne plus particulièrement des diamants , mais l'on considère qu'elle peut s'appliquer à d'autres pierres gemmes , bien que certains effets puissent être nettement différents , par exemple à cause de la présence dans les diamants de plans de clivage nets.
Lors du clivage , d'une façon générale , une pierre gemme est maintenue dans un support approprié , une surface exposée de cette pierre est entaillée et la pierre est clivée en frappant
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l'entaille devrait être exactement en forme de V, mais elle a habituellement un fond ou une base plutôt arrondie. L'outil est introduit de telle sorte qu'il engage les côtés de l'entaille mais n'atteigne pas le fond et un coup net sur l'outil amène ce dernier à écarter les côtés et à cliver la pierre. La pratique actuelle est de maintenir la pierre dans un support dénommé un dop qui possède une poignée en bois ou en acier et une masse de vernis et de sable à son extrémité. La pierre est marquée de façon à indiquer la position proposée pour l'entaille et cette pierre est noyée dans le mélange de vernis et de sable , jusqu'à ce que son plan de clivage
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tie qui doit être séparée par clivage est la seule en saillie. La pierre est ainsi noyée ou encastrée en chauffant et amollissant le mélange de vernis-et de sable et ceci peut prendre de deux à trois minutes. La pierre est ensuite entaillée en utilisant un morceau aigu , c'est-à-dire un petit morceau d'une autre pierre , ce qui peut prendre de 5 à 15 minutes ,suivant la dimension de la pierre qui est entaillée. La pierre est ensuite clivée en utilisant l'outil semblable à un ciseau et la partie restante de la pierre est retirée du mélange de vernis et de sable, à nouveau par chauffage. Ceci peut prendre une minute supplémentaire. La pierre est alors nettoyée , ce qui peut prendre 30 minutes , bien qu'elle puisse l'être en groupe , c'est- à-dire avec plusieurs autres pierres. L'ensemble du processus prend relativement beaucoup de temps.
L'invention offre un procédé de clivage d'une pierre gemme , qui consiste à serrer cette pierre entre des mâchoires
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ligne généralement parallèle aux faces de serrage des mâchoires , surface généralement perpendiculaire à ces faces de serrage , à situer un organe d'enclume contre la surface de la pierre à l'opposé de la surface entaillée , et ensuite à cliver Ta pierre en frappant l'entaille .
L'invention concerne aussi un support destiné à maintenir une pierre gemme alors que celle-ci est clivée et qui comprend des mâchoires élastiques pour serrer la pierre ainsi
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alors qu'elle est serrée entre les mâchoires, cet organe d'enclume pouvant être déplacé par rapport aux mâchoires suivant une direction parallèle aux faces de serrage des mâchoires et pouvant être immobilisé dans une position lui permettant de supporter la. pierre alors que celle-ci est clivée.
Finalement, l'invention concerne un équipement pour cliver des pierres gemmes, qui comprend un support tel que défini précédemment et un dispositif pour entailler les pierres alors qu'elles sont serrées entre les mâchoires.
En utilisant l'invention , il s'est révélé que la combinaison de l'organe d'enclume et de l'élasticité des mâchoires permet de cliver parfaitement la pierre. Avec le procédé suivant l'invention , les étapes ne doivent pas nécessairement se dérouler dans l'ordre indiqué. Par exemple, la pierre pourrait être entaillée avant le serrage et/ou l'organe d'enclume pourrait être situé correctement par rapport aux mâchoires avant d'introduire et de serrer la pierre.
De préférence , les mâchoires présentent des patins élastiques qui forment leurs faces de serrage , patins qui peuvent être soutenus par une matière relativement non élastique et ceci évite ou^réduit le risque d'une fissuration ou une formation d'éclat de la pierre provoquée par un serrage excessif , en particulier si les faces de la pierre qui sont serrées ne sont pas lisses et parallèles. Toutefois, il serait possible d'utiliser des faces de serrage non élastiques , l'une des mâchoires étant alors rappelée par ressort par rapport à l'autre.
L'organe d'enclume présente de préférence une face de support qui est plane et perpendiculaire à la direction du coup de clivage. Cette face de support est de préférence étroite, de telle sorte que l'organe d'enclume puisse être inséré entre les mâchoires lorsque la pierre elle-même est petite, mais en théorie l'organe d'enclume pourrait être plis large que la pierre elle-même. L'organe d'enclume est de préférence agencé de telle sorte qu'il s'applique exactement sur un côté du plan de clivage, mais ceci n'est pas considéré comme essentiel.
Il a été découvert qu'avec un procédé bien exécuté, la pierre peut être placée dans le support en environ une minute et, si un laser est utilisé pour l'entaillage , la pierre peut être entaillée en environ 6 secondes.
Des ressorts de compression tels que définis dans la revendication 17 ci-après, sont utiles pour faciliter l'ouverture automatique des mâchoires avant d'introduire d'autres pierres. gemmes.
En utilisant un organe de tension télescopique
(tel que défini dans la revendication 18), les moyens de fixation peuvent être une simple pince , par exemple du type en étrier, avec la base de l'étrier appliquant une force sur un côté de la partie extérieure et une vis, traversant le sommet de l'étrier , appliquant une force sur l'autre côté de la partie extérieure.
Un avantage de cet agencement est que les mâchoires peuvent être soumises à une précontrainte dans une mesure prédéterminée et ensuite serrées d'une façon simple sans exiger une grande habilité. Un autre avantage est que la pierre gemme peut être serrée en position dans un gabarit de serrage spécial , ce qui simplifie l'opération . Le gabarit de serrage est également un élément inventif en soi et sera décrit plus en détail ci-après à propos de la figure 5. Ce gabarit permet à un opérateur non qualifié de serrer sans difficulté le diamant.
Le support peut être dressé et aligné en utilisant un gabarit de réglage spécial qui est un élément inventif
en soi et sera décrit plus en détail ci-après à propos de la figure 7. L'utilisation du gabarit de réglage n'exige pas l'habilité
Y
élevée normalement requise pour situer correctement la pierre gemme, bien que l'opérateur doive être -capable d'utiliser le réticule d'un microscope ou d'un écran de télévision. Une crémaillère circulaire peut être prévue sur l'organe de poussoir et un pignon avec un bouton manuel pour relever l'organe de poussoir, tout en lui permettant d'être tourné si nécessaire.
D'autres détails et particularités de l'invention rassortiront de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels:
La figure 1 est une vue en projection isométrique d'un support.suivant l'invention , certaines parties étant éliminées par brisure. La figure 2 est une vue en projection isométrique d'un support correspondant à la figure 1, mais avec certaines différences. La figure 3 est une vue en coupe horizontale suivant la ligne III-III de la figure 2. La figure 4 est une vue en coupe horizontale suivant la ligne IV-IV de la figure 2. La figure 5 est une vue en projection isométrique d'un gabarit de serrage . La figure 6 est une vue d'un diamant non taillé , prêt à l'entaillage . La figure 7 est une vue en projection isométrique d'un gabarit de réglage .
La figure 8 est une vue du diamant tel qu'il serait <EMI ID=5.1>
glage.
V
Le support illustré à la figure 1 possède une base 1 à section creuse . Un berceau 2 repose sur le fond de l'intérieur de la base 1, ce berceau 2 offrant un évidement partiellement cylindrique dans lequel reposent deux organes ou blocs de serrage cylindriques 3. Sur leurs faces adjacentes , chacun des blocs de serrage 3 présente deux évidements diamétralement opposés 4 (une paire étant représentée en pointillé ) , qui s'alignent mutuellement, un ressort de compression hélicoïdal 5 étant contenu dans chaque paire d'évidements de manière à écarter les blocs 3 l'un de l'autre et de maintenir également grossièrement leur alignement convenable. Une vis de blocage 6 est vissée dans le côté de la base 1 et son extrémité vient rencontrer la face d'extrémité de l'un des blocs
de serrage 3 de manière à repousser l'autre bloc 3 contre le côté respectif de la base 1.
Les faces adjacentes des blocs de serrage 3 définissent un alésage cylindrique diamétral qui reçoit la partie de base cylindrique d'un organe de support d'enclume 7, dont le sommet est façonné en tant qu'enclume 8. La partie supérieure de l'organe de support d'enclume 7 présente des faces parallèles et une fente verticale , définie ci-après.
La partie supérieure de l'organe de support d'enclume 7 porte deux organes de mâthoire 9 dont les faces de serrage sont formées par des patins élastiques 10, par exemple en caoutchouc au silicone , soutenus par la matière relativement non élastique des organes de mâchoire 9, par exemple de l'aluminium. Les organes de mâchoire 9 sont articulés entre eux par une liaison pivotante 11 qui traverse la fente mentionnée précédemment. Les trous dans l'élément de liaison llcpi reçoivent les goupilles pi- <EMI ID=6.1>
l'élément de liaison 11, de telle sorte qu'il existe une certaine perte de course dans le sens horizontal. Les organes de mâchoire
9 peuvent être serrés ensemble par un organe de tension se présentant sous la forme d'une tige de serrage 13 qui traverse la fente mentionnée précédemment et qui présente une extrémité moletée 14. La tige 13 tourne librement dans une pièce de butée 15 et se visse dans une autre pièce de butée 16. La tige 13 porte deux ressorts de compression hélicoïdaux 17 et des rondelles 18 qui s'adaptent entre les organes de mâchoire respectifs 9 et la partie supérieure de l'organe de support d'enclume 7, les rondelles 18 étant rappelées contre les faces verticales planes de la partie supérieure de l'organe de support d'enclume 7.
Les degrés de liberté du support sont indiquéespar des flèches à double tête , portant des références a à f.
Lors de l'utilisation , la base 1 agissant en tant qu'organe de situation et de support'non circulaire , est placé dans une monture de gabarit en dessous d'un dispositif d'ibservation approprié. La ligne d'entaille est marquée sur un diamant et
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choire 10 de telle sorte que sa ligne d'entaille soit grossièrement parallèle aux faces de serrage , sur la surface exposée supérieure , approximativement horizontale, du diamant. Cette surface est de préférence approximativement à niveau avec les sommets des patins 10. L'extrémité moletée 14 est amenée à tourner à la main pour serrer légèrement le diamant entre les patins 10 , et les organes de mâchoire 9 sont alors glissés vers le bas jusqu'à ce que le sommet en enclume 8 s'applique contre la base du dia-mant. L'extrémité moletée 14 est alors complètement serrée à la main. '
Le diamant est ensuite examiné à bavers le dispositif d'observation , qui présentera par exemple un réticule pour un positionnement et un alignement précis de la ligne d'entaille. On observera que l'organe de support d'enclume 7 peut être amené
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les blocs de serrage 3, ces blocs 3 peuvent être amenés à tourner autour de leur axe (e) et le berceau 2 peut être amené à glisser horizontalement (f), tous ces mouvements étant empêchés ou bloqués par l'unique vis de serrage 6, de telle sorte qu'il existe une liaison verrouillable entre la base 1 et l'organe de support d'enclume permettant quatre degrés de liberté. De la sorte, la ligne d'entaille peut être située avec précision, en particulier en déplaçant latéralement le diamant et en le faisant tourner autour d'un axe vertical, pour orienter le diamant correctement et aligner précisément le plan de clivage désiré.
Le support est alors transféré en un second emplacement où un dispositif d'entaillage entaille la surface exposée du diamant , ce dispositif étant agencé de manière à exécuter une entaille toujours suivant la même ligne. Le dispositif d'entaillage peut comporter une monture de gabarit semblable -à celle du dispositif d'observation. Le dispositif d'entaillage peut par
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forme de V ayant toujours la même dimension.
Si on le désire , le dispositif d'observation pourrait être agencé de manière à observer le diamant en une position où il doit être entaillé , mais ceci est moins facile.
Une différence entre les figures 1 et 2 concerne l'organe de tension 13 de la figure 1. Dans le cas de la figure
2, cet organe de tension est un organe composé télescopique 21,
22, la référence 21 désignant une partie extérieure et la référence 22 une partie intérieure coulissant dans la partie extérieure
21. Comme illustré à la figure 3, la partie extérieure 21 présente une fente longitudinale 23, de telle sorte qu'elle puisse être serrée fermement contre la partie interne 22, pour fixer ainsi ensemble ces parties 21 et 22. Les parties 21,22 pivotent sur les organes de mâchoire 9, à l'aide de goupilles 24. La pince présente un étrier 25 que traversent les pièces 21,22 et une vis à oreilles
26 qui est vissée dans le sommet de l'étrier 25 et vient exercer une pression sur l'organe d'enclume 8. On observera qu'en faisant tourner la vis à oreilles 26, la base de l'étrier 25 est serrée contre la partie externe 21 et l'amène à être comprimée entre la base de cet étrier 25 et la face interne respective de l'organe d'enclume 8.
Une autre différence entre les figure 1 et 2 réside en ce que les blocs 3 de la figure 2 ne sont pas écartés par un ressort mais sont simplement alignés par deux chevilles coulissantes 27 dans des alésages borgnes 4. Elles sont empêchées de glisser vers l'extérieur par une vis sans tête 28, qui s'engage dans un évidement cylindrique d'un bloc 3 , et ces blocs 3 sont rappelés élastiquement l'un vers l'autre par un patin à ressort
29 qui est enfermé dans un contre-alésage de la vis .6', convenablement élargi. De la sorte, un serrage de la vis 6' ne provoque aucun déplacement appréciable.
V
Bien que ceci ne puisse pas être observé aux figures 1 ou 2, la base 1 et le berceau 2 peuvent être dotés d'alésages verticaux correspondants alignés avec l'organe de support d'enclume 7, et la base de ce dernier peut être dotée d'une rainure
en V (une fente transversale en forme de coin ). Ceci est destiné à l'utilisation avec le gabarit de réglage décrit ci-après à propos de la figure 7.
Un gabarit de serrage (sous une forme légèrement développée ) est illustré à la figure 5. Le gabarit de serrage comporte une plaque 31 qui est fixée en position et dans laquelle est repoussée une goupille de support ou de serrage 32. La plaque
31 présente une découpe qui reçoit une petite plaque coulissante
33.Une goupille de support ou de serrage mobile 34 est repoussée dans la plaque coulissante 33 guidée pour un déplacement horizontal par une glissière à barres parallèles. Un levier 35 pivote sur une goupille verticale 13(non représentée )fixée à la plaque coulissante 33 , de manière à traverser une découpe dans une plaque coulissante 33, et une poignée d'actionnement 36 est vissée dans la branche éloignée 37 de l'extrémité avant divisée du levier 35, pour s'appliquer contre la branche proche 38 , de telle sorte qu'en vissant la poignée 36 dans le sens des aiguilles d'une montre ,on bloque le levier 35 sur sa goupille pivot. Les extrémités arrière
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respectives en saillie 39, qui sont interconnectées par un ressort de tension hélicoïdal (non visible) , contenu dans un manchon 40.
Dans la position au repos (telle qu'illustrée ), les goupilles de support 32,34 sont suffisamment éloignées l'une de l'autre pour accepter les découpes partiellement cylindriques v sur les côtés arrière des organes de mâchoire 9 (voir la figure 2). Le manchon 40 est calculé par rapport à la longueur du ressort de
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prédéterminée, par exemple de façon à appliquer une force de serrage de 10 kilos etre les patins élastiques 10 (figure 2).
Lors de l'utilisation , le support (sans sa base
1) est suspendu par engagement des goupilles de support 32,34 dans les découpes partiellement cylindriques. La vis à oreilles 26 sera desserrée et les organes de mâchoires 9 ouverts. Un diamant 51
(voir la figure 6) aura déjà été marqué avec une croix 52, normalement sur un bord 53, pour indiquer la position , la direction
<EMI ID=13.1> la figure 6 indique le reste du plan de clivage ). Ce diamant 51 est alors placé dans une position entre les patins élastiques 10, avec la grande surface 56 vers le haut et approximativement au même niveau que le sommet des patins 10. La ligne d'entaille 54 s'étend approximativement parallèlement aux faces des patins 10, c'està-dire perpendiculairement à l'axe de la vis à oreilles 26. La poignée 36 est alors tirée vers l'avant et pivote autour de son pivot vertical. A cause de la tension du ressort, ce mouvement repoussera la goupille de support 34 vers la goupille de support 32, en engageant le diamant 51 dans le support. Lorsque 76 patins 10 pin- <EMI ID=14.1> pulée jusqu'à une position convenable telle qu'estimée à l'oeil. Le levier 35 est alors déverrouillé et la poignée 36 est encore^ tirée plus fortement vers l'avant.
Lorsque la précontrainte prédéterminée a été atteinte , les extrémités éloignées des goupilles,
39 s'écarteront plus fortement et l'opérateur saura qu'il se trouve dans une position où il peut immobiliser le support. Il le fait en serrât la vis à oreilles 26.
L'ensemble du support avec le diamant 51 est alors placé dans le gabarit de réglage illustré à la figure 7, avec l'axe des blocs parallèle à l'axe 68. Le gabarit de réglage possède une plaque de support fixe 61 avec une plaque dorsale 62 et une colonne 63 et cinq patins 64 offrant une situation en six points (cinématique) pour la base 1 du support. Cette base 1 peut être maintenus ou être serrée en position.
Le gabarit de réglage comporte un coulisseau 65 qui peut se déplacer horizontalement dans une glissière à tiges parallèles adaptée dans une ouverture d'une plaque verticale 66. Une plaque de secteur 67 pivote sur le coulisseau 65 autour d'un axe de pivotement 68 qui est agencé de manière à venir rencontrer le sommet du diamant 51 lorsque celui-ci est en position. La plaque de secteur 67 porte une plaque en saillie 69 qui, à son tour, porte un organe mâle 80 avec une extrémité supérieure charfreinée qui s'engage et se verrouille en rotation dans la rainure en forme de V dans la base de l'organe d'enclume 8.
L'extrémité inférieure de l'organe mâle 70 porte un bouton 71 et sa partie médiane est façonnée avec des protubérances annulaires espacées formant une crémaillère circulaire (non représentée) destinée à être engagée par un pignon (non représenté)fixé à un bouton 72. L'organe mâle 70, dont l'axe est vertical , peut coulisser^ verticalement et peut tourner autour de son axe.
La figure 7 représente également une petite colonne 73, deux petits tubes libres 74, une barre transversale 75 et deux ressorts de tension 76 fixés au pilier 73 et la plaque dorsale 62, respectivement. Ces ressorts rappellent vers le bas la
barre transversale 75.
Le gabarit de réglage peut être manipulé d'une façon appropriée quelconque , l'agencement préféré consistant à actionner les boutons 71 et 72 directement à la main et à utiliser un système mécanique tel que des câbles Bowden ou des moteurs et des vis d'avance pour ajuster la position du centre de la plaque en saillie 69 et du coulisseau 65.
Le support est placé en position de telle sorte que le sommet de l'organe de mâchoire de droite 9 relève légèrement la barre transversale et situe ainsi l'organe de support d'enclume 7 convenablement sur l'organe mâle 70.
Le diamant est observé avec un instrument ne présentant qu'un plan de focalisation peu profond , tel qu'un microscope ou un appareil d'observation de télévision avec un réticule
81. En fait, le foyer du microscope ou de l'appareil d'observation de télévision coïncidera avec celui du laser utilisé pour façonner l'entaille. Après cela , les opérations suivantes sont exécutées:
Le bouton 72 est amené à tourner pour relever l'organe d'enclume 8 jusqu'à ce que le sommet du diamant 51 se trouve au foyer , ce qui situe donc ce sommet et plus précisément la
croix 52 dans le plan excentrique horizontal correct;
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65 est déplacé jusqu'à ce que le centre de la croix 52 coïncide avec le réticule 81 (celui-ci est indiqué sur le côté du diamant
21 à la figure 8 pour éviter une confusion ) et est eucentrique
(sur l'axe 68). Ce faisant , le diamant 51 pivote autour d'un axe horizontal passant à travers la plaque 69, l'organe d'enclume pivote autour de l'ae des blocs 3 et le berceau 2 coulisse sur le fond de la base 1 (degrés de liberté e et f);
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du bouton 72;
la plaque de secteur 69 est amenée à pivoter autour de l'ae 68 jusqu'à ce que les deux branches de la partie transversale de la croix 52 soient aussi co-linéaires que possible, moment où le plan de clivage sera vertical (degrés de liberté d et
f comme précédemment);
l'organe d'enclume 8 est amené à pivoter autour de son ae vertical en utilisant le bouton 71, jusqu'à ce que la partie transversale de la croix 52 soit strictement alignée avec la ligne verticale du réticule 81 (degré de liberté d) , de telle sorte que la ligne d'entaille 54 coïncide en fait avec le balayage du laser lorsque le support est transféré à l'appareil de laser;
la vis 6' est alors serrée pour bloquer le support.
Il n'est pas possible d'utiliser le gabarit de réglage pour situer le centre de la croix 52 avec précision sur la ligne horizontale du réticule 81 et celle-ci pourrait être omise. Toutefois, ce réglage peut être effectué en utilisant un oculaire mobile ou un réticule mobile engendré électroniquem�nt sur un écran de télévision et en transférant le décalage par rapport à zéro au laser, soit par une ligne de connexion directe , soit en codant le support. Ceci modifie automatiquement le point central et limite le balayage du laser au cours du déplacement automatique de l'appareil de laser pour entailler la ligne 54.
En outre, des lignes de limitation 82 peuvent être prévues ou engendrées et ajustées de telle sorte qu'elle coïncide avec les extrémités de la ligne d'entaille
54, ces lectures étant transférées au laser et empêchant par conséquent un balayage au-delà des bords du diamant 51. Le support 1 est alors transféré en un emplacement à six points en dessous du laser.
Pour étalonner le laser de telle sorte que son réglage coïncide avec celui du microscope ou du dispositif d'observation de télévision , une pyramide tronquée spéciale peut être placée sur la plaque de support 61 du gabarit de réglage , le sommet de la pyramide étant excetrique et utilisée en tant que point focal.
Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation ci-avant et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet.
REVENDICATIONS
1. Procédé de clivage d'une pierre gemme , caractérisé en ce qu'il consiste à serrer la pierre entre les mâchoires élastiques , à entailler une surface exposée de la pierre suivant une ligne généralement parallèle aux faces de serrage des mâchoires, surface qui est généralement perpendiculaire à ces faces , à situer un organe d'enclume contre la surface de la pierre opposée à la surface entaillée , et à cliver ensuite la pierre en frappant l'entaille.
"Method and device for working gemstones" The present invention relates generally to any forms of working gemstones and some of the operations envisaged reside in notching,
sawing and cleavage. Notching involves forming a shallow groove or groove in the gemstone, either before cleavage or before sawing. Sawing involves cutting the stone in half, whether this is done with a saw or not. Cleavage involves dividing a gemstone along a cleavage plane. The present description relates more particularly to diamonds, but it is considered that it can be applied to other gemstones, although certain effects may be markedly different, for example because of the presence in diamonds of planes of net cleavage.
During cleavage, in general, a gemstone is held in an appropriate support, an exposed surface of this stone is cut and the stone is cleaved by striking
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the cut should be exactly V-shaped, but usually has a rather rounded bottom or base. The tool is introduced so that it engages the sides of the cut but does not reach the bottom and a sharp blow on the tool causes the latter to spread the sides and to cleave the stone. The current practice is to hold the stone in a support called a dop which has a wooden or steel handle and a mass of varnish and sand at its end. The stone is marked to indicate the proposed position for the notch and this stone is embedded in the mixture of varnish and sand, until its plane of cleavage
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tie which must be separated by cleavage is the only protruding one. The stone is thus drowned or embedded by heating and softening the mixture of varnish and sand and this can take two to three minutes. The stone is then notched using a sharp piece, that is to say a small piece of another stone, which can take 5 to 15 minutes, depending on the size of the stone which is notched. The stone is then cleaved using the scissor-like tool and the remaining part of the stone is removed from the mixture of varnish and sand, again by heating. This may take an additional minute. The stone is then cleaned, which can take 30 minutes, although it can be cleaned in a group, that is to say with several other stones. The whole process takes a relatively long time.
The invention provides a method of cleavage of a gemstone, which consists in clamping this stone between jaws
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line generally parallel to the clamping faces of the jaws, surface generally perpendicular to these clamping faces, to locate an anvil member against the surface of the stone opposite the notched surface, and then to cleave the stone by striking the 'hack.
The invention also relates to a support intended to hold a gemstone while it is cleaved and which comprises elastic jaws for clamping the stone thus
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while it is clamped between the jaws, this anvil member that can be moved relative to the jaws in a direction parallel to the clamping faces of the jaws and that can be immobilized in a position allowing it to support the. stone while it is cleaved.
Finally, the invention relates to equipment for cleaving gemstones, which comprises a support as defined above and a device for notching the stones while they are clamped between the jaws.
By using the invention, it has been found that the combination of the anvil member and the elasticity of the jaws makes it possible to perfectly cleave the stone. With the process according to the invention, the steps do not necessarily have to take place in the order indicated. For example, the stone could be notched before tightening and / or the anvil member could be located correctly relative to the jaws before introducing and tightening the stone.
Preferably, the jaws have elastic pads which form their clamping faces, pads which can be supported by a relatively non-elastic material and this avoids or reduces the risk of cracking or of a luster of the stone caused by excessive tightening, especially if the faces of the stone that are clamped are not smooth and parallel. However, it would be possible to use non-elastic clamping faces, one of the jaws then being returned by spring relative to the other.
The anvil member preferably has a support face which is planar and perpendicular to the direction of the cleavage stroke. This support face is preferably narrow, so that the anvil member can be inserted between the jaws when the stone itself is small, but in theory the anvil member could be folded as wide as the stone herself. The anvil member is preferably arranged so that it applies exactly to one side of the cleavage plane, but this is not considered essential.
It has been discovered that with a well-executed process, the stone can be placed in the holder in about a minute and, if a laser is used for notching, the stone can be notched in about 6 seconds.
Compression springs as defined in claim 17 below are useful to facilitate automatic opening of the jaws before introducing other stones. gems.
Using a telescopic tensioner
(as defined in claim 18), the fixing means can be a simple clamp, for example of the stirrup type, with the base of the stirrup applying a force on one side of the external part and a screw, passing through the top of the stirrup, applying force to the other side of the outer part.
An advantage of this arrangement is that the jaws can be preloaded to a predetermined extent and then clamped in a simple manner without requiring great skill. Another advantage is that the gemstone can be clamped in position in a special clamping template, which simplifies the operation. The clamping template is also an inventive element in itself and will be described in more detail below with reference to FIG. 5. This template allows an unqualified operator to clamp the diamond without difficulty.
The support can be erected and aligned using a special adjustment template which is an inventive element
per se and will be described in more detail below in connection with FIG. 7. The use of the adjustment template does not require skill
Y
normally required to locate the gemstone correctly, although the operator should be able to use the reticle of a microscope or television screen. A circular rack can be provided on the pusher member and a pinion with a manual button to raise the pusher member, while allowing it to be rotated if necessary.
Other details and particularities of the invention will be gathered from the description below, given by way of nonlimiting example and with reference to the appended drawings, in which:
Figure 1 is an isometric projection view of a support. According to the invention, certain parts being eliminated by breaking. Figure 2 is an isometric projection view of a support corresponding to Figure 1, but with certain differences. Figure 3 is a horizontal sectional view along line III-III of Figure 2. Figure 4 is a horizontal sectional view along line IV-IV of Figure 2. Figure 5 is an isometric projection view of '' a clamping template. Figure 6 is a view of an uncut diamond, ready for cutting. Figure 7 is an isometric projection view of an adjustment template.
Figure 8 is a view of the diamond as it would be <EMI ID = 5.1>
glage.
V
The support illustrated in FIG. 1 has a base 1 with a hollow section. A cradle 2 rests on the bottom of the interior of the base 1, this cradle 2 offering a partially cylindrical recess in which rest two cylindrical clamping members or blocks 3. On their adjacent faces, each of the clamping blocks 3 has two recesses diametrically opposed 4 (a pair being shown in dotted lines), which align with each other, a helical compression spring 5 being contained in each pair of recesses so as to separate the blocks 3 from each other and also maintain roughly their proper alignment. A locking screw 6 is screwed into the side of the base 1 and its end meets the end face of one of the blocks
clamping 3 so as to push the other block 3 against the respective side of the base 1.
The adjacent faces of the clamping blocks 3 define a diametrical cylindrical bore which receives the cylindrical base part of an anvil support member 7, the top of which is shaped as an anvil 8. The upper part of the member anvil support 7 has parallel faces and a vertical slot, defined below.
The upper part of the anvil support member 7 carries two jaw members 9, the clamping faces of which are formed by elastic pads 10, for example made of silicone rubber, supported by the relatively non-elastic material of the jaw members. 9, for example aluminum. The jaw members 9 are hinged together by a pivoting link 11 which crosses the slot mentioned above. The holes in the connecting element llcpi receive the pins pi- <EMI ID = 6.1>
the connecting element 11, so that there is a certain loss of travel in the horizontal direction. The jaw organs
9 can be clamped together by a tension member in the form of a clamping rod 13 which passes through the aforementioned slot and which has a knurled end 14. The rod 13 turns freely in a stop piece 15 and is screwed in another abutment piece 16. The rod 13 carries two helical compression springs 17 and washers 18 which fit between the respective jaw members 9 and the upper part of the anvil support member 7, the washers 18 being biased against the flat vertical faces of the upper part of the anvil support member 7.
The degrees of freedom of the support are indicated by double-headed arrows, bearing references a to f.
In use, the base 1, acting as a non-circular position and support member, is placed in a template mount below an appropriate observation device. The notch line is marked on a diamond and
<EMI ID = 7.1>
choir 10 so that its notch line is roughly parallel to the clamping faces, on the approximately horizontal upper exposed surface of the diamond. This surface is preferably approximately level with the tops of the pads 10. The knurled end 14 is caused to turn by hand to slightly tighten the diamond between the pads 10, and the jaw members 9 are then slid downwards until 'that the anvil top 8 is applied against the base of the diamond. The knurled end 14 is then completely tightened by hand. ''
The diamond is then examined using the observation device, which will present, for example, a reticle for precise positioning and alignment of the notch line. It will be observed that the anvil support member 7 can be brought
<EMI ID = 8.1>
the clamping blocks 3, these blocks 3 can be caused to rotate about their axis (e) and the cradle 2 can be caused to slide horizontally (f), all these movements being prevented or blocked by the single clamping screw 6 , so that there is a lockable connection between the base 1 and the anvil support member allowing four degrees of freedom. In this way, the notch line can be precisely located, in particular by moving the diamond laterally and rotating it around a vertical axis, to orient the diamond correctly and precisely align the desired cleavage plane.
The support is then transferred to a second location where a notching device cuts the exposed surface of the diamond, this device being arranged so as to perform a notching always following the same line. The notching device may include a frame of similar size to that of the observation device. The notching device can by
<EMI ID = 9.1>
<EMI ID = 10.1>
V shape always having the same dimension.
If desired, the observation device could be arranged to observe the diamond in a position where it must be cut, but this is less easy.
A difference between FIGS. 1 and 2 concerns the tension member 13 of FIG. 1. In the case of FIG.
2, this tension member is a telescopic compound member 21,
22, the reference 21 designating an external part and the reference 22 an internal part sliding in the external part
21. As illustrated in FIG. 3, the external part 21 has a longitudinal slot 23, so that it can be tightened firmly against the internal part 22, to thus fix these parts 21 and 22 together. The parts 21, 22 pivot on the jaw members 9, using pins 24. The clamp has a stirrup 25 through which the parts 21, 22 pass and a thumb screw
26 which is screwed into the top of the stirrup 25 and exerts pressure on the anvil member 8. It will be observed that by rotating the thumb screw 26, the base of the stirrup 25 is tightened against the external part 21 and causes it to be compressed between the base of this stirrup 25 and the respective internal face of the anvil member 8.
Another difference between FIGS. 1 and 2 is that the blocks 3 of FIG. 2 are not separated by a spring but are simply aligned by two sliding pins 27 in blind bores 4. They are prevented from sliding towards the outside by a grub screw 28, which engages in a cylindrical recess of a block 3, and these blocks 3 are elastically biased towards one another by a spring shoe
29 which is enclosed in a counter-bore of the screw .6 ', suitably enlarged. In this way, tightening the screw 6 'does not cause any appreciable displacement.
V
Although this cannot be observed in Figures 1 or 2, the base 1 and the cradle 2 may have corresponding vertical bores aligned with the anvil support member 7, and the base of the latter may be provided a groove
V-shaped (a wedge-shaped transverse slot). This is intended for use with the adjustment template described below in connection with Figure 7.
A clamping template (in a slightly developed form) is illustrated in FIG. 5. The clamping template comprises a plate 31 which is fixed in position and in which a support or clamping pin 32 is pushed back. The plate
31 has a cutout which receives a small sliding plate
33. A movable support or clamping pin 34 is pushed back into the sliding plate 33 guided for horizontal movement by a slide with parallel bars. A lever 35 pivots on a vertical pin 13 (not shown) fixed to the sliding plate 33, so as to pass through a cutout in a sliding plate 33, and an actuating handle 36 is screwed into the branch remote 37 from the end divided front of the lever 35, to be applied against the near branch 38, so that by screwing the handle 36 clockwise, the lever 35 is blocked on its pivot pin. The rear ends
<EMI ID = 11.1>
respective projecting 39, which are interconnected by a helical tension spring (not visible), contained in a sleeve 40.
In the rest position (as illustrated), the support pins 32, 34 are sufficiently distant from one another to accept the partially cylindrical cutouts v on the rear sides of the jaw members 9 (see FIG. 2 ). The sleeve 40 is calculated relative to the length of the spring
<EMI ID = 12.1>
predetermined, for example so as to apply a clamping force of 10 kilos be the elastic pads 10 (Figure 2).
During use, the support (without its base
1) is suspended by engagement of the support pins 32, 34 in the partially cylindrical cutouts. The thumb screw 26 will be loose and the jaw members 9 open. A diamond 51
(see Figure 6) will already have been marked with a cross 52, normally on an edge 53, to indicate the position, the direction
<EMI ID = 13.1> Figure 6 indicates the rest of the cleavage plane). This diamond 51 is then placed in a position between the elastic pads 10, with the large surface 56 upward and approximately at the same level as the top of the pads 10. The notch line 54 extends approximately parallel to the faces of the pads 10, that is to say perpendicular to the axis of the thumb screw 26. The handle 36 is then pulled forward and pivots about its vertical pivot. Because of the tension of the spring, this movement will push the support pin 34 towards the support pin 32, by engaging the diamond 51 in the support. When 76 pads 10 pin- <EMI ID = 14.1> pulée to a suitable position as estimated by the eye. The lever 35 is then unlocked and the handle 36 is still pulled more strongly forward.
When the predetermined preload has been reached, the ends away from the pins,
39 will deviate more strongly and the operator will know that he is in a position where he can immobilize the support. He does so by tightening the thumb screw 26.
The entire support with the diamond 51 is then placed in the adjustment template illustrated in FIG. 7, with the axis of the blocks parallel to the axis 68. The adjustment template has a fixed support plate 61 with a plate back 62 and a column 63 and five pads 64 offering a six point situation (kinematics) for the base 1 of the support. This base 1 can be held or be clamped in position.
The adjustment template comprises a slide 65 which can move horizontally in a slide with parallel rods adapted in an opening of a vertical plate 66. A sector plate 67 pivots on the slide 65 around a pivot axis 68 which is arranged to meet the top of the diamond 51 when the latter is in position. The sector plate 67 carries a projecting plate 69 which, in turn, carries a male member 80 with a chamfered upper end which engages and locks in rotation in the V-shaped groove in the base of the member anvil 8.
The lower end of the male member 70 carries a button 71 and its middle part is shaped with spaced annular protrusions forming a circular rack (not shown) intended to be engaged by a pinion (not shown) fixed to a button 72. The male member 70, whose axis is vertical, can slide ^ vertically and can rotate around its axis.
Figure 7 also shows a small column 73, two small free tubes 74, a crossbar 75 and two tension springs 76 attached to the pillar 73 and the back plate 62, respectively. These springs recall downwards the
crossbar 75.
The adjustment template can be manipulated in any suitable manner, the preferred arrangement consisting of actuating the buttons 71 and 72 directly by hand and using a mechanical system such as Bowden cables or motors and feed screws to adjust the position of the center of the protruding plate 69 and the slide 65.
The support is placed in position so that the top of the right jaw member 9 slightly raises the crossbar and thus locates the anvil support member 7 suitably on the male member 70.
The diamond is observed with an instrument having only a shallow focusing plane, such as a microscope or a television observation device with a reticle
81. In fact, the focus of the microscope or television observation device will coincide with that of the laser used to shape the cut. After that, the following operations are performed:
The button 72 is made to rotate to raise the anvil member 8 until the apex of the diamond 51 is at the focus, which therefore locates this apex and more precisely the
cross 52 in the correct horizontal eccentric plane;
<EMI ID = 15.1>
65 is moved until the center of the cross 52 coincides with the reticle 81 (this is indicated on the side of the diamond
21 in Figure 8 to avoid confusion) and is eucentric
(on axis 68). In doing so, the diamond 51 pivots around a horizontal axis passing through the plate 69, the anvil member pivots around the ae of the blocks 3 and the cradle 2 slides on the bottom of the base 1 (degrees of freedom e and f);
<EMI ID = 16.1>
button 72;
the sector plate 69 is made to pivot around the ae 68 until the two branches of the transverse part of the cross 52 are as co-linear as possible, when the plane of cleavage will be vertical (degrees of freedom d and
f as above);
the anvil member 8 is made to pivot around its vertical ae using the button 71, until the transverse part of the cross 52 is strictly aligned with the vertical line of the reticle 81 (degree of freedom d) , so that the notch line 54 actually coincides with the scanning of the laser when the medium is transferred to the laser apparatus;
the screw 6 'is then tightened to block the support.
It is not possible to use the adjustment template to locate the center of the cross 52 with precision on the horizontal line of the reticle 81 and this could be omitted. However, this adjustment can be made using a movable eyepiece or electronically generated movable reticle on a television screen and transferring the offset from zero to the laser, either by a direct connection line or by coding the support. This automatically changes the center point and limits the scanning of the laser during the automatic movement of the laser apparatus to cut line 54.
In addition, boundary lines 82 can be provided or generated and adjusted so that it coincides with the ends of the notch line.
54, these readings being transferred to the laser and consequently preventing scanning beyond the edges of the diamond 51. The support 1 is then transferred to a location at six points below the laser.
To calibrate the laser so that its adjustment coincides with that of the microscope or television observation device, a special truncated pyramid can be placed on the support plate 61 of the adjustment template, the top of the pyramid being eccentric and used as a focal point.
It should be understood that the present invention is in no way limited to the above embodiments and that many modifications can be made without departing from the scope of this patent.
CLAIMS
1. A method of cleavage of a gemstone, characterized in that it consists in clamping the stone between the elastic jaws, in nicking an exposed surface of the stone in a line generally parallel to the clamping faces of the jaws, surface which is generally perpendicular to these faces, to locate an anvil member against the surface of the stone opposite to the notched surface, and then to cleave the stone by striking the notch.