CH328989A - Method for punching workpieces made of very hard dielectric material, in particular precious stones (bearing stones) intended for industrial purposes, as well as apparatus for carrying out this method - Google Patents

Method for punching workpieces made of very hard dielectric material, in particular precious stones (bearing stones) intended for industrial purposes, as well as apparatus for carrying out this method

Info

Publication number
CH328989A
CH328989A CH328989DA CH328989A CH 328989 A CH328989 A CH 328989A CH 328989D A CH328989D A CH 328989DA CH 328989 A CH328989 A CH 328989A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
bearing
workpiece
workpieces
spark
stones
Prior art date
Application number
Other languages
German (de)
Inventor
Farines Rene Ing Dipl
Original Assignee
Farines Rene Ing Dipl
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Farines Rene Ing Dipl filed Critical Farines Rene Ing Dipl
Publication of CH328989A publication Critical patent/CH328989A/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/53After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone involving the removal of at least part of the materials of the treated article, e.g. etching, drying of hardened concrete
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28DWORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/02Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by rotary tools, e.g. drills
    • B28D5/021Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by rotary tools, e.g. drills by drilling
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04DAPPARATUS OR TOOLS SPECIALLY DESIGNED FOR MAKING OR MAINTAINING CLOCKS OR WATCHES
    • G04D1/00Gripping, holding, or supporting devices
    • G04D1/005Gripping, holding, or supporting devices for non-automatic assembly, with automatic transport between workbenches
    • G04D1/0057Conveyor belts or chains
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04DAPPARATUS OR TOOLS SPECIALLY DESIGNED FOR MAKING OR MAINTAINING CLOCKS OR WATCHES
    • G04D3/00Watchmakers' or watch-repairers' machines or tools for working materials
    • G04D3/0069Watchmakers' or watch-repairers' machines or tools for working materials for working with non-mechanical means, e.g. chemical, electrochemical, metallising, vapourising; with electron beams, laser beams
    • G04D3/0071Watchmakers' or watch-repairers' machines or tools for working materials for working with non-mechanical means, e.g. chemical, electrochemical, metallising, vapourising; with electron beams, laser beams for bearing components

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)

Description

       

  Verfahren zum Lochen von Werkstücken aus sehr hartem dielektrischem Werkstoff,  insbesondere von für industrielle Zwecke bestimmten Edelsteinen (Lagersteinen),  sowie Vorrichtung     zum    Ausüben dieses Verfahrens    Gegenstand des Patentes ist ein Ver  fahren, um Werkstücke aus sehr hartem di  elektrischem Werkstoff zu lochen, insbeson  dere Edelsteine, welche für industrielle  Zwecke bestimmt sind, z. B. aus Rubin be  stehende Lagersteine für Uhren oder andere  Instrumente. Zum Patent gehört ferner eine  Vorrichtung zum Ausüben, dieses Verfahrens.  



  Das Lochen von Edelsteinen erfolgt bisher  mittels eines sehr feinen und sehr schnell um  laufend angetriebenen Bohrers, wobei gege  benenfalls noch ein ausschleifendes Nach  bearbeiten des so erzeugten Bohrloches statt  findet, um ihm die gewünschte Abmessung  zu geben. Dieses Bearbeiten von Edelsteinen  geschieht also mit Hilfe rein mechanischer  Mittel. Dabei ist in der Regel ausserdem noch  die Verwendung von teuren Diamantsplittern  oder Diamantpulver erforderlich, die als  Bohr- bzw. Sehleifhilfsmittel dienen. Dieses  bekannte Arbeitsverfahren ist daher ziemlich  umständlich. Es verlangt sehr     empfindliche     Spezialwerkzeuge, beansprucht grosse Arbeits  geschicklichkeit, es ist zeitraubend und fällt.  bei alledem recht kostspielig aus.  



  Die     Erfindung    geht demgegenüber einen       grundsätzlich    andern Weg, um ein Lochen  von Edelsteinen und dergleichen zu erreichen.  Es kommt dabei darauf an, für den eigent  lichen Lochungsvorgang mechanische Arbeits  mittel überhaupt zu ersparen, um dadurch  die aufgezeigten     Nachteile    des bekannten Ver-         fahrens    bestmöglich zu vermeiden. Erfin  dungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass  das Lochen von Edelsteinen oder dergleichen       numehr    in neuartiger Weise mittels eines  elektrischen Vorganges erfolgt, der z. B. ther  misch wirksam     wird.     



  Es kann :ein solches elektrisches Arbeits  verfahren dabei in verschiedener Art zur An  wendung gebracht werden. Eine     Lochungs-          w        irkung        lässt.    sieh, bei Gebrauch geeigneter  Hilfsmittel gegebenenfalls schon mittels  .Hochfrequenz erzielen, indem diese z. B. in  gezielter Weise in Form von Hochfrequenz  wärme für den gewünschten Zweck nutzbar  gemacht wird. Eine andere, in den meisten  Fällen wohl noch wesentlich vorteilhaftere  Möglichkeit, eine lochende Bearbeitung auf  elektrischem Wege zu erzielen, ist gegeben  durch Verwenden von Hochspannung, indem  diese zur- Erzeugung eines den gewünschten  Vorgang bewirkenden Durchschlagfunkens  dienlich gemacht wird.  



       Alle    diese nach den genannten Möglichkei  ten .auf elektrischem Wege zum Lochen von  Edelsteinen zustande gebrachten Arbeits  vorgänge bieten grosse Vorteile. Das damit  erzielbare Arbeitsergebnis fällt nicht nur sehr  befriedigend aus, es ist auch gegenüber  einer mechanischen Bearbeitung in unver  gleichlich kürzerer Zeit erreichbar, und zwar  in vollkommen automatischer Arbeitsweise  und unbedingt gleichmässig vor sich gehend;      es bleibt auch gänzlich unabhängig von einer  besonderen Arbeitsgesehicklichkeit. Dabei  kommt noch hinzu, dass die rein elektrisch  wirkenden Arbeitsmittel in der Regel auch  Möglichkeiten zu einer Einstellung besitzen,  die sehr bequem, einfach und rasch in wei  testen Grenzen ein Regeln gestatten, um die  Bearbeitungsart nach Grösse und Stärke des  Werkstückes gut variieren zu können.  



  Es ist z. B. bekannt, dass ein Kondensator  durchschlägt, wenn die an seine Anschluss  klemmen gegebene     Spannung    einen gewissen  Wert überschreitet, der von den Konstanten  des Kondensators abhängig ist, also sowohl  von der Güte als auch von der Dicke seines  Dielektrikums.  



  Will man mit Ausnutzung eines Durch  sehlagfunkens arbeiten, so ist dabei zu beach  ten, dass die dabei zur Erzielung eines     sol-          ehen        Durchschlagfunkens    benötigte elek  trische Potentialdifferenz abhängig ist von  der besonderen dielektrischen Güte des zu  durchschlagenden Werkstückes und besonders  auch von dessen in der Durchschlagrichtung  gegebenen Dicke. Das zu erreichende Ergeb  nis ist ausserdem aber ferner auch noch we  sentlich abhängig von der Art der zur An  wendung gebrachten elektrischen Stromquelle  und auch von der Anordnung, in der der Ar  beitsvorgang zustande gebracht wird. Durch  unterschiedliche Wahl der hierbei gegebenen  Möglichkeiten lassen sich ausführungsmässig  die verschiedensten Variationen schaffen.  



  Hierbei ist zunächst beachtlich, dass schon  für einen verhältnismässig kleinen Durch  schlagweg, wie er bei geringer Stärke eines  Werkstückes der vorliegenden Art gegeben  ist, im     allgemeinen    Spannungswerte von  mehreren 1O 000 Volt notwendig sind. Diese  hohe     Spannung    kann in verschiedener Weise  erzeugt werden. Die einfachste Möglichkeit  ist gegeben durch transformatorische Span  nungserhöhung, wobei sogar     noch    ein be  sonderer Anpassungstransformator Verwen  dung finden kann.

   Man kann die erforder  liche Hochspannung aber auch erzielen mit  tels eines elektromagnetischen     Hochspan-          nungsgenerators;    desgleichen auch mittels    eines Funkeninduktors, wie er zur Speisung,  der Zündkerzen bei     Verbrennungsmotoren     Verwendung findet. Auch kommt hierfür  überhaupt jede geeignete Spannungserzeu  gung in Betracht.  



  Die mit solchen oder ähnlichen     Strom-          bzw.    Spannungsquellen auf induktivem Wege  erzeugten Entladungsfunken gestatten im all  gemeinen aber nur verhältnismässig kurze  Durchschlagswege zu erreichen. Auch ist die  Beschaffenheit und Güte solcher auf induk  tivem Wege erzeugten Durchschlagsfunken  infolge der generativ vorhandenen Induktivi  tät für den vorliegenden Zweck nicht beson  ders geeignet. Hiermit hängt also auch zu  sammen, dass sich mit solchen in mit Induk  tivität behafteten Stromkreisen zustande ge  brachten Überschlagfunken nur verhältnis  mässig dünne Werkstücke lochen lasen.  



  Will man in einer industriell vorteilhafte  ren Weise arbeiten und dabei auch Werk  stücke grösserer Dicke lochen, wie dies z. B.  in Betracht kommt bei Edelsteinen und insbe  sondere bei synthetisch hergestellten Edel  steinen, wie diese in der Industrie z. B. für  Uhrlager oder allgemein für Lagersteine bei  Instrumenten und dergleichen in Frage kom  men, so ist es vorzuziehen, den Durchschlag  funken mittels kapazitiv gestapelter Hoch  spannung zu erzeugen. Die so erzielbaren  Entladungen spielen sich nämlich in sehr viel  kürzerer Zeit ab, weil dann im Entladestrom  kreis eine praktisch ins Gewicht fallende In  duktivität fehlt. Diese Zündfunken sind von  wesentlich besserer Wirkung. Sie lassen sich  in ihrer Intensität bequem und leicht regeln  und gestatten daher auch, die Lochung in der  gewünschten Weise feiner oder stärker zu  erhalten.

   Man kann zu diesem Zweck für die  Spannungserzeugung elektrostatiseh arbei  tende Hochspannungsinasehinen verwenden  und diese zusammen mit- Kondensatoren,     die     geeignet     zli    Batterien     zljs < mimetigefa-sst    sind,  zur Anwendung bringen. Dies kann auch in  Form der bekannten     Greinaeher-Schaltung     geschehen oder auch auf jede andere ge  eignete Weise.

   Durch Parallel- und     Hinter-          einanderschaltung    von     Kondensator-Batterien         oder     durch    die Kombination beider Schal  tungsmöglichkeiten lassen sich sowohl hin  sichtlich der zu erzielenden Entladespannung  als auch mit Bezug auf den elektrischen Lei  stungswert des erzeugten Überschlagfunkens  die gewünschten elektrischen Verhältnisse in  weiten Grenzen regelbar für den jeweiligen  Anwendungsfall auf den günstigsten Wert  einstellen.  



  Um Edelsteine industriell und wirtschaft  lich bearbeiten zu können, und zwar so, dass  stets von Fall zu Fall gleichmässige Ergeb  nisse erzielt werden, ist es unbedingt notwen  dig, diese Werkstücke während ihres Lochens  in einer geeigneten Vorrichtung zu halten.  Handelt es sich dabei um das Lochen von  Rubinsteinen für Uhrenlager oder derglei  chen, so ist es ausserdem notwendig, dass das  zu erzielende Lagerloch im Werkstück ent  sprechend zentriert ausfällt. Dieses Ergebnis  lässt sich gleichfalls sichern durch Verwen  dung einer das Werkstück entsprechend hal  tenden Vorriehtung.  



  Wenn man z. B. einfach ein Rundstück  z. ss. aus Corund in der genannten Weise  lochen will, wird man dieses zweckmässig  zwischen zwei Elektroden halten, denen     dann     eine ausreichende Potentialdifferenz von eini  gen 10 000 Volt erteilt wird. Dabei muss dann       aber    noch dafür gesorgt werden,     dass    der  Überschlagfunke seinen Entladungsweg nicht  unter Umgehungen des Werkstückes nimmt,  sondern er seinen geringsten dielektrischen  Widerstand gerade im zu erzielenden Lo  chungsweg findet; denn nur in diesem Falle  kommt das gewünschte Lochungsergebnis zu  stande. Um dieses Ergebnis zu erlangen, gibt  man das z. B. runde Werkstück in eine ihm  besonders geformt angepasste Haltevorrich  tung.

   Diese ist dabei in ihrem Material und  in ihrer Ausbildungsform so zu wählen, dass  dann der dielektrische Widerstand im Um  gehungsweg des Werkstückes wesentlich  grösser ausfällt als in jenem Weg, der durch  das Werkstück selbst hindurchgeht. Man wird  in diesem Falle zweckmässigerweise auch da  für sorgen, dass der Durehschlagsfunke zwi  schen den seine Spannung zuführenden Elek-         troden    dann den geringsten Durchschlags  widerstand findet, wenn er das Werkstück  genau zentrisch durchschlägt. Das im Werk  stück erhaltene     Durchschlagsloch    fällt in die  sem Falle dann wunschgemäss auch entspre  chend zentrisch aus.  



  Die Haltevorrichtung für das Werkstück  kann dabei aus jedem geeigneten guten     Di-          elektrikum    gewählt sein und auch jede  passende Form haben. Es kann eine ebene  Platte sein, eine sich     drehende    Scheibe oder  .ein Förderband, welche Haltevorrichtungen  so ausgeführt sind, dass sie das zu lochende  Werkstück einzeln oder in Fliessarbeit hal  tend aufnehmen können.  



  Nachstehend sind die Erfindungen mit  ihren Einzelheiten in mehreren Ausführungs  beispielen, die verschiedene Ausführungs  beispiele einer Vorrichtung zur Ausübung  des erfindungsgemässen Verfahrens wieder  geben, an Hand von Zeichnungen beispiels  weise noch näher erläutert und beschrieben.  Es zeigen dabei im einzelnen:       Fig.    1 eine Anordnung zum Lochen von  Edelsteinen mittels eines elektrischen     Durch-          schlagfunkens    in schematischer Darstellung  und gegenüber den vorhandenen natürlichen  Grössenwerten vergrössert wiedergegeben.  



       Fig.    2 eine im Prinzip gleiche Anordnung,  bei der die Haltevorrichtung für den zu lo  chenden Edelstein aber etwas anders ausge  bildet ist,       Fig.    3 eine selbsttätig arbeitende Anlage,  die mittels Fliessband betrieben wird.  



  In .den Figuren sind e zwei Elektroden, an  die durch irgendeine geeignete Spannungs  quelle eitre so hohe Spannung angelegt wird,  dass zwischen ihnen ein Entladungsfunke  überschlägt. Dieser elektrische Funke wird  jetzt zum Lochen von Edelsteinen nutzbar  gemacht. Hierfür wird dieser Edelstein, im  Beispiel in Form eines runden     Plättchens        r'     ausgeführt., in den Durchschlagweg des Fun  kens gebracht. Dies geschieht mit Hilfe einer  nicht leitenden Platte d2, die aus einem hoch  wertigen Isolierstoff besteht. In dieser Platte  ist ein Rundbett     r-1    vorgesehen, in das das       runde        Edelsteinplättehen    r gerade hinein-      passt.

   Darüber ist dann nochmals eine dün  nere Platte dl gelegt, die ebenfalls aus hoch  wertigem dielektrischem Werkstoff besteht.  Beide Platten     dl    und d2 haben ausserdem je  einen Luftkanal l1 bzw. l2, die zentrisch zur  Mittelachse des Edelsteinplättchens r verlau  fen. Das zwischen den die Hochspannung  führenden Elektroden e vorhandene elek  trische Feld sorgt dafür, dass in den Luft  wegen l1 und l2, die zum Edelsteinplätt  chen r führen, beidseitig eine starke Ionisie  rung auftritt, die für den Entladungsfunken  dann einen sehr verringerten Widerstand  bildet und dadurch dafür sorgt, dass der  Funke zentral gerichtet an den Edelstein  herangeführt wird und ihn dann auch zen  trisch lochend durchschlägt.

   Dabei bleibt     eu-          gleich    ausgeschlossen, dass das Durchschlagen  des Funkens durch die Isolierstoffplatten d1  und d2 vor sich geht, weil hierbei ein grö  sserer elektrischer Widerstand zu überwinden  wäre. Damit der Funke aber auch nicht im  Bett r1 um den Edelstein r herum seinen  Weg nehmen kann, werden seine Aussen  kanten und gegebenenfalls noch deren Um  gebung zweckmässig zusätzlich noch mit einem  hochwertigen flüssigen oder pastenartigen  Isoliermittel i bestrichen, das z. B. aus dick  flüssigem Transformatorenöl oder dergleichen  bestehen kann. Alle diese Massnahmen ge  währleisten, dass der Edelstein r durch  den ihn durchsetzenden Entladungsfunken  wunschgemäss zentral gelocht wird.

   Durch       geeignete    Bemessung der elektrischen Lei  stung, mit der man den Funken entstehen  lässt, hat man es in gewissem Umfange in der       Hand,    die Stärke des zu erzeugenden Loches  zu regeln.  



  Die Anordnung nach Fig. 2 unterscheidet  sich von der oben beschriebenen im wesent  lichen nur dadurch, dass die obere Elektrode  e in einer etwas weiter gehaltenen Ausspa  rang einer Isolierplatte d3 ziemlich direkt  an das zu lochende Werkstück r herangeführt  ist. Auch hier sorgt der Luftkanal l3 wieder  dafür, dass der Überschlagfunke den Edel  stein r zentral locht. i ist gleichfalls eine auf  gestrichene     Ölmasse,    die     verhindert,    dass der         Funke    seinen Weg aussen um den Edelstein     e     herum nehmen kann.  



  Das Auswechseln des Edelsteinplättehens  r erfolgt dadurch, dass die obere Elektrode e,  wenn sie stromlos gemacht ist, entsprechen  weit hochgezogen wird, um das fertig ge  lochte Werkstück herausnehmen und ein  neues ins Bett r1 einlegen zu können. Die  Isolierstoffplatte d3 kann auch als Dreh  scheibe ausgebildet sein, in der dann im  Kreis angeordnete Arbeitsstellen vorgesehen  sein können, wie eine davon in Fig. 2 im  Schnitt dargestellt ist, wobei diese Arbeits  stellen dann beim Drehen der betreffenden  Scheibe schrittweise nacheinander     zwischen     die Elektroden geführt werden.  



  Bei der Anordnung nach Fig. 1 geschieht  das Auswechseln des zu lochenden Werk  stückes r dadurch, dass die Platten dl und d2  nach der Seite hin aus dem Bereich der Elek  trode e hinausgeschoben werden. Die Platte  dl wird dann abgenommen, um zum Aus  wechseln des Werkstückes an das Bett r1  heranzukommen. Eine solche Anordnung  kann nun analog auch sehr vorteilhaft zur  Schaffung einer selbsttätig arbeitenden     Vor-          riehtung    verwendet werden, wie sie in Fig. 3  schematisch wiedergegeben wird. Hierbei  sind die Platten dl und d2 durch zwei För  derbänder B1 und R2 ersetzt, die in der ein  gezeichneten Pfeilrichtung umlaufen. Diese  Bänder bestehen ebenfalls aus einem hoch  wertigen Isolierstoff jeder geeigneten Art,  hergestellt z.

   B. auf der Basis von Polyvinyl  chlorid, eines Polyamids oder eines Misch  polymerisats. Auch hier sind für die aus  hartem dielektrisehem Werkstoff bestehenden,  zu lochenden Werk-stücke, insbesondere also       für    die     zii    lochenden     La\,-ersteine    für Uhren  oder dergleichen, die     Einbettungslager        r-1    mit  zugehörigen Luftkanälen     11    und 12 in regel  mässigem Abstand in Reihe hintereinander       angeordnet.    Die Bänder     B1    und R.2 laufen  dabei gleich schnell miteinander     uni.    Sie lie  gen sich im     Cberdeckungsbereich    dicht.

   auf  dicht an, wodurch jede nachteilige     ge.ensei-          tige    Reibung     zwischen    den. Bändern     veriiiie-          den    bleibt. L ist eine automatisch arbeitende      Beschiekungsvorrichtung, die im richtigen  Zeitpunkt in jedes Einbettungslager r1 von  selbst einen Edelstein oder dergleichen ein  legt, der dann zwischen den Elektroden e  durch einen im richtigen Zeitpunkt erfolgen  den Überschlagfunken in der oben schon er  läuterten Weise gelocht wird. E ist eine z. B.  mit Sangwirkung arbeitende Entladungs  vorrichtung, de die fertig gelochten Steine  schliesslich wieder selbsttätig auch vom För  derband B2 abnimmt.

   S1 bis S4 sind die     För-          derrollen    für die beiden Bänder B1 und B2,  von denen je eine zweekdienlich angetrieben  wird.  



  Es sei erwähnt, dass sieh die Erfindungen  nicht allein auf die beschriebenen     Ausfüh-          ruingsbeispiele    beschränken. Sie können viel  mehr auch noch in anderer Weise verwirklicht  werden. Auch lassen sie sich allgemein in  allen jenen Fällen analog in Gebrauch  nehmen, in denen es sieh darum handelt,  einen elektrischen Funken entsprechend zur  Erzielung einer Lochung nutzbar machen zu  können.



  Method for punching workpieces made of very hard dielectric material, in particular precious stones (bearing stones) intended for industrial purposes, as well as apparatus for practicing this method The subject of the patent is a process to punch workpieces made of very hard dielectric material, in particular precious stones which are intended for industrial purposes, e.g. B. ruby be standing jewels for watches or other instruments. The patent also includes a device for practicing this method.



  The punching of gemstones has been done so far by means of a very fine and very fast to continuously driven drill, where if necessary, a grinding reworking of the drill hole created takes place to give it the desired dimensions. This processing of gemstones is done with the help of purely mechanical means. As a rule, it is also necessary to use expensive diamond splinters or diamond powder, which serve as drilling or grinding aids. This known working method is therefore rather cumbersome. It requires very sensitive special tools, demands great work skill, is time consuming and falls. with all this quite expensive.



  In contrast, the invention takes a fundamentally different way of achieving punching of precious stones and the like. It is important to save mechanical working means at all for the actual perforation process in order to avoid the disadvantages of the known method as shown. Invention according to this is achieved in that the punching of gemstones or the like is carried out numehr in a novel way by means of an electrical process that z. B. ther mix is effective.



  It can: Such an electrical work process can be used in various ways. A perforation effect leaves. see, with the use of suitable aids, if necessary, already achieve by means of .High frequency by z. B. is made usable in a targeted manner in the form of high frequency heat for the desired purpose. Another, in most cases still much more advantageous, possibility of electrically performing punching machining is given by using high voltage, which is used to generate a breakdown spark that brings about the desired process.



       All of these working processes, which are carried out electrically for punching gemstones, offer great advantages. The work result that can be achieved with this is not only very satisfactory, it can also be achieved in an incomparably shorter time than mechanical processing, namely in a completely automatic mode of operation and absolutely evenly; it also remains completely independent of any particular work skill. There is also the fact that the purely electric working equipment usually also has options for a setting that allow a very convenient, simple and quick regulation within white limits in order to be able to vary the type of processing according to the size and thickness of the workpiece.



  It is Z. B. known that a capacitor breaks down when the voltage applied to its terminals exceeds a certain value that depends on the constants of the capacitor, i.e. both the quality and the thickness of its dielectric.



  If you want to work with the use of a breakdown spark, it must be noted that the electrical potential difference required to achieve such a breakdown spark depends on the particular dielectric quality of the workpiece to be penetrated and, in particular, on its given in the breakdown direction Thickness. The result to be achieved is also dependent on the type of electrical power source used and also on the arrangement in which the work process is brought about. By different choices of the possibilities given here, the most diverse variations can be created in terms of design.



  It is noteworthy here that even for a relatively small breakdown path, as is the case with a small thickness of a workpiece of the present type, voltage values of several 10,000 volts are generally necessary. This high voltage can be generated in various ways. The simplest option is through a transformer voltage increase, whereby a special matching transformer can even be used.

   The required high voltage can also be achieved by means of an electromagnetic high voltage generator; likewise by means of a spark inductor, as it is used to feed the spark plugs in internal combustion engines. Any suitable voltage generation can also be considered for this purpose.



  The discharge sparks generated inductively with such or similar current or voltage sources allow, in general, but only relatively short breakdown paths to be achieved. Also, the nature and quality of such breakdown sparks generated by inductive means is not particularly suitable for the present purpose due to the generatively present inductivity. This is also related to the fact that flashover sparks such as these produced in circuits subject to inductivity could only punch relatively thin workpieces.



  If you want to work in an industrially advantageous manner and also punch work pieces of greater thickness, as z. B. comes into consideration for gemstones and in particular special synthetically produced gemstones, such as these in the industry z. B. for watch bearings or generally for jewels in instruments and the like in question kom men, it is preferable to generate the breakdown spark by means of capacitively stacked high voltage. The discharges that can be achieved in this way take place in a much shorter time because a practically significant In ductivity is then missing in the discharge current circuit. These sparks are much more effective. Their intensity can be conveniently and easily regulated and therefore also allow the perforation to be made finer or stronger in the desired manner.

   For this purpose, electrostatic high-voltage kinases can be used for the generation of voltage and these can be used together with capacitors which are suitable for batteries. This can also be done in the form of the known Greinaeher circuit or in any other suitable manner.

   By connecting capacitor batteries in parallel and one behind the other, or by combining both circuit options, the desired electrical conditions can be regulated within wide limits for the respective discharge voltage to be achieved and with regard to the electrical power of the flashover spark generated Set the application to the most favorable value.



  In order to be able to process gemstones industrially and economically, in such a way that uniform results are always achieved from case to case, it is absolutely necessary to keep these workpieces in a suitable device while they are being punched. If this involves punching ruby stones for watch bearings or the like, it is also necessary that the bearing hole to be achieved is centered accordingly in the workpiece. This result can also be secured by using a device that holds the workpiece accordingly.



  If you z. B. simply a round piece z. ss. wants to punch holes made of corundum in the above-mentioned manner, this is expediently held between two electrodes, which are then given a sufficient potential difference of some 10,000 volts. In this case, however, it must be ensured that the flashover spark does not take its discharge path bypassing the workpiece, but that it finds its lowest dielectric resistance precisely in the hole path to be achieved; because only in this case will the desired perforation result be achieved. To achieve this result, one gives the z. B. round workpiece in a specially shaped holding device adapted to it.

   This is to be selected in terms of its material and its design so that the dielectric resistance in the path of the workpiece is significantly greater than in the path that goes through the workpiece itself. In this case, it is also expedient to ensure that the breakdown spark between the electrodes supplying its voltage has the lowest breakdown resistance when it penetrates the workpiece in the exact center. In this case, the penetration hole obtained in the workpiece is also appropriately centric, as desired.



  The holding device for the workpiece can be selected from any suitable good dielectric and also have any suitable shape. It can be a flat plate, a rotating disc or a conveyor belt, which holding devices are designed so that they can hold the workpiece to be punched individually or in continuous work.



  Below are the inventions with their details in several execution examples, the various execution examples of a device for performing the inventive method again, with reference to drawings, for example, explained and described in more detail. In detail: FIG. 1 shows an arrangement for punching gemstones by means of an electrical breakdown spark in a schematic representation and shown enlarged compared to the existing natural size values.



       Fig. 2 is an arrangement in principle the same, in which the holding device for the gem to be lo-chenden but forms a little different, Fig. 3 is an automatically operating system that is operated by means of a conveyor belt.



  In the figures, there are two electrodes to which a voltage of such a high level is applied by any suitable voltage source that a discharge spark flashes between them. This electric spark is now used to punch gemstones. For this purpose, this gem, in the example in the form of a round plate r ', is placed in the spark's path. This is done with the help of a non-conductive plate d2, which consists of a high-quality insulating material. A round bed r-1 is provided in this plate, into which the round gemstone plate r just fits.

   A thinner plate dl is then placed over it again, which is also made of high quality dielectric material. Both plates dl and d2 also each have an air duct l1 and l2, which run centrically to the central axis of the gemstone plate r. The electrical field between the electrodes e carrying the high voltage ensures that strong ionization occurs on both sides in the air because of l1 and l2, which lead to the gemstone plate r, which then forms a very reduced resistance for the discharge spark and thus ensures that the spark is directed centrally towards the gemstone and then penetrates it with a central hole.

   At the same time, it is impossible for the spark to break through through the insulating plates d1 and d2, because a greater electrical resistance would have to be overcome. So that the spark cannot make its way around the gemstone r in bed r1 either, its outer edges and, if necessary, their surroundings are additionally coated with a high-quality liquid or paste-like insulating agent i, which z. B. may consist of thick liquid transformer oil or the like. All these measures ensure that the gemstone r is perforated centrally as required by the discharge spark that penetrates it.

   By appropriately dimensioning the electrical power with which the spark is created, one has to a certain extent in the hand to regulate the strength of the hole to be generated.



  The arrangement according to FIG. 2 differs from the one described above in the wesent union only in that the upper electrode e is brought fairly directly to the workpiece r to be punched in a somewhat wider recess of an insulating plate d3. Here, too, the air duct l3 ensures that the sparkover pierces the gemstone r centrally. i is also a painted oil mass that prevents the spark from making its way around the gemstone e.



  The exchange of the gemstone plate r takes place in that the upper electrode e, when it has been de-energized, is pulled up correspondingly far in order to be able to remove the perforated workpiece and to be able to put a new one in bed r1. The insulating plate d3 can also be designed as a rotary disk, in which workplaces arranged in a circle can then be provided, as one of them is shown in section in FIG will.



  In the arrangement according to FIG. 1, the replacement of the work piece r to be perforated takes place in that the plates dl and d2 are pushed out of the area of the electrode e to the side. The plate dl is then removed in order to get to the bed r1 to change the workpiece. Such an arrangement can now also be used, analogously, very advantageously to create an automatically operating device, as shown schematically in FIG. Here, the plates dl and d2 are replaced by two conveyor belts B1 and R2, which rotate in the direction of an arrow drawn. These tapes are also made of a high quality insulating material of any suitable type, made e.g.

   B. on the basis of polyvinyl chloride, a polyamide or a mixed polymer. Here, too, for the workpieces to be punched, made of hard dielectric material, in particular for the first punching parts for watches or the like, the embedding bearings r-1 with associated air channels 11 and 12 are in series at regular intervals arranged one behind the other. The belts B1 and R.2 run at the same speed with one another uni. They lie close together in the coverage area.

   close together, eliminating any detrimental mutual friction between the. Ribbons remains. L is an automatically operating device, which at the right time in each embedding bearing r1 by itself a gem or the like, which is then punched between the electrodes e by a flashover spark in the manner already explained above. E is a z. B. working with singing discharge device, de the finished perforated stones finally automatically decreases again from the conveyor belt B2.

   S1 to S4 are the conveyor rollers for the two belts B1 and B2, one of which is driven for two purposes.



  It should be mentioned that the inventions are not restricted solely to the exemplary embodiments described. They can be realized much more in other ways. They can also generally be used analogously in all those cases in which it is a matter of being able to make use of an electrical spark in order to achieve perforation.


    

Claims (1)

PATENTANSPRUCH I Verfahren zum Lochen von Werkstücken ans sehr hartem dielektrisehem Werkstoff, insbesondere von für industrielle Zwecke be stimmten Edelsteinen (Lagersteinen), da durch gekennzeichnet, dass man diese Werk stücke elektrisch locht. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass man das Lochen mittels eines thermisch wirksam werdenden elektrischen Vorganges vornimmt. 2. Verfahren zurr Lochen von Edelsteinen nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeich net, dass man zu diesem Lochen einen elektri schen Durehschlagfunken verwendet. 3. PATENT CLAIM I Method for perforating workpieces on the very hard dielectric material, in particular precious stones (bearing stones) intended for industrial purposes, as this is characterized by the fact that these workpieces are electrically perforated. SUBClaims 1. The method according to claim I, characterized in that the perforation is carried out by means of a thermally effective electrical process. 2. Method zurr punching gemstones according to claim I, characterized in that an electrical shock spark is used for this punching. 3. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass nan das zu lochende Werkstück (r) an den seinen Aussenumfang bildenden Flächen teilen in einer es haltenden Einbettung mit einer einen Luftspalt ausschliessenden Nieht- leiterflüssigkeit (i) umgibt. A method according to claim 1 and dependent claim 2, characterized in that the workpiece (r) to be perforated is surrounded by parts of the surfaces forming its outer circumference in a holding embedding with a sewer liquid (i) excluding an air gap. PATENTANSPRUCH II Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch eine aus Isolierstoff bestehende Haltevorrich tung (d2, d1) für die zu lochenden Werk stücke (r), welche Haltevorrichtung min destens eine Ausnehmung (r1) für ein Werk- stüek aufweist, wobei zu dieser Ausnehmung mindestens von einer Seite von der einen Elektrode (e) her ein Luftweg (l) hinführt, welcher dem Durehschlagsfunken einen be vorzugten Leitweg gibt. UNTERANSPRÜCHE 4. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbet tungslager (r1) in zweiteiliger Anordnung des dieses Lager bildenden Werkstoffes nach oben abgedeckt ist, derart, dass der obere Teil (l1) zur Öffnung der Lagerstelle ab hebbar vorgesehen ist. 5. PATENT CLAIM II Device for carrying out the method according to claim I, characterized by a holding device (d2, d1) consisting of insulating material for the work pieces (r) to be punched, which holding device has at least one recess (r1) for a work piece, an air path (l) leading to this recess at least from one side of the one electrode (e), which gives the breakdown spark a preferred route. SUBClaims 4. Device according to claim II, characterized in that the embedding bearing (r1) is covered in a two-part arrangement of the material forming this bearing at the top, such that the upper part (l1) is provided to open the bearing from being liftable. 5. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass als Haltevor richtung für das zu lochende Werkstuch (r) eine aus Isolierstoff bestehende Drehscheibe dient, in welcher in kreisförmiger Anordnung vorgesehene Einbettungsstellen für .die Werk stücke angebracht sind, die bei schrittweise erfolgender Weiterschaltung der Drehscheibe zwischen den Elektroden (e) durchlaufen. Device according to patent claim II, characterized in that a turntable made of insulating material serves as a holding device for the workpiece to be punched, in which embedding points for the workpieces provided in a circular arrangement are attached, which when the turntable is indexed step by step run through the electrodes (e). 13. Vorrichtung nach Patentanspruch 1I und Unteransprüchen 4 und 5, dadurch ge kennzeichnet, dass als Ha.ltevorriehtung für das zu lochende Werkstück (r) ein aus Iso lierstoff bestehendes, zwischen den Elektro den (e) durchlaufendes Transportband (B.,,) dient, in welchem für dieses Werkstück in Reihe hintereinanderliegende Einbettungs- stellen (r1) angerodnet sind, wobei noch ein zweites Umlaufband (B1) vorgesehen ist, wel ches synchron mit dem erstgenannten Trans portband (B2) 13. The device according to claim 1I and dependent claims 4 and 5, characterized in that as a holding device for the workpiece (r) to be punched, a conveyor belt (B. ,,) made of insulating material and running between the electrodes (e) serves, in which embedding points (r1) lying one behind the other are arranged for this workpiece, with a second circulating belt (B1) being provided, which is synchronized with the first-mentioned transport belt (B2) umlaufend, dessen für die Werkstücke dienenden Einbettungslagerstel- len (r1) nach oben hin mit abdeckt und nur an den Durehlassstellen für den Funken Luftkanäle (Z1) aufzuweisen hat. 7. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 5 und 6, dadurch ge kennzeichnet, dass die die zu lochenden Werkstücke aufnehmende Haltevorrichtung mit einer automatisch arbeitenden Beschik- kungseinrichtung (L) und auch mit einer automatisch arbeitenden Entnahmeeinrich tung (E) ausgestattet ist.. all around, whose embedding bearing points (r1) serving for the workpieces also covers at the top and only has air channels (Z1) at the discharge points for the spark. 7. Device according to claim II and dependent claims 5 and 6, characterized in that the holding device receiving the workpieces to be punched is equipped with an automatically operating loading device (L) and also with an automatically operating removal device (E).
CH328989D 1955-01-20 1955-01-20 Method for punching workpieces made of very hard dielectric material, in particular precious stones (bearing stones) intended for industrial purposes, as well as apparatus for carrying out this method CH328989A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH328989T 1955-01-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH328989A true CH328989A (en) 1958-04-15

Family

ID=4501166

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH328989D CH328989A (en) 1955-01-20 1955-01-20 Method for punching workpieces made of very hard dielectric material, in particular precious stones (bearing stones) intended for industrial purposes, as well as apparatus for carrying out this method

Country Status (1)

Country Link
CH (1) CH328989A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2917910C2 (en) Method and device for processing workpieces made of electrically conductive material by means of a current-carrying grinding tool
DE2119040A1 (en) Multi-layer capacitor and method for setting the capacitance value
EP0280059B1 (en) Apparatus for the electroerosion machining of non-conducting or low-conducting work pieces
DE2020833B2 (en) CIRCUIT ARRANGEMENT FOR GENERATING IMPULSES FOR ELECTROEROSIVE MACHINING
DE1959852A1 (en) Fluid supply for electrical discharge machines
DE2118856A1 (en) Electrode and method for generating holes in metallic work pieces by means of an electrical discharge machining device
DE1565894A1 (en) Arc welding process
DE2624718A1 (en) PROCESS FOR CONNECTING ELECTRICALLY CONDUCTIVE PARTS BY RESISTANCE WELDING AND DEVICE FOR CARRYING OUT THIS PROCESS
DE1496961C3 (en) Device for the continuous anodic shaping of strip material
CH627682A5 (en) DEVICE FOR PROCESSING SHEETS BY MEANS OF MAGNETIC POWDER.
EP2414132B1 (en) Component having an overlapping laser track; method for producing such a component
CH328989A (en) Method for punching workpieces made of very hard dielectric material, in particular precious stones (bearing stones) intended for industrial purposes, as well as apparatus for carrying out this method
DE2940369C2 (en) Target
DE971051C (en) Device for punching synthetic precious stones (bearing stones) made of hard dielectric material
DE859338C (en) Electrode, plate or the like with connecting element and electrolytic capacitor
DEF0016502MA (en)
DE1105699B (en) Method and device for regular fine perforation of film webs, in particular cigarette paper
DE1811819A1 (en) Method and device for cleaning electrochemical grinding machines
DE3230735C2 (en) Process for the mass production of cannulas, cannula, device for carrying out the process and applications
DE1615114B2 (en) ELECTRODE FOR ELECTROCHEMICAL FORMING BURS OR ROUNDING THE EDGES OF OPENINGS IN A WORKPIECE SURFACE
DE3312604A1 (en) Device for preparing tools of the honing stick or grinding wheel type
DE1960311A1 (en) Method and device for orienting bodies in an electric field
CH510487A (en) Use of a surface tempering device for electrical discharge machining of a metal body
DE19641273C2 (en) Device and method for producing structured surfaces, in particular on cylindrical rollers
CH693901A5 (en) Electrical discharge surface treating method involves supplying working power to face of a punch