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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Fassen von Edelsteinen.
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Um Edelsteine beispielsweise an Schmuckstücken festzulegen und zu haltern, werden Fassungen verwendet. Für das Fassen von Edelsteinen existieren unterschiedliche Fassungsformen. Einige geschliffene Edelsteine, wie beispielsweise Edelsteine mit einem Brillantschliff, weisen eine sich relativ weit nach unten erstreckende Spitze auf. Eine Schwierigkeit beim Fassen derartiger Edelsteine besteht somit darin, ausreichend Platz für die Spitze zu schaffen.
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Bei einigen Fassungen ist man daher dazu übergegangen, zunächst ein Loch mit einem ersten Durchmesser in das Material zu bohren, das später zur Aufnahme der Spitze des Edelsteins dient. Anschließend wird mittels eines weiteren Fräsers der Steinsitz ausgearbeitet, der einen größeren Durchmesser besitzt als die erste Bohrung. Während der Ausarbeitung des Steinsitzes dient das zuvor erstellte Loch als Führung für den Fräser. Anschließend kann dann der Stein in die so gebildete Aufnahme der Fassung eingesetzt werden.
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Für das Ausbilden der Aufnahme der Fassung sind somit mehrere Arbeitsschritte notwendig. Es wäre daher wünschenswert, das Erstellen der Fassung von Edelsteinen zu vereinfachen.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Werkzeug bereitzustellen, das das Fassen von Edelsteinen vereinfacht.
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Das erfindungsgemäße Werkzeug ist definiert durch die Merkmale des Anspruch 1.
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Das erfindungsgemäße Werkzeug zum Fassen von Edelsteinen weist einen Spannschaft und einen Bohrkopf auf. Der Bohrkopf weist einen ersten Bohrabschnitt mit einem ersten maximalen Durchmesser d1 und einen zweiten Bohrabschnitt mit einem zweiten maximalen Durchmesser d2 auf, wobei der erste Bohrabschnitt mindestens eine erste Schneide und der zweite Bohrabschnitt mindestens eine zweite Schneide aufweist. Der erste maximale Durchmesser d1 des ersten Bohrabschnitts ist kleiner als der zweite maximale Durchmesser d2 des zweiten Bohrabschnitts.
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Der erste Bohrabschnitt ist an der von dem Spannschaft abgewandten Seite des zweiten Bohrabschnitts angeordnet.
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Das erfindungsgemäße Werkzeug zum Fassen von Edelsteinen ermöglicht, dass mittels eines Arbeitsgangs sowohl das Bohrloch zur Aufnahme der Spitze eines Edelsteins als auch der Steinsitz gefertigt werden. Das Bohrloch zur Aufnahme der Spitze des Edelsteins wird durch den ersten Bohrabschnitt gebohrt. Der Steinsitz wird mittels des zweiten Bohrabschnitts ausgefräst.
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Bei dem erfindungsgemäßen Werkzeug handelt es sich um ein rotierendes Werkzeug.
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Das erfindungsgemäße Werkzeug ermöglicht somit, dass eine Fassung für einen Edelstein auf einfache Art und Weise und schneller erstellt werden kann, da zwei unterschiedliche Arbeitsschritte zu einem Arbeitsschritt zusammengefasst werden und auf einen Wechsel von Werkzeugen, wie er beim Stand der Technik notwendig ist, verzichtet werden kann.
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An dem Bohrkopf des erfindungsgemäßen Werkzeugs können mehrere erste und/oder zweite Schneiden vorgesehen sein, beispielsweise jeweils 2 oder 3.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der erste Bohrabschnitt eine Bohrspitze aufweist und die mindestens eine erste Schneide an der Bohrspitze gebildet ist, wobei die Bohrspitze vorzugsweise einen Winkel zwischen 100° und 120°, besonders bevorzugt 110°, aufweist. Eine derartige Ausgestaltung des ersten Bohrabschnitts ermöglicht ein vorteilhaftes Bohren mittels des ersten Bohrabschnitts. Bei Fassungen, bei denen die Aufnahme der Fassung als Sacklochbohrung ausgestaltet ist und somit nicht das gesamte Material durchdringt, ist eine derartige Bohrspitze von Vorteil, um ausreichend Platz für die Spitze des Steines zu schaffen.
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Der zweite Bohrabschnitt kann einen Bohrbereich aufweisen, an dem die zweite Schneide angeordnet ist und der sich in Richtung zu dem ersten Bohrabschnitt hin verjüngt. Ein derartiger Bohrbereich hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt. In einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Werkzeugs kann der Winkel der Verjüngung des Bohrbereichs an den zu fassenden Stein angepasst sein, so dass der Stein mit seiner Spitze an den durch den Bohrübergang geschaffenen Abschnitt der Fassungsaufnahme anliegt. Eine derartige Ausgestaltung des Bohrbereichs ist jedoch nicht unbedingt notwendig, da der Stein beim Fassen auch lediglich seitlich an dem Steinsitz anliegen kann.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die mindestens eine erste Schneide und die mindestens eine zweite Schneide eine gemeinsame Spanfläche aufweisen. Mit anderen Worten: Eine gemeinsam gebildete Spanfläche erstreckt sich von dem ersten Bohrabschnitt bis in den zweiten Bohrabschnitt. Eine derartige Ausgestaltung des Bohrkopfes des erfindungsgemäßen Werkzeugs hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, da eine vorteilhafte Spanabführung erfolgt. Darüber hinaus können die erste und zweite Schneide in vorteilhafter Weise hergestellt werden.
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Die mindestens eine erste und die mindestens eine zweite Schneide können jeweils durch eine geschärfte Kante gebildet sein, die jeweils durch eine Ausnehmung oder einer gemeinsamen Ausnehmung, gebildet wird. Die Ausnehmung kann beispielsweise eine Spannut sein. In der gemeinsamen Ausnehmung kann die Spanfläche gebildet sein.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass zwischen dem Spannschaft und dem Bohrkopf ein Übergangsabschnitt gebildet ist, der sich zumindest in einem Bereich zum Bohrkopf hin verjüngt. Dabei kann vorgesehen sein, dass sich die Spanfläche in den Übergangsabschnitt erstreckt. Dies ermöglicht eine vorteilhafte Spanabführung, so dass der Bohrkopf auch vollständig oder nahezu vollständig in das Material eindringen kann.
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Durch die Verjüngung des Übergangsabschnitts wird ermöglicht, dass der Spannschaft beispielsweise einen wesentlich größeren Durchmesser aufweisen kann als der Bohrkopf, so dass der Spannschaft einerseits an vorhandene Antriebsmaschinen angebunden werden kann und darüber hinaus eine höhere Stabilität besteht. Ferner ermöglicht die Verjüngung einen besseren Blick auf die Bearbeitungsstelle, so dass ein Nutzer des Werkzeugs den Bearbeitungsvorgang besser überwachen kann.
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Der Übergangsabschnitt kann einen Verjüngungswinkel zwischen 3° und 5° aufweisen. Vorzugweise beträgt der Verjüngungswinkel 4°. Der Übergangsabschnitt weist somit die Form eines Kegelstumpfes auf, wobei der Verjüngungswinkel dem Öffnungswinkel des Kegelstumpfes entspricht. Der Übergangsabschnitt kann auch mehrere Abschnitte aufweisen, die sich beispielsweise in unterschiedlichen Verjüngungswinkeln erstrecken, Der Übergangsabschnitt oder ein Abschnitt des Übergangsabschnitts kann auch einen konstanten Durchmesser aufweisen. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Übergangsabschnitt oder ein Abschnitt des Übergangsabschnitts in Längsrichtung des Werkzeugs eine Wölbung mit einem konstanten Radius aufweist. Der Übergangsabschnitt kann somit beispielsweise die Form eines konkaven Kegelstumpfes aufweisen. Die Wölbung kann beispielsweise einen Radius von 50 mm betragen.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Bohrkopf an seinem zu dem Spannschaft gerichteten Ende eine Nut aufweist. Die Nut dient als Tiefenmarkierung, so dass bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Werkzeugs eine optische Anzeige zum Erreichen der beispielsweise für die Fassung eines Edelsteins notwendigen Tiefe besteht.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Bohrbereich in einem Verjüngungswinkel zwischen 100° und 120°, vorzugsweise 110°, verläuft.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeugs beträgt das Verhältnis des ersten Durchmessers d1 des ersten Bohrabschnitts zu dem zweiten Durchmesser d2 des zweiten Bohrabschnitts mindestens 0,25 und höchstens 0,75. Vorzugsweise gilt: d1/d2 = 0,5.
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Ein derartiges Verhältnis des ersten Durchmessers zu dem zweiten Durchmesser hat sich insbesondere für die Fassung von Brillanten als besonders vorteilhaft herausgestellt.
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Bei dem erfindungsgemäßen Werkzeug kann vorgesehen sein, dass der erste Bohrabschnitt eine Länge L1 aufweist, wobei gilt: 0,4 ≤ L1/d1. Vorzugsweise gilt: 0,4 ≤ L1/d1 ≤ 0,7, besonders bevorzugt 0,5 ≤ L1/d1 ≤ 0,55.
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Die Länge L1 des ersten Bohrabschnitts ist dabei inklusive der Bohrspitze. Die Ausgestaltung des ersten Bohrabschnitts mit einer derartigen Länge L1 ist für die Fassung von Edelsteinen mit einer Spitze, insbesondere bei Edelsteinen mit einem Brillantschliff von Vorteil.
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Die Länge L1 des ersten Bohrabschnitts kann beispielsweise zwischen 40 % und 50 % der Gesamtlänge Lg des Bohrkopfes betragen. Die Gesamtlänge Lg des Bohrkopfes ist beispielsweise die Länge von der Bohrspitze des ersten Bohrabschnitts bis zu der Nut.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass ein Abschnitt des zweiten Bohrabschnitts, der sich von dem Spannschaft oder dem Übergangsabschnitt zu dem Bohrbereich erstreckt, eine Länge L2 aufweist, wobei gilt: 0,15 ≤ L2/d2 ≤ 0,25, vorzugsweise 0,22 ≤ L2/d2 ≤ 0,23. Der Abschnitt des zweiten Bohrabschnitts, der konstant den zweiten Durchmesser d2 aufweist, ist beispielsweise der sich von der Nut bis zu dem Bohrbereich erstreckende Abschnitt des zweiten Bohrabschnitts. Der Abschnitt kann konstant den maximalen zweiten Durchmesser aufweisen oder einen leicht konischen Verlauf sich in Richtung zu dem Spannschaft erweiternd, beispielsweise mit dem gleichen Winkel wie der Übergangsabschnitt, aufweisen.
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Unter einer Länge wird im Rahmen der Erfindung eine Erstreckung verstanden, die sich in Längsrichtung des Werkzeugs und somit in Richtung der Mittelachse des Werkzeugs erstreckt. Unter maximaler Durchmesser wird im Rahmen der Erfindung die maximale Erstreckung des Bohrabschnitts in Durchmesserrichtung verstanden d.h. der Nenndurchmesser des entsprechenden Bohrabschnitts verstanden und somit der Durchmesser des Bohrabschnitts ohne Berücksichtigung der Ausnehmung der entsprechenden Schneide. Anhand des Nenndurchmessers kann der Durchmesser des mit dem entsprechenden Bohrabschnitt erzeugten Lochs abgeschätzt werden.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die mindestens eine erste Schneide und/oder die mindestens eine zweite Schneide mindestens eine Unterbrechung aufweisen. Die Unterbrechung bewirkt ein Brechen des von der Schneide abgetragenen Spans.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeugs ist vorgesehen, dass die mindestens eine erste Schneide und/oder die mindestens eine zweite Schneide eine Fase aufweisen. Dadurch kann die Stabilität der Schneide erhöht werden.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Spanfläche in einem Winkel zwischen 0° und 20° zu einer Mittelachse des Bohrkopfes verläuft. Vorzugsweise verläuft die Spanfläche in einem Winkel zwischen 4° und 6°, beispielsweise in einem Winkel von 5°, zu der Mittelachse des Bohrkopfs. Eine derartige Anordnung der Schneiden hat sich als besonders vorteilhaft zu Erstellung der Aufnahmen der Fassungen herausgestellt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform besteht das Werkzeug aus Stahl oder einem Hartmetall. Das erfindungsgemäße Werkzeug kann auch eine Beschichtung aufweisen, die zumindest im Bereich des Bohrkopfes aufgebracht ist. Die Beschichtung kann aus einem Metall, einer Metalllegierung bestehen oder eine Kohlenstoffschicht sein. Beispielsweise kann die Beschichtung eine Titannitrit-Schicht oder eine DLC-Schicht (diamond-like carbon) sein.
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Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung eines erfindungsgemäßen Werkzeugs für das Fassen von Edelsteinen.
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die nachfolgende Figur die Erfindung näher erläutert.
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Die einzige Figur zeigt eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Werkzeugs 1.
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Das in 1 dargestellte Werkzeug 1 zum Fassen von Edelsteinen weist einen Spannschaft 3 und einen Bohrkopf 5 auf. Der Spannschaft ist in der Figur stark verkürzt dargestellt.
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Der Bohrkopf 5 besteht aus einem ersten Bohrabschnitt 7 und einem zweiten Bohrabschnitt 9. Der erste Bohrabschnitt 7 ist auf der von dem Spannschaft 3 abgewandten Seite des zweiten Bohrabschnitts 9 angeordnet.
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Der erste Bohrabschnitt 7 weist eine Bohrspitze 7a auf, die einen Winkel α von beispielsweise 110° besitzt. Der zweite Bohrabschnitt 9 weist ferner einen Bohrbereich 9a auf, der sich in Richtung zu dem ersten Bohrabschnitt 7 hin verjüngt. Die Verjüngung des Bohrbereichs 9a verläuft in einem Verjüngungswinkel β von beispielsweise 110°.
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Der erste Bohrabschnitt 7 weist eine erste Schneide 11a auf, die an der Bohrspitze angeordnet ist, und der zweite Bohrabschnitt 9 besitzt an dem Bohrbereich 9a eine zweite Schneide 11b. Die erste Schneide 11a und die zweite Schneide 11b weisen eine gemeinsame Spanfläche 11c auf. Über die Spanfläche 11c können bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Werkzeugs 1 Späne abgeführt werden.
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Zwischen dem Schaft 3 und dem Bohrkopf 5 weist das erfindungsgemäße Werkzeug 1 einen Übergangsabschnitt 13 auf, der sich zu dem Bohrkopf 5 hin verjüngt. Der Übergangsabschnitt 13 weist zumindest teilweise einen sich stetig verjüngenden Bereich auf, wobei der Übergangsabschnitt in diesem Bereich einen Verjüngungswinkel γ von beispielsweise 4° besitzt.
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Die Spanfläche 11c erstreckt sich bis in den Übergangsabschnitt 13, wodurch die Spanabführung vereinfacht wird.
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Zwischen dem Übergangsabschnitt 13 und dem Bohrkopf 5 ist eine Nut 15 angeordnet, die als eine Tiefenmarkierung dient. Dadurch kann der Benutzer feststellen, wann die gewünschte Tiefe der Fassungsaufnahme durch das erfindungsgemäße Werkzeug erstellt worden ist.
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Der erste Bohrabschnitt 7 weist einen ersten maximalen Durchmesser d1 auf, wohingegen der zweite Bohrabschnitt 9 einen zweiten maximalen Durchmesser d2 aufweist. Der zweite Durchmesser d2 des zweiten Bohrabschnitts 9 ist der maximale Durchmesser des zweiten Bohrabschnitts 9, das heißt, der Durchmesser, der in dem nicht den Bohrbereich 9a bildenden Teil vom zweiten Bohrabschnitt 9 vorliegt.
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Das Verhältnis zwischen dem ersten Durchmesser d1 und dem zweiten Durchmesser d2 beträgt beispielsweise 1/2.
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Der erste Bohrabschnitt 7 weist eine Länge L1 auf. Diese Länge bestimmt im Wesentlichen die Länge des Bohrungsabschnitts der Aufnahme der Fassung, in die die Spitze des zu fassenden Steines hineinragt. Für die Länge L1 des ersten Bohrabschnitts 7 gilt beispielsweise L1/d1=0,53.
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Der Abschnitt 9b des zweiten Bohrabschnitts 9, der sich von der Nut 15 zu dem Bohrbereich 9a erstreckt, weist eine Länge L2 auf. Dieser Abschnitt ist der Abschnitt des Bohrkopfs 5, der der Tiefe des Steinsitzes der Fassungsaufnahme entspricht. Für die Länge L2 des Abschnitts 9b des zweiten Bohrabschnitts 9 gilt beispielsweise L2/d2=0,22.
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Die Spanfläche 11c kann gegenüber einer Mittelachse 17 des Bohrkopfes, die der Mittelachse des Werkzeugs 1 entspricht, in einem Winkel δ von beispielsweise 5° verlaufen.
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Das erfindungsgemäße Werkzeug 1 kann aus Stahl oder einem Hartmetall bestehen.
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Das erfindungsgemäße Werkzeug 1 ermöglicht in vorteilhafter Weise, dass bei dem Fassen von Edelsteinen die Fassungsaufnahme für den Edelstein auf einfache Art und Weise erstellt werden kann, da im Gegensatz zu dem Stand der Technik auf zumindest einen Arbeitsschritt verzichtet werden kann, da ein Loch für die Aufnahme der Spitze des Edelsteins sowie der Steinsitz in einem Arbeitsschritt erstellt werden können.
