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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schmuckstückes und ein Schmuckstück.
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Zur Herstellung herkömmlicher Schmuckstücken kommen diverse Herstellungsverfahren zum Einsatz. Urformverfahren wie Lasersintern oder Gießverfahren sind beispielsweise aus der
EP1479308A1 bekannt. Kaltumformverfahren wie Biegen sind beispielsweise aus der
DE3204527A1 bekannt. Trennverfahren wie Sägen, Fräsen oder Stanzen sind beispielsweise aus der
DE4213364A1 bekannt. Auch können die Oberflächen herkömmlicher Schmuckstücke nachbehandelt werden, wie beispielsweise in der
DE4430013A1 bekannt ist.
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Die Druckschrift
EP 2 527 258 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Auslegers für Raumflugkörper aus einem vollen quaderförmigen Körper wird der Körper in zwei Aufspannungen jeweils mit Hilfe eines funkenerrosiven Bearbeitungsverfahrens bearbeitet, wobei jeweils mehrere sich durch den Körper erstreckende Durchbrechungen erzeugt werden, so dass sich ein durch die Verschneidungen der einander kreuzenden Durchbrechungen definiertes räumliches Fachwerk ergibt.
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Aufgabe der Erfindung ist, die Herstellung von Schmuckstücken zu verbessern.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst es ein Verfahren zur Herstellung eines Schmuckstückes mit einem in einer Strahlrichtung verlaufenden Drahterodierwerkzeug, das eingerichtet ist, ein Rohteil durch eine Bewegung in einer Vorschubrichtung zu schneiden, die in einer Bewegungsebene wählbar ist, deren Flächennormale die Strahlrichtung ist, die Schritte: Anordnen des Rohteils in einem Raum mit einer Längsrichtung, einer quer zur Längsrichtung verlaufenden Querrichtung und einer quer zur Längsrichtung und quer zur Querrichtung verlaufenden Höhenrichtung, Anordnen des Drahterrodierwerkzeugs neben dem Rohteil derart, dass die Längsrichtung in der Bewegungsebene liegt und die Strahlrichtung eine erste Drehlage um die Längsachse aufweist, Schneiden des Rohteils durch Bewegen des Werkzeuges in der Bewegungsebene auf einer durch das Rohteil führenden ersten Bewegungsbahn, die in der Längsrichtung zwischen einem Minimum der ersten Bewegungsbahn und einem Maximum der ersten Bewegungsbahn liegt, Anordnen des Drahterodierwerkzeugs neben dem Rohteil vom Minimum der ersten Bewegungsbahn aus gesehen vor dem Maximum der ersten Bewegungsbahn derart, dass die Längsrichtung in der Bewegungsebene liegt und die Strahlrichtung eine zweite Drehlage um die Längsachse aufweist, und Schneiden des Rohteils durch Bewegen des Werkzeuges in der Bewegungsebene auf einer durch das Rohteil führenden ersten Bewegungsbahn, die in der Längsrichtung zwischen einem Minimum der zweiten Bewegungsbahn und einem Maximum der zweiten Bewegungsbahn liegt, derart dass das Schmuckstück am Rohteil in der Längsrichtung auf der Höhe des Maximum der zweiten Bewegungsbahn gehalten ist. Die erste Bewegungsbahn sollte kreuzungsfrei sein. Genauso sollte auch die zweite Bewegungsbahn kreuzungsfrei sein.
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Dem angegebenen Verfahren liegt die Überlegung zugrunde, dass Schmuckstücke aus ästhetischen Gründen mit hoher Präzision und Detailreichtum herzustellen sind, welcher durch Hinterschnitte weiter gesteigert werden kann. Das ist nur gewährleistet, wenn mit dem Herstellungsverfahren das Schmuckstück möglichst wärmeverzerrungs- und spannungsfrei hergestellt wird. Weil selbst bei kostengünstigem Schmuck in der Regel als Rohteile Materialien mit einem vergleichsweise hohen Materialwert zum Einsatz kommen, sollte das gewählte Herstellungsverfahren aus wirtschaftlicher Sicht nicht nur massenproduktionstauglich sein, sondern auch so wenig wie möglich Abfall des Rohmaterials generieren.
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Hier greift das angegebene Verfahren mit der Überlegung an, das Rohmaterial zur Herstellung eines Schmuckstückes per Drahterosion um eine Drehachse zu bearbeiten, die in dem genannten Verfahren die Längsachse ist. Durch das Abfahren von Bewegungsbahnen mit dem Drahterodierwerkzeug lässt sich das angegebene Schmuckstück automatisiert von allen Seiten bearbeiten, ohne dass im Nachgang umfangreiche Schritte zur Veredelung des Schmuckstückes notwendig werden. Mit dem angegebenen Verfahren lässt sich in Abhängigkeit der Leistungsfähigkeit des Drahterodierwerkzeuges und der Größe der herzustellenden Schmuckstücke gleichzeitig eine vergleichsweise hohe Zahl an Schmuckstücken aus dem Rohteil schneiden, so dass das Verfahren massenproduktionstauglich ist. Dennoch fällt so gut wie kein Abfall an, wobei sich die Schmuckstücke mit aufwendig wirkenden Figuren ausbilden lassen, unabhängig davon, ob Hinterschnitte notwendig sind oder nicht. Daneben lässt sich das Verfahren, einmal gestartet in einer entsprechenden Automatisierungsstraße, absolut betreuungsfrei durchführen.
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Mit dem angegebenen Verfahren werden daher die Vorteile aller bekannten Verfahren zur Herstellung eines Schmuckstückes erreicht, ohne dass Qualitätseinbußen am Schmuckstück oder wirtschaftliche Einbußen während der Herstellung hinzunehmen sind.
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In einer Weiterbildung des angegebenen Verfahrens liegt die erste Drehlage rechtwinklig zur zweiten Drehlage. Auf diese Weise lässt sich das Schmuckstück allein mit oben genannten Bewegungsbahnen vollumfänglich fertigen, ohne dass am Ende noch Oberflächenbereiche des Rohteils sichtbar sind.
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In einer anderen Weiterbildung des angegebenen Verfahrens ist das Rohteil ein senkrechter Zylinder mit einer Stirnfläche und einer von der Stirnfläche aus in der Längsrichtung verlaufenden Höhe, die größer ist als eine Maximalausdehnung der Stirnfläche. Auf diese Weise lässt sich das Schmuckstück am axialen Ende des Rohteils mit dem Drahterodierwerkzeug herausarbeiten, während das andere Ende des Rohteils eingespannt ist und so eine sichere Lage während des Verfahrensablaufes garantiert.
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In einer zusätzlichen Weiterbildung des angegebenen Verfahrens besitzt die Stirnfläche des Rohteils die Form eines Rechteckes, vorzugsweise eines Quadrates, mit einer ersten Seite und einer rechtwinklig zur ersten Seite stehenden zweiten Seite. Auf diese Weise lässt sich die aus dem Rohteil fertigbare Anzahl an Schmuckstücken maximieren. Hierzu sollte zweckmäßigerweise in einer weiteren Weiterbildung des angegebenen Verfahrens die Strahlrichtung in der ersten Drehlage des Drahterodierwerkzeugs parallel zur ersten Seite der Stirnfläche des Rohteils und in der zweiten Drehlage des Drahterodierwerkzeugs parallel zur zweiten Seite der Stirnfläche des Rohteils liegen.
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In einer noch anderen Weiterbildung des angegebenen Verfahrens wird durch das Schneiden des Rohteils auf der ersten Bewegungsbahn ein Teil vom Rohteil abgeschnitten, das vor dem Schneiden des Rohteils auf der zweiten Bewegungsbahn vom Rohteil entfernt wird. Dieser abgeschnittene Teil des Rohteils lässt sich aufgrund seiner prinzipbedingten Größe sehr einfach auffangen und anschließend wieder in einem neuen Rohteil einschmelzen.
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In einer zusätzlichen Weiterbildung des angegebenen Verfahrens sind die erste Bewegungsbahn und die zweite Bewegungsbahn je als zu einer Figur geschlossene Kurvenverläufe ausgebildet, die an ihren in der Längsrichtung gesehenen Maxima eine Öffnung besitzen. Auf diese Weise lassen sich die Schmuckstücke während der gesamten Dauer des Verfahrens am Rohteil halten und erst nach Beendigung durch Abschneiden, Abbrechen oder dergleichen von diesem entfernen.
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Für einen optimalen Halt des Schmuckstücks am Rohteil einerseits und eine möglichst schonende Entnahme des Schmuckstückes vom Rohteil nach Beendigung des Verfahrens sollte die Öffnung in einer Richtung quer zur Längsrichtung eine Breite zwischen 1% und 10% einer Breite der Figur aufweisen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein drahterodiertes Schmuckstück mit einem der zuvor angegebenen Verfahren hergestellt.
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In einer Ausführung umfasst das angegebene drahterodierte Schmuckstück gesehen aus einer ersten Blickrichtung die Form eines Zylinders mit einer ersten von einer geometrischen Grundform abweichenden drahterodierten Figur und gesehen aus einer sich von der ersten Blickrichtung unterscheidenden zweiten Blickrichtung die Form eines Zylinders mit einer zweiten von einer geometrischen Grundform abweichenden Figur.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden verständlicher im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:
- 1 ein Schmuckstück gesehen von einer ersten Seite,
- 2 das Schmuckstück der 1 von einer zweiten Seite, die rechtwinklig zur ersten Seite liegt,
- 3 das Schmuckstück der 1 aus einer ersten perspektivischen Ansicht,
- 4 das Schmuckstück der 1 aus einer zweiten perspektivischen Ansicht,
- 5 eine Ansicht eines Rohteils in einem Werkzeug zur Herstellung eines Schmuckstückes gemäß den 1 bis 4 in einem ersten Zustand;
- 6 eine Ansicht eines Rohteils in einem Werkzeug zur Herstellung eines Schmuckstückes gemäß den 1 bis 4 in einem zweiten Zustand;
- 7 eine Ansicht eines Rohteils in einem Werkzeug zur Herstellung eines Schmuckstückes gemäß den 1 bis 4 in einem dritten Zustand;
- 8 eine Ansicht eines Rohteils in einem Werkzeug zur Herstellung eines Schmuckstückes gemäß den 1 bis 4 in einem vierten Zustand;
- 9 eine Ansicht eines Rohteils in einem Werkzeug zur Herstellung eines Schmuckstückes gemäß den 1 bis 4 in einem fünften Zustand;
- 10 eine Ansicht eines Rohteils in einem Werkzeug zur Herstellung eines Schmuckstückes gemäß den 1 bis 4 in einem sechsten Zustand; und
- 11 eine Ansicht eines Rohteils in einem Werkzeug zur Herstellung eines Schmuckstückes gemäß den 1 bis 4 in einem siebten Zustand.
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In den Figuren werden gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen und nur einmal beschrieben. Die Figuren sind rein schematisch und geben vor allem nicht die tatsächlichen geometrischen Verhältnisse wieder.
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Es wird auf die 1 bis 4 Bezug genommen, die ein als Anhänger 2 ausgebildetes Schmuckstück mit einer Öse 3 zum Durchfädeln einer nicht weiter gezeigten Kette aus vier verschiedenen Ansichten zeigen. Der Anhänger 2 kann aus einem beliebigen Material gefertigt werden, welches einerseits zur Schmuckherstellung in Frage kommt und welches sich andererseits drahterodieren lässt. So können Materialien, wie Aluminium, rostfreier Stahl, Silber, Gold, Platin oder dergleichen zum Einsatz kommen.
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Der Anhänger 2 ist in einem Raum angeordnet, der durch eine Längsrichtung 4, eine quer zur Längsrichtung 4 verlaufende Querrichtung 5 und eine quer zur Längsrichtung 4 sowie quer zur Querrichtung 6 verlaufende Höhenrichtung 8 aufgespannt ist. Grundsätzlich sind diese Richtungen definiert gewählt. Die Richtungen können sich für die weiteren Erläuterungen am einfachsten anhand der Lage der Öse 3 zum Durchfädeln der Kette auf dem Anhänger 2 gemerkt werden. Die Öse 3 ist auf den Anhänger 2 in der Längsrichtung 4 aufgestellt, während ihre Öffnung so ausgerichtet ist, dass die Kette in oder entgegen der Höhenrichtung 8 durch die Öse 3 gefädelt wird. Entsprechend steht die Öse 3 parallel zur Querrichtung 6.
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Der Anhänger 2 weist auf der in 1 zu sehenden Seite die Form eines Buchstaben K mit einem Grundsteg 10 und einem sich daran anschließenden Oberbein 12 und einem sich ebenfalls daran anschließenden Unterbein 14 auf. Die Form des Buchstaben K ist geschwungen und weist mehrere Zierelemente auf, wie beispielsweise je eine Nase 16 an den dem Grundsteg 10 gegenüberliegenden Enden des Oberbeines 12 und des Unterbeines 14. Der Grundsteg 10 besitzt eine bauchartige Verdickung 18 auf seiner in der Längsrichtung 4 gesehenen Vorderseite. Sowohl die Wahl des Buchstaben K als auch sein Design sind rein illustrativ.
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Auf der in 2 zu sehenden Seite weist der Anhänger 2 die Form eines Herzens mit zwei in der Querrichtung 6 aneinander liegenden Herzbögen 20 auf, die in der Längsrichtung 4 gesehen auf der Vorderseite angeordnet sind. Von jedem Herzbogen 20 aus erstreckt sich ausgehend von der Seite, die vom jeweils anderen Herzbogen 20 abgewandt ist, je ein Herzbein 22 entgegen der Längsrichtung 4, wobei sich die Herzbeine 22 in der Querrichtung 6 aneinander annähern.
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Wie auch die Form des Buchstaben K der in 1 zu sehenden Seite des Anhängers, so ist auch die Form des Herzens der in 2 zu sehenden Seite rein illustrativ und nicht einschränkend.
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Die Form des Anhängers 2 weist in den 3 und 4 gut zu sehende zahlreiche Hinterschnitte entweder in der Höhenrichtung 8 gesehen oder in der Querrichtung 6 gesehen auf, die ein Gießen oder Sintern des Anhängers 2 nur mit Schiebern möglich machen würden.
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Nachstehend wird ein alternatives Herstellungsverfahren für den Anhänger 2 anhand der 5 bis 11 beschrieben. Dort sind ebenfalls Anhänger 2' analog zum Anhänger 2 der 1 bis 4 in verschiedenen Fertigungsstadien gezeigt. Die Wahl unterschiedlicher Buchstaben für die Anhänger 2' soll die mit dem Herstellungsverfahren einhergehende Formenvielfalt verdeutlichen.
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Zur Durchführung des Herstellungsverfahrens kommt eine Drahterodiermaschine zum Einsatz, wie sie beispielsweise aus der
EP2839917A1 bekannt ist. Weil es zum Verständnis des Ausführungsbeispiels auf den Aufbau der zum Einsatz kommenden Drahterodiermaschine nicht ankommt, sind von dieser in den
5 bis
11 nicht alle Teile zu sehen.
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Mit der Drahterodiermaschine werden aus einem Rohteil 24 die einzelnen Anhänger 2' herausgeschnitten, von denen einer in 11 mit einem Bezugszeichen versehen ist. Das Rohteil 24 ist ein zylinderförmiger Metallblock, der eine sich in der Längsrichtung 4 erstreckende Höhe 25 aufweist, die deutlich länger ist, als eine sich in der Höhenrichtung 8 erstreckende Länge 26, eine sich in der Querrichtung 6 erstreckende Breite 28, einer rechteckförmigen Stirnseite 30 oder eine sich über diese Stirnfläche erstreckende Diagonale, die nicht weiter mit einem Bezugszeichen versehen ist.
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Das Rohteil 24 ist über Spannelemente 32 auf einem Maschinenbett 34 gehalten ist. Ein zwischen zwei Spüldüsen 36 in an sich bekannter Weise geführter Erodierdraht 38 wird zunächst in einer Strahlrichtung 40 parallel zur Höhenrichtung 8 ausgerichtet, in der Querrichtung 6 vor dem Rohteils 24 und in der Längsrichtung 4 auf einer ersten Starthöhe 41 angeordnet.
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Nun werden zum Herausschneiden des Anhängers 2' zwischen dem Erodierdraht 38 und dem Rohteil 24 elektrische Spannungspulse angelegt, die Funken erzeugen. Gleichzeitig wird der Erodierdraht 38 in einer veränderlichen Vorschubrichtung 42 rechtwinklig zur Strahlrichtung 40 durch das Rohteil 24 bewegt. Die Vorschubrichtung 42 ist in einer Ebene beliebig veränderbar, die durch die Längsrichtung 4 und die Querrichtung 6 aufgespannt ist. Auf diese Weise fährt der Erodierdraht 38 eine erste Bewegungsbahn 44 gemäß einem vorbestimmten Muster ab. Diese erste Bewegungsbahn 44 besitzt in der Längsrichtung 4 gesehen als Maximum die Starthöhe 41 und ein Minimum 46, um eine vollumfängliche Schnittfläche sicherzustellen.
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Das so durch die Bewegungsbahn entstehende Muster entspricht in 5 Buchstaben, die in 1 bis 4 bereits anhand des Buchstaben K erläutert wurden. Auf eine erneute Erläuterung wird daher nachstehend verzichtet.
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Der Zustand des Rohteils 24, in dem der Erodierdraht 38 vollständig die erste Bewegungsbahn 38 durchlaufen hat, ist in 6 dargestellt. Das so in der Längsrichtung 4 am hinteren Ende des Rohteils 24 abgeschnittene Ende 48 kann nun gemäß 7 durch Ziehen in oder entgegen der Höhenrichtung 8 abgezogen werden, was zum Abschluss der in 1 zu sehenden Seite des Anhängers 2, 2' führt und in 8 dargestellt ist.
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Im nächsten Schritt, der in den 9 und 10 dargestellt ist, wird der Erodierdraht 38 relativ zum Rohteil 24 um die Längsachse 4 gedreht. Dies kann dadurch erreicht werden, dass der Erodierdraht 38 selbst neu angeordnet wird oder dass das Rohteil 24 um die Längsachse 4 gedreht wird.
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In der vorliegenden Ausführung wird das Rohteil 24 um die Längsachse 4 gedreht und der Erodierdraht 38 aus Sicht des Rohteils 24 nun in der Höhenrichtung 8 an der Rückseite an einem zweiten Startpunkt 50 angeordnet, der aufgrund des Wegfalls des abgeschnittenen Endes 48 nun nur noch virtuell auf die ursprüngliche Stirnseite 30 bezogen gesehen werden kann. Anschließend wird der Erodierdraht 38 entlang einer zweiten Bewegungsbahn 52 analog zur ersten Bewegungsbahn 44 gemäß einem weiteren vorbestimmten Muster bewegt. Diese zweite Bewegungsbahn 52 besitzt ebenfalls analog zur ersten Bewegungsbahn 44 in der Längsrichtung 4 gesehen als Maximum die zweite Starthöhe 50, die in der Längsrichtung 4 gesehen allerdings höher liegt, als die erste Starthöhe 41 und ein ferner Minimum 54, das nun entgegen dem Minimum der ersten Bewegungsbahn 44 außerhalb des verbliebenen Rohteils 24 liegen kann, weil die erste Bewegungsbahn bereits eine vollumfängliche Bearbeitung des Anhängers 2, 2' sichergestellt hat.
