DE3332673A1

DE3332673A1 - Edelsteinschleifgeraet

Info

Publication number: DE3332673A1
Application number: DE19833332673
Authority: DE
Inventors: Giovanni Sao Paulo Colliva
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-09-16
Filing date: 1983-09-10
Publication date: 1984-03-22
Also published as: IL69576A0; US5003791A; US4686795A; NL8303189A; IL69576A

Description

VON KREISLER SCHONWALD EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING WERNER

6'

PATENTANWÄLTE

Anmelder: Dr.-Ing. von Kreisler t !973

Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln

Giovanni COLLIVA Dr₁-In₉₁K-W-EiShOIcI₁Ba

t% rtt ^ ■» j ι η λ Dr. J. F. Fues, Köln

Rua Tenente Azevedo,104 DipL-Chem. Alek von Kreisler, Köln

SAO PAULO (BRASILIEN) DipL-Chem. Carola Keller, Köln

Dipl.-Ing. G. Setting, Köln
Dr. H.-K. Werner, Köln

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF

D-5000 KÖLN 1

9. September 1983

Sg-Da/my

Edelsteinschleifgerät

Die Erfindung betrifft ein Edelsteinschleifgerät mit einer rotierenden Schleiffläche und einem Facettierwerkzeug.

Seit Jahrhunderten wird die Edelsteinverarbeitung unabhängig von der erwünschten endgültigen Form des Edelsteines durch Schleifen verschiedener Serien flacher Facetten auf einem Rohkristall ausgeführt. Ein konventionell geschliffener Edelstein ist bei einer solchen Verarbeitungsweise zu einem optischen System reduziert, das nur aus Prismen und flachen Reflektionsflachen besteht. Dieses optische System erzeugt in bezug auf eine Lichtquelle immer eine virtuelle Abbildung. Darüber hinaus wird dank der reduzierten Dimension eines Edelsteines die erzeugte Abbildung sehr stark von der Steinstruktur gebündelt. Aufgrund der ständigen Bewegung des Edelsteines in Relation zur Lichtquelle und einem Beobachter, wird die erzeugte Abbildung nur kurz-

Telefon: (0221) 131041 · Tele« 8882307 dopa d ·Telegramm: Dompaten» Köln

fristig in blinkender Weise von den Augen eines Beobachters gesehen. Die Anwendung sphärischer Facetten entweder in konkaver oder konvexer Form anstelle der traditionellen verwandelt den Edelstein in ein echtes reflektierendes System mit einem größeren dispersiven Effekt. Die Abbildungen werden näher zu dem Stein erzeugt und haben für einen Beobachter eine größere Leuchtkraft, da sie näher sind und weniger von der Steinstruktur gebündelt sind.

Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen einige Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1, 2, 3 und 4 Ansichten von Edelsteinen, die auf konventionelle Weise bzw. mit konkaven, konvexen und zu einem Teil mit konkaven Oberflächen geschliffen sind,

Fig. 5 eine Versuchsanordnung für eine fotometrische Messung,

Fig. 6A und 6B jeweils ein erstes Ausführungbeispiel jeweils zum Teil im Querschnitt und in Draufsicht für das Schleifen konkaver Facetten,

Fig. 7A und 7B die gleichen Darstellungen wie in Fig. 6 für ein Ausführungsbeispiel zum Schleifen konvexer Oberflächen,
30

Fig. 8 eine schematisierte Darstellung eines konventionellen dreibeinigen Facettierwerkzeuges,

Fig. 9A und 9B teilweise geschnittene Seitenansichten verschiedener Ausführungsbeispiele, wobei eine Seitenansicht im Vergleich zur anderen um 90° gedreht ist,

Fig. 10 eine Seitenansicht eines Ausführungbeispiels zum Schleifen konvexer Edelsteinoberflächen, die dem Ausführungsbeispiel in den Fig. 9A und 9B ähnelt,

Fig. 11 und 12 einen Querschnitt und eine Draufsicht eines anderen Ausführungsbeispiels,

Fig. 13 und 14 zwei Diagramme, die den Luminositätswirkungsgrad eines Edelsteines mit konventionellen bzw. mit sphärischen Facetten darstellt.

Die Anwendung der im folgenden angegebenen Gleichungen mag bestätigen, daß dieses katoptrische System die Abbildung einer Lichtquelle näher an den Edelstein bringt. Die bekannte Gleichung (a) setzt die konjugierten Punkte s und s¹ in Beziehung zu einem Spiegel mit einem Radius R_r der die Medien mit den Brechungszahlen η und n¹ trennt. Die bekannte Gleichung (b) setzt die konjugierten Punkte s und s¹ in Beziehung zu kugelför-

20 migen Spiegeln mit dem gleichen Radius R:

(a)	η	η¹	n-n¹
	S	S¹	R
(b)	I	1_	= 2u
	S	S¹	R

Man erhält die in der folgenden zusammenfassenden Tabelle dargestellten Ergebnisse bei Anwendung der Gleichungen (a) und (b) für die in den Figuren 1, 2 und 3 30

gezeigten Edelsteinprofile, nämlich für Edelsteine, die flache, konkave und konvexe Facetten aufweisen, aber gleiche Form, Gewicht und Brechungszahl haben. Die Ergebnisse sind nebeneinander in der synoptischen Tabelle 1 angegeben.

Vergleichstabelle 1:

Lage der konjugierten Punkte bezüglich eines Edelsteines mit flachen Facetten und konjugierte Punkte in bezug auf sphärisch geschliffene Edelsteine gemäß den Fig. 1, 2 und 3. Die Berechnungen gelten für eine Brechungszahl η = 1,7 und für einen Radius R = 75 cm bei einem Einfallswinkel der Lichtstrahlen auf die Frontfläche des Edelsteines (Krone) von 90°.

Randbedingungen

Edelsteine mit flachen Facetten

Edelsteine
mit konkaven Facetten

Edelsteine mit konvexen Facetten

Abstand Abstand Edelstein- Edelstein-Lichtquelle Auge
(in cm) (in cm)

Abstand Abbildung-Edelstein (in cm)

Abstand Abstand Abbildung- Abbildung-Auge Edelstein (in cm) (in cm)

Abstand Abbildung-Auge
(in cm)

Abstand Abstand Abbildung- Abbildung-Edelstein Auge (in cm) (in cm)

	100	-200*	-300*	46*	54*	-31*	131*
200	100	-OO *	-OO *	37*	63*	-37*	137*
oO
	100	-200	300	-8,7	108,7	9,5	90,4
200	100	oO	co	-9,1	109,1	9,1	90,9

Bemerkungen:

1. Der Abstand der Abbildungen wird über vereinfachte Berechnungen unter Verwendung der Formeln (a) und (b) ermittelt, ohne den Einfluß der Brechungszahl oder des Abstandes zwischen den Facetten in der Berechnung der optischen Wege zu berücksichtigen.

2. Werte, die mit dem Zeichen * gekennzeichnet sind, beziehen sich auf Abbildungen, die aufgrund von Reflektionen auf äußeren Facetten entstehen.

3. Positive Zahlen weisen auf eine reelle Abbildung oberhalb des Edelsteines hin, während negative Zahlen auf eine virtuelle Abbildung unterhalb des Edelsteines hinweisen.

Diese Zahlen beziehen sich auf typische Randbedingungen bei der Präsentation eines Edelsteines. Edelsteine mit konkaven Facetten erzeugen immer für alle möglichen Entfernungen einer Lichtquelle virtuelle Abbildungen, die sehr nahe an dem Boden des Edelsteines sind und daher im Ergebnis weniger von der Edelsteinstruktur gebündelt werden. Gleichzeitig erscheinen sie auch in den Augen eines Betrachters leuchtender, indem sie näher bei ihm erzeugt werden.

Bei Edelsteinen mit konvexen Facetten werden die erzeugten reellen Abbildungen von einem Betrachter in einer Entfernung von 1 m von dem Edelstein nicht wahr-, genommen, weil diese Abbildungen in der Luft über dem Edelstein gebildet werden. Als Ausgleich werden, wie sich in der Praxis gezeigt hat, die gleichen Abbildungen von einem in einer Entfernung von mehr als 5 m von dem Edelstein befindlichen Betrachter in all ihrem Glanz wahrgenommen. Die Augen eines Betrachters sind nämlich bei so einem Abstand, wenn sie sich auf den Edelstein richten, bereits auf eine unendliche Entfernung eingestellt, in der der Betrachter überlagert über der Edelsteinkontur sowohl die aufgrund der externen Oberflächenreflektion erzeugte Abbildung der Lichtquelle als auch die aufgrund interner Totalreflektion erzeugte Abbildung wahrnehmen kann. Dies ist der typische Fall für einen Edelstein, der in einer Balkonlogenecke in einem Theater von mehreren hängenden Lampen beleuchtet zur Schau gestellt wird und der aus einer größeren Entfernung von Betrachtern in anderen Baikonen oder auf dem Parkett beobachtet wird.

Nachdem die geometrischen Effekte des Näherbringens dieser Abbildungen glaubhaft erläutert worden sind, bleibt die unterstellte Zunahme der Luminosität der Abbildungen, aufgrund der Anwendung sphärischer Facetten als auch die von den Augen eines Betrachters wahrgenommene Zunahme in der Lichtmenge zu messen und damit zu beweisen.

Mit diesem Ziel sind fotometrische Versuche gemäß der Versuchsanordnung in Fig. 5 in einem Labor durchgeführt worden. In der Versuchsanordnung ist zu erkennen, daß eine Projektorlampe 1 mit Hilfe eines Spiegels 2 einen Lichtstrahl senkrecht auf die "Tafel" oder flache Oberfläche eines Edelsteines 3 sendet, der um seine Symmetrieachse 32 rotiert. Die Blitze der Totalreflektionen, die von dem Edelstein zurückgeworfen werden, fallen in die fotoelektrische Zelle 4, die schräg in einem Abstand von einem Meter zu seiner Achse angeordnet ist und die das Aufzeichnungsgerät 5 mit ihren Impulssignalen versorgt. Unter Anwendung dieser fotometrischen Anordnung wurden zahlreiche Serien von Vergleichsuntersuchungen in einem hochqualifizierten Universitätslabor mit zwei farblosen Beryllsteinen durchgeführt, die eine identische Formen und Abmessungen (ungefähr 20 Karat) mit flachen rechteckigen Frontflächen aufwiesen und wie ein Smaragd geschliffen waren. Ein Edelstein hatte konventionelle flache Facetten und der andere konkave sphärische Facetten. Das Aufzeichnungsgerät hat die in den Fig. 13 und 14 dargestellten Diagramme unter identischen Versuchsbedingungen erzeugt (Intensität des einfallenden Lichtes, Anzahl der Rotationen pro Minute, Abstände zwischen Lichtquelle, Edelstein und fotoelektrische Zelle, Registrierpapiergeschwindigkeit usw.). Die Diagramme stellen die Impulse aufgrund der Reflektionen eines Edelsteines mit flachen Facetten bzw. ei-

nes Edelsteines mit konkaven sphärischen Facetten während der Rotation um ihre Symmetrieachsen 32 dar.
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Die folgenden Bemerkungen richten sich auf die Interpretation dieser Diagramme:

a - Der Diagrammschrieb wiederholt sich kontinuierlich bei jeder vollen Rotation des Edelsteines, was eine vorhersehbare Tatsache ist, da die

Parameter des Edelsteines während des Versuches immer konstant bleiben.

b - Die Höhe der Kurvensignalspitzen entsprechen der maximalen Luminosität, die von jedem einzelnen Blitz erzeugt wird, d.h. durch jede totale Reflektion, die durch den rotierenden Edelstein erzeugt und von der Meßzelle aufgenommen wird.
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c - Die Integration unter der Luminositätskurve begrenzt durch den Kurvenverlauf und die horizontale Null-Linie (siehe schraffierte Fläche in den Diagrammen) ergibt die totale Lichtmenge, die von dem Edelstein reflektiert wurde und

von der Meßzelle während einer vollen Umdrehung gemessen wurde.

d - Die Anzahl der Signalspitzen innerhalb eines Zyklus kennzeichnet die Anzahl der Blitze bzw.

die Anzahl der von der Meßzelle gemessenen Totalreflektionen am Edelstein im Verlauf einer vollen Umdrehung.

Der einfache Vergleich bei Betrachtung der beiden Diagramme erlaubt unter Ausschluß jeglichen Fehlers aufgrund von Berechnungen oder subjektiver Beobachtung

festzustellen, daß die Anwendung sphärischer Facetten die Werte aller Parameter der Luminosität eines Edel-Steines wie in den Bemerkungen b, c, d ausführlich erläutert, wesentlich verbessert.

Die fotometrischen Untersuchungen wurden nicht durch Messungen unter einem von der Normalen abweichenden Winkel ergänzt, die auch die erhebliche Zunahme der chromatischen Dispersion, wie sie mit bloßem Auge erkennbar ist, hätte bestimmen können. Nicht zuletzt erscheint es glaubhaft, daß der linsenähnliche Effekt der Eingangs- und Ausgangsspiegelungsflächen eine Zunahme der normalerweise von konventionellen Edelsteinen mit flachen Facetten erzeugten lateralen chromatischen Dispersion zwangsläufig mit sich bringt. Darüber hinaus soll daran erinnert werden, daß in einem katoptrischen System, das aus einem Edelstein mit sphärischen Facetten besteht, eine axiale Komponente der chromatischen Dispersion, die in Edelsteinen mit flachen Facetten nicht besteht, zusätzlich erzeugt wird und sich selbst auf die Komponente, die bereits lateral von den Spiegelungsflächen vergrößert wurde, überlagert. Auf diese Weise wird eine doppelte Verstärkung des sogenannten "Feuers" eines Edelsteines erzielt.

Schließlich soll bemerkt werden, daß die progressive Verminderung des Kurvenradius eines Edelsteines mit sphärischen Facetten die Intensität der Gesamtbrillianz eines Edelsteines in dem Sinn verbessert, daß, wenn der Radius kleiner wird, die Abbildung einer Lichtquelle, ob sie reell oder virtuell ist, zunehmend näher zum Edelsteinkörper gelangt. Dieser Effekt bringt eine progressive Verminderung der Lichtbündelung der reflektierten Lichtstrahlen mit sich und begünstigt die eventuelle optische Ausbeute. Diese Möglichkeit soll in

- η.

jedem Fall nicht übertrieben werden, da sonst das äußere Erscheinungsbild des Edelsteines im Vergleich zu einem traditionellen Edelstein zu unterschiedlich ausfällt und möglicherweise der Kommerzialisierung entgegensteht. Es bleibt hinzuzufügen, daß man mit der Verringerung des Karatgewichts entsprechend abnehmende Krümmungsradien haben kann, da die zunehmende Verkleinerung der Facetten, die die Verringerung der Edelsteindimensionen mit sich bringt, natürlich eine sphärische Kalottenfläche mit zunehmend kleinerem Wölbungsraum und zunehmend weniger hervorgehobenen Kanten ergibt. Offensichtlich wird nur durch praktische Erprobung festgelegt werden können, welcher minimale Krümmungsradius am besten zu den Dimensionen eines bestimmten Edelsteines paßt. Nach diesen einführenden Bemerkungen kann folgendes zusammengefaßt werden:

1. - daß die Anwendung sphärischer Facetten in der Tat alle Brillianzfaktoren (äußere und innere Brillianz, Brillianz der Lichtreflexe und Brillianz der Lichtstreuung), die alle zusammen zur gesamten Brillianz des Edelsteines beitragen, verbessert,

2. - daß konkave Facetten für Edelsteine geeignet sind, die von Betrachtern in der Nähe wahrgenommen werden sollen,

3. - daß die konvexen Facetten nur für Edelsteine empfohlen werden, die von im wesentlichen entfernten

30 Betrachtern bemerkt werden sollen,

4. - daß, wenn die Edelsteindimens'ionen abnehmen, auch der Krümmungsradius der sphärischen Facetten abnehmen kann, wobei dadurch der Luminositätswirkungsgrad des Reflexsystems verbessert wird.

Es ist möglich, Edelsteine mit flachen Facetten im oberen Teil, der "Krone", und sphärischen Facetten im un-

- /-4t

teren Teil, dem "Pavillon" herzustellen. Diese Schleifart kann angewendet werden, wenn die Verwendung sphärischer Facetten unauffällig sein soll, wobei auf diese Weise absichtlich auf einen Teil der erzielbaren Zunahme der Brillianz verzichtet wird. Es ist auch möglich, Edelsteine herzustellen, die konkave, konvexe und flache gemeinsame Facetten aufweisen, die zusammen in einer Gruppe oder abwechselnd sowohl in der "Krone" als auch in dem "Pavillon" oder nur in dem "Pavillon" angeordnet sind. Es können auch Edelsteine hergestellt werden, die hauptsächlich die Aufgabe haben, neue optisch ornamentale Effekte zu erzielen, die sowohl von entfernten als auch von nahen Betrachtern wahrgenommen werden können, selbst wenn dadurch in bezug auf eine bestimmte relative Bewegung der Anordnung Edelstein Lichtquelle - Betrachter eine geringere Anzahl von Lichtreflexen beobachtet werden kann. Der nahe Beobachter wird nämlich die von den konkaven Facetten des "Pavillons" erzeugten totalen Reflexionen sehen, während entfernte Beobachter nur die von den konvexen Facetten erzeugten Reflexionen sehen wird.

Die folgenden Bemerkungen beschreiben die kinematischen Prinzipien, die den Schliff eines Edelsteines mit sphärischen Facetten bestimmen, sowie einige Vorrichtungen für den Schliff. Zum besseren Verständnis dieser Erläuterung soll kurz erinnert werden, wie der Verarbeitungsprozess für eine normale flache Facette im wesentlichen abläuft. Dieser Vorgang besteht aus dem Schleifen des rohen Steines mit einer rotierenden, normalerweise aus Metall bestehenden Scheibe, so daß der Abtrag, der sich aufgrund der Zusairanenwxrkung geeigneter Schleifmittel, die zweckmäßigerweise in ihren Dimensionen abgestuft sind, resultiert, als Ergebnis die Dimensionen und die für die zu verarbeitenden Facetten not-

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wendigen Winkel über die sukzessiven Phasen des Grobformens, Schleifens und Polierens ergibt. Bei der Herstellung sphärischer Facetten läuft der gesamte Prozess auf gleiche Weise ab, aber die Phasen der Grobformung, des Schleifens und des Polierens müssen selbstverständlich durch Schleifen des rohen Steines auf einer kugelförmigen Fläche (Kalottenfläche) anstelle auf einer

10 flachen Scheibe ausgeführt werden.

Die Vorrichtung gemäß den Figuren 6 und 7 ermöglichen jeweils die Herstellung konkaver sphärischer Oberflächen (Fig. 6 ) bzw. konvexer (Fig. 7). Beide Diagramme haben gemeinsam, daß sie zwei aneinander angrenzende koaxiale und konzentrische Kalottenflächen mit gleichen Krümmungsradius beinhalten. Die zentrale Kalottenfläche rotiert und der für die Produktion der Facetten notwendige Abrieb erfolgt auf dieser. Die zweite äußere Kalottenfläche ist feststehend und dient als Stützfläche für zwei der drei Stützpunkte eines konventionellen dreibeinigen Steinhalters (dieser Steinhalter wird im folgenden als "Facettierwerkzeug" bezeichnet und besteht beispielsweise aus dem p-Typ Facettierwerkzeug der Firma Imahashi Mfg. Co. Ltd., Tokyo, Japan). Während des Schliffes bleiben die beiden Stützpunkte A,B des Facettierwerkzeuges immer auf der äußeren abstützenden Außenkalottenflache Sl, während der dritte Stützpunkt C, das ist der Edelstein, in Kontakt mit der inneren rotierenden Außenkalottenflache S2 gebracht wird, die die geeigneten Abriebmittel enthält. Man kann feststellen, daß für alle möglichen unterschiedlichen Positionen des Facettierwerkzeuges, sei es für die Suche einer besseren Schleifrichtung oder um den Edelstein in einen Bereich der günstigsten Schleifgeschwindigkeit für den Schleifprozess anzuordnen, die drei Enden des Facettierwerkzeuges sich immer auf der glei-

chen Kugelfläche befinden, von denen die jeweiligen Kalottenflächen einen Teil bilden. Wichtiger ist, daß die sich bildende Facette die gleiche Krümmung erhält wie die Schleifkalottenflache, während der ursprüngliche Winkel in bezug auf die Senkrechte auf der Kontaktstelle praktisch konstant bleibt, bis die gewünschte Dimension der Facette im Schleifprozess erreicht ist.

Der weitere Schleifprozess besteht in der Wiederholung der beschriebenen Vorgänge für alle Facetten, die für den ausgewählten Schliff erforderlich sind. Der wiederholte Schliff verschiedener Facetten wird mit Hilfe von • Goniometern ausgeführt, die an dem Facettierwerkzeug vorgesehen sind und die in der Zeichnung gemäß Fig. 8 dargestellt sind. Der Goniometer E erlaubt eine Drehung des Edelsteins um eine Achse, die senkrecht zu seiner eigenen Achse 32 verläuft. Diese Drehung dient dann dazu, die verschiedenen Facetten einer bestimmten Serie in Kontakt mit der Schleifstelle zu bringen. Der Goniometer Z bewirkt, daß der Edelstein um eine Achse senkrecht zur Achse 32 des Edelsteines rotiert und dient dazu, der Gesamtheit der Facetten der gleichen Ordnung die Neigung zu geben, die für die Gestalt des Edelstei-

25 nes erforderlich ist.

Diese Vorrichtung kann mit einem rechteckigen Deckelsegment einer Kalottenfläche S3 kombiniert werden, der den gleichen Krümmungsradius wie die Kalottenflächen Sl und S2 aufweist, auf denen es in allen Richtungen frei gleiten kann. Das Deckelsegment S3 weist eine Nut auf, um die Stützpunkte A und B eines konventionellen Facettierwerkzeuges aufzunehmen. Dieses Facettierwerkzeug mit je einem Stützpunkt A und B kann sich frei um die Achse der Nut drehen, bis der den Edelstein aufnehmende Stützpunkt C in Kontakt mit der Schleifkalottenfläche S2 gelangt. In dieser kinematischen Anordnung bewegt

sich der den Edelstein aufnehmende Stützpunkt immer auf einer Kugelfläche, zu der die Kalottenflächen Sl und S2 gehören, wobei der ursprüngliche in Relation zu diesen eingestellte Winkel konstant bleibt. Der Vorteil dieses Zubehörs besteht darin, daß es dem Edelstein während der Verarbeitung erlaubt, größere und unterschiedliche Verschiebungen auf der Schleifkalottenflache S2, ohne die bereits sperrige Kalottenfläche Sl vergrößern zu müssen oder die Abstände zwischen den Stützpunkten A und B ändern zu müssen, auszuführen. Natürlich muß, um einen Abrieb auf der Kontaktoberfläche von der Kalottenfläche S3 zu vermeiden, die rotierende Schleifkalottenflache S2 um ca. 1/10 mm im Vergleich zur feststehenden Kalottenfläche Sl abgesenkt werden, wobei auf diese Weise gleichzeitig ihr Krümmungsradius um den gleichen Betrag reduziert wird.

Die Fig. 9A und 9B stellen eine Anwendung dieser Prinzipien dar. In diesen Darstellungen sind die Stützpunkte A und B statt sich auf die feste Kalottenfläche Sl gem. Fig. 6 oder 7 zu stützen, mit einer Stange H gekoppelt, die einen Gabelarm K abschließt, der in P um ein kardanisches Gelenk schwenkbar ist. Der Punkt P ist das Zentrum der Kugelfläche, zu der die Schleifkalottenf lache S gehört, deren Rotationsachse ebenfalls durch dieses Zentrum verläuft. Das Facettierwerkzeug, dessen Stützpunkte A und B auf der Stange H in einer zu dem geometrischen Zentrum der Stange H symmetrischen Lage befestigt ist, wird von den Schwenkbewegungen des Gabelarmes K mitgezogen. Sein Stützpunkt C wird deshalb sich immer tangential auf einer Kugelfläche mit dem Zentrum P bewegen, die aufgrund der Konstruktion konzentrisch mit der Schleifkalottenflache ist. Indem man die Stützpunkte A und B um die Stange H dreht, kann man den den Edelstein aufnehmenden Stützpunkt C in Kontakt mit

der Schleifkalottenfläche S bringen und der Anstellwinkel des Edelsteins in bezug auf die Senkrechte auf die Kontaktstelle wird immer konstant bleiben, welche Bewegung auch immer der pendelnde Gabelarm K ausführt. Die Anwendung eines derartigen Edelsteinschleifgerätes hat folgende Vorteile:

1. Die Eliminierung einer schweren und voluminösen feststehenden Kalottenfläche Sl gem. der Vorrichtung in den Fig. 6A, 6B, 7A und 7B.

2. Die Möglichkeit, den Krümmungsradius der Facetten durch Anpassung der Länge und Lage des pendelnden Gabelarms K bei gleichzeitigem Austauschen einer Schleifkalottenfläche durch eine andere mit neuem gewünschten Krümmungsradius zu verändern.

3. Die Möglichkeit der Herstellung von Edelsteinen mit konvexen Facetten, indem der pendelnde Gabelarm K über einer konkaven Schleifkalottenfläche S4 (Fig.10) herabhängt .

4. Die Möglichkeit, das Edelsteinschleifgerät horizontal anzuordnen, um eine bessere Beobachtung des SchleifVorganges zu erlauben. Dies ist eine besonders vorteilhafte Lage für den Nachschliff eines bereits geschliffenen Edelsteines oder eines Edelsteines, der

30 inkorrekt geschliffen wurde.

5. Die Möglichkeit, die Bewegungen des Edelsteines auf der Kalottenfläche zu begrenzen, um zu verhindern, daß der Stein von der Kante der Kalottenfläche herabfällt, indem auf einfache Weise die Lage des Ringes L eingestellt wird.

6. Die Möglichkeit, die Bewegungen des Edelsteines, der verarbeitet wird, automatisch auszuführen, indem der pendelnde Gabelarm K mit konventionellen automatischen Vorrichtungen (exzentrisch rotierende Schwenkhebel usw.) betätigt wird.

Die Fig. 11 und 12 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Edelsteinschleifgerätes für sphärische Facetten, das ebenfalls das grundsätzliche Erfordernis, den Anstellwinkel des Edelsteines, der verarbeitet wird, in Relation zur Kalottenfläche konstant zu halten, berücksichtigt, und zwar für jede mögliche Bewegung, die auf den den Edelstein tragenden Arm ausgeübt wird. Die mechanische Vorrichtung besteht aus drei Kalottenflächen Nl, N2 und N3 mit gleichem Krümmungsradius. Nl ist die rotierende Schleifkalottenflache, N2 eine Kalottenfläche mit im Vergleich zur Schleifkalottenflache Nl identischen Dimensionen, die in der gleichen Ebene wie die Kalottenfläche Nl liegt aber feststehend ist und die als Stütze für die pendelnde Kalottenfläche N3 dient, auf der ein den Edelstein tragender Arm Kl eingefügt ist, der mit konventionellen Goniometern E und Z ausgestattet ist und frei um ein Drehgelenk O drehbar ist, das \n der meridianen Achse der Kalottenfläche N3 angeordnet ist. Mit dieser Vorrichtung kann man erreichen, daß der Edelstein in der Lage ist, sich auf der Schleifkalottenflache unter Beibehaltung seines ursprünglichen Anstellwinkels unabhängig von der Position oder der Bewegung der Kalottenflächen N3 oder N2 zu bewegen, indem das Drehgelenk O auf der Meridianachse von N3 angeordnet wird und indem der Arm Kl auf die Länge des Abstandes zwischen den Achsen von Ni und N2 gebracht wird: Dies ist ein Erfordernis, wie bereits festgestellt wurde, das für das Schleifen sphärischer Facetten mit vorbestimmten Anstellwinkel in

Relation zur Symmetrieachse des Edelsteines unvermeidlich ist» 05

10 15 20 25 30 35

Claims

ANSPRÜCHE 05

1. Edelsteinschleifgerät mit einer rotierenden Schleiffläche und einem Facettierwerkzeug, gekennzeichnet durch zwei angrenzende koaxiale, konzentrische Kalottenflächen (Sl, S2) mit gleichem Krümmungsradius, von denen eine zentral angeordnete Kalottenfläche (S2) rotiert und den Materialabtrag bewirkt, während die andere, außen angeordnete angrenzende und feststehende Kalottenfläche (Sl) starr mit einer Arbeitsfläche verbunden ist, wodurch Stützpunkten (A₇B) eines konventionellen Facettierwerkzeuges ermöglicht wird, stabil eine beliebige Verlagerung auf der Kugelfläche der äußeren Kalottenfläche (Sl) auszuführen, während der den Edelstein tragende Stützpunkt

(C) den Edelstein beim Verarbeiten gegen die rotierende Schleifkalottenflache (S2) abstützt und auf diese Weise während der gesamten Schleifoperation einen konstanten Anstellwinkel zwischen dem den Edelstein tragenden Stützpunkt (C) und der Normalen auf der Kontaktstelle mit der Kugelfläche, von der die Kalottenf lachen (Sl, S2) einen Teil bilden, unabhängig von der Lage oder Bewegung des Facettierwerkzeuges garantiert.

2. Edelsteinschleifgerät nach Anspruch 1,

gekennzeichnet durch ein rechteckiges Deckelsegment einer Kalottenfläche (S3) mit gleichem Krümmungsradius wie die anderen Kalottenflächen (Sl, S2), auf denen das Deckelsegment frei in alle Richtungen gleiten kann, das für das Aufnehmen der Stützpunkte (A,B) eines konventionellen Facettierwerkzeuges mit einer Nut versehen ist, wobei das Facettierwerkzeug mit Auflager in den Stützpunkten (A,B) um die

Achse der Nut bis zum Kontakt des den Edelstein tragenden Stützpunktes (C) mit der Schleifkalottenflache (S2) geschwenkt werden kann, die um ca. 1/10 mm im Vergleich zur feststehenden Kalottenfläche (Sl) abgesenkt worden ist, wobei ihr Krümmungsradius um den gleichen Betrag reduziert ist.

3. Edelsteinschleifgerät mit einer rotierenden Schleiffläche und einem Facettierwerkzeug,

gekennzeichnet durch einen um ein Zentrum (P) mit einem in der Rotationsachse einer mit dem Zentrum (P) konzentrischen Schleifkalottenfläehe (S) angeordneten kardanischen Gelenk schwenkbaren Gabelarm (K) , der an einer Stange (H) endet, der entsprechend den Bewegungen, die auf den Gabelarm (K) ausgeübt werden, sich immer tangential zu einer Kugel bewegt, die konzentrisch mit der Schleifkalottenflache

(S) ist, wobei die Stützpunkte (A,B) eines konventionellen Facettierwerkzeuges an der Stange (H) symmetrisch zu deren Achse angelenkt sind und sich frei um die Stange (H) derart drehen können, daß es für den den Edelstein tragenden Stützpunkt (C) des Facettierwerkzeuges möglich ist, den Edelstein, der verarbeitet wird, auf die Schleif kalottenf lache (S) zu legen, was notwendig ist, um eine Facette mit einem in Relation zur Symmetrieachse des Edelsteines vorbestimmten Anstellwinkel zu schleifen.

4. Edelsteinschleifgerät nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Wölbung der Facetten durch einfaches Auswechseln von Schleifkalottenflachen (S) mit unterschiedlichen Krümmungsradien geändert werden kann, indem das ursprüngliche Zentrum der Schwenkbewegung (P) durch Änderung der Länge des pendelnden Gabelarmes (K) in eine

Entfernung vom Scheitelpunkt der Schleifkalottenfläche verlagert wird, die dem neuen verwendeten Radius gleich ist, wobei diese Verlagerungen und Einstellungen durch die variable Positionierung der Achsen des kardanischen Gelenkes zwischen den jeweiligen Kardangabeln möglich sind.

5. Edelsteinschleifgerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der pendelnde Gabelarm (K) über einer konkaven Kalottenfläche (S4) herabhängt.

6. Edelsteinschleifgerät mit einer rotierenden Schleiffläche,

gekennzeichnet durch drei Kalottenflächen (Nl,N2,N3) mit gleichem Krümmungsradius, von denen die Kalottenfläche (Nl) die rotierende Schleifkalottenflache und die Kalottenfläche (N2) gleicher Dimension feststehend ist, deren Basis auf der gleichen Ebene wie die Basis der Schleifkalottenfläche (Nl) liegt und die als Stütze für eine pendelnde Kalottenflache (N3) dient, an der der den Edelstein tragende Arm (Kl) befestigt ist, der an seinem freien Ende konventionelle Goniometer (E,Z) aufweist und der sich um ein in der meridianen Achse der Kalottenfläche (N3) angeordnetes Gelenk (O) azimutal frei drehen kann, wobei das Gelenk (O) auf der meridianen Achse der Kalottenfläche (N3) angeordnet ist und einen Arm (Kl) aufweist, der eine Länge gleich der Entfernung zwischen den Symmetrieachsen der Kalottenflächen (Nl,N2) hat, so daß der Edelstein auf der Schleifkalottenfläche unter Beibehaltung des ursprünglichen Anstellwinkels liegen kann, unabhängig von der Lage oder Bewegung der Kalottenflächen (N3 oder N2), was zum Schleifen sphärischer

Facetten, die einen vorbestimmten Anstellwinkel in bezug auf die Symmetrieachse des Edelsteines haben, unbedingt erforderlich ist.

7. Geschliffener Edelstein mit Facetten,
gekennzeichnet durch mindestens eine sphärische Facette.

8. Edelstein nach Anspruch 7,

gekennzeichnet durch mindestens eine konkave Facette, um hauptsächlich nahen Beobachtern zur Schau gestellt zu werden.

9. Edelstein nach Anspruch 7 oder 8,

gekennzeichnet durch mindestens eine konvexe Facette, um hauptsächlich entfernten Beobachtern (weiter als 5 m) zur Schau gestellt zu werden.

10. Edelstein nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Facetten im oberen Teil, der "Krone", eine geringer hervorgehobene Krümmung haben, um den eventuellen Gewichtsverlust minimieren zu können oder um den Unterschied im äußeren Erscheinungsbild des Edelsteines im Vergleich zu dem Aussehen traditioneller Edelsteine zu verringern.

11. Edelstein nach einem der Ansprüche 7 bis 10,

gekennzeichnet durch flache Facetten, insbesondere im oberen Teil, der "Krone", und sphärische Facetten, konkave und/oder konvexe in dem unteren Teil, dem "Pavillon".