EP3047750A1 - Procédé d'enchâssage d'une pierre dans une pièce support en matériau céramique et produit obtenu - Google Patents

Procédé d'enchâssage d'une pierre dans une pièce support en matériau céramique et produit obtenu Download PDF

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Publication number
EP3047750A1
EP3047750A1 EP16152762.7A EP16152762A EP3047750A1 EP 3047750 A1 EP3047750 A1 EP 3047750A1 EP 16152762 A EP16152762 A EP 16152762A EP 3047750 A1 EP3047750 A1 EP 3047750A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
stone
cavity
support piece
shoulder
drilling
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16152762.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Eric BEGUE
Joël FABER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cerafast
Original Assignee
Cerafast
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 Cerafast filed Critical Cerafast
Publication of EP3047750A1 publication Critical patent/EP3047750A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A44—HABERDASHERY; JEWELLERY
    • A44C—PERSONAL ADORNMENTS, e.g. JEWELLERY; COINS
    • A44C17/00—Gems or the like
    • A44C17/04—Setting gems in jewellery; Setting-tools

Definitions

  • the present invention is in the fields of watchmaking and jewelery, and particularly relates to a method of embedding a stone in a piece of ceramic material, and a piece of ceramic material in which is embedded a stone.
  • ceramic material means any material belonging to the group of ceramic materials, such as glasses, enamels, etc., which are natural or synthetic, shaped by processes for shaping ceramics. .
  • stone is meant any precious or semi-precious stones, natural or synthetic, used in watchmaking, jewelery, jewelery, such as diamonds, rubies, sapphires, amber, zircon, etc.
  • Such a method of attachment is described in the document JP2010-104774 , relating to a piece of ceramic material (zirconium oxide) adapted to receive a stone in a cavity made for this purpose.
  • the connection between the piece of ceramic material and the stone is performed by applying an adhesive, especially in the exhaust grooves formed in the cavity of the piece of ceramic material.
  • the document JP2010-104774 also describes a a method of heating the cavity to cause expansion of the ceramic material and thereby facilitating the placement of the stone within said cavity, and then applying an adhesive into the cavity prior to disposing of the stone, the adhesive having the effect of binding the stone to the cavity during its cooling.
  • the use of glue as a means of fixing two pieces to one another is also described in the document JP2011-19897 .
  • This document exposes the assembly of a piece of ceramic material (zirconium oxide) with a plurality of stones.
  • the piece of ceramic material comprises several cavities, in which an adhesive is applied, said cavities being respectively adapted to receive the stones.
  • the document JP2011-19897 also discloses a method of heating the cavity to cause expansion of the ceramic material to facilitate placement of the stone within said cavity, then applying an adhesive into the cavity prior to disposing the stone, the adhesive having the effect of binding the stone to the cavity during its cooling.
  • the material constituting the support piece must have a ductile character in order to be easily malleable, and thus easy to work. These assembly techniques therefore require the use of a support piece made of metallic material, and can not be transposed to other types of materials.
  • the present invention aims to remedy all or some of the disadvantages mentioned above, by providing a support piece of ceramic material in which is embedded a stone, and a method that allows to implement said enchasing.
  • One of the objectives of the invention lies in the fact that the cohesion between the stone and the room is not sensitive to the aggressions of the external environment such as exposure to water and the sun, and is sustainable over time. .
  • the invention proposes a support piece made of ceramic material in which is embedded a stone, said stone being fixedly held in a cavity of the piece, solely by a clamping action of the support piece around the stone. caused by the contraction of said support piece.
  • fixedly maintained means that the stone and the cavity are connected to each other by a mechanical connection type embedding, that is to say, without degree of freedom.
  • the embedding of the stone in the cavity of the support piece made of ceramic material no longer requires the use of a third body, in particular, an adhesive material for fixedly holding the stone to the support piece .
  • the embedding connection of the assembly of the stone with the support part is ensured only by the clamping forces involved during the contraction of the part, following its expansion.
  • the cohesion of the support piece and the workpiece is thus durable over time and is not sensitive to the aggressions of the external environment such as exposure to water and the sun.
  • the cavity of the support piece is of a geometrical shape of revolution comprising a vertical shoulder extended at one of its ends by a countersink, the shoulder being intended to receive a belt which comprises the stone, and the counterbore being intended to receive the lower face of the stone.
  • the cavity of the support piece being of a geometric shape of revolution, the mechanical stresses generated by the clamping forces involved during the contraction of the support piece tend to be evenly distributed around the stone. This feature allows the support piece and the stone to exhibit greater mechanical strength to the stresses undergone, thus preserving said piece and said damage stone, such as cracks.
  • heating the support member causes expansion of the support piece such that the cavity widens sufficiently to contain the stone.
  • the support piece contracts so that the cavity narrows sufficiently, by contracting, to fix the stone. Therefore, the setting is obtained without the use of third body.
  • the cohesion of the support piece and the piece is durable in time and is not sensitive to the aggressions of the external environment such as exposure to water and the sun.
  • the heating temperature of the support piece is between 350 and 900 degrees Celsius.
  • this temperature is of the order of 600 to 750 degrees Celsius.
  • the method comprises a step of cooling the stone before it is placed in position in the cavity, at a temperature sufficiently low to cause the contraction of said stone.
  • the size of the diameter of a belt that comprises the stone is measured.
  • This step makes it possible to adapt, during the drilling step, the dimensions of the cavity of the support piece, depending on the type of stone to be embedded and the dimensions of this stone.
  • this feature exploiting the coefficient of expansion of the stone, allows the contraction of said stone, thereby participating in the simplification of its implementation within the cavity of the room.
  • this step is concomitant with the step of heating the room.
  • the drilling is performed so that the cavity of the support piece is of a geometrical shape of revolution comprising a vertical shoulder extended at one of its ends by a countersink, the shoulder being intended to receive a belt that includes the stone, and the counterbore being intended to receive the lower face of the stone.
  • the drilling is carried out so that the dimension of the diameter of the shoulder is smaller than the size of the diameter of the belt.
  • the drilling is performed so that the cavity comprises a radial groove forming the junction between the shoulder and the counterbore, said groove comprising a bottom wall intended to be opposite the belt of the Pierre.
  • the drilling is performed so that the support piece comprises a lighting means of at least a portion of the lower face of the stone.
  • the Figures 1 and 2 respectively represent an embodiment of the embedment of a stone 10 in a ceramic support piece 20 according to an embedding method object of the invention.
  • the stone 10 used for the embedding method preferably has a substantially conical shape and is cut so as to comprise a lower part 11 of the shape of a cone and an upper part 12 of the form of a truncated cone, whose face of the free end is called the upper face 121 of the stone 10 in the rest of the drafting.
  • the generatrix of the cone is called the lower face 111.
  • the respective bases of the cone and the truncated cone are opposite one another.
  • a cylindrical interface is present between the upper 12 and lower 11 parts. This interface is called belt 13 in the fields of jewelery and jewelery, as well as in the whole of this edition.
  • the support piece 20 acts as a support for the stone 10, and has a coefficient of thermal expansion greater than that of said stone 10 at a given temperature. That is, dimensional changes, such as increasing or decreasing the dimensions, due to expansion and contraction, respectively, at this given temperature, are more important for the support member 20 than for the stone. 10.
  • the first step of the process of embedding the stone 10 is a drilling step, in the support piece 20, of a cavity 21 intended to receive said stone 10.
  • the cavity 21 has a profile at least partially complementary to a profile outside the stone 10.
  • the support piece 20 is heated to a temperature sufficient to cause its expansion. At this temperature, the coefficient of expansion of the piece 20 is greater than the coefficient of expansion of the stone 10.
  • the heating temperature of the support piece 20 is between 350 and 900 degrees Celsius depending on the type of ceramic material used. Preferably, this temperature is of the order of 600 to 750 degrees Celsius.
  • the stone 10 When the support piece 20 is expanded, the stone 10 is placed in position in the cavity 21 of said piece 20. As illustrated in FIG. Figures 1 and 2 , the lower face 111 of the stone 10 is pressed into the cavity 21, and the upper face 121 opens above said cavity 21. The stone 10 is placed in position in the support part 20 by an upper face 201 of the workpiece support 20.
  • the method then comprises a step of cooling the support part 20.
  • This cooling of the part 20, preferably at room temperature, about 20 degrees Celsius, causes the contraction of the cavity 21, and therefore its narrowing, which causes the tightening of the stone 10 and therefore, the embedding of said stone 10.
  • the cooling is preferably progressive and slow in order to limit the internal stresses within the support part 20 may cause cracks in said room.
  • the method which is the subject of the invention makes it possible to assemble the stone 10 and the support piece 20 in close fitting, by local deformation of said piece 20, and thus to produce, between the stone 10 and the piece 20, a mechanical connection. built-in type. This results in a fixed assembly without adding a third body, such as glue or other adhesive materials.
  • the adjustment thus made is of the K6 / h5, K6 / h6 or K7 / h6 type.
  • the cavity 21 is preferably a geometric shape of revolution.
  • the cavity 21 comprises a vertical shoulder 22 extended at one of its ends by a counterbore 23.
  • the shoulder 22 is intended to receive the belt 13 of the stone 10
  • the countersink 23 is intended to receive the lower face 111 of the stone 10. It is thus clear that the shoulder 22 has substantially the shape of a cylinder .
  • the shoulder 22 comprises a height, that is to say the length of the generatrix of the cylinder, the value of which is such that the upper face 121 of the stone 10 and the upper face 201 of the part 20 are contained in the same plan.
  • the value of the height of the shoulder is such that the upper face 121 of the stone 10 is outside the cavity, and is contained in a plane contiguous to a plane containing the upper face 201 of the part 20.
  • this cavity 21 is performed with great precision, by any techniques known to those skilled in the art, to obtain a finished part having a surface state meeting the quality criteria required for the realization of the object process of the invention and to respect narrow dimensional tolerances of the part.
  • the drilling is performed so that the cavity 21 comprises a radial groove 24 forming the junction between the shoulder 22 and the countersink 23, said groove 24 comprising a bottom wall 25 intended to face the belt 13 of the stone 10.
  • the size of the diameter of the belt 13 of the stone 10 is measured prior to the drilling step.
  • the realization of a dimensional check of the stone 10 makes it possible to verify if its dimensions respect the dimensional tolerance interval essential for the realization of the process.
  • the piercing is carried out so that in the state of rest, that is to say, before expansion or contraction, the dimension of the shoulder diameter 22 is smaller than the diameter dimension of the belt 13.
  • the method uses a stone 10 and a support part 20, the support part 20, intended to contain the stone 10, comprises a cavity 21 provided to receive the stone 10.
  • the diameter of the belt 13 is greater than the diameter of the shoulder 22.
  • the method consists in heating the support piece 20 in order to expand the cavity 21, thus increasing the dimension of its diameter, and introduce the stone 10 into the cavity 21 during the expansion.
  • the cavity 21 returns to its nominal dimensions, to the dimensions of the local deformations, and there is assembly with clamping between the piece 20 and the stone 10.
  • the method which is the subject of the invention comprises a step of cooling the stone 10 before it is placed in position in the cavity 21.
  • the combination of the contraction of the stone 10 and the expansion of the stone 10 the support part 20 makes it possible to generate a positive assembly clearance, that is to say that the dimension of the diameter of the cavity 21 is greater than the diameter of the belt 13. This clearance is large enough for the operation of setting up position of the stone 10 in the cavity 21 is simple and fast.
  • the support piece 20 comprises a means for illuminating the lower face 111 of the stone 10.
  • This lighting means has the effect of highlighting the stone 10 embedded in the backlighting.
  • the drilling is carried out so that the cavity 21 is extended by a blind bore 26, limiting the range of the countersink 23.
  • the cavity 21 of the support part 20 is blind and has a bottom wall 27.
  • the bottom wall 27 is covered with a light reflective material, such as rhodium, so that the light rays can pass through the stone 10, and thus, backlight.
  • the drilling is carried out so that the cavity 21 is extended by a through bore 28, limiting the range of countersink 23.
  • the cavity 21 thus opens on either side of the support piece 20. The light rays are thus able to pass through the stone 10.
  • the present invention also relates to a support piece 20 of ceramic material in which a stone 10 is embedded, as shown in FIG. Figures 1 and 2 said stone 10 being fixedly held in a cavity 21 of the support part 20, solely by a clamping action of said cavity 21.
  • the cavity 21 of the support piece is of a geometrical shape of revolution comprising a shoulder 22 vertical, extended at one of its ends by a countersink 23.
  • the shoulder is intended to receive a belt 13 that includes the stone 10, and the counterbore is for receiving the lower face 111 of the stone.
  • the stone may be square, hexagonal, or any other shape.
  • the cavity 21 is of a geometrical shape of revolution. Indeed, ceramic materials are fragile and brittle materials, and therefore sensitive to high internal stresses and shocks. To avoid the appearance of cracks in the support part 20, the use of stones whose belt is circular is preferred.
  • the assembly clearance range is particularly narrow, and the dimensions of the stone 10 and the support part 20 are adapted so as to limit the internal stresses.
  • the ceramic material used is zirconia, an alumina / zirconia composite, or a glass.

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Abstract

Le procédé d'enchâssage d'une pierre (10), de profil extérieur donné, dans une pièce support (20) en matériau céramique, comprend les étapes successives de : - perçage, dans la pièce support, d'une cavité (21) destinée à recevoir ladite pierre, la cavité présentant un profil au moins partiellement complémentaire du profil extérieur de la pierre, - chauffage de la pièce support à une température suffisante pour provoquer l'élargissement de la cavité, - mise en position de la pierre dans la cavité de la pièce support, une face inférieure (111) de la pierre étant enfoncée dans ladite cavité. - refroidissement de la pièce support.

Description

    Domaine technique.
  • La présente invention s'inscrit dans les domaines de l'horlogerie, et de la joaillerie, et concerne particulièrement un procédé d'enchâssage d'une pierre dans une pièce en matériau céramique, ainsi qu'une pièce en matériau céramique dans laquelle est enchâssée une pierre.
  • On entend, dans la présente description, par matériau céramique, tous matériaux appartenant au groupe de matériaux des céramiques, tels que les verres, les émaux, etc., naturels ou de synthèse, mis en forme par des procédés de mise en forme des céramiques. Par ailleurs, on entend par pierre, toutes pierres précieuses ou semi-précieuses, naturelle ou de synthèse, utilisées en horlogerie, bijouterie, joaillerie, telles que le diamant, le rubis, le saphir, l'ambre, le zircon, etc.
    • État de la technique antérieure.
  • Dans les domaines de l'horlogerie, de la bijouterie, de la joaillerie, en vue d'assembler fixement deux pièces l'une à l'autre, c'est à dire, sans mouvement relatif d'une pièce par rapport à l'autre, il est connu de l'état de la technique l'usage d'adhésifs, et en particulier de colles. Ces colles, appliquées entre les deux pièces, doivent être spécifiques en fonction de la nature des matériaux des pièces à fixer l'une à l'autre. Le choix d'une colle est, par conséquent, complexe. Par ailleurs, ces colles doivent résister aux agressions de l'environnement extérieur, tel que l'eau, le soleil, les températures faibles ou élevés, afin que leurs propriétés de collage restent constantes. Par ailleurs, l'usage de la colle comme moyen de fixation trouve ses limites dans la tenue de ses caractéristiques dans le temps. Un autre inconvénient de l'utilisation de colle dans l'assemblage de deux pièces dans les domaines du luxe, tels que la bijouterie et la joaillerie est d'ordre esthétique et qualitatif.
  • Un tel mode de fixation est décrit dans le document JP2010-104774 , relatif à une pièce en matériau céramique (oxyde de zirconium) adaptée à recevoir une pierre dans une cavité pratiquée à cet effet. La liaison entre la pièce en matériau céramique et la pierre est réalisée par application d'un adhésif, notamment dans des rainures d'échappement pratiquées dans la cavité de la pièce en matériau céramique. Le document JP2010-104774 décrit également un procédé consistant à chauffer la cavité afin de provoquer la dilatation du matériau céramique et ainsi faciliter la mise en place de la pierre au sein de ladite cavité, puis à appliquer un adhésif dans la cavité avant d'y disposer la pierre, l'adhésif ayant pour effet de lier la pierre à la cavité lors de son refroidissement.
  • L'utilisation de colle comme moyen de fixation de deux pièces l'une à l'autre est aussi décrite dans le document JP2011-19897 . Ce document expose l'assemblage d'une pièce en matériau céramique (oxyde de zirconium) avec une pluralité de pierres. A cet effet, la pièce en matériau céramique comprend plusieurs cavités, dans lesquelles est appliquée un adhésif, lesdites cavités étant respectivement adaptées à recevoir les pierres. Le document JP2011-19897 décrit également un procédé consistant à chauffer la cavité afin de provoquer la dilatation du matériau céramique pour faciliter la mise en place de la pierre au sein de ladite cavité, puis à appliquer un adhésif dans la cavité avant d'y disposer la pierre, l'adhésif ayant pour effet de lier la pierre à la cavité lors de son refroidissement.
  • Pour l'assemblage de deux pièces, dans les domaines de la bijouterie et de la joaillerie, il est par ailleurs connu plusieurs techniques de sertissage d'une pierre dans une pièce support. Parmi ces techniques, on connaît le sertissage à griffes, dans laquelle une pierre est fixée à une pièce support par le biais de griffes. Ce type de sertissage permet une diffusion importante de la lumière à travers la pierre, mais chaque griffe étant de faible épaisseur, cet assemblage est fragile. Il existe donc un risque important de perdre la pierre en cas de choc, accrochage de la pierre ou usure des griffes. On connait également le sertissage clos, dans lequel la pierre est entourée d'une couronne de matière qui l'emprisonne dans un logement sur la pièce support.
  • Pour l'ensemble des techniques de sertissage d'une pierre sur une pièce support, le matériau constituant la pièce support doit présenter un caractère ductile afin d'être aisément malléable, et ainsi, facile à travailler. Ces techniques d'assemblages nécessitent donc d'utiliser une pièce support en matériau métallique, et ne sont pas transposables aux autres types de matériaux.
    • Exposé de l'invention
  • La présente invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients ci-dessus mentionnés, en proposant une pièce support en matériau céramique dans laquelle est enchâssée une pierre, et un procédé qui permet de mettre en oeuvre ledit enchâssage. Un des objectifs de l'invention réside dans le fait que la cohésion entre la pierre et la pièce ne soit pas sensible aux agressions de l'environnement extérieur telles que l'exposition à l'eau et au soleil, et soit durable dans le temps.
  • A l'origine de l'invention, il a été constaté par les présents inventeurs que certains matériaux mis en oeuvre dans les domaines de l'horlogerie, bijouterie, joaillerie, en particulier, les pierres et les matériaux céramiques, présentent des coefficients de dilatation thermique différents. Ils ont avantageusement tiré parti de cette observation pour développer une pièce support en matériau céramique à laquelle est assemblée fixement une pierre sans ajout d'un troisième corps, tel que de la colle ou tel qu'une interface adhésive, et un procédé exploitant cette différence de coefficient de dilatation, pour la réalisation d'un tel assemblage.
  • Ainsi, selon un premier aspect, l'invention propose une pièce support en matériau céramique dans laquelle est enchâssée une pierre, ladite pierre étant maintenue fixement dans une cavité de la pièce, uniquement par une action de serrage de la pièce support autour de la pierre, provoquée par la contraction de ladite pièce support.
  • On entend par le terme « maintenue fixement », que la pierre et la cavité sont liées l'une à l'autre par une liaison mécanique de type encastrement, c'est-à-dire, sans degré de liberté.
  • Grâce à ces caractéristiques, l'enchâssage de la pierre dans la cavité de la pièce support en matériau céramique ne requiert plus l'emploi d'un troisième corps, en particulier, d'une matière adhésive pour maintenir fixement la pierre à la pièce support. La liaison encastrement de l'assemblage de la pierre avec la pièce support est assurée uniquement par les efforts de serrage mis en jeu lors de la contraction de la pièce, à la suite de sa dilatation.
  • La cohésion de la pièce support et de la pièce est ainsi durable dans le temps et n'est pas sensible aux agressions de l'environnement extérieur telles que l'exposition à l'eau et au soleil.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, la cavité de la pièce support est d'une forme géométrique de révolution comprenant un épaulement vertical prolongé à l'une de ses extrémités par un lamage, l'épaulement étant destiné à recevoir une ceinture que comporte la pierre, et le lamage étant destiné à recevoir la face inférieure de la pierre.
  • La cavité de la pièce support étant d'une forme géométrique de révolution, les contraintes mécaniques générées par les efforts de serrage mis en jeu lors de la contraction de la pièce support tendent à être réparties de façon uniforme autour de la pierre. Cette caractéristique permet à la pièce support et à la pierre de présenter une plus grande résistance mécanique aux contraintes subies, préservant ainsi ladite pièce et ladite pierre de dommages, tels que des fissures.
  • Un autre objet de la présente invention porte sur un procédé d'enchâssage d'une pierre, de profil extérieur donné, dans une pièce support en matériau céramique tel que décrit précédemment. Ce procédé comprend les étapes successives de :
    • perçage, dans la pièce support, d'une cavité destinée à recevoir ladite pierre, la cavité présentant un profil au moins partiellement complémentaire du profil extérieur de la pierre,
    • chauffage de la pièce support à une température suffisante pour provoquer l'élargissement de la cavité,
    • mise en position de la pierre dans la cavité de la pièce support, une face inférieure de la pierre étant enfoncée dans ladite cavité.
    • refroidissement de la pièce support, ledit refroidissement de la pièce support étant à l'origine d'application d'efforts de serrage sur la pierre, dus à une contraction de la pièce, tels que la pierre est maintenue fixement dans la cavité uniquement par ces efforts de serrage.
  • Ainsi, le chauffage de la pièce support provoque une dilatation de la pièce support telle que la cavité s'élargisse suffisamment pour contenir la pierre. Lors du refroidissement, préférentiellement à température ambiante, la pièce support se contracte de sorte que la cavité rétrécisse suffisamment, en se contractant, pour emprisonner fixement la pierre. De ce fait, l'enchâssage est obtenu sans l'usage de troisième corps. Par ailleurs, la cohésion de la pièce support et de la pièce est durable dans le temps et n'est pas sensible aux agressions de l'environnement extérieur telles que l'exposition à l'eau et au soleil.
  • Selon des caractéristiques particulières de l'invention, la température de chauffage de la pièce support est comprise entre 350 et 900 degrés Celsius. Préférentiellement, cette température est de l'ordre de 600 à 750 degrés Celsius.
  • Selon une caractéristique particulière de l'invention, le procédé comprend une étape de refroidissement de la pierre avant sa mise en position dans la cavité, à une température suffisamment basse pour provoquer la contraction de ladite pierre.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, antérieurement à l'étape de perçage, on mesure la dimension du diamètre d'une ceinture que comporte la pierre.
  • Cette étape permet d'adapter, lors de l'étape de perçage, les dimensions de la cavité de la pièce support, en fonction du type de pierre à enchâsser et des dimensions de cette pierre.
  • Cette caractéristique, en exploitant le coefficient de dilatation de la pierre, permet la contraction de ladite pierre, participant ainsi à la simplification de sa mise en place au sein de la cavité de la pièce. Préférentiellement, cette étape est concomitante avec l'étape de chauffage de la pièce.
  • Selon des caractéristiques particulières, le perçage est réalisé de sorte que la cavité de la pièce support soit d'une forme géométrique de révolution comprenant un épaulement vertical prolongé à l'une de ses extrémités par un lamage, l'épaulement étant destiné à recevoir une ceinture que comporte la pierre, et le lamage étant destiné à recevoir la face inférieure de la pierre.
  • Selon des caractéristiques particulières, le perçage est réalisé de sorte que la dimension du diamètre de l'épaulement soit inférieure à la dimension du diamètre de la ceinture.
  • Ainsi, l'assemblage de la pierre et de la pièce support, une fois refroidie, est réalisé avec jeu négatif.
  • Selon une caractéristique alternative de l'invention, le perçage est réalisé de sorte que la cavité comprenne une gorge radiale réalisant la jonction entre l'épaulement et le lamage, ladite gorge comprenant une paroi de fond destinée à être en regard de la ceinture de la pierre.
  • Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, le perçage est réalisé de sorte que la pièce support comprenne un moyen d'éclairage d'au moins une partie de la face inférieure de la pierre.
    • Bref exposé des figures.
  • D'autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description d'au moins une forme préférée de réalisation, donnée à titre d'exemple non limitatif en se référant aux dessins annexés en lesquels :
    • la figure 1 est une vue schématique d'une pierre enchâssée dans une pièce support selon le procédé objet de l'invention,
    • la figure 2 est une vue schématique d'une variante de réalisation d'une pierre enchâssée dans une pièce support selon le procédé objet de l'invention,
    • la figure 3 est une vue de détail d'une autre variante d'une pierre enchâssée dans une pièce support selon le procédé objet de l'invention.
    Description d'un mode de réalisation de l'invention
  • Les figures 1 et 2 représentent respectivement une forme de réalisation de l'enchâssage d'une pierre 10 dans une pièce support 20 en céramique selon un procédé d'enchâssage objet de l'invention.
  • Comme illustré en figures 1 et 2, la pierre 10 utilisée pour le procédé d'enchâssage présente préférentiellement une forme sensiblement conique et est taillée de manière à comporter une partie inférieure 11 de la forme d'un cône et une partie supérieure 12 de la forme d'un tronc de cône, dont la face de l'extrémité libre est appelée face supérieure 121 de la pierre 10 dans la suite de la rédaction. Par ailleurs, dans la présente rédaction, la génératrice du cône est appelée face inférieure 111. Les bases respectives du cône et du tronc de cône sont en vis-à-vis l'une de l'autre. Une interface cylindrique est présente entre les parties supérieure 12 et inférieure 11. Cette interface est nommée ceinture 13 dans les domaines de la bijouterie et de la joaillerie, ainsi que dans l'ensemble de la présente rédaction.
  • La pièce support 20 joue un rôle de support de la pierre 10, et possède un coefficient de dilatation thermique supérieur à celui de ladite pierre 10 à une température donnée. C'est-à-dire que les modifications dimensionnelles, telles que l'augmentation ou la diminution des dimensions, dues respectivement à la dilatation et à la contraction, à cette température donnée, sont plus importantes pour la pièce support 20 que pour la pierre 10.
  • La première étape du procédé d'enchâssage de la pierre 10 est une étape de perçage, dans la pièce support 20, d'une cavité 21 destinée à recevoir ladite pierre 10. La cavité 21 présente un profil au moins partiellement complémentaire d'un profil extérieur de la pierre 10.
  • Ensuite, la pièce support 20 est chauffée à une température suffisante pour provoquer sa dilatation. A cette température, le coefficient de dilatation de la pièce 20 est supérieur au coefficient de dilatation de la pierre 10.
  • La température de chauffage de la pièce support 20 est comprise entre 350 et 900 degrés Celsius selon le type de matériau céramique utilisé. Préférentiellement, cette température est de l'ordre de 600 à 750 degrés Celsius.
  • Lorsque la pièce support 20 est dilatée, la pierre 10 est mise en position dans la cavité 21 de ladite pièce 20. Comme illustré en figures 1 et 2, la face inférieure 111 de la pierre 10 est enfoncée dans la cavité 21, et la face supérieure 121 débouche au-dessus de ladite cavité 21. La pierre 10 est mise en position dans la pièce support 20 par une face supérieure 201 de la pièce support 20.
  • Le procédé comporte ensuite une étape de refroidissement de la pièce support 20. Ce refroidissement de la pièce 20, préférentiellement à température ambiante, soit environ 20 degrés Celsius, provoque la contraction de la cavité 21, et donc son rétrécissement, ce qui entraîne le serrage de la pierre 10 et par conséquent, l'enchâssage de ladite pierre 10. Le refroidissement est préférentiellement progressif et lent afin de limiter les contraintes internes au sein de la pièce support 20 susceptibles de provoquer des fissures au sein de ladite pièce.
  • Ainsi, le procédé objet de l'invention permet d'assembler la pierre 10 et la pièce support 20 en ajustement serré, par déformation locale de ladite pièce 20, et ainsi de produire, entre la pierre 10 et la pièce 20, une liaison mécanique de type encastrement. Il en résulte un assemblage fixe sans ajout de troisième corps, tel que de la colle ou autres matériaux adhésifs. A titre d'exemple, l'ajustement ainsi réalisée est de type K6/h5, K6/h6 ou K7/h6.
  • En vue d'épouser au moins partiellement le profil extérieur de la pierre 10, la cavité 21 est préférentiellement d'une forme géométrique de révolution. Dans la forme préférée de réalisation, la cavité 21 comprend un épaulement vertical 22 prolongé à l'une de ses extrémités par un lamage 23. Comme représenté en figures 1 et 2, l'épaulement 22 est destiné à recevoir la ceinture 13 de la pierre 10, et le lamage 23 est destiné à recevoir la face inférieure 111 de la pierre 10. On comprend donc que l'épaulement 22 a sensiblement la forme d'un cylindre.
  • Dans une forme de réalisation représentée en figure 1, l'épaulement 22 comprend une hauteur, c'est à dire la longueur de la génératrice du cylindre, dont la valeur est telle que la face supérieure 121 de la pierre 10 et la face supérieure 201 de la pièce 20 sont contenues dans un même plan.
  • Dans une autre forme de réalisation représentée en figure, la valeur de la hauteur de l'épaulement est telle que la face supérieure 121 de la pierre 10 est à l'extérieur de la cavité, et est contenue dans un plan contigu à un plan contenant la face supérieure 201 de la pièce 20.
  • Préférentiellement, le perçage de cette cavité 21 est réalisé avec une grande précision, par toutes techniques connues de l'homme du métier, permettant d'obtenir une pièce finie possédant un état de surface répondant aux critères de qualité exigés pour la réalisation du procédé objet de l'invention et permettant de respecter des tolérances dimensionnelles étroites de la pièce.
  • Dans une variante de réalisation représentée en figure 3, le perçage est réalisé de sorte que la cavité 21 comprenne une gorge radiale 24 réalisant la jonction entre l'épaulement 22 et le lamage 23, ladite gorge 24 comprenant une paroi de fond 25 destinée à être en regard de la ceinture 13 de la pierre 10.
  • Dans un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, antérieurement à l'étape de perçage, on mesure la dimension du diamètre de la ceinture 13 de la pierre 10. La réalisation d'un contrôle dimensionnel de la pierre 10 permet de vérifier si ses dimensions respectent l'intervalle de tolérance dimensionnelle indispensable pour la réalisation du procédé. Le perçage est réalisé de sorte qu'à l'état de repos, c'est à dire, avant dilatation ou contraction, la dimension du diamètre de l'épaulement 22 soit inférieure à la dimension du diamètre de la ceinture 13.
  • En d'autres termes, le procédé met en oeuvre une pierre 10 et une pièce support 20, la pièce support 20, destinée à contenir la pierre 10, comprend une cavité 21 prévue pour recevoir la pierre 10. En vue de permettre une action de serrage de la pierre 10, le diamètre de la ceinture 13 est plus important que le diamètre de l'épaulement 22. Le procédé consiste à chauffer la pièce support 20 afin de dilater la cavité 21, augmentant ainsi la dimension de son diamètre, et à introduire la pierre 10 dans la cavité 21 lors de la dilatation. Lors de son refroidissement, la cavité 21 retrouve ses dimensions nominales, aux dimensions des déformations locales près, et il y a assemblage avec serrage entre la pièce 20 et la pierre 10.
  • Avantageusement, dans une variante de réalisation, le procédé objet de l'invention comprend une étape de refroidissement de la pierre 10 avant sa mise en position dans la cavité 21. Ainsi, la combinaison de la contraction de la pierre 10 et de la dilatation de la pièce support 20 permet de générer un jeu d'assemblage positif, c'est à dire que la dimension du diamètre de la cavité 21 est supérieure au diamètre de la ceinture 13. Ce jeu est suffisamment important pour que l'opération de mise en position de la pierre 10 dans la cavité 21 soit simple et rapide.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, la pièce support 20 comprend un moyen d'éclairage de la face inférieure 111 de la pierre 10. Ce moyen d'éclairage a pour effet de mettre en valeur la pierre 10 enchâssée, en la rétroéclairant.
  • Dans une forme de réalisation représentée en figure 1, le perçage est réalisé de sorte que la cavité 21 soit prolongée par un alésage borgne 26, limitant la portée du lamage 23. Dans cette forme de réalisation, la cavité 21 de la pièce support 20 est borgne et possède une paroi de fond 27. Avantageusement, dans cette forme de réalisation, la paroi de fond 27 est recouverte d'un matériau réfléchissant la lumière, tel que du rhodium, de sorte que les rayons lumineux puissent traverser la pierre 10, et ainsi, la rétroéclairer.
  • Dans une autre forme de réalisation illustrée par la figure 2, le perçage est réalisé de sorte que la cavité 21 soit prolongée par un alésage traversant 28, limitant la portée du lamage 23. La cavité 21 débouche ainsi de part et d'autre de la pièce support 20. Les rayons lumineux sont donc aptes à traverser la pierre 10.
  • La présente invention a également pour objet une pièce support 20 en matériau céramique dans laquelle est enchâssée une pierre 10, tel que représentée en figures 1 et 2, ladite pierre 10 étant maintenue fixement dans une cavité 21 de la pièce support 20, uniquement par une action de serrage de ladite cavité 21.
  • La cavité 21 de la pièce support est d'une forme géométrique de révolution comprenant un épaulement 22 vertical, prolongé à l'une de ses extrémités par un lamage 23. L'épaulement est destiné à recevoir une ceinture 13 que comporte la pierre 10, et le lamage est destiné à recevoir la face inférieure 111 de la pierre.
  • Dans d'autres formes de réalisation de l'invention, la pierre 10 peut être de forme carrée, hexagonale, ou de toute autre forme. Cependant, pour limiter les contraintes internes au niveau de la pièce support 20 lors du refroidissement, il est préféré que la cavité 21 soit d'une forme géométrique de révolution. En effet, les matériaux céramiques sont des matériaux fragiles et cassants, et donc sensibles aux contraintes internes élevées et aux chocs. Afin d'éviter l'apparition de fissures au sein de la pièce support 20, l'usage de pierres dont la ceinture est de forme circulaire est donc préféré.
  • Par ailleurs, du fait des propriétés des matériaux céramiques, la plage de jeux d'assemblage est particulièrement étroite, et les dimensions de la pierre 10 et de la pièce support 20 sont adaptées de sorte à limiter les contraintes internes.
  • A titre d'exemple non limitatif, le matériau céramique utilisé est de la zircone, un composite alumine/zircone, ou un verre.
  • Il va de soi que la présente invention peut recevoir tous aménagements et variantes du domaine des équivalents techniques sans pour autant sortir du cadre du présent brevet tel que défini par les revendications ci-après.

Claims (10)

  1. Pièce support (20) en matériau céramique dans laquelle est enchâssée une pierre (10), ladite pierre étant maintenue fixement dans une cavité (21) de la pièce, uniquement par une action de serrage de la pièce support, autour de la pierre, provoquée par la contraction de ladite pièce support.
  2. Pièce support (20) selon la revendication 1, dans lequel la cavité (21) de la pièce support est d'une forme géométrique de révolution comprenant un épaulement (22) vertical prolongé à l'une de ses extrémités par un lamage (23), l'épaulement étant destiné à recevoir une ceinture (13) que comporte la pierre (10), et le lamage étant destiné à recevoir la face inférieure (111) de la pierre.
  3. Procédé d'enchâssage d'une pierre (10), de profil extérieur donné, dans une pièce support (20) en matériau céramique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes successives de :
    - perçage, dans la pièce support, d'une cavité (21) destinée à recevoir ladite pierre, la cavité présentant un profil au moins partiellement complémentaire du profil extérieur de la pierre,
    - chauffage de la pièce support à une température suffisante pour provoquer l'élargissement de la cavité,
    - mise en position de la pierre dans la cavité de la pièce support, une face inférieure (111) de la pierre étant enfoncée dans ladite cavité,
    - refroidissement de la pièce support, ledit refroidissement de la pièce support étant à l'origine d'application d'efforts de serrage sur la pierre, dus à une contraction de la pièce, tels que la pierre est maintenue fixement dans la cavité uniquement par ces efforts de serrage.
  4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la température de chauffage de la pièce support (20) est comprise entre 350 et 900 degrés Celsius.
  5. Procédé selon l'une des revendications 3 ou 4, comprenant une étape de refroidissement de la pierre (10) avant sa mise en position dans la cavité (21), à une température suffisamment basse pour provoquer la contraction de ladite pierre.
  6. Procédé selon l'une des revendications 3 à 5, dans lequel, la pierre (10) comportant une ceinture (13), antérieurement à l'étape de perçage, on mesure la dimension du diamètre de ladite ceinture.
  7. Procédé selon l'une des revendications 3 à 6, dans lequel le perçage est réalisé de sorte que la cavité (21) de la pièce support (20) soit d'une forme géométrique de révolution comprenant un épaulement (22) vertical prolongé à l'une de ses extrémités par un lamage (23), l'épaulement étant destiné à recevoir une ceinture (13) que comporte la pierre (10), et le lamage étant destiné à recevoir la face inférieure (111) de la pierre.
  8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel le perçage est réalisé de sorte que la dimension du diamètre de l'épaulement (22) soit inférieure à la dimension du diamètre de la ceinture (13).
  9. Procédé selon la revendication 7, dans lequel le perçage est réalisé de sorte que la cavité (21) comprenne une gorge radiale (24) réalisant la jonction entre l'épaulement (22) et le lamage (23), ladite gorge comprenant une paroi de fond (25) destinée à être en regard de la ceinture (13) de la pierre (10).
  10. Procédé selon l'une des revendications 3 à 9, dans lequel le perçage est réalisé de sorte que la pièce support (20) comprenne un moyen d'éclairage d'au moins une partie de la face inférieure (111) de la pierre (10).
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