CH616572A5 - - Google Patents

Description

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PATENTANSPRUCH 1. Verfahren zum Fassen von Edelsteinen in Schmuckkörpern aus Edelmetall, die nach einem Gussverfahren hergestellt werden, bei dem eine verlierbare Gussform verwendet wird, die aus einem temperaturbeständigen, härtbaren Einbettungsmaterial besteht, in dem ein oder mehrere ausschmelzbare Wachsmodelle des Schmuckkörpers eingehüllt sind, die einzeln in zweiteiligen, gummielastischen Negativformen hergestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die gummielastische Negativform von einem Modell des Schmuckkörpers hergestellt wird, das die zu fassenden Edelsteine in Form und Fassung miteinbezieht, dass die zu fassenden Edelsteine in die zum Wachsabguss vorbereitete gummielastische Negativform eingelegt werden, dass durch den Abguss die zu fassenden Edelsteine Bestandteil des Wachsmodells werden, dass dieses Wachsmodell in Einbettungsmaterial eingegossen und ausgeschmolzen wird, wobei die Temperatur zum Ausbrennen des Einbettungsmaterials 500° C nicht überschreitet, dass die Giesstemperatur der Edelmetallschmelze etwa 1100° C beträgt und dass die Gussform bei Raumtemperatur auf 100° C abgekühlt wird, bevor der Schmuckkörperrohling aus der Gussform gelöst wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fassen von Edelsteinen in Schmuckkörpern aus Edelmetall, die nach einem Gussverfahren hergestellt werden, bei dem eine verlierbare Gussform verwendet wird, die aus einem temperaturbeständigen, härtbaren Einbettungsmaterial besteht, in das ein oder mehrere ausschmelzbare Wachsmodelle des Schmuckkörpers eingegossen sind, die einzeln in zweiteiligen, gummielastischen Negativformen hergestellt werden.

In industriell geführten Betrieben der Schmuckindustrie mit Serienfertigung ist es seit längerer Zeit üblich, die Schmuckkörper im Gussverfahren herzustellen. Neben dem Sandguss hat sich vor allem der Schleuderguss durchgesetzt, da er ein sehr dichtes Metallgefüge ergibt, das eine glatte Oberfläche garantiert, die höchsten Ansprüchen gerecht wird.

Beim Schleudergussverfahren besteht die Möglichkeit, über die Zwischenstufe eines Wachsabgusses eine Vielzahl derartiger Wachsmodelle in Form eines sogenannten Wachsbäum-chens zu einer Gussform zu vereinigen. Diese wird in einer Küvette in ein geeignetes Einbettungsmaterial eingehüllt. In einem nachfolgenden Ausbrennprozess wird das Wachs ausgeschmolzen und das Einbettungsmaterial gebrannt. Dieser Vorgang vollzieht sich über einen Zeitraum von etwa 10 Stunden, wobei auf die Anheizzeit bis ca. 700° C etwa zwei Drittel der Zeit entfallen. Bei etwa gleicher Temperatur der Küvette erfolgt anschliessend das Einschleudern des flüssigen Metalls, dessen Temperatur bei ca. 1100° C liegt. Nach einer gewissen Abkühlung der Küvette wird diese bei noch relativ hoher Temperatur in Wasser abgeschreckt.

Die Herstellung der Wachsmodelle erfolgt in elastischen Negativformen. Hierzu findet eine gummiartige Abformmasse Verwendung, die auch das Einformen von Schmuckkörpermodellen mit Durchbrüchen und feinen Verzweigungen und Ansätzen gestattet, wie sie z. B. durch eine Chaton- oder Körnerfassung gegeben sind.

Die zurzeit praktizierte Modelltechnik hat einen Stand erreicht, der das Einformen der zum Fassen der Edelsteine notwendigen Halteelemente, wie Stotzen, Körner oder Zargen, in einwandfreier Ausführung gestattet. Dadurch wird die spätere Fassertätigkeit erleichtert und der erforderliche Zeitaufwand verringert.

Trotzdem entfällt auf das manuelle Fassen der Steine noch ein hoher Zeitanteil, der sich zu einem hohen Prozentsatz auf die Gesamtherstellungskosten auswirkt. Bei hochwertigen Schmuckwaren muss eine exakte Fassung der Edelsteine gewährleistet sein. Diese Qualitätsanforderung bedingt eine nachträgliche Kontrolle der Fasserarbeit, die zusätzliche Kosten verursacht. Während sich der Kostenanteil der Fasserarbeit bei Schmuckkörpern mit hochkarätigen Steinen in vertretbaren Grenzen hält, wird das Verhältnis um so schlechter, je kleiner die zu fassenden Steine und je grösser ihre Anzahl ist. Die in solchen Fällen angewandte Pavé-Fassung wird als schwierigste und komplizierteste Aufgabe im Repertoire eines Fassers betrachtet.

Insbesondere bei der Herstellung von unechtem Schmuck führte das Missverhältnis zwischen dem Wert des Schmuckstücks und dem Arbeitsaufwand der Steinbefestigung schon frühzeitig zu Überlegungen, die dadurch bedingten hohen Herstellungskosten zu senken. So beschreibt z. B. die im Januar 1933 ausgegebene österreichische Patentschrift 131 193 bzw. die korrespondierende deutsche Patentschrift 597 990 ein Verfahren zur Herstellung von mit Steinen besetzten Schmuckstücken aus plastischen Massen, bei dem das Fassen der Steine im gleichen Arbeitsgang mit dem Giessen oder Pressen des Schmuckstücks erfolgt. Die Guss- oder Pressform ist an der Innenseite mit Ausnehmungen versehen, die genau dem Teil der zu fassenden Steine entsprechen, der im eingegossenen Zustand aus dem Gusskörper hervorschaut. Die lose von Hand eingelegten Steine werden durch vorsichtiges Füllen der Form mit der Vergussmasse miteingegossen.

Nachteile, die sich offensichtlich durch die lose eingelegten Steine ergeben hatten, führten zu dem österreichischen Patent 148 187. Dieses steht im Zusatzverhältnis zum vorgenannten österreichischen Patent und beschreibt eine Verbesserung des vorbeschriebenen Verfahrens, indem Vorkehrungen getroffen werden, die eine ungewollte Lageveränderung und Verschiebung der in die Gussform eingelegten Steine verhindert. Dieses wird dadurch erreicht, dass die Steine z. B. durch starre oder federnde Stifte im Oberteil der Gussform niedergehalten und in ihrer Sollage fixiert werden. Eine andere Möglichkeit der Steinfixierung kann mittels sog. Einsatzstücke erfolgen, die vor dem Giessvorgang auf die in die Form eingesetzten Steine gelegt werden. Diese haben Ausnehmungen an den Stellen der Steine und halten diese in ihrer Sollage. Die Einsatzstücke werden miteingegossen und sollten daher aus dem gleichen Material wie der spätere Schmuckkörper bestehen, um mit diesem einen einheitlichen homogenen Körper zu bilden.

In Verbindung mit der Fixierung der Steine wird auch darauf hingewiesen, dass die Giess- bzw. Spritzgeschwindigkeit erheblich erhöht werden kann. Dieses ermögliche nunmehr auch die Verwendung von metallischen Gussmassen.

Letzteres erscheint höchst zweifelhaft, zumal keine weiteren Angaben darüber gemacht werden, wie die mit dem Ver-giessen von Metallschmelze verbundenen Probleme gelöst werden. Durch das Zusatzverhältnis der beiden Patentgegenstände muss mangels anders lautender Angaben davon ausgegangen werden, dass die beim Gegenstand der österreichischen Patentschrift 148 187 verwendeten Steine gleichfalls Simili-diamanten sind. Bekannterweise handelt es sich bei diesen um gepresste Glassteine. Die Schmelztemperatur unedler Metalle bzw. Metallegierungen, die sich für unechten Schmuck eignen würden, liegt bei mehreren hundert Grad Celsius — ein Temperaturbereich, den Glassteine nicht schadlos überstehen würden. Ganz zu schweigen von den meisten der angegebenen Fixierungsmittel.

Im übrigen ermöglicht das bekannte Verfahren nur einfache Schmuckformen mit im wesentlichen planen Steinaufnahmeflächen. Nur die Verwendung von gepressten und daher untereinander formgleichen Glassteinen ermöglicht einen so exakten Sitz der Steine in den entsprechenden Ausnehmungen der Guss- oder Pressform, dass ein Eindringen der Gussmasse

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in die Ausnehmungen mit Sicherheit vermieden wird. Dieses ist auch nur dann gewährleistet, wenn die Temperatur der Gussmasse sich nicht wesentlich von der der Gussform und der Steine unterscheidet, da bei starker Erwärmung durch den unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Metallform und Glasstein die Passform verlorengehen kann mit der Folge, dass in den sich dabei ergebenden Zwischenraum Gussmasse einfliesst. Nur durch erhebliche Nacharbeit lässt sich dieser Mangel am Schmuckstück selbst beheben.

Seit Jahren ist man auf dem Gebiet des Edelsteinschmucks bemüht, gegenüber der manuellen Fassermethode kostengünstigere Verfahren zu finden. Das der einschlägigen Fachwelt als bekannt zu unterstellende Verfahren gemäss den österreichischen Patentschriften 131 193 und 148 187 hat durch seinen beschränkten Offenbarungsgehalt offenbar keine Anregung geboten. Wie aus der Fachzeitschrift «Gold & Silber, Schmuck & Uhren», Heft 3/1971, Seiten 34 und 35 zu entnehmen ist, wurden bereits eine ganze Reihe von Vorschlägen zur Umgehung der manuellen Fassertätigkeit gemacht. Sie scheiterten jedoch alle entweder an technischer Unzulänglichkeit bzw. Kompliziertheit des Verfahrens oder an zu geringer wirtschaftlicher Effizienz.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden, das bei der serienmässigen Herstellung von Edelsteinschmuck das Fassen der Edelsteine vereinfacht und verbilligt.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch angegebene Erfindung gelöst.

Die erfindungsgemässe Anordnung hat den Vorteil, dass auch bei individuell gestalteten Schmuckkörpern ein manuelles Fassen der Edelsteine vollkommen entfällt. Die Festigkeit des Sitzes der eingegossenen Edelsteine ist bei entsprechender Ausbildung der Gussform so hochwertig und gleichbleibend gut, dass die bisher notwendige Kontrolle entfallen kann. Die Beanspruchung des Schmuckkörpers durch die beim manuellen Fassen auftretende Krafteinwirkung setzte bisher eine gewisse Stabilität der Steinfassung und des gesamten Schmuckkörpers voraus. Diese Forderung entfällt bei der er-findungsgemässen Anordnung, so dass sowohl die Fassung als auch der Schmuckkörper graziler ausgebildet werden können. Mit dieser Möglichkeit ist gleichzeitig eine Einsparung an Edelmetall verbunden.

Anhand von zwei Ausführungsbeispielen wird die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Wachsmodell einer Chaton-Fassung mit eingegossenem Edelstein in schematischer Darstellung.

Fig. 2 das Wachsmodell eines Schmuckkörpers mit eingegossenem Edelstein in schematischer Darstellung.

Fig. 1 zeigt in ausgezogener Linienführung die Teilansicht eines fertigen Wachsmodells 1 eines Schmuckkörpers mit in einer Chaton-Fassung eingegossenem Edelstein 5. Die strichlinierten Teile stellen in schematischer Darstellung die untere und obere Hälfte 6 bzw. 8 einer elastischen Negativform dar, mittels der der vorbeschriebene Wachsabguss hergestellt wird.

Zur Aufnahme des Edelsteines 5 ist die untere Hälfte 6 der Negativform mit einem relativ breiten Zapfen 7 versehen, der am oberen Ende eine trichterförmige Ausnehmung 7a zur Aufnahme des Edelsteines 5 hat. Dieser Zapfen ist so ausgebildet, dass er den gesamten Freiraum zwischen Edelstein und der zu giessenden Chaton-Fassung einnimmt. Dieser wird durch die Stotzen 2 und einen die Stotzen untereinander verbindenden Fussring 3 begrenzt. Wegen des relativ grossen Kopfdurchmessers des Zapfens 7 muss die Bohrung 4 im Fussring 3 entsprechend gross sein. Die verbleibende Stärke des Fussringes gibt der Fassung eine ausreichende Stabilität, da diese nur auf die Halterung des Edelsteines und nicht mehr auf die Druckbeanspruchung beim manuellen Fassen abgestimmt zu sein braucht. Durch die obere Formhälte 8 wird der Edelstein 5 bei zusammengefügter Form mittels einer schalenförmigen Vertiefung 9 in die trichterförmige Ausnehmung 7a gedrückt und dadurch in seiner Lage während des Abgusses fixiert. Die Negativform ist so ausgebildet, dass die sich beim Abguss bildenden Stotzen 2 den Rand des Edelsteines 5 keilförmig umfassen, so dass der Stein formschlüssig mit den Stotzen verbunden ist. Durch die geringe, aber vorhandene Schrumpfung des Gussmaterials beim Erkalten ist ein absolut einwandfreier Festsitz des Edelsteins 5 in der Fassung gesichert. Diese Art der Halterung lässt es auch zu, dass der Edelstein 5 nicht auf dem Rand der Bohrung 4 des Fussringes 3 aufsitzt. Dieses hat den Vorteil, dass ein vermehrter Lichteinfall von unten in Verbindung mit der grossen Bohrung 4 gegeben ist.

Dieses, den Edelstein einschliessende Wachsmodell wird in der eingangs beschriebenen, herkömmlichen Weise in einer Küvette in Einbettungsmaterial eingegossen. Auf den weiteren Prozess wird noch eingegangen.

Fig. 2 zeigt in ausgezogener Linienführung das fertige Wachsmodell 10 eines Schmuckkörpers mit in Zargenfassung 11 eingegossenem Edelstein 13. Die strichlinierten Teile stellen auch hier in schematischer Darstellung die untere und obere Hälfte 14 bzw. 16 einer elastischen Negativform dar, mittels der der vorbeschriebene Wachsabguss hergestellt wird. In gleicher Weise wie beim vorbeschriebenen Beispiel ist die untere Hälfte 14 der Negativform mit einem Zapfen 15 versehen, dessen äussere Kontur der gewünschten Ausnehmung im unteren Teil des Fassungsbereichs des Schmuckkörpers entspricht. Zur Aufnahme des Edelsteines 13 ist der Zapfen mit einer trichterförmigen Ausnehmung 15a versehen. Die obere Hälfte der Negativform enthält eine der Oberflächenwölbung des Edelsteines 13 entsprechende schalenförmige Vertiefung 17, die die Steinoberfläche bei zusammengefügter Form bis auf eine schmale Randzone abdeckt. Gleichzeitig wird der Stein in die trichterförmige Ausnehmung 15a gedrückt und während des Abgusses fixiert. Das Gussmaterial - ob Wachs oder später das Metall - schliesst den Edelstein 13 in der dargestellten Weise im Bereich der von der Form freigelassenen Flächen vollkommen ein. Der Übergriff des Gussmaterials im Bereich der Zarge 11 ist so vollständig und nahtlos, wie er durch keine manuell bewirkte Fassung erreicht wird.

Zum Metallabguss wird das in vorbeschriebener Weise hergestellte Wachsmodell alleine oder mit anderen in Form eines Wachsbäumchens in einer Küvette in herkömmlicher Weise in Einbettungsmaterial eingehüllt.

Beim Ausschmelzen des Wachses und Ausbrennen der Küvette bzw. des Einbettungsmaterials ist auf die in der Gussform verbleibenden Edelsteine Rücksicht zu nehmen.

Es hat sich gezeigt, dass sich bei einer Anheizzeit von etwa 4 Stunden auf eine Temperatur nicht über 500° C und einer Ausbrennzeit von etwa 30 Minuten eine für den Schleuderguss ausreichende Verfestigung des Einbettungsmaterials ergibt. Wie Versuche ergeben haben, nehmen die gängigsten Edel-und Halbedelsteine, z. B. Brillanten, Saphire, Rubine und Granate, Aquamarine, Topase, Bergkristalle - um einige zu nennen - bei einer derartigen Wärmebehandlung keinen Schaden.

Die Gusstemperatur des geschmolzenen Metalls, vorzugsweise eine Goldlegierung, beträgt 1100° C. Durch die relativ niedrige Küvettentemperatur, die zum Zeitpunkt des Ein-schleuderns unter 500° C liegt, besteht ein relativ hohes Temperaturgefälle zwischen der Metallschmelze und der Gussform. Durch die schnellere Abkühlung wird eine Gefügeverbesserung erreicht, was eine Qualitätsverbesserung darstellt. Die Küvette wird anschliessend bei Raumtemperatur auf ca. 100° C abgekühlt und die Gussrohlinge mit den in vorbeschriebener Weise eingegossenen Edelsteinen aus der Guss5

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form gelöst. Die anschliessende Oberflächenbehandlung erfolgt in herkömmlicher Weise, wobei bei der Wahl der Poliermittel auf den Härtegrad der Edelsteine Rücksicht genommen werden muss.

Die anhand von zwei Fassungsarten beispielsweise erläu- 5 terte Erfindung lässt sich bei nahezu allen gängigen Fassungssystemen anwenden.

Eine Bedingung stellt das vorbeschriebene Prinzip. Die Grösse der zu fassenden Steine liegt in einem relativ engen Toleranzbereich, was eine entsprechende Sortierung verlangt. Diese Anforderung wird aber auch bei hochwertigem Schmuck gestellt, der auf individueller Basis hergestellt wird.

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1 Blatt Zeichnungen