Verfahren zur Festlegung eines Edelsteinschliffs mit hoher Reflektion, Verfahren zum Schleifen eines Edelsteins mit hoher Reflektion sowie geschliffener Edelstein mit hoher Reflektion
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Festlegung eines Edelsteinschliffs mit hoher Reflektion, ein Verfahren zum Schleifen eines Edelsteins mit hoher Reflektion sowie einen geschliffenen Edelstein mit hoher Reflektion.
Die Reflektion oder Lichtausbeute eines Edelsteinschliffs hängt im Wesentlichen von der Größe und Anzahl der Facetten sowie von den Winkeln ab, welche die Facetten miteinander bilden. Es hat in der Vergangenheit nicht an Versuchen gefehlt, die in der Praxis verwendeten Edelsteinschliffe zu verbessern oder neue Schliffe zu gestalten. Diese Versuche beruhen einerseits auf empirischen Schleifversuchen oder auf einfachen Berechnungen, in weiche auch die Lichtbrechung des zu schleifenden Rohmaterials einging.
So werden beispielsweise in der DE-AS 1 557 625 Kombinationen von Oberteilhauptfacettenwinkeln und Unterteilhauptfacettenwinkeln für verschiedene Mineralarten angegeben, beispielsweise 27°/36° für Diamant, 25°/49° für Quarz, 24°/45° für Turmalin, 29°/38° für Granat, 28°/ 40° für Beryll und 28°/39° für Korund.
Allen diesen Winkelkombinationen ist gemeinsam, daß die Unterteilhauptfacettenwinkel größer sind als die Oberteilhauptfacettenwinkel.
Auch aus der DE 42 10 995 A1 sind derartige Schliffe, insbesondere für Diamant, bekannt mit Winkelkombinationen von 24,5°/39,5° oder von 33,5°/41,5°.
Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß die in der Literatur genannten Winkelkombinationen noch nicht die optimale Lichtausbeute für die zu schleifenden Edelsteine liefern und daß eine systematische Angabe der optimalen Winkelkombinationen für sämtliche zu schleifenden Materialien mit unterschiedlichen Werten der Lichtbrechung höchst wünschenswert wären.
Aus der Patentschrift US-A-4 083 352 ist bereits ein Verfahren bekannt die OHFW mit den UHFW in Abhängigkeit der Lichtbrechung zu korrelieren. Diese Schrift kommt unter Verwendung einer relativ einfachen Formel zu anderen Lösungen wie die vorliegende Erfindung, insbesonders zu deutlich steileren OHFW.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Festlegung eines Edelsteinschliffs, ein Verfahren zum Schleifen eines Edelsteins sowie einen geschliffenen Edelstein anzugeben, wobei unter Berücksichtigung der Lichtbrechung des zu schleifenden Materials bei Verwendung der angegebenen Winkelwerte eine optimale Lichtausbeute erzielbar sein soll.
Diese Aufgabe wird durch Verfahren mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 12 sowie durch einen geschliffenen Edelstein mit den Merkmalen des Patentanspruchs 23 gelöst. Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Durch systematische Schleifversuche sowie durch systematische Berechnungen der Reflektion (Lichtausbeute) in Abhängigkeit von zuvor gewählten Schliffwinkeln unter Simulation verschiedener Beleuchtungsbedingungen wurde gefunden, daß sich eine optimale Reflektion nur in einem eng begrenzten Bereich des Unterteilhauptfacettenwinkels von 41° bis 44° verwirklichen läßt. In Abhängigkeit von einem Unterteilhauptfacettenwinkel zwischen 41° und 44° und der mittleren Lichtbrechung des zu schleifenden Rohmaterials n zwischen 1,50 und 3,00 ergibt sich jeweils eine relativ eng beschränkte Anzahl von Winkeln für die Oberteilhauptfacetten, für welche sich eine hohe Reflektion bei den geschliffenen Edelstein ergibt. Dieser Winkelbereich wird als Bereich bevorzugter Winkel bezeichnet. Die höchste Lichtausbeute ergibt sich für einen in der Regel geringeren Winkelbereich besonders bevorzugter Winkel.
Ein Edelsteinschliff mit hoher Reflektion läßt sich somit für einen vorhandenen natürlichen oder synthetischen Rohstein so festlegen, daß eine optimale Ausnutzung des vorhandenen Rohmaterials erfolgt. Die Festlegung des Schliffs kann dabei ohne weitere technische Hilfsmittel unter Berücksichtigung der angegebenen technischen Lehre erfolgen. Es läßt sich jedoch auch computergesteuert zu dem vorhandenen Rohstein ein Schliff mit optimaler Lichtausbeute festlegen. So kann beispielsweise ein Rohstein zunächst mit Hilfe bereits bekannter computergesteuerter Systeme optisch in seinen Dimensionen vermessen werden. Die Anpassung eines Schliffs an die geforderte Dimension ist ebenfalls Stand der Technik. Gibt man in den rechnergesteuerten Automaten nunmehr die auf Grund der Erfindung bevorzugten Winkelkombinationen und die Lichtbrechung des zu schleifenden Materials ein, so läßt sich automatisch ein Schliff mit hoher Reflektion und optimaler Materialausbeute (Gewicht) erzielen.
Das Schleifen des Edelsteins mit diesen so ermittelten Werten kann von Hand oder automatisch erfolgen, gegebenenfalls ohne den Stein nach der optischen Vermessung nochmals manuell zu handhaben. Derartige Vermessungs- und Schleifautomaten sind Stand der Technik und kommerziell erhältlich.
Bei natürlichen Rohmaterial läßt sich ein fertiger Edelstein mit Facetten naturgemäß nur durch einen Schleifvorgang erhalten. Bei synthetischen Material, z.B. Glas ergeben sich weitere Möglichkeiten durch Gießen, Pressen, Formen etc., welche als Äquivalent zum Schleifvorgang bei natürlichen Materialien anzusehen sind. Der Oberteilhauptfacettenwinkel ist von 0° verschieden. Es kannaberzusätzlich eine Tafel von 0° vorhanden sein. Neben den Oberteilhauptfacetten und den Unterteilhauptfacetten können weitere Nebenfacetten vorhanden sein, wobei sich eine besonders hohe Lichtausbeute ergibt, wenn die Oberteilhauptfacetten in dem Bereich bevorzugter Winkel und die Oberteilnebenfacetten in dem Bereich bevorzugter Winkel liegen.
Die Edelsteine können mit einer geraden und/oder einer ungeraden Anzahl von Oberteilhauptfacetten oder Unterteilhauptfacetten geschliffen sein, wobei die Anzahl der Oberteilhauptfacetten gleich oder ungleich der Anzahl der Unterteilhauptfacetten sein kann. Eine besonders hohe Lichtausbeute ergibt sich bei allen geradzahligen und bei einer ungeradzahligen Anzahl von Facetten größer als 13.
Die Kanten der Oberteilhauptfacetten und die der Unterteilhauptfacetteh können an der Rondistebene aufeinanderstoßen, die Flächen können aber auch gegeneinander versetzt angelegt sein.
Die Rondistebene kann jede beliebige Form aufweisen, z.B. rund, oval, viereckig, rechteckig etc.. Dabei kann die Rondiste als Kante zwischen den Unterteil- und den Oberteilfacetten ausgebildet sein, sie kann aber auch aus einer oder mehreren gerundeten oder ebenen Flächen beliebiger Höhe bestehen.
Die Erfindung wird in der Folge mit Hilfe der Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:
In der Fig. 1 bis 7 sind die Gruppen bevorzugter (dunkelgrau) Oberteilhauptfacettenwinkel (OHFW) in Abhängigkeit von der Lichtbrechung des zu schleifenden Materials und vom Unterteilhauptfacettenwinkel (UHFW) dargestellt, die Werte sind explizit auch aus der Tabelle entnehmbar. Für nicht explizit angegebene Werte von n und nicht angegebenen Unterteilhauptfacettenwinkel, daher für Zwischenwerte zwischen ganzzahligen Gradangaben von 41° und 44°, ergeben sich bevorzugte Oberteilhauptfacettenwinkel für den Fachmann leicht durch Interpolation.
In Fig. 8 sind Schliffe schematisch dargestellt, bei denen die Rondiste 6 aus einer runden ringförmigen Fläche zwischen Unterteilhauptfacetten 3 und Oberteilhauptfacetten 4 gebildet ist.
Die Unterteilhauptfacettenwinkel 1 liegen zwischen 41° und 44°, die Oberteilhauptfacettenwinkel 2 entsprechen in Abhängigkeit von der Lichtbrechung n einem Winkel aus der Gruppe bevorzugter Winkel. In der linken Spalte (a) sind Schliffe ohne Tafel gezeichnet, bei den Schliffen in der Mitte (b) beträgt der Durchmesser der Tafel 5 etwa 50% des Durchmessers der Rondiste 6.
In Fig. 9 sind verschiedene Formen der Rondiste 6 dargestellt. Sie kann aus einer gerundeten Fläche (a) oder aus mehreren ebenen Facetten 7 bestehen (b, d, e). Dabei können die Rondistfacetten 7 unterschiedliche Höhen H aufweisen, sie können in einem Winkel von 90° gegen die Rondistebene angeordnet sein (b, d), aber mit dieser einen Winkel ungleich 90° bilden (e). In Fig. 9 (c) ist ein Schliff dargestellt, bei dem die Oberteilhauptfacetten 4 und die Unterteilhauptfacetten 3 eine gemeinsame Kante bilden, die Rondiste 6 somit aus einer einzelnen Linie besteht.
In Fig. 10 sind verschiedene Teilungen der Oberteilhauptfacetten 4 und Unterteilhauptfacetten 3 dargestellt. Dabei können bei gleicher Teilung die Facettenkanten an der Rondiste auf einandertreffen (a) oder gegeneinander versetzt sein (b). Die Anzahl der Oberteilhauptfacetten 4 kann kleiner sein als die der Unterteilhauptfacetten 3 (c) oder umgekehrt (d).
Als Unterteilhauptfacetten 3 sind bei mehreren Facettenreihen diejenigen anzusehen, die sich von der Spitze bis zur Rondiste erstrecken (Fig. 11 a) oder diejenigen, welche die unterste Facettenreihe bilden und an der Spitze zusammenlaufen (Fig. 11 b).
Als Oberteilhauptfacetten 4 sind bei (mehreren Facettenschliffen) diejenigen zu verstehen, die sich von der Rondiste bis zur Tafel erstrecken (Fig. 11 a) oder diejenigen welche bei drei Facettenreihen die mittlere Facettenreihe bilden (Fig. 11 b) oder diejenigen welche bei zwei Facettenreihen der Rondiste am nächsten liegen.
In Fig. 11 (a) ist ein Brillantschliff, in Fig. 11 (b) ein Treppenschliff dargestellt. In Fig. 11 (c) sind die Oberteilfacetten 4,8 ringförmig in Form von kegeligen Reflektionsbahnen angelegt.