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Blech-Blasinstrument.
Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an Blech-Blasinstrumenten mit Dreh-oder Schubventilen, u. zw. hauptsächlich darauf, dass der Luftwiderstand auf ein Mindestmass gebracht wird, um die Wirksamkeit der Strömungsenergie der eingeblasenen Luft auf ein möglichst hohes Mass zu bringen.
Dies wird vor allem dadurch erreicht, dass der in der Luftströmrichtung erste Kanal jedes Ventils sanfter gekrümmt ist als-der andere Kanal, und dies hat zur Folge, dass das Instrument leichter anspricht. Durch entsprechende Anordnung der Ventilkanäle (Versperrungen) bzw. ihrer Abdeckung durch die Gehäusewandung kann auch eine hohe Gleichmässigkeit im Klangcharakter der Töne bei geschlossenen Ventilen (Naturtöne) und auch bei offenen Ventilen (Ventiltöne) erhalten werden.
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der Ventile verkleinert wird, was durch eine elliptische Querschnittsgestaltung der Kanäle erreicht wird.
Andere Verbesserungen sollen an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen geschildert werden.
Die Fig. la und lb zeigen in schematischer Darstellung die bisher gebräuchlichen Drehventile, wie sie z. B. bei Instrumenten nach Fig. 2c-benutzt werden. Dabei sind die Kanäle h und n innerhalb des Ventilkörpers symmetrisch angeordnet, ebenso-wie die Ein-und Austrittstutzen He, Ne und Ha und Nr für die Haupt-und Nebenrohrleitungen. In der Stellung der Fig. la ist die Nebenrohrleitung eingeschaltet und, wird das Ventil um 900 gedreht (Fig. lb), so ist die Nebenrohrleitung ausgeschaltet.
Die Ein-und Ausmündungen der Haupt-und Nebenrohrstutzen sind im Ventilgehäuse so angeordnet, dass die Mittelpunkte dieser Stutzen in den Eckpunkten eines Quadrates a., ss, t (, 0, liegen. Wie man sieht, sind hier die Luftwege von He nach Ne und Nr, Ha in gleichem Masse gekrümmt.
,-Die Fig. 2a-und 2b zeigen nun eine Ausführungsform des Drehventils gemäss der Erfindung, wobei der Kanal n schwächer gekrümmt ist als der Kanal h. Dies bedingt selbstverständlich eine Un- symmetrie in der ganzen Anordnung, und die Mittelpunkte der Ein- und Austrittstutzen He, Ne, Nr und Ha liegen hier an den Eckpunkten einesgleiehseitigenFünfeeL-es a, S, wobeiaber der Eckpunkt ss leer ausgeht. Soll die Nebenrohrleitung, die gemäss Fig. 2a eingeschaltet ist, ausgeschaltet werden, so muss das Ventil in die Stellung nach Fig. 2b gedreht werden, aber nicht mehr um 900, sondern nur um 720, wobei dann die beiden Stutzen He und Ha durch den Kanal h miteinander verbunden werden.
Ist die Nebenrohrleitung eingeschaltet (Fig. 2a), so wird der bei He eintretende Luftstrom infolge der schwachen Krümmung des Kanals n nur einen geringen Widerstand finden und kann mit einer grösseren Wucht in die Nebenrohrleitung einströmen, als dies bei den bekannten Ventilen möglich ist.
Der Querschnitt der Kanäle A und n bei der bekannten Ausführungsform nach Fig. l ist kreisrund, und der Durchmesser D des Ventilgehäuses ist daher zweimal so gross wie der Durchmesser d eines Kanals.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 haben die Kanäle n und h elliptische Querschnitte (vgl. die strichpunktierte Ellipse auf der linken Seite in der Fig. 2a), wobei die kleine Achse b dieser Ellipse in der Querschnittmittelebene des Ventilgehäuses und die grosse Achse a in der Richtung der Achse des Ventilgehäuses liegt. Bei gleichbleibender Querschnittfläche der Kanäle n und & kann nun der Durchmesser D des Ventils verkleinert werden.
Die Fig. 3 zeigt die gebräuchliche Art des Antriebs des Ventils nach Fig. l, und das eingezeichnete Kräfteparallelogramm lässt erkennen, dass gerade am Beginn der Eröffnungsbewegung, wo das Stängelchen S den herzförmigen Flügel F entgegengesetzt dem Drehungssinn des Uhrzeigers drehen soll, eine sehr ungünstig wirkende Komponente P2 durch die Drehachse hindurch hervorruft und nur eine verhältnismässig kleine Komponente pi der von dem Stängelchen S ausgeübten Kraft p tangential wirkt. Fig. 5 zeigt, wie diese Antriebsverhältnisse im Sinne der Erfindung gebessert werden können, u. zw. durch eine unsymmetrische Ausbildung des Flügels F derart, dass die von dem Stängelchen S ausgeübte Kraft von vornherein mehr oder minder genau tangential wirkt.
Da das neue Drehventil überdies nur um 720 gedreht zu werden braucht, so gestalten sich die ganzen mechanischen Antriebsverhältnisse hiedurch günstiger, u. zw. nicht bloss für die Eröffnungsbewegung, sondern auch für die Schliessbewegung. Dabei kann man den Anschlagstift a, selbstverständlich bei entsprechender Ausbildung und Anordnung der beiden Nasen des Flügels, an eine solche Stelle bringen, dass auch am Anfang der Rückbewegung ein Hängenbleiben ausgeschlossen ist. Fig. 2c zeigt als Beispiel eine Trompete mit Ventilen nach den Fig. 2.
Die Fig. 4a und 4b zeigen eine andere Ausbildung eines besonders für Waldhörner geeigneten Drehventils mit drei Kanälen , A und M, die alle drei mit elliptischem Querschnitt ausgeführt sein können.
Hier ist für die Hauptrohrleitung, wenn die dazu senkrecht abzweigende Nebenrohrleitung ausgeschaltet ist (Fig. 4b), ein vollkommen geradliniger Durchgang geschaffen, während bei eingeschalteter Neben-
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rohrleitung (Fig. 4a) die Krümmungsverhältnisse etwas ungünstiger liegen als bei den gebräuchlichen Ventilen nach Fig. 1. Günstiger sind hier wieder die Antriebsverhältnisse, weil das Ventil nur um 45 gedreht zu werden braucht.
Die Fig. 6a und 6b zeigen ein Schub-oder Kolbenventil, das in der Stellung der Fig. 6a die Nebenrohrleitung einschaltet und bei der Stellung der Fig. 6b die Nebenrohrleitung ausschaltet, wobei dann die Hauptleitung von Ha nach He geradlinig durch den Kanal h hindurchgeht. Auch die Krümmung der die Nebenrohrleitung einschliessenden Kanäle nl und n2 bedingen eine nur schwache Krümmung des Luftstromes. Die beiden Stellungen der Fig. 6 kommen durch eine axiale Verschiebung des Ventilkolbens zustande, u. zw. durch einen Mechanismus, wie er in Fig. 6c dargestellt ist. Der Ventilkolben K ist dabei in einem Gehäuse G axial verschiebbar gelagert und durch eine Feder t belastet.
Die Kolbenstange g wird an einem Röllehen r von einem Arm w eines Winkelhebels angefasst, der durch eine Zugstange geschwenkt werden kann, wodurch der Ventilkolben entgegen der Belastung der Feder f verstellt wird.
Die Fig. 6e zeigt eine andere Ausführungsform des Antriebes eines solchen Kobenventils mittels eines Zugorgans z (Draht, Saite od. dgl.), das an einem Sektor ws befestigt ist. Die Fig. 6f zeigt eine dritte Ausführungsform des Antriebsmechanismus eines solchen Kolbenventils, wobei der Arm w die Kolbenstange g bei Betätigung durch die Zugstange in das Gehäuse G unter Überwindung der Kraft einer Belastungsfeder hineindrückt, während bei der Ausführungsform nach Fig. 6c die Kolbenventilstange durch den Arm w zum Zwecke der Verstellung aus dem Gehäuse G herausgezogen wird. Die Fig. 6d zeigt einen Korpus einer Tenor-Bass-Zugposaune mit Quartventil nach den Fig. 6 und 6c.
Zur Erhöhung der Leichtbläsigkeit des Instrumentes empfiehlt es sich, die Nebenrohrleitung in der Luftströmrichtung allmählich zu erweitern. Dies hat zur Folge, dass der Querschnitt des Nebenrohrstutzens Ne bei den verschiedenen Ventilkonstruktionen, wo die Nebenrohrleitung von dem Ventil abzweigt, kleiner ist als der Nebenrohrstutzen Nr, wo die Nebenrohrleitung in das Ventil zurückgeführt wird. Dementsprechend müssen dann auch die Ventilkanäle gestaltet werden.
Der Kanal da bei den Ausführungsformen nach den Fig. 6, 6c, 6e und 6f hat den Zweck, einen Luftausgleich an den beiden Seiten des Kolbenventils bei dessen axialer Bewegung zu ermöglichen. Anstatt dieses Kanals können auch Druckausgleichlöcher und l2 im Ventilkolben angebracht werden.
Die Fig. 7a, 7b und 7c zeigen ein Drehkolbenventil, bei welchem zum Unterschied von dem Dreh- ventil nach den Fig. 1, 2 und 4 die Kanäle h, n1 und n2 in verschiedenen Ebenen liegen. Dabei können auch sehr günstige Krümmung-un Versperrungsverhältnisse gewählt werden. Ungünstiger sind derartige Ventile aber aus dem Grunde, weil auch hier wieder eine Drehung um 900 erforderlich ist.
Ventile, wie sie in den Fig. 6a bis 6f gezeigt sind, können vorteilhaft bei Zugposaunen mit Doppelzug nach den Fig. 8A und 8B angewendet werden, u. zw. an dem unteren Kreuzungspunkt zwischen Hauptund Hilfszugteil, wobei der Hauptzug mit und Z2 und der Hilfszug mit Z3 und Z4 bezeichnet ist. Das Ventil V wird dabei durch die Zugstange s betätigt, und man kann je nach der Einstellung des Ventils den Hilfszug ein-oder abschalten. Haupt-und Hiliszug werden gemeinschaftlich, wie üblich, aus-und eingeschoben ; doch wird in dem einen Fall der Hiliszug mitwirken und in dem andern nicht. Es ist klar, dass auf diese Weise der Tonbereich des Instrumentes ganz bedeutend erweitert werden kann.
Wenn bei Abschluss des Ventils V der Hilfszug gesperrt ist und mit dem Hauptzug leer mitläuft, so muss die Luft aus dem Hilfszug beim Einschieben entweichen und beim Ausschieben in den Hilfszug eindringen können, wenn Störungen vermieden werden sollen. Zu diesem Zwecke muss das Ventil V, welches im Wesen den in den Fig. 6 dargestellten entsprechen kann, eine kleine Änderung erfahren, wie sie in den Fig. 8c und 8d dargestellt ist. Das Ventil enthält nämlich noch einen Nebenkanal 1, der mit dem Hilfszugstutzen Ne beim geschlossenen Ventil, wo lIa und He durch h verbunden ist, kommuniziert, und dieser Kanal I führt zu einer Öffnung L im Ventilgehäuse, die ins Freie mündet.
Diese Öffnung L des Ventilgehäuses kann auch nach Art eines kurzen Tropfschnabels ausgebildet sein, durch welchen die Feuchtigkeit abtropfen kann. Zur Entwässerung des Hauptzuges dient der Tropischnabel wa, der bei halbem Kolbenventilhub mit dem Kanal h kommuniziert.
Der Gedanke der Entwässerung bei einer Zwischenstellung des Ventils kann, wie die Fig. 9a, 9b und 9s zeigen, auch bei einem Drehventil verwirklicht werden, wo gezeigt ist, wie die Gehäusebohrung r' in einer Mittelstellung des Ventils mit dem Tropischnabel wa in Verbindung steht.
Die Fig. 10a, 10b und 10c zeigen ein Kolbenventil mit sehr guter Luftführung, wie es für die verschiedensten Blech-Blasinstrumente verwendet werden kann.
Die beiden Kanäle n, und n2 sind hier so angeordnet und gestaltet, dass der eine n1 in einer Ebene des Kolbens liegt und den Zweck hat, je nach Einstellung entweder die Hauptrohrstutzen He und Ha oder aber denHauptrohrstutzenHe mit dem Nebenrohrstutzen Ne zu verbinden, und der zweite Kanal n2 von der Ebene des ersten Kanals in eine zweite, dazu parallele Ebene führt undden Zweck hat, bei entsprechender Einstellung, wenn He mit Ne verbunden ist, den in dieser zweiten Ebene liegenden Nebenrohrstutzen mit dem Hauptrohrstutzen Ha zu verbinden.
Charakteristisch für diese Ventilkonstruktion ist die Anordnung der Ein-und Austrittstutzen an den Eckpunkten eines gleichseitigen Dreieckes < x, ss, f' Ein diesem Kolbenventil entsprechendes Drehkolbenventil mit gleicher Kanalgestaltung ist in den Fig. lla, 11b, 11e und 11d dargestellt.
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