AT505707A1 - Bügel für ein blasinstrument insbesondere fagottabguss - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG:

Die Erfindung betrifft einen Bügel für Blasinstrumente, insbesondere einen Fagottatv'-'ss. Blasinstrumente bestehen aus einem Zylindrischen oder konischen Rohr, an dessen einem Ende sich ein Mundstück als Schwingungserreger befindet, und dessen gegenüberliegendes Ende offen ist. Beim Anblasen des Instruments durch das Mundstück entsteht innerhalb des Rohrs eine Schwingung als stehende Longitudinalwelle.

Diese stehende Longitudinalwelle bildet sich durch in Längsrichtung periodisch hin- und herschwingende Luftteilchen deren Schwingungsbewegung sich als Bewegungsimpuls und Druckimpuls ebenfalls in Längsrichtung des Rohres mit Schallgeschwindigkeit fbrtpflanzt. Dieser stehenden Longitudinalwelle ist eigen, dass sie ein oder mehrere stationäre Schwingungsknoten aufweist. Je näher sich die Schwingenden Luftteilchen an den Schwingungsknoten befinden , desto mehr geht der Bewegungsimpuls in einen Druckimpuls über sodass an den Schwingungsknoten kein longitudinales Schwingen der Luftteilchen mehr erfolgt, sondern lediglich ein periodisches Ansteigen und Absinken des Luftdrucks. Je weiter sich die Luftteilchen von den Schwingungsknoten entfernt befinden, desto größer ist die longitudinale Auslenkung der Luftteilchen und desto mehr wird der Schwingungsimpuls als Bewegungsimpuls weitergegeben, sodass bei maximaler Entfernung von den Schwingungsknoten ein Schwingungsbauch entsteht bei dem die Bewegungsamplitude maximal ist, bei minimaler Druckamplitude.

Unterschiedliche Tonhöhen werden hergestellt durch Verlängern oder Verkürzen des geschlossenen Teils des Rohres, wodurch sich die Länge der schwingenden Welle verändert. Bei Metallblasinstrumenten erfolgt dies durch Zu- oder Abschalten weiterer Rohrteile mit Hilfe von Ventilen, bei Holzblasinstrumenten mit Hilfe von seitlich am Rohr angebrachten Löchern, die mit den Fingern oder einem Klappenmechanismus geschlossen gehalten oder geöffnet werden.

Bauartbedingt kann dieses Rohr bei Instrumenten mit Ventilen und bei größeren Holzblasinstrumenten nicht in gerader Form konstruiert werden sondern muss, oft mehrfach, umgelenkt werden .Diese als Bügel bezeichnete U-förmigen Rohrbögen müssen so konstruiert sein, dass sie die Schwingung der Luft möglichst wenig beeinflussen. Bauartbedingt ergeben sich häufig Krümmungswinkel von 180° mit extrem engen Krümmungen, deren mittlerer Krümmungsradius kleiner ist als der Rohrdurchmesser. Die bekannten Bügel werden teilweise fest mit dem Instrumentenkorpus verbunden, beispielsweise verlötet, meist zerlegbar befestigt indem der Bügel in die beiden zu verbindenden Rohrteile eingeschoben wird, wie das in Pat. Nr. US3861264 dargestellt wird, oder beim Fagott üblicherweise mit einer Flansch-Verbindung. Der bekannte Fagottabguss besteht in seiner gebräuchlichsten Form aus einem U-förmigen Rohrbogen der mit einer Flanschplatte fest verbunden ist die an den Anschlussstellen des Rohrbogens 2 entsprechende kreisförmige Durchbrechungen aufweist und mit 2 Schrauben an die Stirnfläche des Fagott-Stiefels gepresst wird, so dass die 2 hier ausmündenden parallelen Bohrungen des Fagott-Stiefels mit dem Fagottabguss zu einem durchgehenden um 180 Grad umgelenkten Rohr verbunden werden. Zwischen der Stirnfläche des Fagott-Stiefels und der Abussplatte befindet sich üblicherweise eine Dichtungsplatte von 2-3mm Stärke, somit wird der Rohrverlauf im Fagottabguss aus der Dichtungsplatte, der Abgussplatte und dem Rohrbogen gebildet, wobei der Rohrverlauf im Bereich der Dichtung und der Abgussplatte gerade ist, die Umlenkung erfolgt erst im Rohrbogen. Allgemein bekannt ist, dass die Funktion eines gebogenen Rohrs besser ist je größer sein Krümmungsradius im Verhältnis zum Rohrdurchmesser ist. Innerhalb der traditionellen Bauart der Blasinstrumente kann dies nur begrenzt berücksichtigt werden. ·· · ·· «· ···· · • · ·· · ·· 0 0 0 • · · · · ······ ······ · ··« ······ · « ·· ··· ·· ···· ··· ·

Patent Nr. DE 88 09 762 U1 beschreibt einen Fagottabguss mit kreisförmigen Querschnitt mit möglichst absatzfreien Übergängen zwischen den Bohrungsausmündungen an der Stiefel-Stirnseite und dem Fagottabguss bei dem die beiden Rohrenden über die Flanschplatte hinausragen und in die entsprechenden Bohrungen des Stiefels eingeschoben werden, die Abbildung Fig.2 zeigt auch einen Fagottabguss wie er gebräuchlich ist mit der bekannten Abgussplatte und einer Dichtung

Patent Nr. US3094032 beschreibt einen Fagottabguss in einer Ausführung als Stimmzug, mit kreisförmigem Rohrquerschnitt, ohne Flansch und ohne Dichtung

Pat. Nr. DE19845171 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Fagottabgusses mit einem sich konisch verjüngendem Rohrbogen, mit kreisförmigem Rohrquerschnitt. Die Abbildung zeigt den Abgussbogen mit bekanntem Flansch, ohne Dichtung, in einer speziellen Ausführung mit in die Stiefelbohrungen hineinragenden Rohrendstücken.

In Pat. Nr. DE19859214 wird ein Bügel beschrieben der die Störungen der Rohrumlenkeng durch eine besondere Form der Biegung vermindert, der Rohrquerschnitt ist kreisförmig die Erfindung kann nur bei relativ weit auseinanderliegenden Rohrteilen Anwendung finden.

Der Rohrquerschnitt aller bekannter Bügel ist kreisförmig.

Durch den engen Krümmungsradius ergeben sich unterschiedliche Weglängen innerhalb des Rohres, je nachdem ob an der engsten Krümmung der Rohrinnenwand oder an der weitesten Krümmung der Rohrinnenwand gemessen wird. Diese Unterschiede der Weglängen betragen beispielweise bei einem Fagottabguss im gekrümmten Abschnitt des Rohres das 6 bis 7fache.

Diese Unterschiedlichen Weglängen wirken sich insbesondere in jenen Bereichen der stehenden Longitudinalwelle in denen sich der Schwingungsimpuls vorwiegend als Bewegungsimpuls fortpflanzt störend auf die Weitergabe des Schwingungsimpulses aus, da auf Grund der unterschiedlichen Weglängen ein paralleles und zeitgleiches Schwingen der Luftteilchen erschwert wird, bzw. unmöglich wird, was einerseits zu erhöhter Reibung und damit Energieverlust innerhalb der Luftteilchen führt und anderseits zur Wirbelbiidung führt, die eine geordnete Weitergabe des Bewegungsimpulses behindert. Weniger von Bedeutung ist dieser Effekt im Bereich der Schwingungsknoten, da hier lediglich ein Druckimpuls weitergegeben wird. Deshalb ist der störende Einfluss des Bügels mit extrem engem Krümmungsradius bei solchen Tönen von größerer Bedeutung, dessen Schwingung in der Nähe des Bügels einen Schwingungsbauch aufweist.

Die Grundströmung der durchgeblasenen Luft wird zwar durch enge Rohrkrümmungen ebenfalls gestört wird, bzw. können auch hier Reibungsverluste und Wirbelbildung auftreten, die Grundströmungsgeschwindigkeit bei Blasinstrumenten ist aber relativ gering, sodass dies hier von untergeordneter Bedeutung ist.

Diese Störung der geordneten und parallelen Fortpflanzung des Druckimpulses bewirkt dass einzelne Töne des Blasinstruments sowohl an Volumen verlieren, als auch instabil werden, was vom Spieler nur teilweise durch erhöhten Blasdruck und besondere Technik der Tonbildung ausg .glichen werden kann. 2. ·· · ·· ·· ·· • ···· · · · · • · · · · · ·· ··· ·· ·*·· ··· ···· ♦ • · · • ··· · · • ···· • · • ··· · • · ♦ · · · ·· • · · · · ·

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde den störenden Einfluss der engen Bügel weitgehend zu verringern, ohne dabei die mittlere Bogenlänge, das Gesamtvolumen des Rohrbogens, und die Größe der einzelnen Querschnittsflächen wesentlich zu verändern, da diese 3 Größen für die Tonbildung des Blasinstruments wesentlich sind. Weiters soll die Erfindung es ermöglichen auch bestehende Instrumente durch einfaches Austauschen des Bügels, insbesondere des Fagottabgusses zu verbessern.

Diese Aufgabe wird gelöst, indem der Unterschied der Weglängen im Inneren des R irbogens in den Randbereichen weitgehend angeglichen wird, was durch die erfindungsgemäße Form des Querschnittsprofils ermöglicht wird, dessen Größe der Querschnittsfläche im wesentlichen der Querschnittsfläche eines Bügels mit kreisförmigem Querschnitt entspricht.

Durch den Wegfall der extrem kurzen und extrem langen Wegstrecken im inneren des Rohrbogens kann die sich fortpflanzende Schwingungsbewegung der Luftteilchenwesentlich gleichmäßiger erfolgen was sich positiv auf das Schwingungsverhalten der gesamten stehenden Welle auswirkt. DieTöne des Instruments schwingen stabiler,der Klang wird voluminöser.

Erfindungsgemäß wird der Rohrbogen mit annähernd ovalem Querschnitt ausgeformt, in der Weise dass sich der geringere Durchmesser des ovalen Rohres zwischen Krümmungsinnenseite und Krümmungsaußenaussenseite befindet und der größere Durchmesser senkrecht zur Ebene der Rohrkrümmung steht.

Da die an den Bügel anschließenden Rohrenden des Instrumentenkorpusses einen kreisrunden Querschnitt aufweisen wird in einer bevorzugten Ausführung der Erfindung der Bohrungsquerschnitt an beiden Anschlußstellen kontinuierlich von einem Kreisförmigen in den ovalen Querschnitt übergeführt um einen stufenlosen Übergang von den kreisförmigen Rohrmündungen des Instrumentenkorpusses zum erfindungsgemäßen Rohrquerschnitt zu erhalten.

Beim Übergang vom Runden in den ovalen Querschnitt ergibt sich durch die Querschnittsverbreiterung im Randbereich eine geringfügig größere Weglänge als in der Rohrmitte, was bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung dadurch ausgeglichen wird, da'*« die Rohrkrümmung an den von der Krümmungsebene wegweisenden Randbereichen etwas enger ist als im Bereich der Rohrmittellinie, das entsprechende Querschnittsprofil weist an der Krümmungsinnenseite eine gerade Linie oder eine leichte Wölbung zum Rohrinneren auf.

Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass anstelle der bekannten Dichtungsplatte die sich zwischen dem Flansch des Fagott-Abgussbogens und der Stirnfläche des Fagotts befindet 2 Dichtungsringe in entsprechende Ausnehmungen der Abguss-platte eingelegt werden, sodass durch den Wegfall der Dichtungsplatte auch an den Stellen des Rohrveriaufs der beim bekannten Abgussbogen durch die beiden Löcher der Dichtungsplatte gebildet wird, der erfindungsgemäße Querschnittsveriauf wirksam wird.

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Fig. 1 zeigt einen bekannten Bügel für Blasinstrumente am Beispiel eines Abgussbogens für Fagott wie er allgemein Verwendung findet, im Längsschnitt.

Fig.2 stellt den bekannten Fagottabguss im Querschnitt dar,

Fig 3 zeigt den Erfindungsgemäßen Bügel am Beispiel eines Fagottabusses, in einer bevorzugten Ausführung mit Dichtungsringen im Längsschnitt

Fig .4 zeigt den Erfindungsgemäßen Bügel am Beispiel eines Fagottabgusses im Querschnitt Fig 5 zeigt den Erfindungsgemäßen Bügel am Beispiel eines Fagottabgusses in der Draufeicht.

Fig 6 zeigt das Querschnittsprofil des Erfindungsgemäßen Bügels in einer einfacheren Ausführung.

Figl und Fig2 zeigen zur näheren Veranschaulichung den Stand der Technik im Längs-, bzw. Querschnitt. Sie zeigen einen Fagottabguss aus Metall, wie er gemeinhin verwendet wird, mit dem kreisförmigen Rohrbogen (1) mit halbkreisförmiger Bogenführung, die Flanschplatte (2) und die Dichtungspiatte (3).

In Fig. 3-5 ist eine Ausführung des Bügels als Fagottabguss dargestellt, der 2 parallele kreisrunde Bohrungen die an der Stirnfläche des Fagottstiefels ausmünden, so verbindet dass der Luftstrom um 180 Grad umgelenkt wird.

Dabei wird der Fagottabguss mit seiner Flanschplatte(4) am Fagottstiefel befestigt und angepresst, sodass die beiden Ausmündungen des Fagottabgusses(5) mit den beiden Ausmündungen des Fagottstiefels zur Deckung kommen. Die Befestigung wird hier nicht näher beschrieben oder abgebildet. Diese Flanschverbindung muss mit einer Dichtung versehen werden um Luftdicht zu sein. In Fig3 sind die Ausnehmungen (6) für 2 Dichtungsringe in Form von O-Ringen abgebildet, wie sie in einer besonderen Ausführung der Erfindung vorgesehen ist, wobei die einzulegenden O-Ringe nur zu einem geringen Teil über die Fläche der Flanschplatte(4) ragen. Dadurch kann der erfindungsgemäße Querschnittsverlauf über die ganze luftführende Länge des Fagottabgusses wirksam werden. Wegführend von den kreisförmigen Rohrausmündungen (5) wird in der hier dargestellten Ausführung das Rohr des Abgussbogens im jeweils äußeren Drittel des Rohrverlaufe vom kreisförmigen in den erfindungsgemäßen Querschnitt übergeführt, sodass dieser im größten Teil des Krümmungsbereiches des Rohres wirksam ist.

Das an den Ausmündungen(5) kreisförmige Rohr erfährt, wegführend von der Abgussplatte(4) zur Bogenmitte hin, eine Verengung, so dass die kürzeste Weglänge zwischen den Bereichen (7) und (8) an der Krümmunngsinnenseite möglichst lange gestaltet, und die längste Weglänge zwischen den Bereichen (9) und (10) über den Scheitel (11) entlang der äußeren Krümmung möglichst kurz gestaltet wird. Zum Ausgleich dieser Rohrverengung muss der Rohrquerschnitt entsprechend breiter werden damit die Größe der optimalen Querschnittsfläche erhalten bleibt. Die Verbreiterung des Rohres erfolgt demnach in beiden, von der Krümmungsebene wegweisenden Richtungen, sodass sich die breiteste Ausdehnung des Rohrbogens zwischen den Bereichen (12) einerseits und (13) anderseits befindet.

Die in Fig3 im Längsschnitt sichtbare Form der Bogenwand im innersten und äußersten Krümmungsverlauf ergibt sich durch die starke Einengung des Rohrbogens und weicht daher zwangsläufig von einer halbkreisförmigen Form ab, auch wenn die Krümmung der Rohrachse im wesentlichen U-Bogenförmig ist.

Da die Weglänge in den Randbereichen(12)(13) des sich verbreiternden Rohrbogen~ etwas länger ist als die Weglänge in der Nähe der Rohrmitte, ist der Rohrbogen in dieser besonderen Ausführung so gestaltet dass die Krümmung in diesen Randbereichen (12)(13) etwas enger ist als in der Rohrmitte, wie dies an der nach innen gekrümmten Fläche(14) in Fig 3 und Fig 4 ersichtlich ist. Fig 6 zeigt ein einfacheres Querschnittsprofil bei dem dieser letztgenannte Längenausgleich nicht zur Anwendung kommt.

Die hier Abgebildete Form der Außenwand des Fagottabgusses ist für die Erfindung unwesentlich, wesentlich ist hier nur die Form des Hohlraumes, es ist auch eine mit dem Hohlraum nicht korrespondierende Außenform denkbar, was insbesondere bei einer Herstellung im Gießverfahren sinnvoll sein kann.

Durch die hier dargestellte Form eines Bügels zur Umlenkung des Luftstromes um 180 Grad mit extrem engem Krümmungsradius verbessert durch das weitestmögliche Angleichen der kürzesten und längsten Weglänge im inneren Rohrveriauf das Schwingungsverhalten der umgelenkten Longitudinalwelle eines Blasinstrumentes wesentlich, da die durch die enge Umlenkung des Luftstromes entstehenden unterschiedlichen Weglängen im Krümmungsbereich unvermeidbaren Störungen der Fortpflanzung des Schwingungsimpulses weitgehend reduziert werden.

Claims (2)

1. ·· • ·· ·· ·»·· • • · ·· • • • · • • • · • • • • ··· • · • · • • • • • ···· • · « « • • • • ·· ··· ·· ···· ··· • Patentansprüche Anspruch 1 Bügel für ein Blasinstrument, insbesondere Fagottabguss, der 2 parallele Rohre oder 2 parallele kreisförmige Bohrungen des Instrumentenkorpusses durch ein U-förmiges Rohr verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrquerschnitt des Rohrbogens im gekrümmten Bereich annähernd oval ist, wobei der weitere Rohrdurchmesser des Rohrbogenquerschnitts senkrecht zur Krümmungsebene des Rohrbogens steht und der geringere Rohrdurchmesser des Rohrbogenquerschnitts in der Krümmungsebene des Rohrbogens liegt, und die kürzeste Weglänge im Rohrinneren im Verlauf der Krümmung länger ist als das 2 fache des kürzesten Abstands der beiden Rohrinnenwandungen an ihren Ausmündungen.
2. Anspruch 2 Bügel für ein Blasinstrument, insbesondere Abgussbogen für ein Fagott nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Krümmungsmittelpunkt des Rohrbogens näher liegende Seite des Rohrquerschnitts(14) in Richtung des Rohrinneren gekrümmt ist. Anspruch3 Bügel für ein Blasinstrument, insbesondere Abgussbogen für ein Fagott nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrbogen an seinen beiden Rohrausmündungen einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und der Übergang in die Kreisform kontinuierlich erfolgt. Anspruch 4 Bügel für ein Blasinstrument, insbesondere Abgussbogen für ein Fagott nach Anspruch 1und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschplatte(4) an seiner, der Stirnfläche des Fagott-Stiefels zugewandten Seite, 2 ringförmige Ausnehmungen(6) zur Aufnahme zweier Dichntungsringe aufweist.