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Die
Erfindung betrifft ein Drehzylinderventil für Blasmusikinstrumente gemäß Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Es
ist bekannt, die Drehzylinderventile für z. B. eine Tuba in einem
leicht konischen Ventilgehäuse anzuordnen,
so dass auch der um eine Ventilachse drehbare Ventilkörper eine
entsprechend konisch angepasste Umfangsfläche haben muss. Der Ventilkörper eines
solchen bekannten Drehzylinderventils ist mit zwei an seiner Mantelfläche ausgebildeten
Einbuchtungen versehen, die Durchlasskanäle im Drehzylinderventil bilden.
Durch eine 90°-Drehung des Ventilkörpers werden
die Durchlasskanäle
entsprechend um 90° gedreht,
so dass die eingeblasene Luft auf einen anderen Röhrenkanal
der Tuba umgeschaltet wird. Die bekannten Drehzylinderventile sind in
der Regel insgesamt aus Messing gefertigt, so dass der drehbare
Ventilkörper
ein entsprechend hohes Eigengewicht hat, welches bei jeder Betätigung mit
einem entsprechend hohen Drehmoment und demzufolge mit hoher Fingerkraft
zu betätigen
ist.
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Aus
der US-Patentschrift 4,972,751 ist es bekannt, die Drehzylinderventile
für Blasinstrumente aus
einem Keramikmaterial herzustellen, um einen möglichst großen Korrosionsschutz zu erreichen.
In dieser Patentschrift wird auch vorgeschlagen, die Lager für die Drehzylinderventile
aus Keramikmaterial herzustellen.
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Aus
der
DE 29705540 U1 ist
es bekannt, Ventilkörper
von Blasinstrumenten aus Aluminium herzustellen und mit Hartchromschichten
zur Oberflächenvergütung zu
versehen. Die Lagerung des Ventilkörpers erfolgt über Zapfen,
die in entsprechende Bohrungen am Ventilgehäuse eingreifen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Drehzylinderventil für Blasmusikinstrumente
zu schaffen, welches verbesserte Eigenschaften aufweist und dennoch
möglichst
kostengünstig
herstellbar ist.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe erhält
man durch die im Anspruch 1 aufgeführten Merkmale. Das erfindungsgemäße Drehzylinderventil
für Blasmusikinstrumente
hat einen zylindrisch ausgerichteten Ventilsitz und entsprechend
zylindrisch ausgerichtete Ventilflächen am Ventilkörper, wodurch
sich ein gleichbleibender, definierter Luftspalt zwischen Ventilsitz und
den Ventilflächen
am Ventilkörper
ergibt. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene
korrosionsresistente Oberfläche
erhält
man ein Drehzylinderventil, welches praktisch keine Wartung benötigt. Der
verstellbare Lagersitz mit einem selbstklemmenden Klemmelement ermöglicht eine
sehr einfache Nachjustierung des Lagersitzes. Gerade bei einem aus Aluminium
bestehenden Ventilkörper
ist es vorteilhaft, diesen mittels Lagerbuchsen aus selbstschmierendem
Sintermaterial oder aus Keramik oder Kunststoff am Ventilgehäuse und
am Ventildeckel drehbar zu lagern. Derart ausgebildete Lagerbuchsen
haben gute Gleiteigenschaften und sind sehr abriebfest, so dass
sich für
das Ventil eine hohe Lebensdauer ergibt. Über die gesamte Lebensdauer
des Drehzylinderventils ist außerdem
eine exakte Justierung gewährleistet.
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Besonders
vorteilhaft ist es, den Ventilkörper aus
Aluminium im Gussverfahren mit einem geringen Prozentanteil Titan,
beispielsweise 4% Titan, herzustellen oder aus bestem Aluminium-Stangenmaterial mittels
CNC-Technik zu fräsen
und dessen Oberfläche
zu keramisieren. Als Aluminium-Stangenmaterial kann hierfür Flugzeug-Aluminium
7075 Verwendung finden. Eine weitere Möglichkeit ist die, den Ventilkörper vollständig aus
Keramik oder Glas herzustellen, wodurch sich ebenfalls eine sehr
hohe Resistenz bzgl. der in Blasmusikinstrumenten anfallenden Speichelflüssigkeit
ergibt. Ein solcher, gegenüber
Messing deutlich leichterer Ventilkörper verbessert die Spielbarkeit
des Instruments erheblich. Zur Keramisierung kann ein an sich bekanntes
Plasma-Keramisierungsverfahren verwendet werden.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung kann der Ventilkörper gehärtet, gesintert und/oder durch
ein Oberflächen-Eloxierverfahren,
z. B. durch das so genannte Hardcoat-Verfahren, behandelt sein.
Alle diese Maßnahmen
ergeben resistente Oberflächen,
wobei im Sinterverfahren hergestellte Ventilkörper mit besonders guten Gleiteigenschaften aufgrund
der Materialzusammensetzung ausgestattet sein können.
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Zwischen
Ventildeckel und Ventilachse kann außerdem ein federnder Andrückstift
oder ein Kunststofffederteil gemäß einer
Weiterbildung vorgesehen sein, der damit den Ventilkörper stets
in einer exakten Position im Ventilgehäuse hält und Ventillagerspiel vermeidet.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin,
dass die dem Ventildeckel abgewandte Ventilachse mit einem Stahlgewindeeinsatz
bestückt
ist, der zur Befestigung der Betätigungsmechanik
dient. Ein solche Stahlgewindeeinsatz hat praktisch unbegrenzte
Lebensdauer und stellt damit sicher, dass beispielsweise bei einem Ventilkörper aus
Aluminium eine dauerhafte und hochfeste Befestigung des Betätigungsmechanismus
gewährleistet
ist.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Drehzylinderventils mit vier Anschlussstutzen,
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2 eine
Seitenansicht des Drehzylinderventils von 1,
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3 den
Schnitt entlang der Schnittlinie CC von 2,
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4 eine
weitere Seitenansicht des Drehzylinderventils,
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5 den
Horizontalschnitt entlang der Schnittlinie AA von 4,
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6 den
Schnitt entlang der Schnittlinie BB von 4 und
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7 eine
perspektivische Darstellung des Ventilkörpers mit Ventildeckel und
einem verstellbaren Lagerelement,
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8 eine
Schnittansicht eines Drehzylinderventils mit einem verstellbaren
Lagerelement gemäß 7 und
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9 das
verstellbare Lagerelement von 7 bzw. 8.
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Das
in 1 dargestellte Drehzylinderventil besitzt vier
Anschlussstutzen 1 bis 4, wobei der Anschlussstutzen 4 hier
nicht sichtbar ist. Die Anschlussstutzen 1 bis 4 sind
am Ventilgehäuse 5 angelötet und
dienen als Anschlussstücke
für die
Rohre einer Tuba, die insgesamt mit vier solcher Drehzylinderventile
ausgestattet ist. Oben ist das Ventilgehäuse 5 mit einem Ventildeckel 6 abgeschlossen,
während
unten ein Stück
der Ventilachse 7 aus dem Ventilgehäuse 5 herausragt.
Das Ventilgehäuse 5 kann aber
auch als Gussteil hergestellt sein.
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In
der Darstellung von 2 ist die Seitenansicht auf
die Anschlussstutzen 3, 4 dargestellt. Die Schnittdarstellung
von 3 entlang der Schnittlinie CC von 2 zeigt
den im Ventilgehäuse 5 einliegenden
Ventilkörper 8,
der mittels Lagerbuchsen 9, 10 am Ventilgehäuse 5 drehbar
gelagert ist. Die Lagerbuchsen sind vorzugsweise als keramisierte
Lagerelemente ausgebildet. Der Ventilkörper 8 besitzt Einbuchtungen 11 an
seiner zylindrisch ausgerichteten Mantelfläche 12, die Durchlasskanäle zwischen jeweils 2 Anschlussstutzen
bilden. Der Ventilsitz 13, der von der Innenfläche des
Ventilgehäuses 5 gebildet
wird, ist ebenfalls zylindrisch ausgerichtet, wie die Mantelfläche des
einliegenden Ventilkörpers 8.
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Die
Seitenansicht von 4 zeigt die Anschlussstutzen 2 und 3,
die um 90° versetzte Öffnungen
haben. Das unten herausragende Ende der Ventilachse 7 ist
zur Anbringung eines Betätigungsmechanismus
ausgebildet und hat zu diesem Zweck an seiner Stirnseite 14 einen
Stahlgewindeeinsatz 15 (6).
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Der
in 5 dargestellte Horizontalschnitt gemäß der Schnittlinie
AA von 4 zeigt die Position des Ventilkörpers 8,
der paarweise einerseits die Anschlussstutzen 1 und 2 und
andererseits die Anschlussstutzen 3 und 4 auf
Durchlass schaltet. Wird nun der Ventilkörper um 90 Grad um seine Ventilachse
gedreht, so werden dann die Anschlussstutzen 1 und 3 einerseits
und die Anschlussstutzen 1 und 4 andererseits
auf Durchlass geschaltet.
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Das
Drehzylinderventil im dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt einen
an seiner Oberfläche mit
einer Keramikschicht überzogenen
Ventilkörper 8 aus
Aluminium mit einem Anteil von ungefähr 4% Titan. Wie in 6 dargestellt,
besitzt die Ventilachse 7 einen Stahlgewindeeinsatz 15.
Der Aluminium-Ventilkörper
ist über
Lagerbuchsen 9, 10 aus Sinterbronze oder Keramik
drehbar gelagert, wobei das obere Ende der Ventilachse 16 in
nicht erfindungsgemäßer Weise
im Ventildeckel 6 gelagert ist. Der Innendurchmesser 17 des
Ventilgehäuses 5 ist
annähernd
gleich dem Außendurchmesser
des Ventilkörpers 18,
so dass sich ein definierter Spalt ergibt. Die entlang einer zylindrischen
Kontur verlaufende Mantelfläche 19 des
Ventilkörpers 8 kann
vor oder anstelle der Keramisierung im Eloxierverfahren (z. B. Hardcoat-Eloxal-Verfahren)
oder in einem anderen Verfahren oberflächenvergütet sein, um optimale Gleiteigenschaften
in Bezug auf das aus Messing hergestellte Ventilgehäuse 5 zu
erhalten. Das Ventilgehäuse 5 kann
auch mit einer Keramikschicht überzogen sein.
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In
der perspektivischen Darstellung von 7 ist das
Ventilgehäuse 5 mit
einem erfindungsgemäß verstellbaren
Lagerelement 22 ersichtlich, dessen Ausführung insbesondere
in der Schnittansicht von 8 und in
der Darstellung von 9 erkennbar ist. Das Lagerelement 22 besteht
aus Keramikmaterial oder ist in einem Keramisierungsverfahren an
seiner Oberfläche
mit einer Keramikschicht überzogen.
Das Lagerelement 22 ersetzt die beispielsweise in 6 dargestellte
Lagerbuchse 9 und sitzt in einer Gewindebohrung 23 des
Ventildeckels 6 axial verstellbar ein. Mittels eines Schraubendrehers, der
in den von außen
zugänglichen
Schlitz 24 einsetzbar ist, lässt sich das Lagerelement 22 drehen und
dadurch so justieren, dass unerwünschtes
Lagerspiel problemlos beseitigt werden kann.
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Besonders
vorteilhaft ist es, dass am Lagerelement 22 ein in 9 angedeuteter
seitlicher Kunststoffstift 25 abragt, der in der Gewindebohrung 23 selbstklemmend
in dessen Gewindegänge
eingreift und somit ein Klemmelement bildet, welches das Lagerelement 22 in
der jeweiligen Position gegen unbeabsichtigtes Verdrehen sichert.
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Die
Erfindung ist nicht auf die im Ausführungsbeispiel dargestellten
Merkmale beschränkt, sondern
umfasst insbesondere auch andere Materialien für den Ventilkörper, wie
beispielsweise Keramik oder Flugzeugaluminium. Es besteht auch die
Möglichkeit
den Ventildeckel 6 aus einem Material mit guten Gleiteigenschaften
auszubilden, so dass auf die Lagerbuchse 9 verzichtet werden
kann. Außerdem kann
im Zwischenraum zwischen der oberen Ventilachse 16 und
dem Ventildeckel 6 ein hier schematisch dargestelltes Federelement 21 in
Form eines an sich bekannten Andrückstifts oder als Kunststoffteil eingebaut
sein, um den Ventilkörper 8 stets
in einer exakten Anlageposition zu halten. Zu diesem Zweck kann
ein Freiraum 20 zwischen Ventilachse 16 und Ventildeckel 6 ausgebildet
sein, in den ein solcher Andrückstift
einsetzbar ist. Der Andrückstift
kann auch in eine Bohrung der Ventilachse 16 eingesetzt werden,
so dass er mit seinem Federelement gegen die Unterseite des Ventildeckels 6 drückt. Das
Drehzylinderventil kann für
sämtliche
Blechblasinstrumente Verwendung finden. also auch z. B. für Trompeten, Tenorhörner, etc..