DE102022112751A1

DE102022112751A1 - Verfahren zum Herstellen eines Kesselmundstücks, Messvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens und Kesselmundstück hergestellt mit diesem Verfahren

Info

Publication number: DE102022112751A1
Application number: DE102022112751.6A
Authority: DE
Inventors: Severin Brunner; Kurt Brunner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-05-25
Filing date: 2022-05-20
Publication date: 2022-12-01
Also published as: CH718661A2; CH718661B1

Abstract

Die erfindungsgemässe Lösung bestimmt einen optimalen Rand eines Kesselmundstücks mit einer Messvorrichtung (2), die entlang des Umfangs um die Mundstückachse (6) Segmente (8) mit Randabschnitten (7) aufweist. Die Segmente (8) sind in Richtung der Mundstückachse (6) verstellbar geführt, weisen Ausgangslagen auf, bei denen die Randabschnitte (7) maximal von der Messvorrichtung (2) vorstehen, und sind in von den Ausgangslagen beabstandeten Auslenkungspositionen von Spanneinrichtungen mit gegen die Ausgangslagen gerichteten Kräften beaufschlagt. Die Randabschnitte (7) werden von einer Person in einer für das Spielen mit dem Kesselmundstück (4) typischen Art gegen die Lippen gedrückt und zu einer Gleichgewichtslage, bei der die von den Zähnen über die Lippen auf die Segmente (8) wirkenden Kräfte und die von den Spanneinrichtungen über die Segmente (8) auf die Lippen wirkenden Kräfte im Gleichgewicht sind, werden Auslenkungspositionen der Segmente (8) bestimmt. Aus den bestimmten Auslenkungspositionen wird eine optimale Umfangskontur des Randes (5) ermittelt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Kesselmundstücks, eine Messvorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens und Kesselmundstücke hergestellt mit diesem Verfahren.
Kesselmundstücke werden sowohl an verschiedenen Blechblasinstrumenten wie Trompete, Kornett, Flügelhorn, Posaune, Horn, Althorn, Tenorhorn, Baritonhorn, Tuba Waldhorn und Jagdhorn oder auch an Holz-Naturtoninstrumenten wie Alphorn und Büchel sowie an historischen Blasinstrumenten wie etwa Serpent eingesetzt. Von der Bezeichnung Kesselmundstück sollen auch Trichtermundstücke umfasst sein.
Kesselmundstücke erstrecken sich entlang einer Mundstückachse und umschliessen einen inneren Hohlraum. Beim Mundstückende, das den Lippen einer spielenden Person zugewandt ist, ist der Hohlraum kesselförmig berandet. Gegen das dem Instrument zugewandte Mundstückende hin verengt sich der kesselförmige Hohlraum im Bereich einer sogenannten Seele und geht schliesslich über einen als Bohrung bezeichneten Bereich mit kleinstem Durchmesser in einen Schaft über, in dem sich der Durchmesser des Hohlraums gegen das dem Instrument zugewandte Mundstückende erweitert.
Beim Musizieren mit einem Blasinstrument, bei dem die Lippen an ein Kesselmundstück angelegt werden, können individuelle Ansatzprobleme auftreten. Die Ansatzprobleme können durch die optimale Wahl eines Kesselmundstückes aus einem Set von Standard-Mundstücken reduziert werden. Bei den Kesselmundstücken eines Sets von Standard-Mundstücken sind verschiedene Parameter variiert, wie beispielsweise die Kesselform, die Kesseltiefe, die Seele, die Bohrung, die Innenform des Schafts und natürlich der den Lippen zugewandte freie Rand des Kesselmundstücks.
Die Eigenschaften des Randes sind in einem Längsschnitt bzw. in einer Schnittebene mit der Mundstückachse, gut ersichtlich. Zu den Randeigenschaften gehören der innere Durchmesser beim Rand, die Breite des Randes, die den Lippen zugewandte radiale Kontur des Randes, die Form der inneren Randkante und die Form der äusseren Randkante, bzw. die Aussenform des Randes.
Nebst Variationen der Formgebung des Randes in einem Längsschnitt sind auch Kesselmundstücke bekannt, bei denen die Form des Randes entlang des Umfangs also um die Mundstückachse variiert.
US 7 893 333 B2 zeigt Kesselmundstücke, bei denen die Form des Randes in Querschnittsflächen mit der Mundstückachse entlang des Umfangs zwischen einer ersten und einer zweiten Form variiert. Eine erste Randform bzw. radiale Kontur ist dem mittleren Bereich der Oberlippe und dem mittleren Bereich der Unterlippe zugeordnet. Weil die erste Randform des Kesselmundstücks beim Blasen eines Instrumentes der Ober- und der Unterlippe zugeordnet ist, wird der Randbereich mit der ersten Randform als oberer bzw. unterer Randbereich bezeichnet.
Eine zweite Randform bzw. radiale Kontur ist den beiden seitlichen Bereichen zugeordnet, die den beiden Mundwinkeln zugewandt sind. Weil die Bereiche mit der zweiten Randform beim Spielen eines Instrumentes mit diesem Kesselmundstück horizontal seitlich angeordnet sind, werden die Randbereiche mit der zweiten Randform als seitliche Randbereiche bezeichnet. Die Übergänge vom oberen zu den beiden seitlichen Bereichen und von den seitlichen Bereichen zum unteren Bereich sind mit kontinuierlichen Formänderungen ausgebildet.
Die erste Randform entspricht den bei Standart-Kesselmundstücken verwendeten Standard-Konturen, bei denen die innere und äussere Randkante je ähnlich ausgeformt sind. Die den Lippen zugewandte radiale Kontur des Randes zwischen den beiden Randkanten ist etwas konvex gewölbt ausgebildet und liegt im mittleren Bereich an eine senkrecht zur Mundstückachse verlaufene Ebene an.
Die zweite Randform verläuft ausgehend von der inneren Randkante unter einem Winkel von deutlich weniger als 90° zur Mundstückachse gegen die äussere Randkante. Entsprechend liegt der Bereich zwischen den beiden Randkanten nicht an eine senkrecht zur Mundstückachse verlaufene Ebene an, sondern verläuft radial gegen aussen von einer senkrecht zur Mundstückachse verlaufene Ebene weg, so dass der Rand des Kesselmundstücks den Lippen gegen die Mundwinkel hin Bereiche bereitstellt, in denen sie sich etwas ausdehnen können. Entsprechend sind die Lippen bei der zweiten Randform vermehrt auf einem schmaleren Bereich bei der inneren Randkante abgestützt.
Entlang des Umfangs wechselt die am meisten gegen die Lippen vorstehende Linie des Randes von einer radial mittleren Linie bei den Bereichen mit der ersten Randform zur inneren Randkante bei den Bereichen mit der zweiten Randform, was der Auflage des Kesselmundstücks in Umfangsrichtung eine leicht ovale Form verleiht, wobei sich die kürzere Ausdehnung des Ovals in der horizontalen Richtung erstreckt.
Die Bereiche mit der zweiten Randform sind gegenüber einer senkrecht zur Mundstückachse verlaufenden, an die Bereiche mit der ersten Randform anliegenden Ebene in Richtung der Mundstückachse etwas zurückversetzt. Entsprechend führt die innere Randkante von den beiden Bereichen mit der ersten Randform gegen die Bereiche mit der zweiten Randform etwas von der Ebene bei der ersten Randform weg. Die zurückversetzten Bereiche des Randes führen zu einer Verkleinerung des Volumens des kesselförmigen Hohlraums im Kesselmundstück, was sich auf die Tonbildung auswirken kann.
US 7 893 333 B2 beschreibt eine Variation der Randform entlang des Umfangs des Kesselmundstücks. Diese Variation ist bezüglich einer vertikalen und einer horizontalen Ebene je mit der horizontal ausgerichteten Mundstückachse spiegelsymmetrisch ausgebildet. Die beschriebene Variation orientiert sich im Wesentlichen an der Vorstellung, dass es für jeden Ansatz von Vorteil ist, wenn die zentralen Bereiche der beiden Lippen an einem breiten, im Wesentlichen senkrecht zur Mundstückachse ausgerichteten Rand und die zu den Mundwinkeln führenden seitlichen Lippenbereiche im Wesentlichen an der inneren Randkante des Kesselmundstücks anliegen.
Aus dem Stande der Technik sind viele Kesselmundstücke bekannt, die entlang des gesamten Umfangs, bzw. in beliebigen Schnittebenen mit der Mundstückachse, die gleiche Form aufweisen. Zudem sind auch wie oben beschrieben Kesselmundstücke bekannt, deren Rand beim Spielen und bei einer einem Zifferblatt entsprechenden Umfangseinteilung von 0 bis 12 lediglich bei 3 Uhr und 9 Uhr etwas zurückversetzt ist und die bezüglich einer im Wesentlichen horizontalen oder vertikalen Schnittebene mit der Mundstückachse spiegelsymmetrisch sind.
Trotz der vielen bekannten Kesselmundstücke gibt es immer wieder Musikerinnen und Musiker, welche scheinbar unlösbare Ansatzprobleme haben und sich beim Suchen eines besseren Kesselmundstücks verlieren, weil die Vorstellungen bezüglich der Wirkung bestimmter Mundstückeigenschaften bei ihnen nicht zutreffen.
Die erfindungsgemässe Aufgabe besteht nun darin, eine Lösung zu finden, mit der Ansatzprobleme von möglichst allen Musikerinnen und Musikern gelöst werden können.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, bzw. durch die Messvorrichtung des Anspruchs 3, bzw. durch das Kesselmundstück des Anspruchs 10 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben alternative bzw. vorteilhafte Ausführungsvarianten, welche weitere Aufgaben lösen.
Bei der Lösung der Aufgabe wurde erkannt, dass Zahnfehlstellungen und auch unterschiedliche muskuläre Ausbildungen sowie Aktivierbarkeiten der Lippen zu Einschränkungen beim Spielen mit Kesselmundstücken führen können. Die Fehlstellungen und individuellen Ausbildungen sind nicht spiegelsymmetrisch bezüglich einer Schnittebene mit der Mundstückachse ausgebildet. Selbst wenn die Geometrie der Zahnreihen, der Kieferstellungen und der Lippenmuskeln berücksichtigt wird, kann daraus keine eindeutig optimale Kesselmundstückform abgeleitet werden.
Beim Musizieren mit Kesselmundstücken müssen Lippenmuskeln, Kiefermuskeln, Gesichtsmuskeln, Halsmuskeln Zungenmuskeln und Atemmuskeln gleichzeitig passend aktiviert werden. Mit individuell unterschiedlich optimiertem Zusammenwirken der erwähnten Muskeln werden im Kesselmundstück Lippenbereiche in Schwingung versetzt und damit die Luftsäule im gesamten Instrument angeregt. Die Lippenmuskeln werden angespannt und gleichzeitig mit einer von der spielenden Person gewählte Anpresskraft vom Rand des Kesselmundstücks gegen die im Bereich des Kesselmundstücks hinter den Lippen liegenden Zahnbereiche gepresst.
Die angespannten Lippenmuskeln sind von der Anpresskraft elastisch verformbar, haben somit eine Federwirkung und übertragen, über das Kesselmundstück aufgebrachte Kräfte auf die Zahnbereiche. Die Verformung der Lippen kann sich auf ihre Durchblutung auswirken und die Kraftübertragung von den Lippen auf die Zahnbereiche kann in den Lippen an Stellen mit lokal hoher Kraftübertragung zu schmerzhaften Belastungen führen. Veränderungen der Durchblutung und/oder schmerzhafte Belastungen können Ansatzprobleme bewirken. Individuelle Ansatzprobleme zeigen sich somit durch lokale Effekte, welche entstehen, wenn die vom Rand des Kesselmundstücks entlang seines Umfangs auf die Lippen übertragenen Kraftverteilung über die Zahnreihen und die Kiefer abgeleitet werden.
Im Rahmen eines erfinderischen Schrittes wurde erkannt, dass die beim Spielen über den Rand des Kesselmundstücks eingeleitete Kraftverteilung entlang des Umfangs des Randes von der Form und Position der im Bereich des Kesselmundstücks hinter den Lippen liegenden Zahnbereiche, von den Federeigenschaften der angespannten Lippenmuskeln, von der Ausrichtung der Mundstückachse und von der Kontur des Randes entlang seines Umfangs abhängt.
Für individuelle Ansatzproblemen kann bei vorgegebener Form sowie Position der relevanten Zahnbereiche und bei für das Spielen angespannten Lippen sowie gewählter Ausrichtung der Mundstückachse die eingeleitete Kraftverteilung mit einer individuell angepassten Kontur des Randes entlang des Umfangs um die Mundstückachse so gewählt werden, dass die lokal von den Lippen über die Zahnbereiche abgeleiteten Teilkräfte lediglich innerhalb einer tolerierbaren Bandbreite variieren.
Die Bandbreite der tolerierbaren Teilkräfte erstreckt sich auf beide Seiten eines Verlaufs einer der jeweiligen Umfangslage zugeordneten mittleren Teilkraft. Wenn die Umfangslage im Sinne einer Uhrzeit von 0 Uhr über 3 Uhr, 6 Uhr und 9 Uhr wieder zu 0 Uhr bemessen wird, so ist beim Musizieren mit dem Kesselmundstück die Umfangslage 0 Uhr der Mitte der Oberlippe, 3 Uhr dem rechten Mundwinkel, 6 Uhr der Mitte der Unterlippe und 9 Uhr dem linken Mundwinkel zugeordnet.
Es kann nun beispielsweise davon ausgegangen werden, dass für einen optimalen Ansatz die mittlere Teilkraft bei jedem gleichgrossen Umfangsabschnitt unabhängig von dessen Lage entlang des gesamten Umfangs des Randes im Wesentlichen konstant sein soll. Es kann aber gegebenenfalls auch davon ausgegangen werden, dass für einen optimalen Ansatz die mittlere Teilkraft bei jedem gleichgrossen Umfangsabschnitt von dessen Lage entlang des Umfangs des Randes abhängig sein soll, beispielsweise so dass das Kesselmundstück pro Länge eines Umfangsabschnittes in den mittleren Bereichen der Ober- und Unterlippe mit grösseren Teilkräften angepresst werden soll als in den Übergangsbereichen von der Ober- zur Unterlippe.
An Stellen beim Umfang des Kesselmundstücks, bei denen Zahnbereiche gegen das Kesselmundstück vorstehen und/oder bei denen die angespannten Lippen unterschiedliche Federeigenschaften haben, kann mit einer passenden Abweichung der Kontur entlang des Umfangs die an der jeweiligen Umfangsposition zu übertragende Teilkraft angepasst werden, so dass lokal keine störenden Abweichungen vom Verlauf einer der jeweiligen Umfangsposition zugeordneten mittleren Teilkraft auftreten.
Die zum Vergleichmässigen der zu übertragenden Teilkräfte gesuchten Abweichungen der Kontur des Mundstückrandes entlang seines Umfangs können mit für Teilbereiche bestimmten Abständen zwischen einer Stelle des Randes in diesem Teilbereich und einer senkrecht zur Mundstückachse verlaufenden Ebene charakterisiert werden. Zu den ermittelten Abständen werden entlang des Umfangs des Randes kontinuierlich verlaufende Konturen bestimmt, bei denen in jedem Teilbereich der für diesen ermittelte Abstand auftritt. Die bestimmten Abstände bilden Stützstellen für die Kontur.
Um die an den jeweiligen Umfangspositionen zu übertragenden Teilkräfte aufgrund von kleinräumig auftretenden geometrischen Variationen der Zahnbereiche und/oder der von den Lippen ausgehenden Federeigenschaften entsprechend kleinräumig ausgleichen zu können, werden die gesuchten Abweichungen der Kontur des Mundstückrandes entlang des Umfangs mit der Messvorrichtung bestimmt. Die Messvorrichtung stellt einen Rand eines Kesselmundstücks bereit, der um eine Mundstückachse verläuft und entlang des Umfangs in mindestens sechs, vorzugsweise in mindestens zwölf, insbesondre in vierundzwanzig Segmente aufgeteilt ist. Die Segmente mit den Randabschnitten sind in Richtung der Mundstückachse verstellbar geführt. Die Segmente weisen Ausgangslagen auf, bei denen die Randbereiche maximal von der Messvorrichtung vorstehen. In von den Ausgangslagen beabstandeten Auslenkungspositionen sind die Segmente von Spanneinrichtungen mit gegen die Ausgangslagen gerichteten Kräften beaufschlagt.
Die Messvorrichtung wird von einer Person in einer für das Spielen mit dem Kesselmundstück typischen Art gegen die Lippen und die dahinterliegenden Zähne gedrückt. In einer Gleichgewichtslage, bei der die von den Zähnen über die Lippen auf die Segmente wirkenden Kräfte und die von den Spanneinrichtungen über die Segmente auf die Lippen wirkenden Kräfte im Gleichgewicht sind, werden Auslenkungspositionen der Segmente bestimmt. Die Auslenkungspositionen werden als Stützstellen zum Bestimmen einer kontinuierlichen Kontur des Mundstückrandes entlang seines Umfangs verwendet und das Kesselmundstück wird mit einem Rand erstellt, der entlang des Umfangs die aus den Auslenkungspositionen ermittelte, kontinuierliche Kontur aufweist.
Die kontinuierliche Kontur wird gegenüber einem Standart-Kesselmundstück vorzugsweise so mit vorstehenden und zurückversetzten Bereiche des Randes ausgebildet, dass das Volumen des kesselförmigen Hohlraums im Kesselmundstück gegenüber dem Standart-Kesselmundstück unverändert bleibt und sich an der Tonbildung nichts ändert.
Mit dem erfindungsgemässen Verfahren wird ein Kesselmundstück hergestellt, dessen um eine Mundstückachse verlaufender Rand so ausgebildet wird, dass er entlang seines Umfangs optimal an die Lippen einer spielenden Person ansetzbar ist. Die Erfindung zeigt sich auch in der im Rahmen des Verfahrens beschriebenen Messvorrichtung mit Segmenten und den daran ausgebildeten Randabschnitten, die den um eine Mundstückachse verlaufenden Rand eines Kesselmundstücks darstellen.
Ein Kesselmundstück, das nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt wird, löst individuelle Ansatzprobleme der spielenden Person. Bei vorteilhaften Kesselmundstücken ist zwischen einer von aussen an einen vorstehenden Umfangsbereich des Randes angelegten, senkrecht zur Mundstückachse verlaufenden Ebene und mindestens einem zurückversetzten Umfangsbereich des Randes ein Abstand ausgebildet. Der Rand des vorteilhaften Kesselmundstücks ist beim Spielen bezüglich einer vertikalen und insbesondere bezüglich einer im Wesentlichen horizontalen Schnittebene mit der Mundstückachse nicht spiegelsymmetrisch ausgebildet. Es kann auch als individuell angepasstes, orthopädisches Kesselmundstück bezeichnet werden.
Damit das individuell angepasste Kesselmundstück beim Spielen richtig ausgerichtet ist, umfasst es in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform eine Positioniereinrichtung, welche im Zusammenwirken mit einer an einem Blasinstrument angeordneten Ausrichtungseinrichtung beim Spielen die gewünschte Drehausrichtung des Kesselmundstücks um die Mundstückachse sichert.
Wenn die Randabschnitte der Segmente ohne Kontakt zu Lippen von der Messvorrichtung vorstehen, befinden sich die Segmente in Ausgangslagen mit von der Messvorrichtung maximal vorstehenden Randabschnitten. Wenn ein Segment aufgrund seines Kontaktes zu einem Bereich von angepressten Lippen in eine von der Ausgangslage beabstandete Auslenkungsposition bewegt ist, wirkt eine Spanneinrichtung mit einer gegen die Ausgangslage gerichteten Kraft auf das Segment.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform werden die Segmente mit je einer vorgegebenen Vorspannkraft an den Ausgangslagen gehalten. Die Summe der Vorspannkräfte aller Segmente liegt bei einer für die Musikerin oder den Musiker beim Spielen gängigen Anpresskraft, mit der das Instrument mit dem Kesselmundstück gegen die Lippen gepresst wird. Die Vorspannkräfte können beispielsweise über mechanische Federelemente oder über Druck beaufschlagte Fluid-Zylinder insbesondere PneumatikZylinder bereitgestellt werden.
Die Vorspannkräfte können so eingestellt werden, dass sie bei der jeweiligen Umfangsposition an einen vorgegebenen Verlauf der mittleren Teilkraft angepasst sind. Zum Verlauf der mittleren Teilkraft wurde bereits erwähnt, dass die mittleren Teilkräfte entlang des Umfangs bei jedem gleichgrossen Umfangsabschnitt konstant oder an die jeweilige Position auf den Lippen angepasst sein können. Analog gilt dies nun auch für die an den Verlauf der mittleren Teilkraft angepassten Vorspannkräfte, auch diese können entlang des Umfangs in gleichgrossen Umfangsabschnitten gleich gross oder an die jeweilige Position auf den Lippen angepasst unterschiedlich gross sein. Bei variablen Vorspannkräften könnten diese beispielsweise pro Länge eines Umfangsabschnittes in den mittleren Bereichen der Ober- und Unterlippe grösser gewählt werden als in den Übergangsbereichen von der Oberzur Unterlippe.
Wenn die Messvorrichtung von einer Person in der für das Spielen typischen Art an die Lippen gedrückt wird, kann diese Person die gesamte Anpresskraft erhöhen bis zumindest einzelne Segmente etwas von der Ausgangslage weg ausgelenkt sind. Die Grösse der gesamten Anpresskraft sollte aber bei einer Anpresskraft liegen, die beim Spielen des Instruments angewendet wird, vorzugsweise beim Spielen mit maximaler Anpresskraft. Wenn die Anpresskraft zum Erzielen von Auslenkungen zumindest einzelner Segmente zu stark erhöht werden muss, so können die Vorspannkräfte reduziert werden. Wenn einzelne Segmente bei der gewünschten Anpresskraft bereits bis zu einer maximal möglichen Auslenkung ausgelenkt sind, so können die Vorspannkräfte erhöht werden.
Bei passend gewählten Vorspannkräften und einer beim Spielen verwendeten Anpresskraft stellen sich zwischen den von den Kiefern bzw. von den Zähnen über die Lippen auf die Segmente wirkenden Kräften und den von der Messvorrichtung über die Segmente auf die Lippen wirkenden Kräften Gleichgewichte ein. Bei den sich bei den einzelnen Segmenten einstellenden Gleichgewichten liegen die Randabschnitte der Segmente der Messvorrichtung so innerhalb eines möglichen Auslenkungsbereichs in Richtung der Mundstückachse, dass die von den Lippen auf die Randabschnitte bzw. die von den Randabschnitten auf die Lippen wirkenden Teilkräfte lediglich innerhalb einer tolerierbaren Bandbreite um den vorgegebenen Verlauf der mittleren Teilkraft variieren.
Wenn sowohl die Randabschnitte der Segmente entlang des Umfangs als auch die entlang des Umfangs des Randes zu übertragenden Teilkräfte je gleichgross sind, so kann die Vorspannkraft für alle Segmente gleichgross gewählt werden. Dies kann beispielsweise mit gleichen mechanischen Federelementen oder mit an einer gemeinsamen Druckquelle angeschlossenen Fluid-Zylindern erzielt werden.
Als mechanische Federelemente eignen sich blattförmige Federelemente, beispielsweise von einem um die Mundstückachse verlaufenden Ring radial nach innen stehende Federlippen. Es können aber auch gleiche Spiralfedern eingesetzt werden. Die mechanischen Federelemente werden mit einem Halterungsbereich an einem Gehäuse der Messvorrichtung befestigt und drücken die Segmente mit einem Federbereich in Richtung der Mundstückachse gegen einen Anschlag, der ihre vorstehende Ausgangslage festlegt. Die Ausbildung der mechanischen Federelemente und oder deren Vorspannung wird so gewählt, dass innerhalb der verwendeten Auslenkungsbereiche, die für die jeweilige Auslenkung nötige Kraft nur wenig variiert. Die Vorspannung kann durch die passende Wahl oder Kombination von Federelementen oder auch durch auf die Federelemente wirkende Vorspannvorrichtungen eingestellt werden.
Wenn die Vorspannkraft für alle Segmente mit an einer gemeinsamen Druckquelle angeschlossenen Fluid-Zylindern erzielt wird, so werden vorzugsweise identische Druckluftzylinder an einer Druckluftquelle mit Druckbegrenzungsventil eingesetzt. Die Druckluftquelle umfasst beispielsweise einen Druckluftspeicher, in dem von einer Druckluftpumpe ein gewünschter Druck aufgebaut werden kann. Die Druckluftzylinder werden mit einem Halterungsbereich an einem Gehäuse der Messvorrichtung befestigt und drücken die Segmente mit einem Kolben in Richtung der Mundstückachse gegen einen Anschlag, der ihre vorstehende Ausgangslage festlegt. Die gewünschte Vorspannung kann durch die passende Einstellung des Druckbegrenzungsventils erzielt werden.
Wenn die Randabschnitte der Segmente entlang des Umfangs unterschiedlich gross sind und/oder die entlang des Umfangs des Randes zu übertragenden Teilkräfte variieren, so wird die Vorspannkraft an die Verhältnisse des jeweiligen Segmentes angepasst. Dies kann beispielsweise mit unterschiedlichen mechanischen Federelementen oder mit Fluid-Zylindern, die je an getrennten Druckquellen mit einstellbaren Druckbegrenzungsventilen angeschlossen sind, erzielt werden.
Wenn die Messvorrichtung wie beim Spielen an die Lippen gedrückt wird, stellen sich bei den einzelnen Segmenten Gleichgewichtslagen ein. Die in den Gleichgewichtslagen vorliegenden Positionen der Randabschnitte der Segmente in Richtung der Mundstückachse müssen als Auslenkungspositionen erfasst werden. Segmente, die nicht ausgelenkt sind, haben eine Auslenkungsposition von Null. Die Auslenkungspositionen entsprechen den gesuchten Stützstellen bzw. Abständen zwischen Stellen des Randes und einer senkrecht zur Mundstückachse verlaufenden Ebene. Aus diesen Auslenkungspositionen kann die gesuchte Kontur des Mundstückrandes entlang seines Umfangs abgeleitet werden.
Nach dem Erreichen der gewünschten Gleichgewichtslage wird die Messvorrichtung von den Lippen entfernt und die Segmente werden von den Vorspannkräften wieder in die Ausgangspositionen bewegt. Die in den Gleichgewichtslagen vorliegenden Auslenkungspositionen müssen direkt in der Gleichgewichtslage erfasst werden oder in der Gleichgewichtslage so fixiert werden, dass sie auch nach den Bewegungen in die Ausgangslagen noch erfasst werden können. Es gibt verschiedene Lösungen zum Erfassen der gesuchten Auslenkungspositionen.
Vorzugsweise ist jedem Segment eine Positionserfassungseinrichtung zugeordnet, welche die Auslenkungsposition des Segments in der Gleichgewichtslage erfasst oder ein entsprechend zur Auslenkungsposition positioniertes Positionselement fixiert, so dass dessen Position auch nach der Bewegung des Segments zur Ausgangslage erfassbar ist. Gemäss einer vorteilhaften Ausführung erfasst die Positionserfassungseinrichtung die Auslenkungsposition mit einem Sensor und einer damit verbundenen Messeinrichtung. Bei einer einfachen Lösung kann die Auslenkungsposition durch eine Person gemessen oder an einer Teilung abgelesen werden.
Gegebenenfalls ist jedes Positionselement als Anzeigestift ausgebildet, der einem Segment zugeordnet ist und beim Anpressen des Randabschnitts des Segmentes an die Lippen entsprechend der Bewegung des Segments entlang der Mundstückachse verschiebbar gelagert ist. Durch eine Festsetzeinrichtung, vorzugsweise durch eine auf den Anzeigestift drückende Klemmschraube, ist dessen Position fixierbar.
Damit jede ermittelte Auslenkposition einer Stelle entlang des Umfangs des Randes des Kesselmundstückes zugeordnet ist, wird ihr eine entsprechende Umfangslage zugeordnet, beispielsweise eine Uhrzeit, wobei beim Musizieren mit einem Kesselmundstück mit den ermittelten Auslenkungspositionen die Umfangslage 0 Uhr der Mitte der Oberlippe, 3 Uhr dem rechten Mundwinkel, 6 Uhr der Mitte der Unterlippe und 9 Uhr dem linken Mundwinkel zugeordnet ist.
Zu den ermittelten Auslenkpositionen werden entlang des Umfangs des Randes kontinuierlich verlaufende Konturen bestimmt, bei denen in jedem Teilbereich die für diesen ermittelte Auslenkposition auftritt. Die radiale Kontur des Randes kann aus den Formen von Standard-Kesselmundstücken ausgewählt werden. Vorzugsweise wird die radiale Kontur eines Kesselmundstückes gewählt, das von der Musikerin oder vom Musiker bis anhin verwendet wurde.
Anhand einiger Figuren wird die Erfindung im Folgenden näher beschrieben. Dabei zeigen

1 eine perspektivische Darstellung einer Trompete bei der anstelle eines Kesselmundstücks eine Messvorrichtung zum Bestimmen einer optimalen Umfangskontur des Randes des Kesselmundstücks eingesetzt ist,
2 eine schematische Darstellung bei der ein Trompeter die Trompete mit der Messvorrichtung in einer für das Spielen mit dem Kesselmundstück typischen Art gegen die Lippen drückt,
3 eine perspektivische Darstellung einer Trompete mit einem individuell für den Trompeter optimierten Kesselmundstück,
4 eine Explosionsdarstellung der Messvorrichtung mit einem Mundstückrand, der entlang des Umfangs um die Mundstückachse in vierundzwanzig Segmente unterteilt ist,
5 ein perspektivischer Längsschnitt durch die Messvorrichtung mit einem Mundstückrand, der entlang des Umfangs um die Mundstückachse in vierundzwanzig Segmente unterteilt ist,
6 eine Seitenansicht der Messvorrichtung gemäss 4 und 5,
7 eine Seitenansicht der Segmente der Messvorrichtung gemäss 6,
8 eine perspektivische Darstellung des individuell für den Trompeter optimierten Kesselmundstücks, und
9 eine perspektivische Darstellung Kesselmundstücks mit einer Positioniereinrichtung,
10 eine perspektivische Darstellung Kesselmundstücks mit einer Positioniereinrichtung, und
11 eine perspektivische Darstellung Kesselmundstücks mit einer Positioniereinrichtung.

Die 1 zeigt eine Trompete 1, bei der anstelle eines Kesselmundstücks eine Messvorrichtung 2 zum Bestimmen einer optimalen Umfangskontur des Randes des Kesselmundstücks eingesetzt ist. Beim Verfahren zum Bestimmen einer optimalen Umfangskontur wird wie in 2 dargestellt, die Trompete 1 mit der Messvorrichtung 2 von einem Trompeter 3 in einer für das Spielen mit dem Kesselmundstück typischen Art gegen die Lippen und die dahinterliegenden Zähne gedrückt. Anhand der mit der Messvorrichtung 2 ermittelten Umfangskontur wird das in 3 und 8 dargestellte Kesselmundstück 4 mit optimaler Umfangskontur des Randes 5 hergestellt.
4 bis 7 zeigen eine Messvorrichtung 2 mit einem Rand 5 eines Kesselmundstücks 4. Der Rand 5 verläuft um eine Mundstückachse 6 und ist entlang des Umfangs in vierundzwanzig Randabschnitte 7 aufgeteilt, die an Segmenten 8 ausgebildet sind. Die Segmente 8 mit den Randabschnitten 7 sind mit Führungsbereichen 8a in Kanälen 13 eines Gehäuses 9 in Richtung der Mundstückachse 6 verstellbar geführt. Die Segmente 8 weisen Ausgangslagen auf, bei denen die Randbereiche 7 maximal von der Messvorrichtung 2 vorstehen. Wenn die Segmente 8 von den Ausgangslagen gegen Auslenkungspositionen gedrückt werden, wirken Spanneinrichtungen mit gegen die Ausgangslagen gerichteten Kräften auf die Segmente 8.
In der dargestellten Ausführungsform werden die Spanneinrichtungen von mechanischen Federelementen gebildet, die von einem um die Mundstückachse 6 verlaufenden Ring 10 als Federlippen 11 radial nach innen stehen. Der Ring 10 ist an einem radial äusseren Bereich des Gehäuses 9 befestigt, bzw. zwischen einem ersten und einem zweiten Gehäuseteil 9a und 9b festgeklemmt. Die beiden Gehäuseteile 9a und 9b werden mit Verbindungsschrauben 12 miteinander verbunden.
Im ersten Gehäuseteil 9a sind die Kanäle 13 für die Führungsbereiche 8a der Segmente 8 bis zu den Federlippen 11 durchgängig offen, so dass bei an die Messvorrichtung 2 gedrückten Randabschnitten 7 bzw. Segmenten 8 die freien Enden der Führungsbereiche 8a an die Federlippen 11 anstehen.
Im zweiten Gehäuseteil 9b sind fluchtend mit den Kanälen 13 Bohrungen 14 ausgebildet und darin Anzeigestifte 15 angeordnet, welche die Auslenkungspositionen der Segmente 8 in der Gleichgewichtslage erfassen. Minimale Reibungskräfte zwischen den Bohrungen 14 und den darin angeordneten Anzeigestiften 15 halten die Anzeigestifte 15 in den Auslenkungspositionen, auch wenn die Elemente 8 von den Federlippen 11 wieder in die Ausgangslagen bewegt werden.
Durch eine Festsetzeinrichtung, beispielsweise durch radial von aussen in Klemmlagen an die Anzeigestifte 15 bewegte Klemmelemente, insbesondere Klemmschrauben 16, sind die Anzeigestifte 15 so fixierbar, dass ihre Lagen bis zum Ablesen nicht mehr verstellt werden und somit die Auslenkungspositionen ohne Störung bestimmbar machen. Für eine weitere Messung werden die Klemmschrauben 16 gelöst und die Anzeigestifte 15 wieder bis zu den Federlippen 11 ins zweite Gehäuseteil 9b eingeschoben.
Der Ring 10 mit den Federlippen 11 kann durch einen Ring 10 mit anderen Federeigenschaften ausgetauscht oder mit einem weiteren ergänzt werden, um sicherzustellen, dass sich beim Messen zumindest ein Segment 8 in eine Auslenkungsposition bewegt, die zwischen der Ausgangslage und einer maximal zulässigen Auslenkung liegt.
Wenn die Messvorrichtung 2 wie beim Spielen einer Trompete an die Lippen gedrückt wird, stellen sich bei den einzelnen Segmenten 8 Gleichgewichtslagen ein. Die in den Gleichgewichtslagen vorliegenden Auslenkungsposition der Randabschnitte 8a der Segmente 8 in Richtung der Mundstückachse 6 müssen als Auslenkungspositionen erfasst werden. Bei einer einfachen Lösung werden die Auslenkungsposition durch eine Person gemessen oder an einer Teilung abgelesen. Segmente, die nicht ausgelenkt sind, haben eine Auslenkungsposition von Null. Die Auslenkungspositionen entsprechen den gesuchten Stützstellen bzw. Abständen zwischen Stellen des Randes und einer senkrecht zur Mundstückachse verlaufenden Ebene. Aus diesen Auslenkungspositionen kann die gesuchte Kontur des Mundstückrandes entlang seines Umfangs abgeleitet werden.
8 zeigt an einem Kesselmundstück 4 eine zu den gemessenen Auslenkungspositionen, bzw. Stützstellen 17, entlang des Umfangs des Randes 5 ermittelte kontinuierliche Kontur 18. Die radiale Kontur des Randes 5 entspricht einer radialen Kontur eines vom Trompeter 3 bereits verwendeten Standard-Kesselmundstücks.
Jede Stelle entlang des Umfangs des Randes 5 weist eine Umfangslage auf, beispielsweise eine Uhrzeit. Beim dargestellten Kesselmundstück 4 sind die Umfangslagen 0, 3 und 6 Uhr mit Kreisen markiert, damit das Kesselmundstück 4 beim Musizieren mit der Umfangslage 0 Uhr der Mitte der Oberlippe, 3 Uhr dem rechten Mundwinkel und 6 Uhr der Mitte der Unterlippe zugewandt ist.
9 bis 11 zeigen Lösungen, welche das richtige Einsetzen des Kesselmundstückes 4 am Blasinstrument 4, bzw. an der Trompete, erleichtern. Markierungen auf dem Rand 5 des Kesselmundstücks 4 sind bei schlechter Beleuchtung für die Bläserin oder den Bläser kaum erkennbar. Darum umfasst eine vorteilhafte Ausführungsform des Kesselmundstücks 4 eine Positioniereinrichtung welche im Zusammenwirken mit einer an einem Blasinstrument 4 angeordneten Ausrichtungseinrichtung beim Spielen eine gewünschte Drehausrichtung des Kesselmundstücks 4 um die Mundstückachse 6 sichert.
Bei der in 9 und 10 dargestellten Lösung ist die Positioniereinrichtung als Ausnehmung 19 ausgebildet. Die am Blasinstrument 4 angeordnete Ausrichtungseinrichtung umfasst einen Klemmring 20 und einen Bolzen 21, der so weit über den Klemmring 20 vorsteht, dass er bei einem richtig eingesetzten Kesselmundstück 4 in die Ausnehmung 19 eingreift. Nach dem richtigen Einsetzten des Kesselmundstückes 4 in die Trompete 1 kann der Bolzen 21 vom Kesselmundstück 4 weg aus dem Klemmring 20 herausgezogen werden.
Bei der in 11 dargestellten Lösung ist die Positioniereinrichtung als am Kesselmundstück 4 angeordneter Ring 22 mit einem radialen Vorsprung 23 ausgebildet. Die am Blasinstrument 4 angeordnete Ausrichtungseinrichtung umfasst einen Klemmring 20 an dem eine Ausnehmung 19 zur Aufnahme des Vorsprungs 23 ausgebildet ist.
Bezugszeichenliste

1: Trompete
2: Messvorrichtung
3: Trompeter
4: Kesselmundstück
5: Rand
6: Mundstückachse
7: Randabschnitt
8: Segment
9: Gehäuse
10: Ring
11: Federlippe
12: Verbindungsschraube
13: Kanal
14: Bohrung
15: Anzeigestift
16: Klemmschraube
17: Stützstelle
18: Kontur
19: Ausnehmung
20: Klemmring
21: Bolzen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7893333 B2 [0007, 0013]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Kesselmundstücks (4) bei dem ein um eine Mundstückachse (6) verlaufender Rand (5) ausgebildet wird, der entlang seines Umfangs zum Spielen eines Blasinstrumentes (1) an die Lippen einer spielenden Person ansetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontur (18) des Randes (5) entlang seines Umfangs mit einer Messvorrichtung (2) ermittelt wird, welche einen um die Mundstückachse (6) verlaufenden Rand (5) bereitstellt, der entlang des Umfangs in mindestens sechs, vorzugsweise in mindestens zwölf, insbesondre in vierundzwanzig an Segmenten (8) ausgebildete Randabschnitte (7) aufgeteilt ist, wobei die Segmente (8) in Richtung der Mundstückachse (6) verstellbar geführt sind, die Segmente (8) Ausgangslagen aufweisen, bei denen die Randabschnitte (7) maximal von der Messvorrichtung (2) vorstehen, und die Segmente (8) in von den Ausgangslagen beabstandeten Auslenkungspositionen von Spanneinrichtungen mit gegen die Ausgangslagen gerichteten Kräften beaufschlagt sind, die Messvorrichtung (2) von einer Person in einer für das Spielen mit dem Kesselmundstück (4) typischen Art gegen die Lippen und die dahinterliegenden Zähne gedrückt wird und dabei in einer Gleichgewichtslage, bei der die von den Zähnen über die Lippen auf die Segmente (8) wirkenden Kräfte und die von den Spanneinrichtungen über die Segmente (8) auf die Lippen wirkenden Kräfte im Gleichgewicht sind, Auslenkungspositionen der Segmente (8) bestimmt werden, die Auslenkungspositionen als Stützstellen (17) zum Bestimmen der kontinuierlichen Kontur (18) des Mundstückrandes (5) entlang seines Umfangs verwendet werden und das Kesselmundstück (4) mit einem Rand (5) erstellt wird, der entlang des Umfangs die aus den Auslenkungspositionen ermittelte kontinuierliche Kontur (18) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Spanneinrichtungen auf die Segmente (8) wirkenden Kräfte so eingestellt werden, dass mindestens ein Segment (8) etwas von der Ausgangslage weg ausgelenkt ist, wenn die Messvorrichtung (2) in einer für das Spielen mit dem Kesselmundstück (4) typischen Art gegen die Lippen und die dahinterliegenden Zähne gedrückt wird.
Messvorrichtung (2) mit einem um eine Mundstückachse (6) verlaufenden Rand (5) eines Kesselmundstücks (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Rand (5) entlang des Umfangs um die Mundstückachse (6) in mindestens sechs, vorzugsweise in mindestens zwölf, insbesondre in vierundzwanzig an Segmenten (8) ausgebildete Randabschnitte (7) aufgeteilt ist, wobei die Segmente (8) in Richtung der Mundstückachse (6) verstellbar geführt sind, die Segmente (8) Ausgangslagen aufweisen, bei denen die Randabschnitte (7) maximal von der Messvorrichtung (2) vorstehen, und die Segmente (8) in von den Ausgangslagen beabstandeten Auslenkungspositionen von Spanneinrichtungen mit gegen die Ausgangslagen gerichteten Kräften beaufschlagt sind, wobei, die Randabschnitte (7) der Segmente (8) von einer Person in einer für das Spielen mit dem Kesselmundstück (4) typischen Art gegen Lippen und dahinterliegende Zähne drückbar sind und die Messvorrichtung (2) zu einer Gleichgewichtslage, bei der die von den Zähnen über die Lippen auf die Segmente (8) wirkenden Kräfte und die von den Spanneinrichtungen über die Segmente (8) auf die Lippen wirkenden Kräfte im Gleichgewicht sind, Auslenkungspositionen der Segmente (8) bestimmbar macht.
Messvorrichtung (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtungen mechanische Federelemente, vorzugsweise von einem um die Mundstückachse verlaufenden Ring (10) radial nach innen stehende Federlippen (11), umfassen, welche mit einem Halterungsbereich an einem Gehäuse (9) der Messvorrichtung (2) befestigt sind und die Segmente (8) in von den Ausgangslagen beabstandeten Auslenkungspositionen mit einem Federbereich in Richtung der Mundstückachse (6) gegen die Ausgangslagen drücken.
Messvorrichtung (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die von den mechanischen Federelementen ausgehenden Kräfte durch die Wahl oder Kombination von einsetzbaren Federelementen und/oder durch auf die Federelemente wirkende Vorspannvorrichtungen einstellbar sind.
Messvorrichtung (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtungen Druck beaufschlagte Fluid-Zylinder, vorzugsweise PneumatikZylinder, umfassen, welche mit einem Halterungsbereich an einem Gehäuse (9) der Messvorrichtung (2) befestigt sind und die Segmente (8) in von den Ausgangslagen beabstandeten Auslenkungspositionen mit einem Kolben in Richtung der Mundstückachse (6) gegen die Ausgangslagen drücken.
Messvorrichtung (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung mindestens eine Druckluftquelle umfasst, welche die Fluid-Zylinder mit Druckluft speist, wobei die mindestens eine Druckluftquelle vorzugsweise eine Druckluftpumpe, einen Druckluftspeicher und ein einstellbares Druckbegrenzungsventil umfasst und damit die von angeschlossenen Fluid-Zylindern auf Segmente wirkenden Kräfte einstellbar macht.
Messvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Segment eine Positionserfassungseinrichtung zugeordnet ist, welche die Auslenkungsposition des Segments in der Gleichgewichtslage erfasst oder ein entsprechend zur Auslenkungsposition positioniertes Positionselement fixiert, so dass dessen Position auch nach der Bewegung des Segments zur Ausgangslage erfassbar ist.
Messvorrichtung (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jede Positionserfassungseinrichtung einen Anzeigestift umfasst, der einem Segment zugeordnet ist und beim Anpressen des Randabschnitts des Segmentes an die Lippen entsprechend der Bewegung des Segments entlang der Mundstückachse verschiebbar gelagert ist und durch eine Festsetzeinrichtung, vorzugsweise durch eine auf den Anzeigestift drückende Klemmschraube, fixierbar ist.
Kesselmundstück (4) mit einem um eine Mundstückachse verlaufenden Rand, dadurch gekennzeichnet, dass es nach einem Verfahren gemäss Anspruch 1 oder 2 hergestellt ist.
Kesselmundstück (4) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer von aussen an einen vorstehenden Umfangsbereich des Randes angelegten, senkrecht zur Mundstückachse verlaufenden Ebene und mindestens einem zurückversetzten Umfangsbereich des Randes ein Abstand ausgebildet ist und der Rand beim Spielen bezüglich einer vertikalen und vorzugsweise bezüglich einer im Wesentlichen horizontalen Schnittebene mit der Mundstückachse nicht spiegelsymmetrisch ausgebildet ist.
Kesselmundstück nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Kesselmundstück eine Positioniereinrichtung umfasst, welche im Zusammenwirken mit einer an einem Blasinstrument angeordneten Ausrichtungseinrichtung beim Spielen eine gewünschte Drehausrichtung des Kesselmundstücks um die Mundstückachse sichert.