DE1772340A1 - Cast iron metal piano string plate - Google Patents

Cast iron metal piano string plate

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DE1772340A1
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cast iron
plate
piano
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string
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DE19681772340
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Hironobu Hayashi
Kinya Nozaki
Masayuki Takamura
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Nippon Gakki Co Ltd
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Nippon Gakki Co Ltd
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    • G10C3/04Frames; Bridges; Bars

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Description

π ,-Ing. Wilhelm Reicliel cjni.π, -Ing. Wilhelm Reicliel cjni .

Frankiuri/Main-1 5494/K Frankiuri / Main-1 5494 / K

Parksiiaße 13Park street 13

NIPPON (LAKKI SEIZO KABUSHIKI KAISHA, Shizuoka-Ken, JapanNIPPON (LAKKI SEIZO KABUSHIKI KAISHA, Shizuoka-Ken, Japan

Klaviersaitenplätte aus GußeisenmetallCast iron metal piano string

Die Erfindung betrifft eine Klaviersaitenplatte aus Gußeisenmetall. The invention relates to a piano string plate made of cast iron metal.

Auf der Saitenplatte sind die Saiten des Klaviers zwischen Stimmnägeln und Befestigungsstiften aufgespannt. Da die Spannung aller Saiten zusammengenommen einer Zugkraft von bis zu 20 Tonnen entspricht, muß die Saitenplatte eine ausreichende Festigkeit haben, um dieser Gesamtkraft zu widerstehen.The strings of the piano are stretched between tuning pins and fastening pins on the string plate. Since the tension of all strings taken together corresponds to a tensile force of up to 20 tons, the string plate must have sufficient strength to withstand this total force.

Damit die Saitenplatten nicht zu schwer werden und mit Saiten in der aus akustischen Gründen erforderlichen Länge und Anordnung bespannt werden können, haben sie zwangsläufig eine komplizierte Form mit Rippen und Vertiefungen und flachen 'Teilen, wie es in den Fig. 1 und 2 der beiliegenden Zeichnungen angedeutet ist, die noch kurz beschrieben werden. Dementsprechend werden die «iaitenplatten zur Zeit aus Metall gegossen.So that the string plates do not become too heavy and with strings in the length and arrangement required for acoustic reasons can be strung, they inevitably have a complicated shape with ribs and depressions and flat 'parts, as indicated in Figs. 1 and 2 of the accompanying drawings, which will be briefly described. Accordingly the iaitenplatten are currently cast from metal.

Aus diesem Grunde werden die Saitenplatten für Klaviere zur Zeit im allgemeinen aus einfachem Gußeisen, d.h. Graugußeisen hergestellt, da einfaches Gußeisen in geschmolzenem Zustand leicht fließt und zum Gießen gut geeignet iat. liin frohes Gußeisen ist jedoch nicht in jeder Hinsicht fur üaitenplafcten zufriedenstellend, ea bringt vielmöhr mehrere Problfifiir} mit sich.For this reason, at present, the stringboards for pianos are generally made of simple cast iron, i.e., gray cast iron manufactured as simple cast iron in a molten state flows easily and is well suited for watering. liin happy cast iron however, it is not suitable in all respects Satisfactory, ea has many problems with it themselves.

Das Hauptproblem ist akur-i y 3oher Art- ,Vie har-iit-i *-> vxUhv- "t, dient die »seitenplatte h;m':t^a.Jhiivib. :;lr» H .1 ^riui■. ,.>/·ν?·:·ίοα tung für <Hf! gespannten K L-tvi <:;r;»aiten, dio '<ü>2r 1L;^/; tfr3 :·.'·>·■■. ι ι a-The main problem is akur-i y 3oher kind- , Vie har-iit-i * -> vxUhv- "t, the side plate serves h; m ': t ^ a.Jhiivib.:; Lr» H .1 ^ riui ■ .,.> / · Ν? ·: · Ίοα tung for <Hf! Tense K L-tvi <:;r; »aiten, dio '<ü> 2r 1 L; ^ /; tfr3: ·.'·> · ■■. Ι ι a-

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boden Töne abgeben sollen. Man weiß aber, daß eine mit den Saiten in dieser Weise unmittelbar in Berührung stehende Saitenplatte den Klang des Klaviers beeinflußt.should give off floor tones. But one knows that one is in direct contact with the strings in this way String plate affects the sound of the piano.

So weiß man beispielsweise, daß die Saitenplatte die Fähigkeit haben muß, Schwingungen zu unterdrücken, und nicht mit den Saiten in Resonanz schwingen darf, daß die Schwingungseigenschaften verschlechtert werden, wenn die Dicke der Rippen, Vertiefungen und flachen Teile der Platte zu groß sind, und daß, wenn die Platte eine sehr große Masse hat, ihre Tonqualität wesentlich besser ist. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß beim derzeitigen Stand der Technik noch·viele Prägen hinsichtlich des Einflusses der Platte auf den Klang des Klaviers, in dem sie eingebaut wird, zu klären sind.For example, it is known that the string plate must have the ability to suppress vibration, not with the strings is allowed to vibrate in resonance that the vibration properties are deteriorated when the thickness of the ribs, depressions and flat parts of the disk are too large, and that if the disk has a very large mass, its sound quality is much better. It should be pointed out, however, that in the current state of the art there are still many embossings with regard to the influence of the plate on the sound of the piano in which it is built must be clarified.

Das zweite, wenn auch relativ sekundäre Problem, ist das verhältnismäßig große Gewicht der Platte. Wie bereits erwähnt, werden Saitenplatten üblicherweise aus einfachem Gußeisen hergestellt, Da dieses Material jedoch eine ungenügende Festigkeit hat, müssen die verschiedenen Teile der Platte verhältnis mäßig dick ausgebildet werden. Infolgedessen hat die Platte eines herkömmlichen Klaviers etwa ein Drittel des Gesamtgewichts des Klaviers.The second, albeit relatively secondary, problem is that it is proportionate great weight of the plate. As mentioned earlier, string plates are usually made of simple cast iron, However, because this material has insufficient strength has, the various parts of the plate must be made relatively thick. As a result, the plate about one third of the total weight of the piano for a conventional piano.

Im Hinblick auf dieses■Gewichtsproblem wäre es natürlich möglich, ein- Material mit geringerer Dichte zu verwenden. Dies läßt sich jedoch nicht ohne weiteres durchführen, ohne den Klang des Klaviers zu verschlechtern.In view of this ■ weight problem, it would be natural possible to use a material with a lower density. However, this cannot be carried out easily without to degrade the sound of the piano.

So wurde beispielsweise vorgeschlagen, die Platte aus einer Aluminiumlegierung zu gießen, um das Gewicht zu verringern. Wenn man eine derartige Platte in einem Klavier verwendet, wird jedoch der Klang des Klaviers verschlechtert, so daßFor example, it was proposed that the plate from a Cast aluminum alloy to reduce weight. If you use such a record in a piano, however, the sound of the piano is deteriorated, so that

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diese Platten nicht häufig verwendet werden. Außerdem sind beim Austausch des Plattenmaterials im Hinblick auf die Tatsache, daß es sich bei der Platte um ein Teil des Klaviers handelt, folgende Gesichtspunkte zu berücksichtigen:these plates are not used frequently. Also are when replacing the plate material in view of the fact that the plate is part of the piano, the following points must be taken into account:

Eine Klaviersaitenplatte ist mit Auflagerippen versehen, die als Unterlagen für die Klaviersaiten dienen und sich allmählich durch die Reibwirkung der Saiten abnutzen. Die Reibwirkung wird durch das Anschlagen der Hämmer an den Saiten hervorgerufen. Infolgedessen muß das Material einer Klaviersaiten- g platte sehr reibfest sein. Außerdem müssen die Auflagerippen eine gute Gleitfähigkeit haben, so daß sie das Verschieben der Saiten unter hoher Spannung beim Stimmen nicht behindern.A piano string plate is provided with support ribs, which serve as a base for the piano strings and gradually wear off due to the frictional effect of the strings. The frictional effect is caused by the hammers striking the strings. As a result, the material has a Klaviersaiten- g plate be very abrasion resistant. In addition, the support ribs must have good sliding properties so that they do not hinder the movement of the strings under high tension when tuning.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Klaviersaitenplatten zu schaffen, die den Klang des Klaviers wesentlich verbessern und deren Gewicht verringert werden kann, ohne die akustischen Eigenschaften oder die mechanische Festigkeit zu verschlechtern bzw. zu verringern. Die Saitenauflagerippen der Platte sollen eine hohe Reibfestigkeit und gute Gleitfähigkeit in Bezug auf die Reibwirkung der Saiten haben.The invention is therefore based on the object of creating piano string plates which significantly improve the sound of the piano and whose weight can be reduced without increasing the acoustic properties or mechanical strength worsen or decrease. The string support ribs of the plate should have high friction resistance and good sliding properties in terms of the frictional effect of the strings.

TJm diese Aufgabe zu lösen, wird es als wesentlich angesehen, I daß die Eigenschaften des Plattenmaterials und der Einfluß des Plattenmaterials auf die akustischen Eigenschaften des Klaviers, in dem die Platte eingebaut wird, im Hinblick auf die Ermittlung einer definierten Grundlage für eine optimale Auslegung und Herstellung von Klaviersaitenplatten untersucht werden.In order to achieve this object, it is considered essential that the properties of the plate material and the influence of the Plate material on the acoustic properties of the piano, in which the plate is installed, with a view to determining a defined basis for an optimal design and manufacture of piano string plates.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Klaviersaitenplatte aus einem Gußeisenmetall hergestellt ist, dessen innerer Dämpfungsfaktor oder Verlustfaktor Q" zwischen 1,5 · ΊΟ"5 und 0,2 · 10~5 liegt.According to the invention this object is achieved in that the piano strings plate is made of a Gußeisenmetall whose inner damping factor or loss factor Q "between 1.5 x ΊΟ" 5 and 0.2 x 10 ~ 5.

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Bei bevorzugten Ausführungen sind die Saitenplatten jeweils aus Gußstahl, Sphäroguß(eisen) (auch als Kugelgraphitgußeisen bezeichnet), Temperguß oder Meehanite-Gußeisen hergestellt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung nur dieser Gußeisenmetalle beschränkt.In preferred embodiments, the string plates are each made of cast steel, nodular cast iron (also as spheroidal graphite cast iron) called), malleable cast iron or Meehanite cast iron. However, the invention is not limited to the use of just these Cast iron metals limited.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen näher beschrieben.The invention will now be based on exemplary embodiments and Drawings described in more detail.

Die Fig. 1 und 2 zeigen jeweils die Front- bzw. Draufsicht der Saitenplatte eines Pianinos und eines Flügels.FIGS. 1 and 2 show the front and top views, respectively, of the string plate of a pianino and a grand piano.

Fig. 3 ist das Blockschaltbild einer Einrichtung zum Messen des Verlustfaktors einer Saitenplatte.Fig. 3 is a block diagram of an apparatus for measuring the loss factor of a string plate.

Fig. 4 ist eine graphische Darstellung der Abhängigkeit des Verlustfaktors von-der Deformation für verschiedene Gußeisenmetalle und4 is a graphic representation of the dependence of the loss factor on the deformation for various cast iron metals and

Fig. 5 ist eine graphische Darstellung der Dämpfung eines Klaviertons (440 Hertz) bei mit einer erfindungsgemäßen und einer herkömmlichen Platte versehenen Klavieren in Abhängigkeit von der Zeit.Fig. 5 is a graph of the attenuation of a piano sound (440 Hertz) with an inventive and pianos fitted with conventional platters as a function of time.

Da eine Klaviersaitenplatte zusammen mit den Klaviersaiten ein schwingungsfähiges Gebilde darstellt, pflegt auch die Platte zu schwingen, wenn eine oder mehrere Saiten angeschlagen werden· Messungen in Bezug auf den Klang der Klaviere haben nun jedoch ergeben, daß die Dämpfung der Tonschwingungen des Klaviers insgesamt durch geeignete Verringerung der Absorbtion der Schwingungsenergie durch die Platte in wünschenswerter Weise verringert werden kann.However, since a piano strings plate which together with the piano strings an oscillatory structure, maintains the plate to swing, if one or more strings are struck · measurements related to the sound of the piano have now shown that the attenuation of the sound vibrations of the piano total by suitable Reduction in the absorption of vibrational energy by the plate can be desirably reduced.

D.h. während bislang die Art und Weise, in der das Plattenmaterial die akustischen Eigenschaften des Klaviers, in dem die Platte eingebaut wird, nicht definiert bestimmt wird, wie That is, while so far the way in which the plate material does not define the acoustic properties of the piano in which the plate is installed is determined how

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bereits erwähnt, wurde erfindungsgemäß zunächst der Verlustfaktor' Q~ des Plattenmaterials zur Klärung dieses Punktes untersucht. Dabei hat sich5herausgestellt, daß sich die akusti·» sehen Eigenschaften ein.es Klaviers stark in Abhängigkeit vonalready mentioned, according to the invention, the loss factor 'Q ~ of the plate material was first investigated to clarify this point. In this case has turned out to 5 that the akusti · »see properties ein.es piano greatly depending on

diesem Verlustfaktor Q ändern und daß es möglich ist, Klaviere mit den gewünschten akustischen Eigenschaften herzustellen, wenn man den Verlustfaktor so wählt, daß er zwischen. .1,5 · 1(T3 und 0,2 · 1(T5 liegt. ■ ..'change this loss factor Q and that it is possible to produce pianos with the desired acoustic properties if one chooses the loss factor so that it is between. .1.5 · 1 (T 3 and 0.2 · 1 (T 5 is. ■ .. '

Die inneren Reibungsverluste eines Metalls stellen ein physi- | kaiisches Phänomen innerhalb des Metalls dar und hängen im · allgemeinen von der Art der Schwingung ab, in die das metallische Material versetzt wird. Ferner hängt der Verlustfaktor Q~ , der ein Maß für diese inneren Reibungsverluste ist, von verschiedenen Großen ab, z.B. von der Amplitude einer angelegten Schwingung und von der Zeit, (d.h. wenn beispielsweise ein Teil des Materials verformt worden ist f nimmt es einen Zustand ein, indem leicht innere Reibungsverluste oder eine Dämpfung auftritt, und dann nimmt es mit der Zeit den ursprünglichen Zustand wieder ein).The internal friction losses of a metal represent a physi- | A kaiic phenomenon within the metal and generally depend on the type of oscillation into which the metallic material is set. Furthermore, the loss factor Q ~, which is a measure of these internal frictional losses, depends on various quantities, e.g. on the amplitude of an applied vibration and on the time (ie if, for example, a part of the material has been deformed f it assumes a state internal frictional loss or damping occurs slightly, and then it returns to its original state over time).

Infolgedessen stößt das.Messen des Verlustfaktors auf erheb- :As a result, measuring the loss factor encounters considerable:

* ι liehe Schwierigkeiten. Da jedoch der akustische Einfluß des j Verlustfaktors einen erheblichen Einfluß auf das Klavier hat, i in dem die ^aitenplatte eingebaut wird, wurden Platten aus Grußeiaenmetallen untersuchtf und es hat sich herausgestellt, daß es möglich ist, diesen Verlustfaktor raifc ziemlicher Genauigkeit gu messen« S* ι borrowed difficulties. However, since the acoustic influence of the j loss factor has a significant influence on the piano i, in which the ^ aitenplatte is installed, plates were examined from Grußeiaenmetallen f and it has been found that it is possible that loss factor raifc considerable accuracy gu measure «S.

En hat aich fernerherausgestellt, daß eine Einrichtung, wie aie in Fig. 3 gezeigt ist, aum lassen. d©s Verlustfaktorn geeignet ist. Die Einrichtung enthält eine Anregung^spule 3, @%ne Msßspulö 4? hai β,&ηβη s& sich um elelrtx-omagnabiecha Spule» imwöelt und äia jswells vor den %idon oinar I'robe I ■ _ mgmvüia®b aind, die aa/ö?äirfc«n 2 aufgehängt ist, sov/le .Vy?--· ;-En has also established that a device such as that shown in Fig. 3 can be omitted. the loss factor is suitable. The device contains an excitation coil 3, @% ne Msßspulö 4? hai β, & ηβη s & sich um elelrtx-omagnabiecha coil »imwöelt and äia jswells in front of the% idon oinar I'robe I ■ _ mgmvüia®b aind, which aa / ö? äirfc« n 2 is suspended, sov / le .Vy? - ·; -

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stärker 6 und 7, deren Ausgang 'bzw. Eingang an die Spulen 3 und 4 angeschlossen ist, einen Schalter 5, zwischen dem Verstärker 6 und der Spule 3» ein Dämpfungsglied 8, zwischen dem Eingang des Verstärkers 6 und dem Ausgang des Verstärkers 7, einen Amplitudenvergleicher 9> dessen Eingang über einen Schalter 12 mit der Verbindung von Verstärker 7 und Dämpfungsglied 8 verbunden ist, wobei der Schalter 12 mechanisch mit dem Schalter 5 gekoppelt ist, wie es durch die gestrichelte linie 13 dargestellt ist, eine Torschaltung 10, der die Ausgangssignale des Amplitudenvergleichera 9 zugeführt werden und die ebenfalls mit der Verbindung von Dämpfungsglied 8 und Verstärker 7 verbunden ist, und einen an die Torschaltung 10 angeschlossenen Frequenzzähler 11.stronger 6 and 7, whose output 'resp. Input connected to coils 3 and 4, a switch 5, between the amplifier 6 and the coil 3 »an attenuator 8, between the input of the amplifier 6 and the output of the amplifier 7, an amplitude comparator 9> its input via a switch 12 with the connection of amplifier 7 and attenuator 8 is connected, the switch 12 being mechanically coupled to the switch 5, as indicated by the dashed line Line 13 is shown, a gate circuit 10 to which the output signals of the amplitude comparator 9 are fed and which is also connected to the connection of attenuator 8 and amplifier 7, and one to gate circuit 10 connected frequency counter 11.

Im folgenden wird anhand eines Beispiels beschrieben, wie der-Verlustfaktor einer Probe 1 mit Hilfe der Einrichtung gemessen wird.The following is an example of how the loss factor a sample 1 is measured with the aid of the device.

Zunächst wird eine Probe 1 mit den Abmessungen von 1 χ 10 χ mm aus einer zuvor hergestellten Saitenplatte ausgeschnitten, und zwar aus dem Mittelteil des Querschnitts in Richtung der Dicke der Platte. Die angegebenen Abmessungen werden deshalb gewählt, weil die Schwingungsfrequenz dieser Probe dann im Bereich von 800 bis 1000 Hertz liegt und im üchwingungsbereieh des Mittelteils der Klavierschwingungsfrequenzen von 27»5 bis 4186 Hertz entspricht.First, a sample 1 with dimensions of 1 χ 10 χ mm cut out of a previously prepared string plate from the central part of the cross-section in the direction of Thickness of the plate. The dimensions given are chosen because the oscillation frequency of this sample is then im The range is from 800 to 1000 Hertz and in the oscillation range of the middle part of the piano oscillation frequencies from 27 »5 to Corresponds to 4186 Hertz.

j Die Probe 1 wird horizontal an zwei sehr.dl-nnen -Urähten 2 aufgehängt, die jeweils an einem 15»7 mm vom ^n de der Probe entfernten Punkt befestigt sind» Die elektromagnetischen Spulen 3 und 4 sind so angeordnet, daß sie die beiden Enden dar Probe 1 konfrontieren j die ämm zu erzwungenen Schwingungen angeregt wird j "Die dar Probe zu^e/ührte Anregungsenergie wird dann ab-r lt,at, und cite Amplituden während der natürlichen DämpfungThe sample 1 is hung horizontally from two very thin wires 2, each of which is attached at a point 15 "7 mm from the sample. The electromagnetic coils 3 and 4 are arranged in such a way that they Both ends of sample 1 confront j which is excited to forced vibrations j "The excitation energy supplied to the sample is then ab-r lt, at, and cite amplitudes during natural damping

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der Probe werden in Vakuum von mindestens 1O" mm Hg bei Zimmertemperatur gemesseneof the sample are measured in vacuum of at least 1 O "mm Hg at room temperature

-1 ■ Der Verlustfaktor Q wird nach folgender Gleichung bestimmt:-1 ■ The loss factor Q is determined using the following equation:

(1)(1)

wobei A1 die Amplitude am Meßpunkt zu Beginn der Messung und Ap die Amplitude der η-ten Schwingung danach ist.where A 1 is the amplitude at the measuring point at the beginning of the measurement and Ap is the amplitude of the η-th oscillation afterwards.

— 1 ·- 1 ·

Da der Verlustfaktor Q amplitudenabhängig ist, müssen die Messungen mit verschiedenen Amplitudenwerten zu Beginn der Messung wiederholt werden, um diese Abhängigkeit zu "bestimmen, Dementsprechend wird die Abhängigkeit von der Deformation (oder Stauchung) bei maximaler Amplitude untersucht. Die Maximalamplitude wird mit Hilfe eines Mikroskops bis zu 0,01 mm gemessen, und kleinere Werte der Amplitude werden aus den Dämpfungswerten berechnet. Die Deformation ergibt sich dann . nach folgender Gleichung: ·Since the loss factor Q depends on the amplitude, the measurements with different amplitude values must be carried out at the beginning of the Measurement are repeated in order to "determine this dependency, Accordingly, the dependence on the deformation (or compression) at maximum amplitude is examined. The maximum amplitude is measured with the aid of a microscope up to 0.01 mm, and smaller values of the amplitude are obtained from the Attenuation values calculated. The deformation then results. according to the following equation:

6max = 9,0 X \ (2)6max = 9.0 X \ (2)

1 .1 .

in der £ max die maximale Deformation an der Probenoberfläche, . (6 die Schwingungsamplitude,
h die Probendicke und
1 die Probenlänge ist.
in the £ max the maximum deformation on the sample surface,. (6 the oscillation amplitude,
h is the sample thickness and
1 is the sample length.

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Die auf diese Weise erzielten Meßwerte bei Proben mit verschiedenen Gußeisenmetallen sind in I1Ig. 4 dargestellt, die die jeweilige Abhängigkeit des Verlustfaktors von der Deformation darstellt. Die Kurve (A) zeigt die Abhängigkeit des Verlustfaktors bei Verwendung von einfachem Gußeisen, die Kurve (B) die Abhängigkeit bei Verwendung von Meehanite-Gußeisen, die Kurve (C) die Abhängigkeit bei Verwendung von Sphäroguß (Probe 1), die Kurve (D) die Abhängigkeit bei Verwendung von Temperguß, die Kurve (E) die Abhängigkeit bei Verwendung von Sphäroguß (Probe 2) und die Kurve (F) die Abhängigkeit bei Verwendung von Gußstahl.The measured values obtained in this way for samples with various cast iron metals are in I 1 Ig. 4, which shows the respective dependence of the loss factor on the deformation. Curve (A) shows the dependency of the loss factor when using simple cast iron, curve (B) the dependency when using Meehanite cast iron, curve (C) the dependency when using nodular cast iron (sample 1), curve (D ) the dependency when using malleable cast iron, curve (E) the dependency when using nodular cast iron (sample 2) and curve (F) the dependency when using cast steel.

Wie man sieht, wird der Verlustfaktor, mit Ausnahme bei einfachem Gußeisen (Kurve A) bei einer Deformation, die kleinerAs you can see, with the exception of simple cast iron (curve A), the loss factor becomes smaller in the event of a deformation

—4- -5—4-5

als 10 ist, speziell kleiner als 10 , weitgehend konstant. Deshalb wird der Wert des Verlustfaktors bei einer Deformation von 10 genommen. Während die obere Grenze aller dieser Werte bei 1,5 * 10 liegt, sollte als unterer Grenzwert etwa 0,2 · 10 J gewählt werden. Der Grund dafür ist darin zu sehen, daß, wenn die inneren Reibungsverluste sehr klein sind, das Klavier zu stark metallisch klingt.than 10, especially less than 10, is largely constant. Therefore the value of the loss factor for a deformation of 10 is taken. While the upper limit of all these values is 1.5 * 10, the lower limit value should be around 0.2 * 10 J. The reason for this is that if the internal frictional losses are very small, the piano will sound too metallic.

Wi.e bereits erwähnt, wird die erfindungsgemäße Saitenplatte aus einem Gußeisenmetall mit speziellen Eigenschaften hergestellt. Unter "Gußeisenmetall" soll auch, aber nicht nur, Gußstahl, Meehanite-Gußeisen, Sphäroguß und Temperguß verstanden werden. Der Verlustfaktor eines Gußeisenmetalls dieser Art hängt stark von Parametern, wie der Zusammensetzung des Metalls, dessen Struktur und der Graphitkonfiguration ab, wie es in Pig. 4 gezeigt ist. Dies gilt auch für Sphärogußeisen, das ein gemäß der Erfindung bevorzugtes Saitenplattenmaterial darstellt, und in diesem Falle ist der Einfluß der Graphitic onfiguriition besonders groß.As already mentioned, the string plate according to the invention is made from a cast iron metal with special properties. "Cast iron metal" is also, but not limited to, cast steel, meehanite cast iron, nodular cast iron and malleable cast iron will. The loss factor of a cast iron metal of this type depends heavily on parameters such as the composition of the metal, its structure and the graphite configuration depend on how it in Pig. 4 is shown. This also applies to ductile iron, which is a preferred string plate material according to the invention, and in this case the influence is graphitic onfiguriition particularly large.

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Der G-rund dafür, daß einfaches Gußeisen einen großen Teil der Schwingungsanregungsenergie absorbiert, läßt sich dadurch erklären, daß das Graphit in diesem Gußeisen in form von Flocken verteilt kristallisiert ist und.diese Graphitflocken einen Kerbeffekt hervorrufen, durch den die Viskosität der" Zonen ' um das Graphit herum erhöht wird.The reason why simple cast iron makes up a large part of the Absorbs vibration excitation energy, can be explained by that the graphite is crystallized in this cast iron in the form of flakes and. these graphite flakes one Cause the notch effect, through which the viscosity of the "zones" around the graphite is increased.

Der Verlustfaktor nimmt mit zunehmender Sphäroidisation des Graphits im Gußeisenmetall ab und hängt stark von der Sphäroidisationsgeschwindigkeit des Graphits ab. Die Sphäroidisation des Graphits im Gußeisenmetall hängt auch von der Zugfestigkeit des Metalls ab, die mit zunehmender Sphäroidisation ansteigt. Wegen dieser Abhängigkeit des Saitenplattenmaterials von den inneren Reibungsverlusten des Metalls muß also die Sphäro-• idisationsgeschwindigkeit des Graphits im Gußeisenmetall so ausgewählt werden, daß dieses Metall eine Zugfestigkeit von mindestens 37 kp/mm hat. .The loss factor increases with increasing spheroidization of the Graphite in cast iron metal and is heavily dependent on the rate of spheroidization of the graphite. The spheroidization of graphite in cast iron metal also depends on the tensile strength of the metal, which increases with increasing spheroidization. Because of this dependence of the string plate material on the internal friction losses of the metal must therefore the spheroid • idization rate of graphite in the cast iron metal so be selected so that this metal has a tensile strength of at least 37 kgf / mm. .

Diese Zugfestigkeit wird in herkömmlicher Weise gemessen. J?ür die erfindungsgemäßen Untersuchungen wurden alle Prüflinge mit einer Dicke von 5 mm und einer Breite von 20 mm aus irgendeinem Teil der Saitenplatte ausgeschnitten und darin ein Prüfteil mit parallelen Seiten von 15 cm Breite ausgebildet.This tensile strength is measured in a conventional manner. For the investigations according to the invention, all test items were with a thickness of 5 mm and a width of 20 mm of any one Cut out part of the string plate and form a test piece with parallel sides 15 cm wide.

Da der Verlustfaktor der erfindungsgemäßen Platte auf dieseSince the loss factor of the plate according to the invention on this

Weise klein gehalten wird, wird die Dämpfung des Tons eines Klaviers, in dem diese Platte eingebaut ist, äußerst klein. Deshalb wird die Klangfarbe hell und darüberhinaue das Klangvolumen groß. 'Way is kept small, the attenuation of the sound becomes a The piano in which this plate is built in is extremely small. Therefore, the timbre becomes bright and, moreover, the tonal volume becomes more precise great. '

Da das Klavier ein nahezu bis zur Perfektion ausgereiftes Musikinstrument ist, hat man auch schon verschiedene Teile das Klaviers, von denen man weiß t daß von ihnen der Klang des !laviere abhängt; mit verscMectenen farfeesserungQRSince the piano is an almost to perfection sophisticated musical instrument, you have already different parts of the piano, which are known t that depends on them, the sound of Laviere!; with verscMectenen far measurement QR

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Es erscheint daher unwahrscheinlich, daß irgendwelche weiteren Verbesserungen an diesen Teilen einen weiteren größeren Beitrag zur akustischen Verbesserung des Klaviers liefern wurden.It therefore seems unlikely that any further improvements to these parts would make another major contribution for the acoustic improvement of the piano.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die durch den erfindungsgemäßen Materialaustausch erzielte Klangverbesserung wesentlich größer ist, als sie durch irgendwelche Verbesserungen an irgendwelchen anderen Teilen des Klaviers erzielt werden könnte. Es hat sich z.B. gezeigt, daß selbst musikalisch nicht geschulte Personen einwandfrei den akustischen Unterschied zwischen einem Klavier, in dem die erfindungsgemäße Platte eingebaut ist, und einem herkömmlichen Klavier feststellen können.However, it has been found that the by the invention Material exchange achieved sound improvement is much greater than that achieved by any improvements could be achieved on any other parts of the piano. It has been shown, for example, that not even musically trained people correctly understand the acoustic difference between a piano in which the plate according to the invention is built in, and can determine a conventional piano.

Ein weiterer .großer Vorteil der Erfindung ist das geringe Ge-wicht der Platte, das sich aus folgendem Grunde ergibt: Ein Gußeisenmetall, in dem Graphit sphäroidisiert ist, hat mechanische und physikalische Eigenschaften, die annähernd denen von Stahl entsprechen. D.h. die Zugfestigkeit dieses Metalls liegt zwischen 37 und 100 kp/mm , was verhältnismäßig groß ist, im Vergleich zur Zugfestigkeit von gewöhnlichem Gußeisen, dessen Zugfestigkeit zwischen 15 und 35 kp/mm liegt.. Dementisprechend kann die Dicke der verschiedenen Teile der Platte verringert werden, so daß sich auch das Gewicht der Platte stark verringert.Another great advantage of the invention is its low weight of the plate, which results from the following reason: A cast iron metal in which graphite is spheroidized has mechanical and physical properties approximating those of steel. That is, the tensile strength of this metal lies between 37 and 100 kp / mm, which is relatively large compared to the tensile strength of ordinary cast iron, whose tensile strength is between 15 and 35 kp / mm .. Denial the thickness of the various parts of the plate can be reduced, thus reducing the weight of the plate greatly reduced.

Ein weiterer Vorteil dea erfindungsgemäßen Plattenmaterials ist die im Vergleich zum einfachen gewöhnlichen Gußeisen hohe Zähigkeit, die der erfindungsgemäßen Platte eine größere Widerstandskraft gegen Belastungen als einer aus einfachem Gußeisen hergestellten Platte gibt. Da ferner die Reibfestigkeit des Plattenmaterials besser ist, sind auch die Auflagerippen der Platte wesentlich haltbarer. Wenn darüberhinaus das Graphit kugelförmig ist, werden auch die Auflagerippen nicht so leicht zerspanen oder abblättern, und gleichzeitig ergibt eioh eine gute G-leltfäüigkelt zwiachen den Auflagerippen und den Saiten an ihraii^^öi^hrurig'a st eilen,Another advantage of the panel material according to the invention is the high toughness compared to the simple ordinary cast iron, that of the plate according to the invention is greater Resistance to loads as a plate made of simple cast iron. There is also the friction resistance the plate material is better, the support ribs of the plate are much more durable. If, moreover, the graphite is spherical, the support ribs will not chip or flake as easily, and at the same time it will result in a good gelling between the support ribs and the strings an ihraii ^^ öi ^ hrurig'a st hurry,

009843/0081 bad original ,009843/0081 bad original,

Um die Vorteile der Erfindung klarer herauszustellen, wird im folgenden ein Beispiel einer bevorzugten Ausführung angegeben, das jedOch nur zur Erläuterung der Erfindung und nicht zur Einschränkung des Umfangs der Erfindung angegeben wird.In order to more clearly point out the advantages of the invention, will in the following an example of a preferred embodiment is given, but only to illustrate the invention and not is given to limit the scope of the invention.

Beispielexample

Zum Vergleich wurden Flügel-Saitenplatten aus einfachem Gußeisen und aus Sphäroguß hergestellt.For comparison, grand piano string plates were made of simple cast iron and made of ductile iron.

Im einzelnen wurde Grundmetall für einfaches Gußeisen .mit für hohe Tragfähigkeit geeigneter Zusammensetzung in einem Kupolofen geschmolzen. Das geschmolzene Metall, die Schmelze, wurde in eine Pfanne geschöpft und in eine Sandform gegossen, die zuvor zur Herstellung einer Saitenplatte hergestellt wurde. Auf der anderen Seite wurden Sphärogußeisen-Rahmen hergestellt, indem der Schmelze im Kupolofen zur Entschwefelung etwa 0,2 <f< > Kalziumkarbid zugesetzt, die Schmelze in eine 1-fanne geschöpft, mit einer Mg-Si-Fe-Legierung (mit 0,3 °h Mg) geimpft, um das Graphit zu sphäroidisieren, und die Schmelze in eine Sandform gegossen wurde.In detail, base metal for simple cast iron was melted in a cupola furnace with a composition suitable for high load-bearing capacity. The molten metal, called melt, was scooped into a pan and poured into a sand mold that was previously made to make a string plate. On the other hand, ductile iron frames were made by adding about 0.2 <f <> calcium carbide to the melt in the cupola furnace for desulphurization, then scooping the melt into a 1-pan with a Mg-Si-Fe alloy (with 0, 3 ° h Mg) was inoculated to spheroidize the graphite, and the melt was poured into a sand mold.

Die chemische Zusammensetzung und mechanischen Eigenschaften der auf diese Weise hergestellten Gußeisenmetallplatten wurden gemessen, und das Ergebnis ist in.Tabelle 1 dargestellt.The chemical composition and mechanical properties of the cast iron metal plates thus produced were measured, and the result is shown in Table 1.

009843/0082 ^ Ome.NAL009843/0082 ^ Ome.NAL

Zugfestigkeitρ
(kp/mm )
Härte (HRB)
Elastizitätsmodul
(kp/mm )
Verlustfaktor (x10~5)
Tensile strength ρ
(kp / mm)
Hardness (HRB)
modulus of elasticity
(kp / mm)
Loss factor (x10 ~ 5 )
Herkömm
liche
Platte
Conventional
liche
plate
Platte nach der
Erfindung
Plate after the
invention
Probe
H
sample
H
Chemische Zusammen
setzung ($)
C
Chemical together
setting ($)
C.
3,573.57 Probesample 3,453.45
SiSi 1,991.99 3,353.35 2,252.25 MnMn 0,610.61 2,902.90 0,430.43 PP. 0,060.06 0,410.41 0,040.04 SS. 0,110.11 0,050.05 0,010.01 21,4
88,8
12 600
3,9
21.4
88.8
12 600
3.9
0,010.01 37,8
90,8
15 600
1,0
37.8
90.8
15 600
1.0
46,3
91,1
6 300
0,6
46.3
91.1
6,300
0.6

Tabelle 1Table 1

Die auf diese Weise hergestellten Platten wurden in Klavieren eingebaut und besaitet. Dann wurden die von diesen Klavieren abgegebenen Tonschwingungen gemessen. Im einzelnen wurde jede der Platten in einem Flügel eingebaut, und dann wurde ein 200 g schweres Bleistück aus 20 mm Höhe auf die einem Ton von 440 Hz entsprechende Taste fallengelassen. Der auf diese Weise er zeugte Ton wurde auf einem Tonband aufgezeichnet und dann wiederholt wiedergegeben, und dann wurden die Dämpfungskurven für verschiedene Prequenzkomponenten mit Hilfe eines Schnellauf-Amplitudenauf Zeichners aufgezeichnet.The records produced in this way were built into pianos and strung. Then, the sound vibrations emitted from these pianos were measured. Specifically, each of the plates was installed in a grand piano , and then a 200 g piece of lead was dropped from a height of 20 mm onto the key corresponding to a tone of 440 Hz. The sound thus produced was recorded on an audio tape and then played back repeatedly, and then the attenuation curves for various pre- sequence components were recorded using a high-speed amplitude recorder.

ΛΑΛΑ / *» ΙΛΑΑ*ΛΑΛΑ / * »ΙΛΑΑ *

COPYCOPY

Als Ergebnis hat sich herausgestellt, daß das Klavier, in dem die erfindungsgemäße Platte eingebaut war, einen geringeren Dämpfungseffekt hatte, als das Klavier, in dem die herkömmliche Platte eingebaut war. In Fig. 5 stellt die Kurve J den Dämpfungsverlauf eines Tons von 440 Hz bei einem Klavier, in dem die erfindungsgemäße Platte eingebaut war, und die Kurve K den Dämpfungsverlauf desselben Tons bei einem Klavier, in dem die herkömmliche Platte eingebaut war, dar. Diese Kurven zeigen deutlich, daß die Dämpfungszeit im ersten Falle größer als im zweiten Falle ist.As a result, it was found that the piano in which the plate according to the invention was installed, had a lower damping effect than the piano in which the conventional Plate was built in. In FIG. 5, curve J represents the course of attenuation of a tone of 440 Hz in a piano in which the disk according to the invention was installed, and the curve K den The course of attenuation of the same note on a piano in which the conventional record was installed. These curves show clearly that the damping time in the first case is greater than in the second case is.

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

009843/00 82009843/00 82

Claims (1)

PatentansprücheClaims 1· Klaviersaitenplatte aus Gußeisenmetall, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlustfaktor (Q~ ) des Gußeisenmetalls zwischen 1,5 · 10"*^ und 0,2 · 10"*^ liegt.1 · Piano string plate made of cast iron metal, thereby characterized in that the loss factor (Q ~) of the cast iron metal is between 1.5 x 10 "* ^ and 0.2 x 10" * ^. 2· Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das GuEeisenmetall Gußstahl oder Sphäroguß oder Temperguß oder Meehanite-Guß ist.2 plate according to claim 1, characterized in that that the cast iron metal is cast steel or nodular cast iron or malleable cast iron or Meehanite cast. 3· Platte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gußeisenmetall eine Zugfestigkeit von mindestens 37 kp/mm hat.3 · Plate according to claim 1 or 2, characterized in that the cast iron metal has a tensile strength of at least 37 kp / mm. BAD ORIGINAL 009843/0082 BATH ORIGINAL 009843/0082
DE19681772340 1967-06-15 1968-05-02 Cast iron metal piano string plate Withdrawn DE1772340A1 (en)

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