DE2137406A1

DE2137406A1 - Verfahren zur Hitzebehandlung von Metallsalten fur Instrumente mit ge spannten Saiten

Info

Publication number: DE2137406A1
Application number: DE19712137406
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Iwata Shizuoka Fukuda (Japan) P
Original assignee: Kawai Musical Instrument Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kawai Musical Instrument Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1970-07-27
Filing date: 1971-07-26
Publication date: 1972-02-03
Also published as: GB1353083A; CA948082A; SE366343B; US3753797A

Description

Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH 8 MÖNCHEN 22,

_.. . . „ /^iuierULiiUkl Steinsdorfstraße 10

D.pl.-Ing. K. GUNSCHMANN _{Telefon: (08]1)} .„_6i84

Dr. rer. nat. W. KÖRBER PATENTANWÄLTE

26. Juli 1971

K/He

KAHJbIHKI EAIbIK. IiAWAl GAKKI
SSIοAKuSHO,

200, l'era jiina-cho , Ilamama tsu-shi,
Shizuoka-ken / Japan

Patentanmeldung Verfahren zur Hitzebehandlung: von Metallsaiten für Instrumente

mit gespannten Saiten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hitzebehandlung von Hetallsaiten für Instrumente wie Klaviere oder dgl.

üisner war es üblich, eine Klaviersaite mit einem gewünschten Durchmesser aus einem. Kohlenstoffstahl (unlegiertem Stahl) durch eine B' ;;e^tierungsbehandlung und eine Drahtziehbehandlurifj herzustellen. Eine so hergestellte Klaviersaite hat eine ausreichende Dehnungsspannung. Wenn die Saite jedoch in einem Klavier unter einer Dehnungsspannung von. 100 bis 180 kg/mm angezogen ist und für längere Zeit so belassen wird, fällt die Dehnungsspannung ab und bewirkt einen Abfall der musikalischen Stufe davon. Diese Bedingung zeigt der obere Teil in I?ig. 1 der Zeichnung. Die Änderung der musikalischen Stufe jeder Saite nach 2 Monaten vom Anziehen an ist gemessen. Es ist danach ersichtlich, dass die musikalische Stufe jeder Saite weitgehend um 10 bis JO % von der Anfangsstufe zur Zeit der Anspannung, wie durch schwarze Punkte angezeigt, abfällt. Der Durchschnitt beträgt etwa 18 % und selbst wenn man +5 % zubilligt (in

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diesem Bereich kann eine geschulte Person die Differenz nicht durch Gehör feststellen), gehen einige Grade weit über diesen Bereich hinaus und en ist fast unmöglich, diese ir. einem Bereich von ij5 % zu halten.

Eine der Ursachen dafür liegt in der inneren liecitspannung, die beim Ziehen des Drahtes bewirkt wird. Eine Hitzebehandlung unterhalb einer Anlass- und Erweichungotenperatur und unter keiner Spannung wurde durchgeführt, um diese innere Hestspannung zu beseitigen, es konnten jedoch nur etwa 20 bis JO ^υ/ό der Restspannung aufgehoben v/erden. Dementsprechend hat der Abfall der musikalischen Stufe nach dem Anziehen der üaite weitgehend ähnliche Werte wie der einer nicht behandelten Saite.

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Hitzebehandlung einer Metallsaite, wobei die innere Restspannung aufgehobex. wird und die Abnahme der musikalischen Stufe selbst in oir-e.a iar..gen Zeitraum nach dem Anziehen nicht erfolgt. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Metalisaite, die durch Ziehen erhalten wurde, bei einer Temperatur erhitzt wird, die unterhalb der Anfrisch- und Erweichungstemperatur liegt, wobei sie gleichzeitig einer Dehnungsspannung unterzogen wird.

An Hand einiger Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert:

4· Klaviersaiten A, B, G, D wurden bei einer 300° unterhalb der Anfrisch- und Erweichungstemperatur derselben liegenden Temperatur erhitzt unter der Bedingung, dass die Saite A keine Dehnungsspannung erhielt und den Saiten B, C, D eine Dehnungsspannung von jeweils 4-2, 84- und 126 kg/mm, gegeben wurde. Me innere Restspannung Jeder Saite wurde bei verschiedenen Erhitzungszeiten gemessen, wobei das Resultat nach i'ig. 2 erhalten wurde. Bei Saite A ist die innere Restspannung lediglich um 20 bis 30 % erniedrigt, aber bei den Saiten B, G und D ist der Reduzierungsgrad der inneren Restspannung entsprechend der Steigerung der Dehnungsspannung stark erhöht. Bei

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.oaite D sind mehr als 95 % reduziert.

Die Saiten A¹, B¹, O¹ und D' (vgl. Fig. 3) wurden jede 1 Minute lang nach dem voi\Lergehenden Verfahren erhitzt, wobei sie unter einer Dehnunfr.r^annung von 155 kg/mm standen. Gleichzeitig wurde eine übliche Saite E, die nicht erhitzt war, in gleicher Weise unter Spannung gesetzt. Der Erniedrigungsgrad der musikalischen Stufe während des Zeitablaufs wurde gemessen, wobei die in Fig. J gezeigten Resultate erhalten wurden. Im Vergleich zu der nicht erhitzten Saite E war Saite A¹ erhitzt ohne Spannung, Saiten B¹, C und D¹ bei steigender Dehnungsspannung waren graduell reduziert bezüglich Erniedrigungsgrad der musikalischen Stufe. f

Die letzte Stufe bei der üblichen Klevierherstellung besteht im Abstimmen, die bis zum Abschluss einige 10 Stunden dauert. Die Erniedrigung der musikalischen Stufe während des Abstimmens stellt kein grosses Problem dar, weil dieses beim letzten völligen Abstimmen ausgeglichen wird. Eine wesentliche Bedeutung kommt aber der Zeit nach dem Abstimmen zu. Bei Betrachtung des lirniedrigungsgrades der musikalischen Stufe in einem Zeitablauf von 20 bis 1000 Stunden ist dieser bei Saite E 20 fo, bei Saite A¹ über 10 %. Die der Hitzebehandlung gemäss der Erfindung unterworfenen Saiten B¹, C und D¹ haben einen sehr kleinen ErnJeärin:ungsgrad und zwar 1/2 bis I/IO im Vergleich zu λ Saite j-¹ und E. Bei Saite D' ist er besonders gering. Demgemäss ist für diese Saite eine nachträgliche Wiederholung der Abstimmung nicht erforderlich.

Fig. 4 zeigt die Beziehung zwischen der Hitzebehandlungstemperatur und dem Erniedrigungsgrad der musikalischen Stufe nach 20 bis 1000 Stunden nach dem Anziehen bei Saite A", die keiner Dehnun{jfispaiajung unterworfen ist und bei Saiten B", C" und D", die Spannungen von jeweils 42, 84 und 126 kg/mm unterworfen waren. Der Erniedrigungsgrad der musikalischen Stufe während dieser Zeit kann zulässig bis zu etwa 10 % liegen. Demgemäss kann die Hitzebehandlungstemperatur etwa 150 bis etwa 400° bei

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einer Delmungs spannung von 4-0 bis 100 Lg/xom*" "betrafen.

Beim un texten !Teil des Diagrammes in 2?ig. 1 ist jede Klaviersaite 1 Minute lang bei 300° unter einer D elmungs spannung von 100 kg/mm behandelt. Die Saiten sind in einem klavier aufgezogen, der Erniedrigungsgrad der musikalischen Stufe wurde nach 2 Iionateu gemessen. Der durchschnittliche Erriiedrigui'.gsgrad beträgt 7 %· Der Bereich dieser Abweichungen kann innerhalb etwa ij % gehalten werden, ein Bereich, bei dem eine Person mit gutem Gehörsinn die Differenz nicht mehr feststellen kann.

Demgemäss hat eine nach dem Verfahren der Erfindung behandelte Klaviersaite einen sehr kleinen Erniedrigungsgrad der musikalischen Stufe, selbst während eines langen Zeitablaufs nach dem Anziehen im Vergleich zu einer üblichen Klaviersaite, so dass die Zahl der Abstimmungen sehr niedrig liegt und die Streuung des Erniedrigungsgrades eng ist. Auf diese Weise ist der Ton gut, eine gute Stimmlage kann über eine lange Zeit aufrechterhalten werden. Hinzu kommt, dass auf der Überfläche der Saite eine Oxidschicht gebildet wird, die ein Äosten der Saite verhindert .

Das erfindungsgemässe Verfahren ist nicht nur bei einer Saite aus Kohlenstoffstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt anwendbar, sondern auch bei einer Saite aus rostfreiem Stahl, Phosphorbronze und anderen Werkstoffen. Ausserdem können die erfindungsgemäss behandelten Saiten ausser für Klaviere für andere Instrumente mit Metallsaiten verwendet werden.

Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des gemässen Verfahrens. Eine Stahlsaite a ist an einem Ende mit einer elektrisch isolierten Klemme 1a festgehalten und am anderen Ende über Rolle 2 durch Klemme 1b festgehalten, die am mittleren Teil eines Hebels 5 sitzt, der ειηι einen Ende in einer Achse 5 beweglich festgehalten wird und am anderen Ende mit ethern Gewicht 4 beschwert ist, so dass eine Zugspannung auf

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die Saite a ausgeübt wird. Anschlussklemmen 7) 7 sind mit einer elektrischen Stromquelle 6 und mit den beiden Enden der Saite a verbunden, so dass eil. vorherbestimmter elektrischer btrom eine bestimmte Zeit lang, geregelt durch Relais 8, fliesseri kann. Nummer 9 bezeichnet einen Spannungsregler und 10 einen Voltmesser. Nummer 11 bezeichnet einen Windbruch, der die Saite a bedeckt, so dass diese gleichmässig mib einem Luftstrom erhitzt werden kann, iiei dieser -Ausführungsform kann die Saite 'beliebig lang sein und absatzweise laufend behandelt werden.

Fig. 6 zeigt eine Ausfülirungsform, bei der Saite a in einem Klavier aufgespannt ist und elektrisch erhitzt wird. Ein otimmbolzeri 12 ist in eine Holzstimmplatte 13 eingesetzt und elektrisch isoliert von einer Tonplatte 14 und einem Boden 15) ausserdem isoliert gegen einen Rahmen 16 durch Buchse 17· baite a ist gespannt zwischen dem Stimmbolzen 12 und Hakenbol^c-. 18 unter einer Delmungsspannung von 100 kg/mm . Ein lijolierungsmaterial 20 befindet sich zwischen der Saite und einem Lagerbock 19, Auf diese Weise ist der Draht elektrisch völlig unabhängig. Nummer 21 bezeichnet eine Brücke, die als elektrischer Isolator ausgebildet ist. Anschlussklemmen·7? 7 sind :;iit den beiden Enden der Saite a und mit einer elektrischen Stromquelle 6 verbunden, so dass ein bestimmter elektrischer Strom durch die Saite eine bestimmte Zeitdauer, geregelt durch Heiais 8, fliessen kann.

Auf diese Weise entwickelt die Saite a Wärme auf Grund ihres eigenen Widerstandes von 0,1 ^y o,4/l/m und wird so erhitzt. Die Erhitzungstemperatur beträgt 150 bis 400°.

Bei dieser Ausführungsform (Fig. 6) ist es nicht nur möglich, eine einzelne Saite zu erhitzen, sondern es können gleichzeitig mehrere Saiten erhitzt werden.

In den Zeichnungen bedeuten:

Fig. 1 ein Diagramm zum Vergleich des Erniedrigungsgrades der

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musikalischen Stufe jeder Saite eines klavier;:; unter Verwendung von üblichen Saiten und erfii'dungsgeaäss "behandelten Saiten;

Fig. 2 zeigt die Beziehung zwischen einer inneren Res bespannung einer Klaviersaite und Erhitzungszeit und Delmuri.gsspannung;

Fig. 3 zeigt die Beziehung zwischen einem Erniedrigunyngrad einer musikalischen Stufe und einer verüärgerben Zeitdauer;

Fig. 4 zeigt die Beziehung zwiseilen dem Erniedrigung.-rad einer musikalischen Stufe und einer HitzebehandliU!_fjctemperatur;

Fig. 5' ist eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens;

Fig. 6 ist eine andere Ausführungsform der Vorriohi,ii>i_fy.

Ansprüche:

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Claims

Ansprüche

1. Verfahren zur Hitzebehandlung von Metallsaiten für Instrumente mit gespannten Saiten wie Klaviere, dadurch gekennzeichnet, dass die Hetallsaiten bei einer Temperatur erhitzt werden, die unterhalb ihrer Anfrischtemperatür und Erweichungstemperatur liegt, wobei sie gleichzeitig einer Dehnungsspannung unterworfen wird.

2. ' Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

bei einer Dehnungsspannung von 40 bis 160 kg/mm und bei einer Erhitzungstemperatur von I50 bis 400 gearbeitet wird.

''j-. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die baite an einem Ende festgehalten und am anderen Ende mit eii.e'i Gewicht belastet und in diesem Zustand durch Hindurch]eiten eines elektrischen Stromes erhitzt wird.

¹A. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Saite unter einer geeigneten Dehnungsspannung in einem Musikinstrument gespannt und durch Hindurchleiten eines elektrischem Stromes erhitzt wird.

Der Patentanwalt

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