DE2707113A1 - Klavierplatte - Google Patents

Description

Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Klavierplatte.

Unter verschiedenen Erfordernissen, die Klavierplatten erfüllen müssen, seien als wichtigste genannt geringes Gewicht, ausreichende Dauerstandfestigkeit gegenüber hohen Saitenspannunger. von insgesamt bis zu 20 000 kg, Genauigkeit in den Abmessungen und langes Bestehenbleiben der Genauigkeit, die Fähigkeit Töne mit guter Qualität, Farbe und Volumen sicherzustellen und ausgezeichnetes raumausschmückendes Aussehen.

Herkömmliche Klavierplatten werden im allgemeinen durch Naßsand bzw. Magersand (green sand) Formguß hergestellt, wobei ein Klavierplattenguß hergestellt wird, indem geschmolzenes Metall in eine Form eingebracht wird, die aus einem Gemisch von grünem Sand, Lehm und Wasser gebildet ist, und der Guß danach gebohrt,mechanisch bearbeitet, fertig bearbeitet und angemalt wird, um eine Klavierplatte zu erhalten.

Bezüglich der obengenannten wichtigsten an Klavierplatten zu stellenden Anforderungen ist die herkömmliche, durch Naßsandformguß hergestellte Klavierplatte mit im Folgenden zu beschreibenden Nachteilen behaftet:

Beim Naßsandformguß liegt die Wandoberfläche des Hohlraums zum Hohlraum hin frei und das in die Form eingebrachte geschmolzene Metall kommt in direkte Berührung mit der Wandoberfläche des Hohlraums. Die Struktur der Oberfläche des Produktes ist daher ziemlich rauh, so daß zur Fertigbearbeitung des Produktes zusätzliche Arbeitsvorgänge, wie Sandstrahlen notwendig sind.

Beim Hinbringen in den Hohlraum fließt das geschmolzene Metall über die Hohlraumwandoberfläche, an der grober Sand frei liegt; aufgrund der rauhen Struktur der Oberfläche neigt diese dazu, ein gleichmäßiges Fließen des geschmolzenen Metalls in den dünnen und/ oder schmalen Bereichen des Hohlraums zu hindern, wodurch häufig

Gußfehler in und um solche Bereiche verursacht werden. Das Vorhandensein solcher Gußfehler beeinflußt die mechanische Festigkeit des gegossenen Produkts häufig nachteilig. Um diese Schwierigkeit zu vermeiden, ist es bei der herkömmlichen Technik üblich, die Dicke und/oder Zwischenräume der oben genannten Bereiche des Formhohlraums unnötigerweise größer zu wählen als es von der Konstruktion her nötig ist, wodurch das Gewicht der Klavierplatte in ungünstiger Weise erhöht wird. Dieses erhöhte Gewicht der Klavierplatte führt zu Schwierigkeiten in der Handhabung und des Transports der Klavierplatte.

Wenn zum Gießen eine Grünsand- bzw. Naßsandform verwendet wird, bei der der Sand einen wässrigen Bestandteil enthält, nimmt dieser wässrige Bestandteil die Hitze des geschmolzenen Metalls bei seiner Verdampfung auf; die thermische Leitfähigkeit des Gießsandes mit der wässrigen Komponente ist relativ hoch; desweiteren enthält der Qießsand Lu^t,die ein gutes Wärme-Übertragendes Medium ist. Aus diesen Gründen erfolgt die Temperaturabsenkung una Verfestigung des geschmolzenes Metalls beim Naßsandgießen sehr schnell. Wenn dies damit verbunden ist, daß"eine Klavierplatte aus mehreren Bereichen und die Bereiche mit verschiedenen Abmessungen verbindenden Rippen besteht, ruft diese schnelle Temperaturabsenkung beim Naßsandformgießen verschiedene ernste Probleme bezüglich der mechanischen und daher akustischen Eigenschaften der auf diese Weise hergestellten Klavierplatte hervor.

Die relativ dünnen oder oberflächlichen Bereiche der Klavierplatte vermindern unter dem Einfluß der zum Gießen verwendeten Form ihre Temperatur und erstarren relativ schnell, während die inneren Bereiche der Klavierplatte sich nicht so schnell abkühlen und nicht so schnell erstarren. Diese lokalen Unterschiede in der Temperaturabsenkung und in der Verfestigung führen zu großen inneren Restbzw. Eigenspannungen in der Klavierplatte. Aufgrund solcher großen inneren Restspannungen kann sich die Klavierplatte während langer Zeitdauer verziehen, wobei sie ihre ursprüngliche Abmessungsgenauigkeit verliert; dieser Verlust der ursprünglichen Genauigkeit der Klavierplatte, die ein fundamentales Konstruktionselement bildet, führt zu entsprechendem Genauigkeitsverlust anderer E leinen-

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te des Klaviers. Fehlende mechanische Genauigkeit des Klaviers führt zu einer entsprechenden Verschlechterung der Qualität der erzeugten Töne.

Um die lokalen Unterschiede der Temperaturabsenkung und Erstarrung beim Gießen zu minimalisieren ist es notwendig, die Abmessungsunterschiede der verschiedenen Bereiche zu minimalisieren. Auf diese Weise wird es notwendig, die Abmessungen der dünnen und/oder schmalen Bereiche der Klavierplatte größer als an und für sich erforderlich zu machen, wodurch das Gesamtgewicht der Klavierplatte ungünstig beeinflusst wird.

Wenn die Temperaturabsenkung beim Gießen schnell ist, wird die Ausbildung der Klavierplatte in ihren dünnen und oberflächlichen Bereichen sehr fein, woraus eine Härte in diesen Bereichen resultiert. In den dicken und dünneren Bereichen der Klavierplatte bleibt die Ausbildung bzw. Struktur jedoch grob und ist die Härte relativ schlecht. Diese lokalen Unterschiede in der Härte des Produktes rufen eine vergrößerte innere Reibung und entsprechend eine erhöhte prozentuale Dämpfung der mit dem Klavier erzeugten Töne hervor. Erhöhte anteilige Dämpfung der Töne der Klavierplatte ist bezüglich der Erzeugung von Tönen mit reicher Resonanz ein ernsthaftes Hindernis.

In Zusammenhang mit der herkömmlichen Naßgußformung wurde vorgeschlagen, in den Herstellungsprozess ein Impfen einzuführen, um eine gleichmäßige innere Konfiguration zu erhalten. Gemäß diesem vorgeschlagenen Verfahren werden Impfmittel wie Fe-Si und Ca-Si zugegeben, um die Bildung von Cementit (Fe,D), das heißt die Bildung einer schalenartigen Schicht, in den Oberflächenbereichen der gegossenen Klavierplatte zu verhindern. Mit anderen Worten wird die Graphitisierung unterstützt, um die mechanische Festigkeit des Produkts zu erhöhen. Dieses Verfahren führt jedoch zu einem komplizierten Herstellungsverfahren mit einer erhöhten Anzahl an Verfahrensschritten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klavierplatte zu

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schaffen, rait der Töne guter Qualität, zufriedenstellenden Volumens und schöner Klangfarbe erzeugt werden können.

Diese Aufgabe löst eine Klavierplatte mit einem Abstimmzapfenbereich, einem Rahmenzapfenbereich und einem Verbindungsbereich zwischen beiden Bereichen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die drei Bereiche an einer einstückigen Einkörperkonstruktion durch

b zw Vd. Ic u. u mc? u ß Unterdruckguß ausgebildet sind. Der Ausdruck "Unter&rucKguBvbezeichnet einen Guß, der ein Unterdruck-abgedichtetes Formverfahren verwendet, wie es weiter unten erläutert wird.

Mit der Erfindung wird eine Klavierplatte bemerkenswert leichter Konstruktion geschaffen, die sich in vorteilhafter Weise handhaben und transportieren läßt.

Die Klavierplatte stellt klare, brilliante und melodisehe Töne sicher.

Die Klavierplatte bewirkt weiter einen weichen übergang zwischen mittleren und hohen Tönen.

Die Klavierplatte kann desweiteren mittels eines bemerkenswert vereinfachten Verfahrens hergestellt werden.

Die Klavierplatte bewirkt eine merkliche Verbesserung der Qualität, des Volumens und der Klangfarbe von Tönen, ohne daß bei ihrer Herstellung zusätzlich, wie beim herkömmlichen Verfahren, getempert oder geimpft werden muß.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Rahmenzapfen in einem mit dem Rahmenzapfenbereich einstückigen und einteiligen Körper ausgebildet.

In einer weiteren bevorzugten AusfUhrungsform der Erfindung sind schmückende Muster in der Oberfläche der Klavierplatte durch Gießen ausgebildet.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran-

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Sprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung läßt sich wie folgt zusammenfassen: Elemente einer Klavierplatte werden in einem einstückigen einteiligen Körper durch das Unterdruckgießverfahren ausgebildet, wodurch das Gewicht der Klavierplatte stark vermindert wird, die Qualität, Klangfarbe und das Volumen der Töne verbessert wird und das Herstellverfahren vereinfacht wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

P i g. 1 bis 4 seitliche Schnittansichten zur Darstellung der Vorbereitung einer Form, wie sie zur erfindungsgemäßen Herstellung der Klavierplatte verwendet wird,

P i g. 5 eine seitliche Schnittansicht einer Ausführungsform der Klavierplatte,

P i g. 6 eine seitliche Schnittansicht einer herkömmlichen Klavierplatte,

Fig. 7A und 7B Teildraufsichten zur Darstellung verschiedener

Arten des Eingriffs zwischen einem Rahmenzapfen und einer Saite bei der herkömmlichen Klavierplatte,

Fig. 8a bis 8C ausschnittweise seitliche, teilweise geschnittene Ansichten zur Darstellung verschiedener Arten des Eingriffs zwischen einem Rahmenzapfen und einer Saite bei der herkömmlichen Klavierplatte,

F i g. 9 eine ausschnittweise perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klavierplatte,

P i g.10 eine seitliche Schnittansicht des Rahmenzapfens der in F i g. 9 dargestellten Klavierplatte,

P i g.llA und HB Ausschnitte von seitlichen Schnittansichten anderer Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Klavierplatte,

P i g.l2A ein Ausschnitt einer perspektivischen Schnittansicht

einer weiteren, abgeänderten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klavierplatte,

P i g.l2B einen Schnitt längs der Linie 12B-12B in F i g. 12A, F i g.13 eine Draufsicht zur Darstellung der Art der Messung der

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Gußspannung mittels Dehnungsmessern an verschiedenen Bereichen einer Klavierplatte,
P i g.14 eine graphische Darstellung des Ergebnisses der Messungen

gemäß Fig. 13,
F i g.15 eine Draufsicht zur Darstellung der Art der Messung von Gußspannungen mittels eines Dehnungsmessers an der zweiten Rippe des Hochtonbereich-Endes einer Klavierplatte mit

einer Abmessung L,
F i g.l6 eine graphische Darstellung des Ergebnisses der Messung

gemäß Fig. 15,
F i g.17 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der

Dicke eines gegossenen Produktes und seiner Zugfestigkeit, F i g.18 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Dicke eines gegossenen Produktes und seiner prozentualen

Dämpfung von Tönen,
F i g.19 eine Draufsicht zur Darstellung der Art der Messung des Wertes "Q" an verschiedenen Stellen einer Klavierplatte

und
F i g.20 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen den Bereichen der Klavierplatte und der prozentualen Dämpfung.

Das Verfahren zum Herstellen einer oberen Hälfte der Form für die erfindungsgemäße Klavierplatte ist in F i g. 1 und 2 dargestellt, wobei die Musteroberfläche eines ursprünglichen Musters 111, das ähnlich der oberen Oberfläche der zu gießenden Klavierplatte ist, mit einer Abdeckung 112a aus harzartigem Film in erhitztem Zustand abgedeckt wird und darauf eine pneumatische Saugwirkung aufgebracht wird, um den Abdeckfilm 112a fest auf die Musteroberfläche zu saugen. Diese pneumatische Saugwirkung wird auf den Abdeckfilm 112a mittels einer Saugkammer 113, einer Anzahl von Sauglöchern 114, die mit der Saugkammer 113 verbunden sind und sich zur Musteroberfläche hin öffnen, und einer Leitung 115a aufgebracht, die die Saugkammer 113 mit einer gegebenen Saugquelle, beispielsweise einer Unterdruckpurape (nicht dargestellt) verbindet.

Dann wird eine ohere Formbox 116 hohler Konstruktion auf dem ursprünglichen bzw. originalen Muster 111 in Stellung gebracht. Diese

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Formbox 116 ist nach oben und unten offen. Der mittlere Hohlraum ist von einer Korridor-artigen Saugkammer 117 umgeben, der an eine Saugquelle über eine Leitung 118 angeschlossen ist. Eine Anzahl von porösen Saugrohren läuft waagrecht durch den mittleren Hohlraum der Formbox 116 und verbindet eine Seite der Saugkammer 117 mit der anderen Seite, ist aber nicht dargestellt.

Nachdem die Formbox 116 in Stellung gebracht ist, wird fließfähiges, feuerfestes Filmmaterial 119> wie Formsand, in den zentralen Hohlraum der Formbox 116 eingebracht; die Oberseite der Formbox 116 wird mittels eines Abdeckfilms 112b aus harzartigem Material verschlossen und über das Saugsystem 117 und 118 wird eine pneumatische Saugwirkung aufgebracht, um das Füllmaterial 119 unter Druck zu verfestigen.

Nach Abschluß der Verfestigung wird die pneumatische Saugwirkung auf das ursprüngliche Muster 111 beendet, die auf die Formbox 116 aber aufrechterhalten. Durch Abheben der Formbox 116 in diesem Zustand wird diese von dem ursprünglichen Muster 111 getrennt und es wird eine obere Formhälfte 110 gemäß F i g. 2 erhalten.

Auf im wesentlichen gleiche Weise wird eine untere Formbox 120 gemäß F i g. 3 erhalten. Das heißt, die untere Formhälfte 120 enthält eine Formbox 126 mit einer Saugkammer 127, fließfähigem, feuerfesten Füllmaterial 126 in dem zentralen Hohlraum der Formbox 126, einem harzartigen Abdeckfilm 122a, der das obere offene Ende der Formbox 126 verschließt,und einem weiteren harzartigen Abdeckfilm 122b, der das untere Ende der Formbox 126 verschließt.

Durch Kombinieren der so erhaltenen Formhälften 110 und 120 gemäß F i g. 4 wird eine vollständige Form 130 mit Hohlräumen 131 und erhalten, wobei die Wandoberflächen dieser Hohlräume 131 und 132 mit Abdeckfilmen 112a und 122a aus harzartigem Material abgedeckt sind. Der Eingußtrichter und andere Teile der Form 130, die mit der Erfindung in keiner Beziehung stehen, fehlen der Einfachheit halber in der Darstellung.

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Durch Metallguß mit dieser Form mittels des Unterdruck—abgedichteten Formverfahrens wird eine Klavierplatte 101 gemäß F i g. 5 erhalten. Diese Klavierplatte 101 weist einen Abstimmzapfenbereich 101a, der dem Hohlraum 131 der Form 130 entspricht, und einen Rahmenzapfenbereich 101b, das heißt einen Dereich mit Zapfen zum Einhaken, auf, der dem Hohlraum 132 der Form 130 entspricht.

In bekannter Weise werden Saiten zwischen Abstimmzapfen und Rahmenzapfen gespannt, die auf der Klavierplatte in vorbestimmtem gegenseitigen Abstand befestigt sind; die Schwingungen der Saiten, die durch ein Aufschlagen von zugehörigen Hämmern, die mit entsprechenden Tasten in Beziehung stehen, erzeugt werden, werden über Brücken an ein Schallboard bzw. einen Resonanzraum übertragen. Die Größe der auf eine einzelne Saite wirkenden Spannung liegt im allgemeinen bei bis zu 120 kg. Besonders bei Zapfen, die mittleren und höheren Tönen entsprechen und von denen jeder zwei oder drei Saiten trägt, überschreitet die Größe der auf einen einzelnen Rahmenzapfen wirkenden Spannung 200 kg.

Bei der Konstruktion eines herkömmlichen Klaviers wurden Rahmenzapfen in Löcher eingepresst, die in einer durch Netallguß hergestellten Klavierplatte eingebohrt waren. In diese Rahmenzapfen wurden Stahlsaiten eingehängt. Wenn auf die Rahmenzapfen über die zugehörigen Saiten bei der beschriebenen Konstruktion eine hohe Spannung wirkt, neigen die Saiten dazu, Bereiche der Rahmenzapfen aufgrund der unterschiedlichen Härte zu überlappen bzw. diese einzukerben; ein solches Einkerben führt zu einer Änderung der wirksamen Länge jeder Saite, wodurch der entsprechende, einmal abgestimmte Ton,verstimmt wird.

Um dies zu vermeiden, wurde vorgeschlagen, den Bereich des Rahmenzapfens, um den eine Saite oder mehrere Saiten eingehängt werden, zu tempern bzw. zu vergüten. Diese Vergütung aber erhöht die Herstellungskosten und führt zu zusätzlicher Arbeit, weil bei einem einzigen Klavier im allgemeinen etwa 120 bis 140 Rahmenzapfen vorgesehen sind. Zur Befestigung einer Anzahl von Rahmenzapfen auf der Klavierplatte müssen in diese entsprechende Löcher gebohrt werden und danach müssen die Rahmenzapfen in diese Löcher eingepresst

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werden. Diese Arbeiten sind nicht zuletzt wegen der zahlreichen damit verbundenen Vorgänge, dem Entstehen von Lärm und dem Entstehen von Abfallmetallen mühsam.

Der Hauptteil einer herkömmlichen Klavierplatte ist in F i g. 6 dargestellt; dabei ist die Klavierplatte 1 auf einer Zapfenplatte 32 über einem Resonanzboden 33 angeordnet. Die Klavierplatte 1 enthält einen Abstimmzapfenbereich 10, einen Rahmenzapfenbereich 20 und eine Rippe 30 zum Verbinden der beiden Bereiche 10 und 20.

Abstimmzapfen 12 sind an ihren Unterteilen fest in die Zapfenplatte 32 eingesetzt und treten durch entsprechende Durchgangs löcher 11 im Abstimmzapfenbereich 10 hindurch; Rahmenzapfen 22 sind am Rahmenzapfenbereich 20 befestigt und sind, wie bereits beschrieben, von den zugehörigen Abstimmzapfen 12 entfernt; Saiten 31 sind zwischen zueinander gehörende Abstimm- und Rahmenzapfen 12 und 22 gespannt. Wenn eine Saite 31 von einem zugehörigen (nicht dargestellten) Hammer, der mit einer entsprechenden Taste in Beziehung steht, geschlagen wird, wird die entstehende Schwingung der Saite 31 über Brücken auf den Resonanzboden 33 übertragen, wodurch letzterer in Resonanzschwingung versetzt wird.

Bei der beschriebenen Konstruktion spielt der Rahmenzapfen 22 eine wesentliche Rolle, indem er ein Ende der zugehörigen Saite 31 festhält. Bei Rahihenzapfen der mittleren und hohen Tonbereiche wird eine Saite 31 vom Rahmenzapfen 32 in der in F i g. 7A dargestellten Weise gehalten, während bei Rahmenzapfen im Bereich tiefer Töne eine Saite 31 vom Rahmenzapfen 32 in der in F i g. 7B dargestellten Weise gehalten ist.

Wie bereits erläutert, sind die Rahmenzapfen 22 in entsprechende Durchgangslöcher 11 in dem Rahmenzapfenbereich 22 der Klavierplatte 1 eingepresst; dieses Einpressen geschieht im allgemeinen durch Aufbringen einer eintreibenden Kraft auf die Rahmenzapfen mittels beispielsweise eines Drucklufthammers.

Wenn der Rahmenzapfen 22 etwa aufrecht auf der Oberfläche des

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Rahmenzapfenbereiches 20 steht, wie in P i g. 8A dargestellt, kann die Saite 31 sich aus der durchgezogen eingezeichneten Lage in die strichpunktierte Lage bewegen und aufgrund der hohen, auf sie wirkenden Spannung von der Halterung freikommen. Desweiteren besteht die Gefahr, daß der Fußbereich des Rahmenzapfens 22 einem großen, durch die hohe Spannung hervorgerufenen Biegemoment ausgesetzt ist. Um diese Nachteile zu vermeiden, wird das Durchgangsloch 11 im allgemeinen schräg zur Oberfläche des Rahmenzapfenbereiches 20,wie in F i g. 8B dargestellt, ausgebildet, oder der Rahmenzapfen 22 selbst wird an seinem Fußbereich entgegen der Spannungsrichtung gebogen, wie in F i g. 8C dargestellt.

Wenn die Saite 31 unter Spannung in eine vorgeschriebene Abstimmung gebracht wird, erreicht die auf die Saite 31 einwirkende Spannung bzw. der Zug manchmal 120 kg oder mehr, so daß der Rahmenzapfen 22 eine solch hohe Spannung aushalten muß. Speziell bei der Anordnung gemäß Fig. 7A erreicht die Größe der auf den Rahmenzapfen 22 wirkenden Spannung das doppelte des genannten Wertes.

Bezüglich der mechanischen Eigenschaften des Rahmenzapfenbereiches 20» des Rahmenzapfens 22 und der gespannten Saite 31 ist der Rahmenzapfenbereich 20 aus gegossenem Eisen hergestellt und seine mechanische Natur läßt sich als "hart aber spröde" bezeichnen; der Rahmenzapfen 22 besteht aus Kohlenstoffstahl und seine mechanische Eigenschaft läßt sich als "weich aber zäh" bezeichnen; die Saite 31 besteht aus Stahl und ihre mechanische Eigenschaft läßt sich als "hart und zäh" bezeichnen.

Bei der beschriebenen Konstruktion der herkömmlichen Klavierplatte 1 wird die harte und zähe Stahlsaite 31 an dem Rahmenzapfen 22 aus weichem aber zähem Kohlenstoffstahl eingehakt. Wenn die hohe Spannung in Form einer vibrierenden Last von der Saite 31 auf den Rahmenzapfen 22 einwirkt, neigt die relativ harte Saite 31 dazu, sich in dem Hakenbereich des relativ weichen Rahmenzapfens 22 einzukerben. Als Ergebnis tritt eine Xnderung der effektiven Länge der einmal abgestimmten Saite auf, wodurch sich die Spannung der Saite entsprechend ändert. Der abgestimmte Ton verstimmt eich so-

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mit in nachteiliger Weise.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Rahmenzapfen zum Halten der Saiten und die Klavierplatte in einem einstückigen einteiligen Körper durch Gießen ausgebildeti wobei jeder Rahmenzapfen mit einer als Haken dienenden Oberfläche versehen ist, in die die Saite eingreifen kann und die entgegengesetzt zur Spannungsrichtung der Saiten geneigt ist. Der Ausdruck "Spannungsseite" bezieht sich hier auf diejenige Saite des Rahmenzapfens, auf der eine am Rahmenzapfen unter Spannung eingehakte Saite zwischen dem Rahmenzapfen und einem entsprechenden Abstimmzapfen läuft.

Ein Beispiel einer solchen Konstruktion ist in F i g. 9 dargestellt, wo ein Rahmenzapfen 40 in einem einstückigen, einzigen Körper mit dem Rahmenzapfenbereich 20 durch Gießen ausgebildet ist. Wie in Fig. 10 genauer dargestellt, ist dieser Rahmenzapfen 40 mit einer Hakenfläche ¹IOa versehen, die entgegengerichtet zur Spannungsstate um einen Neigungswinkel θ geneigt ist. Der Neigungswinkel θ sollte vorzugsweise in einem Bereich zwischen 60 und 80° liegen. Die Breite des Rahmenzapfens 40, das heißt die Abmessung des Rahmenzapfens 40 quer zur Klavierplatte 1, sollte entsprechend der erforderlichen Entfernung zwischen benachbarten Saiten gewählt sein. Die Länge des Rahmenzapfens 40 sollte so gewählt sein, daß eine ausreichende Dauerstandsfestigkeit gegenüber der hohen, von der Saite her aufgebrachten Spannung gewährleistet ist.

Bei der genannten Konstruktion der Klavierplatte bildet der als einstückiger, einheitlicher Körper mit dem Rahmenzapfenbereich ausgebildete Rahmenzapfen 40 den sogenannten "Überhang" auf der Oberseite des Rahmenzapfenbereiches 20, der bei einem Gießverfahren, das lediglich eine Sandform verwendet, kaum hergestellt werden kann. Aus diesem Grunde ist es empfehlenswert, eine solche Klavierplatte mittels des Gießverfahrens herzustellen, das eine entschwindbare

disapearable mold
Form/verwendet oder mittels des Unterdruckgießverfahrens, das eine flexible, verformbare Form verwendet, die insbesondere für einen solchen "Überhang" geeignet ist.

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Varianten der geschilderten Aus führungs form sind in F i g.HA und HB dargestellt; dabei ist die in P i g. HA gezeigte Klavierplatte mit einer Anzahl Ibl-förmiger, relativ dünner Rahmenzapfen 40 ausgebildet, die fast aufrecht von der Oberfläche des Rahmenzapfenbereiches 20 vorstehen. Wenn das Verhältnis Länge zu Durchmesser des Zapfens klein ist, kann das mit der Sandform arbeitende Gießverfahren für eine solche Klavierplatte verwendet werden. Die in F i g. HB dargestellte Klavierplatte ist mit einer Anzahl polförmiger, relativ dünner Rahmenzapfen versehen, die entgegengesetzt zur Spannungsseite um einen Neigungswinkel θ geneigt sind. Die Klavierplatte dieser Bauart kann mittels des Gießverfahrens mit schwindbarer Form oder mit dem Unterdruckgießverfahren, das die flexibel, verformbare Form verwendet, hergestellt werden.

Eine weitere gegenüber der Ausführungsform gemäß abgeänderte Variante ist in F i g. 12A und 12B dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist die Klavierplatte mit einem länglichen Wulst 40' versehen, der als mit dem Rahmenbereich 20 einstückiger, einteiliger Körper ausgebildet ist und an einer der Reihe der Rahmenzapfen 40 in der Anordnung gemäß P i g. 9 entsprechenden Stelle quer zur Klavierplatte verläuft. In Saitenrichtung laufende Nuten 41 sind in der Oberseite des länglichen Wulstes 40* derart ausgebildet, daß der Abstand zwischen benachbarten Nuten 41 im wesentlichen der gleiche wie der Abstand zwischen den benachbarten Saiten ist. Die Saiten 31 werden um die entsprechenden, nicht ausgesparten Teile des länglichen Wulstes 40' gehakt bzw. geschlungen. Die Abmessung der Nuten 41 ist mit Rücksicht auf den Abstand zwischen den Saiten und die von ihnen erzeugte Spannung gewählt. Die Nuten 41 können entweder beim Gießen oder danach durch mechanische Bearbeitung ausgebildet werden.

Die erfindungsgemäße Klavierplatte zeichnet sich deutlich dadurch aus, daß sie durch Unterdruckguß hergestellt wird.

Bei einer zum Unterdruckgießen verwendeten Gießform ist die Wandoberfläche des Hohlraums mit einem Abdeckfilm aus harzartigem Material abgedeckt, der ein gleichmäßiges und schnelles Fließen des

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geschmolzenen Metalls selbst in schmale Zwischenräume des Hohlraums sicherstellt, wodurch das Auftreten von Gußfehlern in den schmalen Bereichen des Hohlraums verhindert wird. Mit der Erfindung müssen die Abmessungen der relativ dünnen Bereiche der Klavierplatte somit nicht mehr größer gewählt werden als es aus mechanischen Gründen zum Erzielen einer ausreichenden Festigkeit erforderlich ist. Das Gewicht der Klavierplatte kann merklich vermindert werden, wodurch die Herstellungskosten und die Handhabbarkeit und Transportierbarkeit der Klavierplatte günstig beeinflusst werden. Die Erfindung führt zu einer Gewichtsverminderung von mehr als 1OX gegenüber herkömmlichen Klavierplatten.

Zusätzlich zu der merklichen Gewichtsverminderung der Klavierplatte wird mit der Erfindung eine deutliche Verbesserung der Tonbzw. Klangqualität erreicht.

Wie bereits beschrieben zeichnet sich das Unterdruckgießverfahren in vorteilhafter Weise durch das gleichmäßige und rasche Fließen des geschmolzenen Metalls aus, wenn dieses in den oder die Hohlräume eingebracht wird; dieses gleichmäßige und rasche Fließen des geschmolzenen Metalls minimalisiert die Entstehung innerer Gußfehler merklich. Das Fehlen innerer Gußfehler aber führt zu einer stabilen Konfiguration des gegossenen, die Klavierplatte bildenden Eisens; Stabilität der Materialkonfiguration aber führt zu einer Verbesserung der Klangfarbe.

Das fließfähige, feuerfeste Füllmaterial, das beim Unterdruckgießen verwendet wird, enthält in bekannter Weise im wesentlichen keinen wässrigen Bestandteil. Die thermische Leitfähigkeit der trockenen, feuerfesten Füllmaterials ist somit wesentlich geringer als das des grünen Sandes, wie er beim herkömmlichen Gießen verwendet wird. Desweiteren sind die Wandoberflächen der Hohlräume mit harzartigen Filmabdeckungen bedeckt und die pneumatische Saugwirkung bei etwa dem halben Atmosphärendruck vermindert die Menge der im Filmmaterial enthaltenen Luft merklich, wobei die Luft ein Mittel zum Abführen thermischer Energie ist. Aus diesen Gründen geht das Erstarren des Metalls durch die Temperaturverminderung beim

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Gießen im Falle des Vakuum- bzw. Unterdruckgießverfahrens extrem langsam vor sich. Diese langsame Temperaturabnahme beim Gießen führt zu einer verstärkten Einheitlichkeit der Konfiguration und mechanischen Eigenschaft des gegossenen Produktes, das heißt der gegossenen Klavierplatte. Diese einheitliche Ausbildung und einheitliche mechanische Eigenschaft der Klavierplatte bewirkt eine ideale Verbeseerung des Klangvolumens, die Entstehnung brillianter Töne, einen weichen bzw. gleichmäßigen übergang von mittleren zu hohen Tönen und eine feine bzw. fein abgestufte Wirkung beim Erzeugen melodischer Töne. Die überraschende Gleichmäßigkeit aer Konfiguration und der mechanischen Eigenschaft wird mit der Erfindung erzielt, ohne daß dazu ein Impfen notwendig wäre, wie es beim Naßsandformgießen verwendet wird. Das Fehlen einer schaligen Schicht im Oberflächenbereich der Klavierplatte verbessert die Klangqualität merklich.

Die relativ langsame Temperaturabnahme beim Gießen im Unterdruckgießverfahren führt selbstverständlich zu verminderten lokalen Unterschieden bei der Metallverfestigung in der gesamten Klavierplatte, wodurch der Wert von inneren Restspannungen nach der Herstellung minimalisiert wird und diese gleich verteilt werden. Die Abmessungsgenauigkeit der Klavierplatte und der zugehörigen Teile sind somit sehr gut und bleiben über lange Zeitdauer er ;ten, wobei die Abmessungen der zusammenwirkenden Bauteile sich wesentlich veniger ungleich ändern.

Der langsame Temperaturabfall beim Unterdruckgießverfahren ist mit einem weiteren Vorteil verbunden, der darin liegt, daß die Größe der inneren Reibung sehr klein ist und die Verteilung der inneren Reibung in der Struktur der gegossenen Klavierplatte weitgehend einheitlich ist. Diese gleichmäßige Verteilung der inneren Reibung führt zu einer verminderten prozentualen bzw. anteiligen Dämpfung des Tones, wodurch mit dem Klavier Töne verbesserter Qualität, das heißt mit klarem und brilliantem Klang, erzeugt werden können.

Das verminderte Gewicht, das heißt die relativ dünne Konstruktion

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der erfindungsgemäßen Klavierplatte, die ein Ergebnis der langsamen Temperaturabnahme beim Unterdruckgießverfahren ist, vermindert die Absorption akustischer Schwingungen durch das Klavier erfolgreich, wodurch eine reiche Resonanz der vom Klavier erzeugten Töne erhalten wird.

Die einstückige Einkörper-Konstruktion der Klavierplatte behebt die Notwendigkeit, zu bohren, wie es beim Herstellen der herkömmlichen Klavierplatte erforderlich ist, um die Rahmenzapfen an der Klavierplatte anzuordnen. Bei der erfindungsgemäßen Klavierplatte tritt somit das Problem der Änderung der inneren Spannung gar nicht auf, das herkömmlich durch das mechanische Bohren verursacht wird.

Wenn die schmückenden Muster in die Oberfläche der Klavierplatte entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ausgebildet werden, besteht keine Notwendigkeit mehr, die Oberfläche der Klavierplatte mit einer Oberflächenbemalung abzudecken, die bezüglich der Klangqualität zu ernsten Problemen führt.

Die genannten vorteilhaften Eigenschaften der Erfindung werden im Folgenden anhand in P i g. 13 bis 20 dargestellter technischer Daten belegt.

Die in F i g. 13 und IM dargestellten technischen Daten belegen die Tatsache, daß die Größe der Gußspannung, das heißt der inneren Restspannung, relativ klein ist und ihre Verteilung bei der erfindungsgemäßen Klavierplatte im Vergleich zu herkömmlichen Klavierplatten, die durch Naßsandformguß hergestellt sind, ziemlich gleichmäßig ist. Es wurden zwei Sätze von Klavierplatten gleicher Konstruktion vorbereitet, von denen eine erfindungsgemäß durch Unterdruckgießen hergestellt wurde und die andere in herkömmlicher Weise durch Naßsandformguß hergestellt wurde. Die Gußspannungen wurden durch Dehnungsmesszellen an verschiedenen Stellen A bis H an beiden Klavierplatten gemäß Fig. 13 gemessen; das erhaltene Ergebnis ist in F i g. 14 dargestellt, wobei die Gußspannung in kg/mm auf der Ordinate angegeben ist. Der positive Wert der Spannung stellt eine Dehnung und der negative Wert der Spannung eine Kompression dar.

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Das Ergebnis zeigte deutlich, daß die Größe der Spannung bei erfindungsgemäßen Klavierplatten im Mittel klein ist und daß die Spannung gleichmäßig über die gesamte Klavierplatte verteilt ist.

Gemäß Fig. 15 wurde die Größe der Gußspannung T an der Unterseite der zweiten Rippe des Hochton-seitigen Endes bei Klavierplatten mit verschiedenen Abmessungen L gemessen; das erhaltene Ergebnis in

ρ Fig. 16 dargestellt, wobei die Gußspannung T in kg/mm auf der Ordinate und die Abmessung L in mm auf der Abszisse angegeben ist. Die Kurve A wurde für die herkömmliche durch Naßsandformgießen hergestellte Klavierplatte erhalten, während die Kurve B für die erfindungsgemäße, durch Unterdruckguß hergestellte Klavierplatte erhalten wurde. Das Ergebnis belegt die Tatsache, daß für verschiedene Abmessungen der Klavierplatte die Größe der Gußspannung im Falle der Erfindung sehr klein ist.

Versuchsteile gleicher Breite aber unterschiedlicher Querschnittsfläche, das heißt Versuchsstücke verschiedener Dicken, wurden vorbereitet, wobei eine Gruppe durch herkömmlichen Naßsandformguß und die andere Gruppe erfindungsgemäß durch Unterdruckguß hergestellt wurde. Die Zugfestigkeit der Stücke wurde mittels einer Amsler-Universal-Prüfvorrichtung gemessen; das Ergebnis ist in

2 Fig. 17 dargestellt, wobei die Zugfestigkeit in kg/mm auf der

Ordinate und die Querschnittsfläche in cm auf der Abszisse angegeben ist. Die Kurve A stellt das Versuchsergebnis mit herkömmlichen Klavierplatten dar; die Kurve B stellt das Versuchsergebnis mit erfindungsgemäßen Klavierplatten dar. Diese technischen Daten belegen, daß der Einfluß unterschiedlicher Dicken des gegossenen Produktes auf die Zugfestigkeit bei der Erfindung im Vergleich zur herkömmlichen Technik wesentlich kleiner ist. Mit anderen Worten sind die mechanischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Klavierplatte über deren gesamte Konfiguration hin in vorteilhafter Weise einheitlich.

Um den Einfluß unterschiedlicher Dicke eines gegossenen Produktes auf seine Dämpfung von Tönen zu erhellen.wurde der Wert Q gemessen, wobei Q der Verlustfaktor, das heißt die prozentuale

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Dämpfung von Tönen, ist. Teststücke unterschiedlicher Querschnittsflächen wurden der Messung des Wertes von Q mittels der Horizontalschwingungsmethode unterworfen; das Ergebnis ist in F i g. 18 dargestellt, wo Q auf der Ordinate und die Querschnittsfläche in cm auf der Abszisse angegeben sind. Der Bereich der Querschnittsfläche von etwa 6 bis 20 cm entspricht der Abmessung tatsächlicher Klavierplatten. Die Kurve A entspricht herkömmlichen, in Naßsandformgußtechnik hergestellten Klavierplatten, während die Kurve B den erfindunßsgemäßen Klavierplatten entspricht, die durch das Unterdruckformverfahren hergestellt sind. Die Daten zeigen klar, daß im genannten Bereich der Dicke, der den tatsächlichen Klavierplatten entspricht, der Wert von Q für die erfindungsgemäßen Klavierplatten größer als für die herkömmlichen Klavierplatten ist. Mit anderen Worten weisen die erfindungsgemäßen Klavierplatten im Vergleich zu herkömmlichen Klavierplatten eine merklich kleinere prozentuale Dämpfung der Töne auf.

Die Messung der Werte von Q erfolgte an verschiedenen Stellen A bis I an einer Klavierplatte gem. Fig. 19, wobei eine in herkömmlicher Naßsandformgußtechnik hergestellt wurde und die andere erfindungsgemäß in Unterdruckgußtechnik hergestellt wurde. Das Ergebnis ist in F i g. 20 dargestellt, wo Q auf der Ordinate angegeben ist. Die Kurve A bezieht sich auf die herkömmliche Klavierplatte, die Kurve B auf die erfindungsgemäße Klavierplatte. Die Daten belegen, daß die erfindungsgemäße Dämpfung bei der erfindungsgemäßen Klavierplatte über deren gesamte Erstreckung klein ist und die Verteilung der Dämpfung sehr gleichmäßig ist.

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Claims (10)

PATENTANWÄLTE KLAUS D. KIRSCHNER DR. WOLFGANG DOST DIPL.-PHYSlKER DIPL.-CHEMIKER D-eOOO MÜNCHEN 2 BAVARIARINQ 38 Unur Zalohan: Ournltrtnct: S 909 K Datum; 18.Februar 1977 NIPPON GaKKI SEIZC KABUSHIKI KAISIIA Hsmnmatsu-shi, Shizuoka-ken Japon Klavierplatte Patentansprüche

1. Klavierplatte mit einem Abstimmzapfenboreich, einem Rahmenzapfenbereich und einem Verbindungsbereich zwischen beiden Bereichen, dadurch gekennzeichnet, daß die drei
Bereiche (101a, 101b; 20) in einer einstückigen Einkörperkonstruktion durch Unterdruckguß ausgebildet sind.

2. Klavierplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Rahmenzapfen (40) zum Spannen von Saiten in einem einstückigen,
einzigen Körper zusammen mit dem Rahmenzapfenbereich (20) ausgebildet sind.

3. Klavierplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rahmenzapfen (40) kegelstumpfförmig ausgebildet ist.

709; 35/0779 ORIGINAL INSPECTED

4. Klavierplatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rahmenzapfen (40) mit einer zum Eingriff mit der zugehörigen Saite (31) vorgesehenen Fläche (¹IOa) versehen ist, wobei diese Fläche entgegengesetzt zur Spannungsseite des Rahmenzapfens geneigt ist.

5. Klavierplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel θ der Fläche (MOa) im Bereich zwischen 60 und 90° liegt.

6. Klavierplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rahmenzapfen (40) die Form eines kreisförmigen Pols hat.

7. Klavierplatte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rahmenzapfen (40) eine zum Eingriff mit der zugehörigen Saite (3D vorgesehene Fläche (40a) aufweist, die entgegengesetzt zur Spannungsseite des Rahmenzapfens geneigt ist.

8. Klavierplatte nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel θ der Oberfläche (40a) im Bereich zwischen 60 und 90° liegt.

9. Klavierplatte nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen länglichen,quer zur Klavierplatte verlaufenden Wulst (40·)» der einstückig und als ein Körper mit dem Rahmenbereich ausgebildet ist und in dessen Oberseite Nuten (41) zum Einhängen von Saiten (31) in vorbestimmten Abständen ausgeformt sind.

10. Klavierplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Abstimmzapfenbereich (101a) mittels des Gießprozesses Durchgangslöcher für einen Durchtritt der Abstimmzapfen ausgebildet sind,

70Γ ri/0779