DE4418083A1 - Ventil zur Umleitung der Luftströmung in Musikinstrumenten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Musikinstrumente und insbesondere auf ein Ventil zur Umleitung der Luftströmung, um den von einem Blasinstrument erzeugten Ton zu verändern.

Drehventile zur Umleitung der Luftströmung in Blasinstrumenten dienen dazu, die Luftströmung von einem Mundstück weg entweder durch einen Hauptluftkanal oder eine Zusatzwindung zu führen.

Von besonderem Interesse für den Stand der Technik sind die U. S. Patente, die Orla E. Thayer unter den Nummern 4 112 806; 4 213 371; 4 299 156 und 4 469 002 erteilt worden sind. Jedes dieser Patente offenbart die Verwendung eines im Strömungsweg einer Zugposaune angebrachten Drehventils. Bei allen diesen Patenten dient das Drehventil dazu, die Luft entweder durch einen Hauptluftkanal zu führen, oder die Luft in eine Zusatzwindung und von dort zurück in den Hauptluftkanal und zum Schallbecher des Instruments zu führen.

Bei jedem der genannten Thayer-Patente ist das Drehventil im Strömungsweg angebracht, wobei seine Ventilöffnungen und Luftkanäle im allgemeinen parallel zur Drehachse des Ventilläufers angebracht sind. Dieser Aufbau und diese Orientierung des Ventils führen zu steil ansteigenden, voneinander weglaufenden Luftkanälen, welche die Klangfarbe des erzeugten Tons negativ beeinflussen. Des weiteren erfordern diese Ventile relativ komplexe mechanische Verbindungsstücke zwischen den Betätigungshebeln und dem Läufer, was die Drehung des Läufers zwischen seinen beiden am weitesten außenliegenden Stellungen verlangsamt. Dieser Nachteil beeinflußt sowohl die Klangfarbe des Tons als auch die Spielbarkeit des Instruments.

Des weiteren werden bei den in den Thayer-Patenten offenbarten Drehventilen zwei durch den Läufer verlaufende Luftkanäle verwendet. Der erste Luftkanal ist längst der Drehachse des Läufers angebracht, um den Auslaßbereich des ersten Luftkanals in ständiger Verbindung mit dem Hauptkanal zu halten. Auf diese Weise muß durch den ersten Luftkanal des Läufers strömende Luft sowohl axial als auch radial durch den Läufer verzweigen, bevor sie die Haupt­ bohrung erreicht. Dies beeinflußt die Klangfarbe des Blasinstruments nachteilig.

Das erfindungsgemäße Drehventil zur Umleitung der Luftströmung umfaßt einen Läufer, welcher in einem im allgemeinen senkrecht zur Drehachse des Läufers verlaufenden Strömungsweg angebracht ist. Der Läufer umfaßt drei Luftkanäle. Ein erster Luftkanal verbindet den Hauptluftkanal mit dem Führungsrohr durch einen im wesentlichen geradeaus verlaufenden Strömungsweg, der wenig oder keine Verschlechterung der Klangfarbe bewirkt. In einer zweiten Stellung des Läufers sind ein zweiter und ein dritter Luftkanal mit dem Führungsrohr, der Zusatzwindung und dem Hauptluft­ kanal verbunden. Der zweite und der dritte Luftkanal sind bevorzugterweise axial angeordnet, um es der Luft zu gestatten, in einem im wesentlichen geradeaus verlaufenden Strömungsweg durch den Läufer zu strömen, wodurch wiederum keine oder nur eine geringe Verschlechterung der Klangfarbe bewirkt wird.

Die senkrechte Anordnung des Läufers erlaubt es, die Luftkanäle so anzuordnen, daß sie sich durch die Seitenwand des Läufers hindurch erstrecken und verhindert die radialen Übergänge der herkömmlichen Ventile. Des weiteren wird der die Drehung des Läufers bewirkende Mechanismus vereinfacht und gestattet somit schnelle Übergänge zwischen der ersten und der zweiten Stellung des Läufers. Dies erhöht die Spielbarkeit des Instruments und verbessert die Klangfarbe.

Dem entsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein neues und verbessertes Drehventil zur Umleitung der Luftströmung in Blasinstrumenten bereitzustellen.

Ein weiteres Ziel ist es, ein Drehventil zur Umleitung der Luftströmung bereit­ zustellen, welches die Klangfarbe und die Spielbarkeit des Instruments verbessert.

Ein weiteres Ziel ist es, ein Drehventil zur Umleitung der Luftströmung bereit­ zustellen, welches sehnell und einfach verschoben werden kann.

Ein weiteres Ziel ist es, ein Drehventil zur Umleitung der Luftströmung bereit­ zustellen, welches einen zuverlässigen und leicht verstellbaren Verschiebungs­ mechanismus aufweist.

Die Vorteile der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Ansprüchen und den Zeichnungen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Zugposaune, welche ein erfin­ dungsgemäßes Drehventil zur Umleitung der Luftströmung umfaßt, wobei ein geradeaus verlaufender Strömungsweg gezeigt ist;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Posaune und des Drehventils zur Umleitung der Luftströmung, wobei sich das Ventil in einer zweiten Stellung findet, bei der die Luft durch eine Zusatzwindung strömt;

Fig. 3 eine Explosionsdarstellung des Ventils und des Ventilgehäuses;

Fig. 4 einen Teilschnitt des Ventils, wobei sich dieses in der Stellung befindet, in der die Luft geradeaus strömt;

Fig. 5 eine Teildraufsicht auf das Ventil längs der Linie 5 der Fig. 4;

Fig. 6 einen Teilschnitt des Ventils, wobei sich das Ventil in der Stellung befindet, in welcher die Luft in die Zusatzwindung umgeleitet wird;

Fig. 7 eine Teildraufsicht auf das Ventil längs der Linie 7 der Fig. 6;

Fig. 8 eine perspektivische Teilansicht der Luftkanäle im Ventil, während sich dieses in der Stellung befindet, in der die Luft geradeaus strömt;

Fig. 9 eine perspektivische Teilansicht der Luftkanäle des Ventils, während sich dieses in der Stellung befindet, in welcher die Luft durch die Zusatzwindung umgeleitet wird;

Fig. 10 eine Explosionsdarstellung von Teilen der Zugposaune sowie des Drehventils zur Umleitung der Luftströmung.

Die im folgenden beschriebene bevorzugte Ausführungsform erschöpft nicht den gesamten Erfindungsgehalt und ist auch nicht dazu gedacht, die Erfindung exakt auf die offenbarte Ausführungsform zu beschränken. Sie dient lediglich zur Erläuterung und Veranschaulichung der Prinzipien der Erfindung, ihrer Anwendung und ihres praktischen Gebrauchs, um anderen Fachleuten die Durchführung der Lehren der Erfindung zu gestatten.

In den Fig. 1 und 2 bezieht sich das Bezugszeichen 10 im allgemeinen auf ein Musikinstrument, in welchem das erfindungsgemäße Ventil 100 verwendet wird. Zur Veranschaulichung ist das Instrument 10 als gewöhnliche Posaune dargestellt, aber das Ventil 100 kann praktisch in allen Blasinstrumenten verwendet werden, welche einen zweiten Strömungsweg umfassen.

Normalerweise umfaßt das Instrument 10 ein Mundstück 12, einen Stimmzug 14, einen Hauptluftkanal 16, ein Führungsrohr 18 und einen Schallbecher 20, die alle zusammen einen Hauptströmungsweg 22 (Fig. 4) festlegen, durch welchen Luft und Schall hindurchwandern, um die für das Instrument charak­ teristischen Töne zu erzeugen. Das Instrument 10 umfaßt auch eine Zusatz­ windung 24, welche einen zweiten Strömungsweg 26 (Fig. 4) festlegt. Die grundlegenden Bauteile 12 bis 26 des Instrumentes 10 sind an sich bekannt und weitere Einzelheiten werden aus Gründen der Klarheit im weiteren nicht gegeben.

Fig. 3 zeigt die Funktionsteile eines Ventils 100 in perspektivischer Darstellung. Wie gezeigt umfaßt das Ventil 100 ein äußeres Gehäuse 102, welches im allgemeinen zylindrisch aufgebaut ist und eine obere Begren­ zungswand 104, eine durchgängige Seitenwand 106 und eine Bodenwand 108 umfaßt, welche an der Seitenwand 106 durch den mit einem Gewinde versehenen Ring 109 und die mit einem Gewinde versehenen Abschlußkappe 110 befestigt ist. Die obere Begrenzungswand 104 umfaßt einen einstückig angebrachten Aufsatz 112, welcher ein Führungsloch 114 festlegt. Die untere Begrenzungswand 108 legt, wie gezeigt, ein Führungsloch 116 fest.

Die Seitenwand des Gehäuses umfaßt vier Öffnungen 117, 118, 119 und 120. Die Öffnungen 117, 118 sind bevorzugterweise axial ausgerichtet und liegen den Öffnungen 119 bzw. 120 diametral gegenüber, wobei diese ebenfalls axial zueinander ausgerichtet sind.

Der Läufer 122 ist drehbar in das Gehäuse 102 eingepaßt und umfaßt eine obere Begrenzungswand 124, von welcher sich ein Schaft 126 erhebt. Der Schaft 126 umfaßt bevorzugterweise einen Splint 128 und legt eine obere Öffnung 130 fest, die mit einem Gewinde versehen ist. Der Läufer 122 umfaßt auch eine Seitenwand 132 und eine untere Begrenzungswand 134, welche einen hervorstehenden Stift 136 umfaßt.

Die Seitenwand 132 des Läufers umfaßt sechs Öffnungen 137, 138, 139, 140, 141 und 142. Die Öffnungen 137 und 140 sind in der Nähe der unteren Begren­ zungswand 134 des Läufers angebracht und liegen sich diametral gegenüber. Ein erster Luftkanal 144 erstreckt sich diametral über die Seitenwand 132 des Läufers und legt einen ersten Strömungsweg 146 fest, dessen beiden Enden mit den Öffnungen 137, 140 ausgerichtet sind, um für eine stetige Luftströmung durch den ersten Luftkanal von der Öffnung 137 zur Öffnung 140 hin zu sorgen.

Die Öffnungen 138, 139 sind wie gezeigt axial zueinander auf der Seitenwand 132 des Rotors ausgerichtet, und sind längs des Umfangs in einem gewissen Abstand von der Öffnung 137 entfernt angeordnet. Die Öffnungen 141, 142 sind ebenfalls axial angeordnet und liegen, wie gezeigt, den Öffnungen 138, 139 diametral gegenüber. Der bevorzugte Abstand zwischen den Öffnungen 137 und 139 sowie den Öffnungen 140 und 142 beträgt ungefähr 72°, es kann aber auch jeder andere passende Abstand verwendet werden.

Der zweite Luftkanal 148 erstreckt sich über die Seitenwand 132 des Läufers und legt einen zweiten Strömungsweg 150 fest, dessen beiden Enden mit den Öffnungen 138 und 142 ausgerichtet sind, um eine stetige Luftströmung zwischen ihnen zu gewährleisten. Ein dritter Luftkanal 152 erstreckt sich über die Seitenwand 132 des Läufers und legt einen dritten Strömungsweg 154 fest, dessen beiden Enden mit den Öffnungen 139 und 141 ausgerichtet sind, um eine stetige Luftströmung zwischen ihnen zu gewährleisten.

Die Luftkanäle 144 und 148 erstrecken sich über relativ große Bereiche durch den Läufer 122 hindurch, wobei nur eine geringe oder keine radiale Abweichung sowie nur eine geringe axiale Krümmung auftreten, um die Verzerrung der Schallwellen, welche durch die sich hindurchbewegende Luft getragen werden, zu minimieren. Der Luftkanal 152 weist eine geringfügige axiale und radiale Krümmung auf, damit er in den Läufer 122 paßt. Diese Krümmungen sind ebenfalls soweit wie nur möglich minimiert, um die Klang­ verzerrungen zu minimieren.

Der Läufer 122 ist bevorzugterweise als einstückiges Bauteil ausgeführt, wenn er eingesetzt wird. Die Luftkanäle 144, 148 und 152 sind mit der Seitenwand 132 des Läufers bevorzugterweise durch Anschweißen oder andere bekannte Verfahren verbunden. Die obere Begrenzungswand 124 des Läufers sowie die untere Begrenzungswand 134 sind mit ähnlichen Verfahren an der Seitenwand 132 fest angebracht.

Die Fig. 4 bis 7 veranschaulichen die Betätigungsvorrichtung 156, welche dazu dient, den Läufer 122 zwischen seiner weiter unten beschriebenen ersten und zweiten Stellung zu drehen. Die Betätigungsvorrichtung 156 umfaßt einen S-förmigen Hebelarm 158. Eine U-förmige Klammer 162 ist, wie gezeigt, am Instrument 10 angebracht. Die U-förmige Klammer 162 umfaßt einen mit einem Gewinde versehenen Stab 164 (Fig. 10), welcher sich zwischen den beiden Enden des Arms 163 erstreckt, und den Hebelarm 158 in einer Bohrung 159 aufnimmt. Wie in Fig. 4 und Fig. 6 gezeigt ist eine Feder 166 längs des Umfangs des Stabs 164 angebracht. Ein Stift 160 ist mittels eines mit einem Gewinde versehenen Befestigungselements 168 an dem dem Spieler abgewandten Ende des Hebelarms 158 angebracht.

Ein erstes Verbindungsglied 170 ist mit dem dem Spieler zugewandten Ende des Hebelarms 158 verbunden. Das erste Verbindungsglied 170 umfaßt bevor­ zugterweise I-förmige Bolzen 172, 174, die wie in Fig. 10 gezeigt mittels eines mit einem Gewinde versehenen Befestigungselements 176 verbunden sind. Der I-förmige Bolzen 172 ist mit dem Hebelarm 158 mittels eines mit einem Gewinde versehenen Befestigungselements 178 drehbar verbunden.

Ein zweites Verbindungsglied 180 ist mit dem ersten Verbindungsglied 170 mittels eines mit einem Gewinde versehenen Befestigungselements 182 drehbar verbunden. Das zweite Verbindungselement 180 umfaßt einen tieferliegenden Anschlag 184 sowie ein Endstück 186. Eine Bohrung 188 verläuft durch das Endstück 186 und nimmt einen Splint 128 des Schafts 126 des Läufers auf. Ein Befestigungselement 190 ist in das Gewinde der Öffnung 130 im Schaft gedreht, um das zweite Verbindungsglied 180 mit dem Schaft 126 fest zu verbinden.

Eine Anschlagplatte 192 ist mittels Befestigungselementen 194 an der oberen Gehäusebegrenzungswand 124 des Läufers befestigt. Dämpfer 196, 198 aus Gummi oder Schaumstoff sind mit der Anschlagplatte 192 mittels bekannter Verfahren, wie z. B. Ankleben, verbunden.

Wie in Fig. 4 und 6 gezeigt ist das Gehäuse 102 des Läufers längs der Strömungswege 22 und 26 des Hauptführungskanals 16, des Führungsrohrs 18 und der Zusatzwindung 24 drehbar angebracht. Ein Anschlußstück 28 erstreckt sich vom Gehäuse 102 des Läufers und ist mit der Öffnung 118 im Gehäuse ausgerichtet. Der Hauptluftkanal 16 ist mit dem Anschlußstück 28 durch Schweißen oder mittels ähnlicher Verfahren verbunden. Ein Anschluß­ stück 30 erstreckt sich vom Gehäuse 102 des Läufers weg und ist mit der Öffnung 120 im Gehäuse ausgerichtet. Das Führungsrohr 18 ist mit dem Anschlußstück 30 ebenso wie mit dem Anschlußstück 34 durch Verschweißen verbunden.

Der Läufer 122 ist drehbar im Gehäuse 102 angebracht, wobei sich sein Stift 136 in der sich an der unteren Begrenzungswand des Gehäuses befindlichen Bohrung 116 befindet, und der Schaft 126 sich durch das Führungsloch 114 im Aufsatz 112 erstreckt. Wie gezeigt verläuft sowohl die durch Pfeile 26 darge­ stellte Luftströmung in gerader Richtung wie auch die durch Pfeile 38 darge­ stellte Luftströmung durch die Zusatzwindung im wesentlichen senkrecht zur Drehachse des Läufers 122.

Der Läufer 122 ist mittels manuellen Verschiebens des Hebelarms 158 zwischen einer ersten Stellung, in welcher die Luft geradeaus strömt und welche in den Fig. 1, 4, 5 und 8 gezeigt ist sowie einer zweiten Stellung, in welcher die Luft umgeleitet wird und welche in den Fig. 2, 6, 7 und 9 gezeigt ist, verdrehbar.

In der Stellung, in welcher die Luft geradeaus strömt, befindet sich der Stift 160 des Hebelarms 158 in einer Stellung, die dem Ventil 100 am nächsten liegt. Der Verschiebeweg des Hebelarms 158 wird durch den Anschlag 184 des zweiten Verbindungsgliedes beschränkt, welcher am Dämpfer 196 anschlägt. In dieser Stellung ist der durch die Öffnungen 137, 140 festgelegte Strömungsweg 146 des ersten Luftkanals 144 des Läufers exakt mit den Öffnungen 118 und 120 im Gehäuse ausgerichtet. In dieser Stellung strömt die Luft geradeaus, wie dies durch die Pfeile 36 dargestellt ist, wobei die Luft auf dem Hauptströmungsweg 22, dem ersten Strömungsweg 146 und daraufhin auf dem Hauptströmungsweg und durch den Schallbecher 20 strömt. In dieser Stellung des Läufers 122, in welcher die Luft geradeaus strömt, sind die Luftkanäle 148 und 152 radial von den Öffnungen 117 bis 120 weggeschoben.

Die Feder 166 drückt gegen den Hebelarm 158, um ein Hin- und Herrutschen des Arms zu verhindern, was dazu führen könnte, daß der Läufer 122 zwischen zwei Stellungen hin- und herwackelt. Die lagernde Verbindung des Arms 158 an der Klammer 162 und den Verbindungsstücken 170, 180 sorgt dafür, daß vom Musiker ein Minimum an Schub- oder Zugkraft aufgewendet werden muß, um den Läufer schnell zwischen den beiden Stellungen zu verschieben. Dies re­ duziert die Übergangszeit und sorgt für einen weichen gleichmäßigen Klang mit wenig oder keiner Verzerrung, selbst dann, wenn der Läufer 122 gerade verschoben wird. Die Stellung des Stifts 160 ist für den Musiker ebenfalls leicht zugänglich, und dieser kann die notwendige Schub- oder Zugbewegung normalerweise durchführen, ohne das Instrument 10 loszulassen.

Claims (10)

1. Drehventil für ein Blasinstrument,
welches einen Hauptluftkanal sowie eine Zusatzwindung aufweist, wobei die­ ser Hauptluftkanal an seinem einen Ende in einem Mundstück sowie an sei­ nem anderen Ende in einem Schallbecher endet,
wobei dieses Ventil ein Gehäuse umfaßt, welches erste Öffnungen aufweist, in denen dieser Hauptluftkanal verläuft, sowie zweite Öffnungen, in denen diese Zusatzwindung verläuft,
einen Läufer, welcher drehbar in diesem Gehäuse angebracht ist, wobei dieser Läufer einen ersten hindurchlaufenden Strömungsweg festlegt sowie einen zweiten und einen dritten hindurchlaufenden Strömungsweg,
Betätigungsvorrichtungen, welche funktionell mit diesem Läufer verbunden sind, um diesen Läufer zwischen einer ersten Stellung, bei der dieser erste Strömungsweg eine diese ersten Öffnungen mit einer dieser zweiten Öffnungen verbindet, wobei die Luft direkt durch diesen Hauptluftkanal strömt, und einer zweiten Stellung zu verschieben, bei der dieser zweite Strömungsweg eine die­ ser ersten Öffnungen mit einer dieser zweiten Öffnungen verbindet, um die Luftströmung in diese Zusatzwindung und in diesen dritten Strömungsweg zu lenken, der eine weitere dieser ersten Öffnungen mit einer weiteren diesen zweiten Öffnungen verbindet, um die Luftströmung von dieser Zusatzwindung zurück in den Hauptluftströmungskanal und von dort zum Schallbecher des In­ struments zu führen.

2. Drehventil nach Anspruch 1, wobei dieser Läufer im wesentlichen zy­ lindrisch mit einer durchgängigen äußeren Wand und oberen und unteren Be­ grenzungswänden aufgebaut ist;
wobei erste, zweite und dritte Luftkanäle diesen ersten, zweiten und dritten Strömungsweg festlegen; und
wobei dieser erste, zweite und dritte Strömungsweg jeweils durch ein Paar er­ ster, zweiter und dritter jeweils in der Seitenwand dieses Läufers angebrachter Öffnungen festgelegt sind.

3. Drehventil nach Anspruch 1, wobei diese sich im Gehäuse befindli­ chen ersten Öffnungen axial mit einander ausgerichtet sind, und diese zweiten Öffnungen im Gehäuse axial mit einander und diametral gegenüberliegend zu den ersten Öffnungen ausgerichtet sind.

4. Drehventil nach Anspruch 2, wobei dieser erste Luftkanal in nächster Nähe der unteren Begrenzungswand des Läufers angebracht ist, und diese ersten Öffnungen einen ersten Lufteinlaß und einen ersten Luftauslaß festlegen,
wobei diese zweiten Öffnungen einen zweiten Lufteinlaß festlegen, welcher in Umfangsrichtung in einem gewissen Abstand von diesem ersten Lufteinlaß an­ gebracht ist, sowie einen zweiten Luftauslaß, welcher in axialer Richtung sowie in Umfangsrichtung in einem gewissen Abstand von diesem ersten Luftauslaß angebracht ist.

5. Drehventil nach Anspruch 4, wobei diese dritten Öffnungen einen dritten Lufteinlaß sowie einen dritten Luftauslaß festlegen, wobei dieser dritte Lufteinlaß in einem gewissen Abstand in Umfangsrichtung sowie in axialer Richtung von diesem ersten Lufteinlaß angebracht und axial mit diesem zwei­ ten Luftauslaß ausgerichtet ist, wobei dieser dritte Luftauslaß in Umfangs­ richtung in einem gewissen Abstand von diesem ersten Luftauslaß angebracht und axial mit diesem zweiten Lufteinlaß ausgerichtet ist.

6. Drehventil nach Anspruch 1, wobei dieser Läufer einen Schaft um­ faßt, welcher sich von diesem Gehäuse nach außen erstreckt, wobei diese Betä­ tigungsvorrichtungen einen Hebel sowie Verbindungsvorrichtungen umfassen, welche diesen Hebel mit diesem Schaft des Läufers verbinden sowie Vorrich­ tungen zum Verschieben dieses Hebels zwischen einer hinteren Stellung, in der dieser Läufer sich in dieser ersten Stellung befindet sowie einer vorderen Stel­ lung, in der sich dieser Läufer in dieser zweiten Stellung befindet.

7. Drehventil nach Anspruch 6, wobei diese Verbindungsvorrichtungen ein erstes Verbindungsglied umfassen, welches drehbar mit diesem Hebel ver­ bunden ist, sowie ein zweites Verbindungsglied, welches mit diesem ersten Verbindungsglied verbunden ist und an dessen einem Ende Vorrichtungen angebracht sind, mittels denen dieses zweite Verbindungsglied mit seinem anderen Ende mit dem Schaft dieses Rotors verbunden ist.

8. Drehventil nach Anspruch 6 sowie Anschlagvorrichtungen, welche mit diesem Gehäuse verbunden sind, um den Verschiebungsweg des Hebels zwischen dieser hinteren Stellung und dieser vorderen Stellung zu begrenzen.

9. Drehventil nach Anspruch 8, wobei diese Anschlagvorrichtungen eine mit diesem Gehäuse verbundene Klammer umfassen, wobei diese zweiten Ver­ bindungsglieder einen daranhängenden Anschlag umfassen, welcher diese Klammer berührt, wenn dieser Hebel sich in der vorderen oder hinteren Stel­ lung befindet.

10. Drehventil nach Anspruch 7, wobei dieses erste Verbindungsglied ei­ nen ersten mit einer Bohrung versehenen und mit diesem Hebel verbundenen Bolzen umfaßt, sowie einen zweiten mit einer Bohrung versehenen Bolzen, wel­ cher mit diesem zweiten Verbindungsglied verbunden ist, sowie ein verstellba­ res Verbindungsglied, welches mit einem Gewinde versehen ist und zwischen diesen ersten und zweiten mit einer Bohrung versehenen Bolzen verläuft.