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TECHNISCHES
GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Wirbel zur Benutzung
bei einem Streichinstrument, beispielsweise bei einer Gitarre, um
eine Saite unter Benutzung einer aus Schnecke und Schneckenrad bestehenden
Schneckenwinde anzuspannen bzw. zu entspannen, wobei die Schnecke
koaxial zu einem Stellknopf angeordnet ist und das Schneckenrad
koaxial zu einem Befestigungsmittel der Saite angeordnet ist.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Bei
einem Streichinstrument, beispielsweise bei einer Gitarre, wird
ein Wirbel benutzt, um die Saite unter Benutzung eines Schneckengetriebes
anzuspannen und zu entspannen. Die Schnecke liegt koaxial zu einem
Stellknopf, und das Schneckenrad liegt koaxial zu einer Saitenbefestigung.
Der Wirbel dieser Bauart umfasst, wie aus 6 und 7 ersichtlich
ist, ein Gehäuse 52,
das allgemein am Wirbelkasten des Streichinstrumentes angeordnet
ist. Ein Schneckenstab 58 mit einer Schnecke 54 ist
auf der gleichen Achse im Gehäuse 52 gelagert,
und es ist an einem Ende des Stabes 58 ein Stellknopf 56 außerhalb
des Gehäuses 52 angeordnet;
ein Aufwickelstab 64, der ein Schneckenrad 60 trägt, das
mit der Schnecke 54 kämmt,
ist drehbar um die gleiche Achse im Gehäuse 52 verdrehbar,
und es ist eine Saitenbefestigung 62 an einem Ende des
Stabes 64 außerhalb
des Gehäuses 52 angeordnet.
Der Wirbel 50 ist bei dieser Bauart so ausgebildet, dass
durch Drehung des Stellknopfes 56 die Saite aufgewickelt und
abgewickelt wird, indem die Schnecke 54 gedreht wird, die
ihrerseits das Schneckenrad 60 dreht, wodurch der Aufwickelstab 64 in
Drehung versetzt wird.
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Ein
derartiger Wirbel 50 für
Streichinstrumente, der eine mit einem Schneckenrad 60 kämmende Schnecke 54 aufweist,
ist in seinem Zweck zur Benutzung als Verzögerungsmechanismus unterschiedlich
von jenen, die in verschiedenen Maschinen benutzt werden, und dieser
Wirbel hat den Zweck, die Saite zu stimmen. Daher gibt es Beschränkungen
bezüglich
der Befestigung und Benutzung des Wirbels wegen der häufigen Benutzung
eines Abschnittes von Schnecke und Schneckenrad und der Spezialität des Streichinstrumentes.
Demgemäß ist es
erforderlich, einen größeren Passspielraum
(Spalt) zwischen der Schnecke und dem Schneckenrad vorzusehen, als
dies bei verschiedenen anderen Maschinen erforderlich ist.
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Damit
sich die so gestaltete Schnecke 54 und das Schneckenrad 60 geschmeidig
drehen können,
sind die Nuten der Schnecke 54 und die Zähne des
Schneckenrades 60 mit speziell ausgebildeten Führungswinkeln
versehen. Außerdem
ist ein Zwischenraum A am Passteil zwischen Schnecke 54 und Schneckenrad 60 etwas
größer ausgebildet.
Wenn die so eingepasste Schnecke 54 gedreht wird, erfolgt eine
Pressberührung
der Nut der Schnecke 54 mit der Oberfläche des Zahnes des Schneckenrades 60, und
dies führt
zu einer Friktionskraft, die das Schneckenrad 60 geschmeidig
dreht. In diesem Fall sind die in Pressberührung stehenden Oberflächen von Schnecke 54 und
Schneckenrad 60 einer Reibungserwärmung infolge der Drehungen
ausgesetzt und es kann möglicherweise
eine Verklemmung eintreten. Daher besteht die Schnecke 54 im
Allgemeinen aus einem härteren
Material, und das Schneckenrad 60 ist aus einem etwas weicheren
Material gefertigt, damit beide an einer Verklemmung gehindert werden. Durch
häufiges
Stimmen und langzeitige Benutzung nutzt sich jedoch die Zahnoberfläche des
Schneckenrades 60 ab, wodurch die Festigkeit des Schneckenrades
vermindert wird. Außerdem
tritt eine Reibungserwärmung
an einem Abschnitt zwischen dem Schneckenstab 58 und seinem
Rolllager auf, wenn sich der Schneckenstab 58 dreht. Die
Reibungserwärmung
kann möglicherweise
auch eine Verklemmung des Schneckenstabes 58 veursachen.
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In
Bezug auf die Abschnitte des Wälzlagers um
die Schnecke 54 herum und des Passteiles zwischen Schnecke 54 und
Schneckenrad 60 ist es erforderlich zu verhindern, dass
eine Verklemmung eintritt, und es muss eine geschmeidige Drehung
unter Benutzung gewisser Mittel aufrecht erhalten bleiben. Hierzu
kann ein Schmiermittel, beispielsweise ein Fett oder ein Schmieröl, benutzt
werden (dies wird im Folgenden als „Fluidschmiermittel" bezeichnet) und dieses
wird in das Passteil und in den Schneckenstab 58 und sein
Lager eingepresst. Wenn das Fluidschmiermittel an der Hand der Bedienungsperson anhaftet,
wenn der Wirbel zusammengebaut wird und das anhaftende Fluidschmiermittel
dann an dem Wirbelkasten des Wirbels 50 oder am Stellknopf 56 anhaftet,
dann geht dies auf Kosten der Zeit und der Bemühungen, die erforderlich sind,
um das anhaftende Fluidschmiermittel abzuwaschen. Wenn der Wirbel 50 mit
dem Instrument verbunden wird, können Schmutz
und Holzspäne
in der Fabrik am Wirbel 50 anhaften und die Hand der Bedienungsperson
verunreinigen. Die verunreinigte Hand beschmutzt häufig das
gesamte Instrument und es erfordert langzeitige Bemühungen,
hier eine Reinigung zu bewirken. Insbesondere erfordert ein matt
angestrichenes Instrument eine extrem sorgfältige Behandlung, was unvermeidbar
eine erhebliche Montagezeit erfordert.
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Wenn
ein Spieler den Wirbel 50 zum Stimmen benutzt, dann muss
das Tastgefühl
am Finger des Spielers so glatt und geschmeidig als möglich sein.
Das Fluidschmiermittel ist jedoch seiner Natur nach unrein. Daher
kann es nicht die Berührung
langzeitig aushalten. Außerdem
kann dies eine glatte Drehung der Schnecke 54 und des Schneckenrades 60 erschweren.
Außerdem
wird bei dem herkömmlichen
Wirbel 50 dieser Bauart, wie oben beschrieben, ein größerer Zwischenraum
A am Passteil zwischen Schnecke 54 und Schneckenrad 60 erzeugt.
Das Vorhandensein eines solchen größeren Zwischenraumes A erzeugt
ein großes
Zahnspiel in Normalrichtung beim häufigen Aufwickeln und Abwickeln zum
Zwecke des Stimmens. Infolgedessen tritt ein Problem auf, weil dieses
große
Zahnspiel es nicht nur schwierig macht, eine Feinstimmung durchzuführen, sondern
auch Schwierigkeiten bestehen, ein erneutes Stimmen durch den Spieler
während
der Vorstellung durchzuführen.
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Wie
oben beschrieben, erzeugt der größere Zwischenraum
A zwischen dem Schneckengang der Schnecke 54 und dem Zahn
des Schneckenrades 60 ein Zahnspiel in der Normalrichtung
während
der Aufwicklung und Abwicklung der Saite. Infolge dieses Zahnspieles
ist es unvermeidbar, dass sich die Schnecke 54 während der
Aufwicklung und Abwicklung der Saite unwirksam dreht, während der
Zahn des Schneckenrades 60 relativ über das Zahnspiel in der Normalrichtung
ausweicht. Daher ist die Arbeitsweise des Stellknopfes 56 nicht
mit der Drehung des Aufwickelstabes 64 zu Beginn der Arbeitsweise
des Stellknopfes 56 synchronisiert, und dies führt zu einem
fremdartigen Gefühl
bei der Feinstimmung und es ergibt sich für den Spieler eine Schwierigkeit,
während
der Vorstellung ein erneutes Stimmen zu erreichen.
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Das
Zahnspiel in Normalrichtung ist in 7 mit dem
Symbol A' bezeichnet.
Wenn die Schnecke 54 in Richtung der Aufwicklung der Saite
gedreht wird (das Schneckenrad 60 dreht sich im Uhrzeigersinn), dann
steht die eine Wand 54a der Schnecke 54 in Pressberührung mit
einem Zahn 60a des Schneckenrades 60. Demgemäß wird ein
Zahnspiel zwischen der nicht in Berührung stehenden Seite des Zahnes 60a des
Schneckenrades 60 und der anderen gegenüberliegenden Wand 54b erzeugt.
Das Zahnspiel A' in
Normalrichtung wird gewöhnlich
in dem gegenwärtigen
Zustand gehalten, wenn das Schneckenrad 60 die Saite aufwickelt,
weil die Schnecke 54 durch Reibungskraft und andere Kräfte gehalten
wird, die auf die Schnecke einwirken. Wenn die Schnecke 54 in
Richtung einer Abwicklung der Saite gedreht wird (das Schneckenrad 60 dreht
sich im Gegenuhrzeigersinn), dann muss im Gegensatz dazu der Zahn 60a des
Schneckenrades 60 über
das Zahnspiel A' in
der Normalrichtung wandern, um in Pressberührung mit dem Zahn 60a des
Schneckenrades 60 zu gelangen, wobei keine Berührung mit
der Wand 54b im Schneckengang 54c der Schnecke 54 besteht.
Daher besteht eine Zeitverzögerung
zwischen dem Anlaufpunkt des Betriebes des Wirbels 56 und
dem Anlaufpunkt der Abwicklung der Saite. Die Länge dieser Zeitverzögerung kann
das Feingefühl bei
der Feinstimmung beeinträchtigen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wirbel
für Streichinstrumente
zu schaffen. Dieser Wirbel erfordert kein Fluidschmiermittel, das
in den Passteil zwischen Schnecke und Schneckenrad eingespritzt
wird, um eine geschmeidige Drehung von Schnecke und Schneckenrad
zu erreichen, selbst wenn das Passspiel (das Zahnspiel in Normalrichtung)
zwischen Schnecke und Schneckenrad vermindert ist. Außerdem ist
der Wirbel in der Lage, Drehfehler, die durch das Zahnspiel beim Stimmen
und erneuten Stimmen verursacht werden, so klein als möglich zu
halten, damit der Spieler eine Feinstimmung vornehmen kann, selbst
während
eine Vorstellung läuft.
Weiter ist der Wirbel in der Lage, die Arbeit zum Anbringen des
Wirbels am Instrument zu vereinfachen und die Betätigung zu
vereinfachen. Außerdem
ist der Wirbel in der Lage, die Reibung an dem Passteil zwischen
Schnecke und Schneckenrad und die Reibung zwischen Schneckenstab
und dem Wälzlager
zu vermindern, selbst wenn eine häufige Aufwicklung und Abwicklung
stattfindet, so dass der Abrieb so gering als möglich gehalten wird, um die Lebensdauer
des Wirbels zu erhöhen.
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Andererseits
sind feste Schmiermittel beispielsweise aus der EP-A-0469906 oder
der
JP 61004797 bekannt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Zur
Lösung
der gestellten Aufgabe umfasst ein Wirbel für Streichinstrumente gemäß der Erfindung
eine Schnecke, die gemäß der Drehung
eines Stellknopfes drehbar ist, und es ist ein Schneckenrad vorgesehen,
das mit der Schnecke kämmt
und mit einer Saitenbefestigung zusammenwirkt, wobei eine feste
Schmiermittelschicht auf einer Oberfläche wenigstens der Schnecke
oder des Schneckenrades aufgebracht ist. In diesem Fall kann die
feste Schmiermittelschicht auch auf einer Oberfläche des Schneckenstabes der
Schnecke ausgebildet sein. Vorzugsweise hat die feste Schmiermittelschicht
eine Dicke, die so eingestellt ist, dass die Gänge der Schnecke leicht mit
den Zähnen
des Schneckenrades in Berührung
stehen, um das Zahnspiel dazwischen so weit als möglich zu
verkleinern.
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Vorzugsweise
wird die feste Schmiermittelschicht wie folgt hergestellt: (A) Die
feste Schmiermittelschicht umfasst ein Schmiermittel, bestehend
aus einem Pulver oder Partikeln aus Molybdändisulfid, organischem Molybdän oder Graphit
und einem Binder, bestehend aus einem Epoxydharz mit fester Adhäsion und
einem hohen Härtegrad,
die auf der Schnecke, dem Schneckenrad oder dem Schneckenstab aufgebrannt
sind, um die Schicht zu bilden. (B) Die feste Schmiermittelschicht
umfasst eine stromlos plattierte Verbundschicht aus Nickel/Fluorharz,
beispielsweise Polytetrafluorethylen, die auf der Schnecke, dem
Schneckenrad oder dem Schneckenstab aufgeformt ist. (C) Die feste
Schmiermittelschicht umfasst eine elektrolytisch plattierte Verbundschicht
aus Nickel/Fluorharz, beispielsweise Polytetrafluorethylen, und
es ist eine plattierte Schicht aus Metall, beispielsweise Chrom,
auf der Schnecke, dem Schneckenrad oder dem Schneckenstab ausgebildet.
(D) Die feste Schmiermittelschicht umfasst eine elektrolytisch plattierte
Verbundschicht aus Nickel/Fluorharz, beispielsweise Polytetrafluorethylen, und
es ist eine plattierte Schicht aus Metall, beispielsweise Chrom,
vorgesehen, wobei die plattierten Schichten auf der Schnecke, dem
Schneckenrad oder dem Schneckenstab durch Erhitzung aufgebracht
wurden. Vorzugsweise kann die plattierte Verbundschicht gemäß den folgenden
Typen ausgebildet sein. Gemäß einer
Type tritt die innere plattierte Verbundschicht, die aus Fluorharz
besteht, durch die Oberfläche
hindurch, wenn die auf der Oberfläche plattierte Metallschicht
nach langem Gebrauch abgenutzt ist. Gemäß einer anderen Type wird ein
Pulver aus abriebfestem Fluorharz gleichmäßig auf der plattierten Oberflächenmetallschicht
ausgefällt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden die plattierten Verbundschichten auf der Oberfläche wenigstens
der Schnecke oder des Schneckenrades und des Schneckenstabes aufgebracht.
Demgemäß wird,
obgleich kein Fluidschmiermittel in die Passteile zwischen Schnecke
und Schneckenrad und zwischen Schneckenstab und dem Lager eingespritzt wird,
durch eine geeignete Kombination dieser Schichten ein Passteil und
eine Lagerung geschaffen, die die Geschmeidigkeit langzeitig aufrecht
erhält.
Außerdem
ist es möglich,
die Reibungswärme an
diesen Stellen so klein als möglich
zu halten. Außerdem
wird ein Verklemmen oder Festfressen an den Lagerstellen zwischen
Schnecke und Schneckenrad und dem Schneckenstablager verhindert.
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Wenn
die plattierte Verbundschicht auf der Oberfläche von Schnecke oder Schneckenrad
angeordnet wird, füllt
die Schicht das Zahnspiel an dem Passteil zwischen Schnecke und
Schneckenrad aus, so dass die Schnecke das Schneckenrad im Wesentlichen
ohne Spiel berührt
und Schnecke und Schneckenrad sich drehen können, ohne dass die Schicht auf
ein bestimmtes Maß eingestellt
sein müsste.
Daher ist es möglich,
das Zahnspiel, das während
der Aufwicklung und der Abwicklung der Saite auftritt, so klein
als möglich
zu halten. Dies ermöglicht
eine einfache Feinstimmung, selbst beim Spielen des Instrumentes.
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Wenn
eine feste Schmiermittelschicht auf dem Passteil zwischen Schnecke
und Schneckenrad aufgetragen wird, besitzt dieses Passteil einen
verminderten Reibungswiderstand und wird gleitfähig. Daher tendiert das Schneckenrad
zu einer Drehung in umgekehrter Richtung. Bei einem Streichinstrument
hat jedoch eine Saite eine relativ geringe Spannung. Demgemäß kann das
Schneckenrad gegen Drehung in umgekehrter Richtung genügend durch den
Reibungswiderstand zwischen Schnecke und Schneckenrad gehindert
werden und ebenso durch den Reibungswiderstand zwischen dem Stellknopf, der
integral mit der Schnecke hergestellt ist und dem Gehäuse, das
die Schnecke usw. lagert. Die Rückdrehung
des Schneckenrades kann definitiv unter Benutzung einer Schneckenschubfixierung
und einer Rotationsdrehmoment-Einstellschraube verhindert werden,
die üblicherweise
in dem Schneckendrehstellknopf vorhanden sind. Wenn diese Schraube festgezogen
ist, wird die Drehreibung erhöht.
So wird die Rotationsdrehmoment-Einstellschraube in der Weise eingestellt,
dass eine Rückdrehung
der Schnecke verhindert wird. Bei einer Bauart, die nicht mit einer
derartigen Rückdrehsicherung
versehen ist, kann die Rückdrehung
der Schnecke durch Erhöhung
des Drehfriktionswiderstandes am Lager der Schnecke verhindert werden
oder dadurch, dass der Modul des Anstellwinkels zwischen Schnecke
und Schneckenrad geändert
wird.
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Im
Falle einer festen Schmiermittelschicht gemäß der Erfindung, die ein Epoxydharz,
vermischt mit Molybdändisulfid,
organischem Molybdän
oder Graphit, enthält
und aufgebrannt wird, besitzt die Schicht nicht nur eine hohe Adhäsion gegenüber dem
Grundmaterial zum Aufbrennen, sondern es ergibt sich ein hoher Abriebwiderstand,
eine hohe Beständigkeit
und eine Schmierfähigkeit
bei einer großen
Härte.
Demgemäß kann der
Wirbel langzeitig geschmeidig eingestellt werden.
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Wenn
die feste Schmiermittelschicht eine elektrolytisch plattierte Verbundschicht
aus Nickel/Fluorharz, beispielsweise Polytetrafluorethylen, aufweist
und die plattierte Metallschicht aus Chrom besteht und wenn eine
stromlos plattierte Verbundschicht auf Schnecke und Schneckenrad
aufgebracht sind, kann die feste Schmiermittelschicht einschließlich der
elektrolytisch plattierten Verbundschicht und der plattierten Metallschicht
auf dem Schneckenrad aufgebracht werden. In diesem Fall scheint
die untere elektrolytisch plattierte Verbundschicht durch die Oberfläche hindurch,
selbst wenn die plattierte Metallschicht abgenutzt ist. Daher ist
die feste Schmiermittelschicht reich an Schmierfähigkeit ähnlich jener bei der stromlosen
Plattierung, und sie hat einen besseren wirksamen Abriebwiderstand
als eine Schicht, die durch stromlose Plattierung erreicht wurde.
So ist es möglich,
einen Wirbel einer offenen Bauart ohne Gehäuse zu benutzen.
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Im
Falle einer festen Schmiermittelschicht, die eine stromlos plattierte
Verbundschicht aus Nickel/Fluorharz, beispielsweise Polytetrafluorethylen, enthält, kann
der gleiche Effekt wie oben erreicht werden, wenn diese Schicht
bei einem Wirbel der offenen Bauart, d.h. ohne Gehäuse benutzt
wird. Weiter weist der Wirbel ein hervorragendes Aussehen auf mit
einem Glanz auf der Schnecke und dem Schneckenrad, was zu einem
verbesserten wirtschaftlichen Wert führt.
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Im
Falle einer festen Schmiermittelschicht, die eine elektrolytisch
plattierte Verbundschicht aus Nickel/Fluorharz, beispielsweise Polytetrafluorethylen,
enthält,
und mit einer plattierten Metallschicht, beispielsweise aus Chrom,
wobei die plattierten Schichten erhitzt sind, können Partikel des Fluorharzes
gleichmäßig auf
der Oberflächenschicht
des Chromüberzuges
ausgefällt
werden. Daher gleicht die feste Schmiermittelschicht in ihrem Schmierverhalten
jener, die durch stromlose Plattierung hergestellt wurde und sie
ist weiter mit einem wirksamen gleichmäßigen Abriebwiderstand versehen,
der, ebenso wie die Dauerhaftigkeit, besser ist als sie bei stromloser
Plattierung erhalten wurde. Demgemäß ist die Überzugsschicht geeignet zur
Benutzung bei einem Wirbel der offenen Bauart ohne Gehäuse, ähnlich jener
bei einer nicht erhitzten plattierten Schicht.
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Bei
dem Wirbel für
Streichinstrumente gemäß der vorliegenden
Erfindung ist die feste Schmiermittelschicht vorzugsweise auf der
Oberfläche
der Schnecke und des Schneckenrades ausgebildet. Die feste Schmiermittelschicht
kann sowohl auf der Schnecke als auch auf dem Schneckenrad oder
nur auf dem Schneckenrad aufgebracht werden, je nach der Bauart
des Instrumentes und dem Zweck der Benutzung.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine vollständige
perspektivische Ansicht eines Wirbels für Streichinstrumente gemäß der Erfindung;
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2 ist
eine perspektivische Ansicht eines Wirbels für Streichinstrumente gemäß der Erfindung, montiert
in einem Wirbelkasten;
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3 ist
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Wirbels für Streichinstrumente
gemäß der Erfindung;
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4 ist
ein Teilschnitt, der die Passverbindung zwischen Schnecke und Schneckenrad
bei dem Wirbel für
Streichinstrumente gemäß der Erfindung
zeigt;
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5 ist
eine Schnittansicht eines Hauptteils des Wirbels für Streichinstrumente
gemäß der Erfindung
in einem Zustand beim Zusammenbau;
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6 ist
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines herkömmlichen
Wirbels zur Benutzung bei einem Streichinstrument, beispielsweise
einer Gittare, welcher Wirbel zum Aufwickeln und Abwickeln einer
Saite dient, wobei eine Schnecke und ein eingepasstes Schneckenrad
benutzt wird und die Schnecke koaxial zu einem Drehknopf angeordnet
ist und das Schneckenrad koaxial zu einer Saitenbefestigung liegt;
und
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7 ist
eine Ansicht des Hauptteils eines herkömmlichen Wirbels mit einem
Schneckenrad, das in die Schnecke eingepasst ist.
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EINZELBESCHREIBUNG
DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Als
Nächstes
wird ein Ausführungsbeispiel eines
Wirbels für
Streichinstrumente gemäß der Erfindung
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Der
Wirbel 10 gemäß der Erfindung
weist ein Gehäuse 14 auf,
das an einem Wirbelkasten 12 befestigt ist; ein Schneckenstab 18 ist
drehbar im Gehäuse 14 gelagert;
ein Aufwickelstab 22 ist mit einem Ende an einem Schneckenrad 20 befestigt,
das drehbar gelagert ist und in die Schnecke 16 rechtwinklig im
Gehäuse 14 eingepasst
ist.
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Das
Gehäuse 14 besitzt
eine Öffnung 14a, die
in der offenen oberen Oberfläche
angeordnet ist, wie dies 3 zeigt. Die Öffnung 14a kann
durch einen Deckel 15 verschlossen werden. Das Gehäuse 14 besitzt
ein zylindrisches Einsatzstück 14e am
Boden, das ein Innengewinde 14f trägt. Dieses Einsatzstück wird
in ein Wirbelbefestigungsloch 12a eingesteckt, das im Wirbelkasten 12 vorher
ausgebildet wurde. Ein Stabträgerloch 14d zur
Lagerung des Aufwickelstabes 22 ist in der Mitte des Einsatzstückes ausgebildet.
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Die Öffnung 14a des
Gehäuses 14 ist
zylindrisch gestaltet und nimmt das Schneckenrad 20 auf. Auf
der Seite des Gehäuses 14 ist
ein den Schneckenstab lagerndes Gehäuseteil 24 ausgebildet,
um den Schneckenstab 18 zu lagern, der rechtwinklig zu dem
Aufwickelstab 22 liegt. Das Schneckenstabgehäuseteil 24 besitzt
eine Schneckenstabträgerbohrung 24a,
um den eingesetzten Schneckenstab 18 aufzunehmen. Die Schneckenstabträgerbohrung 24a ist
so ausgebildet, dass sie aus dem Vorderende 18a des Schneckenstabes 18 aus
dem Schneckenstabgehäuseteil 24 nach
außen
vorsteht und die Schnecke 16 des Schneckenstabes 18 vollständig im
Gehäuse 14 aufnimmt.
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Die
Schneckenstabträgerbohrung 24a im Schneckenstabgehäuseteil 24 ist
so ausgebildet, dass sie mit der Öffnung 14a im Gehäuse 14 zusammenwirkt.
Wenn der Schneckenstab 18 im Schneckenstabgehäuseteil 24 angeordnet
ist, dann steht ein Teil der Schnecke 16 aus dem Schneckenstabgehäuseteil 24 in
die Öffnung 14a im
Gehäuse 14 vor und
kämmt mit
dem Schneckenrad 20. Von der Seite des Gehäuses 14,
die dem Schneckenstabgehäuseteil 24 gegenüberliegt,
steht ein Flansch 14b vor. Der Flansch 14b besitzt
ein Schraubenloch 14c parallel zur Einsatzrichtung des
Aufwickelstabes 22. Eine nicht dargestellte Schraube wird
in das Schraubenloch 14c des Flansches 14b eingesetzt
und an einer bestimmten Stelle auf der rückwärtigen Seite des Wirbelkastens 12 eingeschraubt,
um die Position des zu befestigenden Wirbels 10 zu bestimmen.
Eine zylindrische Mutter 37 zur Sicherung des Wirbels wird zusammen
mit einer Unterlegscheibe 38 benutzt. Die Mutter besitzt
ein Außengewinde 37a auf
der äußeren Oberfläche des zylindrischen
Körpers,
um mit dem Innengewinde 14f zusammenzuwirken, das auf der
inneren Oberfläche
des zylindrischen Ansatzstückes 14e am
Boden des Gehäuses
ausgebildet ist. Die Mutter besitzt außerdem eine Bohrung 37b in
der Mitte, um den Aufwickelstab 22 zu lagern, der eingesetzt
wird, und sie besitzt einen hexagonalen Kopf. Wenn der zylindrische
Körper
der zylindrischen Mutter 37 in das Wirbelbefestigungsloch 12a im
Wirbelkasten 12 eingesetzt wird und die zylindrische Mutter 37 mit
dem Innengewinde 14f des zylindrischen Einsatzstückes 14e in
Eingriff gelangt, dann kann der Wirbel 10 gemäß der Erfindung
fest an einer bestimmten Stelle im Wirbelkasten 12 festgelegt
werden.
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Der
Schneckenstab 18 trägt
an seinem hinteren Ende die daran angeformte Schnecke 16.
Das Vorderende 18a des Schneckenstabes 18 ist
zu einem quadratischen Stab verformt. Das quadratische Vorderende 18a steht
von dem Schneckenstabgehäuseteil 24 nach
außen
vor, wenn der Schneckenstab 18 im Schneckenstabgehäuseteil 24 angeordnet ist.
Das Vorderende 18a des Schneckenstabes 18, das
vom Schneckenstabgehäuseteil 24 vorsteht,
ist mit dem Drehknopf 26 verbunden. Das hintere Ende 26a des
Drehknopfes 26 besitzt eine quadratische Passbohrung 26,
die so geformt ist, dass sie mit dem quadratisch geformten Vorderende 18a des
Schneckenstabes 18 zusammenwirkt. Die quadratische Passbohrung 26 steht
mit einem Schraubeneinsatzloch 26c in Verbindung, das in
der Mitte des Vorderendes 26b des Drehknopfes 26 ausgebildet
ist. Im Endabschnitt des Schneckenstabes 18 ist ein Schraubenloch 18b angeordnet.
Eine den Drehknopf fixierende Schraube 28 ist in das Schraubeneinsatzloch 26 eingesteckt
und dann mit dem Schraubenloch 18b verschraubt und gesichert.
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Wie
oben erwähnt,
wird der Schneckenstab 18 von dem Schneckenstabgehäuseteil 24 derart aufgenommen,
dass das Vorderende 18a des Schneckenstabes 18 aus
dem Schneckenstabgehäuseteil 24 nach
außen
vorsteht. Das vorstehende Vorderende 18a des Schneckenstabes 18 ist
in das quadratische Passloch 26d des Drehknopfes 26 eingesteckt,
und dann wird die Fixierungsschraube 28 durch das Schraubeneinsatzloch 26c eingesteckt und
in das Schraubenloch 18b des Schneckenstabes 18 eingeschraubt.
Auf diese Weise wird der Schneckenstab 18 drehbar im Gehäuse 14 gelagert,
und der Drehknopf 26 ist drehfest mit dem Schneckenstab 18 verbunden.
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Wie
ersichtlich, ist das quadratisch geformte Vorderende 18a des
Schneckenstabes 18 in das quadratische Passloch 26d des
Drehknopfes 26 eingepasst. Daher bewirkt eine Drehung des
Drehknopfes 26 eine Drehung des Schneckenstabes 18 relativ zum
Gehäuse 14.
Die Schnecke 14 ist im Schneckenstabgehäuseteil 24 derart
gelagert, dass ein Teil der Schnecke in die Öffnung 14a des Gehäuses 14 vorsteht,
wie dies oben beschrieben wurde. Eine Unterlegscheibe 30 liegt
zwischen dem Drehknopf 26 und dem Schneckenstabgehäuseteil 24 und
eine weitere Unterlegscheibe 32 befindet sich zwischen der
Schnecke 16 und dem Schneckenstabgehäuseteil 24.
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Der
Aufwickelstab 22 ist säulenförmig gestaltet
und besitzt eine Ausdrehung 22a in der Nähe des Vorderendes,
um darauf eine Saite aufzuwickeln. Die Ausdrehung 22a besitzt
ein Saitenbefestigungsloch 34, das durchgehend ausgebildet
ist, um eine Saite aufzunehmen, wenn das Ende der Saite eingefügt ist. Das
hintere Ende des Aufwickelstabes 22 ist säulenförmig gestaltet,
und es ist ein quadratischer Teil 22b vorgesehen, der in
das Stabträgerloch 14d eingesteckt
ist. Wenn der säulenförmige Stab
des Aufwickelstabes 22 drehbar in das Stabträgerloch 14d eingesetzt
ist, das auf der Unterseite des Gehäuses 14 angeordnet
ist, dann steht nur der quadratische Teil 22b in die Öffnung des
Gehäuses 14 ein.
Ein quadratisches Passloch 20b ist in der inneren Oberfläche in der
Mitte des Schneckenrades 20 angeordnet. Der quadratische
Stab 22b, der am hinteren Ende des Aufwickelstabes 22 angeordnet
ist, kann in das quadratische Passloch 20b eingesteckt
werden, das mit einem Schraubenloch 20a kommuniziert, das
in der Nähe
der Oberfläche
des Schneckenrades 20 angeordnet ist. Ein Schraubenloch 22c ist
in der Mitte des hinteren Endes des Aufwickelstabes 22 angeordnet, um
eine Schneckenradbefestigungsschraube 36 aufzunehmen, wenn
diese eingeschraubt ist, nachdem sie durch das Schraubenloch 20a und
das quadratische Passloch 20b im Schneckenrad 20 gesteckt wurde,
so dass das Schneckenrad 20 an dem Aufwickelstab 22 festgelegt
wird.
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Wie
dargestellt, wird der Aufwickelstab 22 in das Stabträgerloch 14d eingesteckt,
das in der Unterseite des Gehäuses 14 angeordnet
ist, und zwar derart, dass der quadratische Teil 22b des
Aufwickelstabes 22 in die Öffnung 14a des Gehäuses einsteht. Der
quadratische Teil 22b, der in die Öffnung 14a des Gehäuses 14 einsteht,
wird dann in das quadratische Passloch 20b des Schneckenrades 20 eingesteckt. Die
Schneckenradbefestigungsschraube 36 wird als Nächstes in
das Schraubenloch 20a im Schneckenrad 20 eingesteckt
und in das Schraubenloch 22c des Aufwickelstabes 22 eingesteckt.
Auf diese Weise wird das Schneckenrad 20 drehbar innerhalb
der Öffnung 14a des
Gehäuses 14 gelagert,
und der Aufwickelstab 22 ist drehfest mit dem Schneckenrad 20 verbunden.
In diesem Fall liegen beide Seiten der Zähne des Schneckenrades 20 innerhalb
der Öffnung 14a des
Gehäuses 14,
wie dies aus 4 ersichtlich ist, und die Zähne berühren leicht
die Gänge der
Schnecke 16, auf denen eine feste Schmiermittelschicht
derart aufgetragen ist, dass nur ein minimaler Zwischenraum (Spalt)
verbleibt, der für
die Drehung erforderlich ist.
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Die
folgende detaillierte Beschreibung bezieht sich auf ein Verfahren
zur Erzeugung einer festen Schmiermittelschicht auf der Oberfläche der Schnecke 16 und
des Schneckenstabes 18.
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Eine
feste Schmiermittelschicht 33 umfasst ein Schmiermittel
mit einem Pulver oder Partikeln aus Molybdändisulfid, organischem Molybdän oder Graphit
und einen Binder, der aus einem Epoxydharz besteht, und die Schmiermittelschicht
kann über
der Oberfläche
der Schnecke 16 und des Schneckenstabes 18 nach
einem Verfahren aufgetragen werden, welches die folgenden Schritte
umfasst: es wird ein Schmiermittel, bestehend aus einem Pulver oder Partikeln
aus Molybdändisulfid,
organischem Molybdän
oder Graphit oder einer Kombination hiervon mit einem Binder zusammengebracht,
der aus einem Epoxydharz mit einer guten Haftfähigkeit und hoher Härte besteht;
es wird die Mischung in einem Lösungsmittel
verdünnt,
um eine Matrix aus einem Farbanstrichtyp aus Schmiermittel zu schaffen;
es wird die Matrix auf die Schnecke 16 und den Schneckenstab 18 aufgesprüht oder
es wird die Schnecke 16 und der Schneckenstab 18 in
die Matrix eingetaucht, um das feste Schmiermittel darauf aufzutragen;
und es wird eine Erhitzung durchgeführt, um die Schmiermittelschicht 33 aufzubrennen.
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Im
Falle einer festen Schmiermittelschicht, die eine stromlose plattierte
Verbundschicht aus Nickel/Fluorharz, beispielsweise Polytetrafluorethylen, enthält, kann
diese auf der Oberfläche
der Schnecke 16 und des Schneckenstabes 18 in
einem Verfahren aufgebracht werden, welches die folgenden Schritte umfasst:
es wird ein Pulver oder es werden Partikel aus Polytetrafluorethylen
in einer üblichen
stromlosen Nickel-Plattierungslösung
vermischt; es wird die Schnecke 16 und der Schneckenstab 18 in
die vermischte Lösung
eingetaucht; es wird ein herkömmliches
Verfahren der stromlosen Plattierung angewandt, um das Auftragen
der festen Schmiermittelschicht 33 zu vollenden.
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Im
Falle einer festen Schmiermittelschicht, die eine elektrolytisch
plattierte Verbundschicht aus Nickel/Fluorharz, beispielsweise Polytetrafluorethylen
und eine plattierte Metallschicht, beispielsweise aus Chrom, enthält, kann
eine Ausformung über
den Oberflächen
von Schnecke 16 und Schneckenstab 18 durch ein
Verfahren vorgenommen werden, das die folgenden Schritte umfasst:
es wird ein Pulver oder es werden Partikel aus Polytetrafluorethylen
in einer üblichen
elektrolytischen Nickel-Plattierungslösung oder einer üblichen
elektrolytischen Nickelsulfat-Plattierungslösung vermischt;
es werden die Schnecke 16 und der Schneckenstab 18 in
die vermischte Lösung
eingetaucht; und es wird das herkömmliche Verfahren der Elektroplattierung
durchgeführt.
Das Verfahren umfasst außerdem
das Eintauchen der elektroplattierten Schnecke 16 und des elektroplattierten
Schneckenstabes 18 in eine übliche elektrolytische Chrom-Plattierungslösung; dann wird
ein herkömmliches
Verfahren der Elektroplattierung durchgeführt, um das Auftragen der festen Schmiermittelschicht 33 zu
vollenden, die aus einer plattierten Verbundschicht besteht.
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Im
Falle einer festen Schmiermittelschicht, die eine elektrolytisch
plattierte Verbundschicht aus Nickel/Fluorharz, beispielsweise Polytetrafluorethylen
und eine plattierte Schicht aus Metall, beispielsweise Chrom, enthält, werden
die plattierten Schichten erhitzt, und so kann auf den Oberflächen von Schnecke 16 und
Schneckenstab 18 ein Überzug durch
ein Verfahren erzeugt werden, das die folgenden Schritte umfasst:
es wird ein Pulver oder es werden Partikel aus Polytetrafluorethylen
in einer üblichen
elektrolytischen Nickel-Plattierungslösung oder in einer üblichen
elektrolytischen Nickelsulfat-Plattierungslösung vermischt; es werden die
Schnecke 16 und der Schneckenstab 18 in die vermischte
Lösung eingetaucht;
und es wird ein herkömmliches
Verfahren der Elektroplattierung angewandt. Das Verfahren umfasst
außerdem
das Eintauchen der elektroplattierten Schnecke 16 und des
Schneckenstabes 18 in eine übliche elektrolytische Chrom-Plattierungslösung und
die Anwendung eines herkömmlichen
Verfahrens der Elektroplattierung zum Vollenden der plattierten
Verbundschicht. Das Verfahren umfasst weiter eine Erhitzung der
verbundplattierten Schnecke 16 und des verbundplattierten
Schneckenstabes 18, um die feste Schmiermittelschicht 33 zu
vollenden, die aus einer verbundplattierten Schicht besteht, die
eine Oberflächenschicht
aus einem Chromüberzug
aufweist, der die Partikel aus Polytetrafluorethylen gleichmäßig ausgefällt darin
enthält.
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Gemäß einem
derartigen Verfahren wird die feste Schmiermittelschicht ein wenig
dicker gestaltet als dies bei gewissen Schichten der Fall ist. Das heißt, die
Schicht wird derart ausgebildet, dass sie das Zahnspiel A zwischen
den ineinandergreifenden Abschnitten von Schnecke 16 und
Schneckenrad 20 bis zu einem gewissen Grade derart ausfüllt, dass keine
Schwierigkeiten bezüglich
der Drehung von Schnecke 16 und Schneckenrad 20 bestehen.
Die Flanken der Schnecke 16 und die Zähne des Schneckenrades 20 werden
dann aufeinander angepasst und Versuchsdrehungen unterworfen, bis
die Schichtdicke einen optimalen Wert erreicht, um durch Abrieb
die Schichtdicke einzustellen. Auf diese Weise werden die Schneckengänge der
Schnecke 16 und die Zähne
des Schneckenrades 20 in enge Berührung miteinander gebracht.
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Der
so hergestellte Wirbel wird in der gleichen Weise wie ein herkömmlicher
Wirbel zusammengebaut. Die Schnecke 16 und der Schneckenstab 18 werden
durch eine Seite des Schneckenstabgehäuseteils 24 eingesteckt
und darin derart angeordnet, dass die Schnecke 16 innerhalb
der Öffnung des
Gehäuses 14 liegt
und der Schneckenstab 18 in dem Schneckenstabgehäuseteil 24 zu
liegen kommt. Die Unterlegscheibe 32 wird zwischen die
eine Seite des Schneckenstabgehäuseteils 24 und
die Seite der Schnecke 16 eingefügt.
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Das
Vorderende 18a des Schneckenstabes 18 oder der
quadratische Stababschnitt, der von der anderen Seite des Schneckenstabgehäuseteils 24 vorsteht,
wird über
die Unterlegscheibe 30 in die quadratische Passbohrung 26d des
Drehknopfes 26 eingesteckt. Die den Drehknopf fixierende
Schraube 28 wird durch das Schraubeneinsatzloch 26c des
Drehknopfes 26 eingeschoben und dann in das Schraubenloch 18b des
Schneckenstabes 18 eingeschraubt, um den Drehknopf 26 mit
dem Schneckenstab 18 zu integrieren.
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Das
hintere Ende des Aufwickelstabes 22 wird durch das Stabträgerloch 14d an
der Unterseite des Gehäuses 14 eingefügt, damit
der quadratische Abschnitt 22b in die Öffnung 14a des Gehäuses 14 gelangt.
Der quadratische Teil 22b passt in das quadratische Passloch 20b im
Schneckenrad 20 ein, dessen Zähne mit der Schnecke 16 in
Eingriff stehen. Die Radbefestigungsschraube 36 wird dann
durch das Schraubenloch 20a des Schneckenrades 20 eingesteckt
und in das Schraubenloch 22a des Aufwickelstabes 22 eingeschraubt,
um das Schneckenrad 20 auf dem Aufwickelstab 22 drehfest
zu sichern. Zum Schluss wird die Öffnung 14a des Gehäuses 14 durch
den Deckel 15 geschlossen, um so den Aufbau zu beenden.
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Der
so zusammengebaute Wirbel wird am Wirbelkasten 12 in der
folgenden Weise eingebaut. Das zylindrische Einsatzstück 14e des
Gehäuses 14 wird
aus einer bestimmten Richtung in das Wirbelbefestigungsloch 12a eingesteckt,
das vorher an einer bestimmten Stelle im Wirbelkasten 12 angebracht wurde.
Der zylindrische Körper
der mit einem hexagonalen Kopf ausgerüsteten zylindrischen Mutter 37 wird
in das Loch 12a über
die Unterlegscheibe 38 aus der anderen Richtung eingesetzt.
Das Außengewinde 37a der
zylindrischen Mutter 37 wird provisorisch leicht in dem
Innengewinde 14f des zylindrischen Einsatzstückes 14e eingesetzt.
Dann wird eine Fixierungsschraube durch das Schraubenloch 14c im Flansch 14b eingesteckt
und in den Wirbelkasten 12 zur Positionierung des Wirbels 10 eingeschraubt.
Danach wird das Außengewinde 36a zur
Fixierung in dem Innengewinde 14f fest eingeschraubt. Außerdem wird
die Fixierungsschraube zur Positionierung ebenfalls fest angezogen,
um den Wirbel 10 an einer bestimmten Stelle des Wirbelkastens 12 zu
fixieren.
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Der
so an einer bestimmten Stelle des Instrumentes befestigte Wirbel
wird in der gleichen Weise, wie dies aus dem Stande der Technik
bekannt ist, benutzt. Jede Saite 40 besitzt ein Aufwickelende,
das in das Saitenbefestigungsloch 34 des jeweiligen Aufwickelstabes 22 eingesteckt
wird. Wenn der Drehknopf 26 gedreht wird, dann wird die
Saite 40 um den Aufwickelstab 22 aufgewickelt.
Wenn der Drehknopf 26 in Richtung einer Aufwicklung der
Saite gedreht wird, dann dreht sich die Schnecke 16 in
positiver Richtung zusammen mit dem Schneckenstab 18. Außerdem dreht
das Schneckenrad 20 den Aufwickelstab 22, der
mit dem Schneckenrad 20 integriert ist, in Richtung der
Aufwicklung der Saite, so dass die Saite 40 aufgewickelt
wird. Wenn der Drehknopf 26 in umgekehrter Richtung gedreht
wird, um die Saite 40 abzuwickeln, dann dreht sich der
Aufwickelstab 22 in der umgekehrten Richtung und die entgegengesetzte
Arbeitsweise wickelt die Saite 40 ab.
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Das
Passteil zwischen der Schnecke 16 und dem Schneckenrad 20 weist
ein Zahnspiel A auf, das so bestimmt wird, dass keine Schwierigkeiten
bezüglich
der Drehung zu befürchten
sind. Daher werden Zähne
und Zahnlücken
in enge Berührung
miteinander gebracht. In diesem Fall wird der Schneckenstab 18 in
die Schneckenstabträgerbohrung 24a des Schneckenstabgehäuseteils 24 straft
eingesetzt. Bei den straff eingesetzten Teilen dient jedoch die
feste Schmiermittelschicht 33, die über der Oberfläche von Schnecke 16 und
Schneckenstab 18 liegt, als Schmiermittel, um zu verhindern,
dass in diesem Abschnitt ein Verklemmen oder Festfressen erfolgt
und der Reibungswiderstand beträchtlich
vermindert wird. Dies trifft für
die Schnecke 16 zu, um stabilisierte geschmeidige Drehungen
des Schneckenrades 20 zu gewährleisten. Die Schnecke 16 wird
benutzt, um das Schneckenrad 20 zu drehen und um die Saite 40 aufzuwickeln
oder abzuwickeln. In diesem Fall besitzt das Passteil zwischen der
Schnecke 16 und dem Schneckenrad 20 nur ein geringes
Zahnspiel A. Daher können
die Drehfehler infolge des Zahnspiels A' in Normalrichtung so weit als möglich verringert
werden, um entweder die Saite 40 aufzuwickeln oder abzuwickeln.
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Bei
der in dem obigen Ausführungsbeispiel dargestellten
Ausführung
verbleibt ein geringes Zahnspiel A' in Normalrichtung. Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es möglich,
die Dicke der Schmiermittelschicht 33 zu vergrößern oder
zu verkleinern. Eine dickere feste Schmiermittelschicht 33 kann
bewirken, dass die Gänge
der Schnecke 16 und die Zähne des Schneckenrades 20 gut
zusammenpassen und sich in enger Berührung miteinander befinden,
wodurch das Zahnspiel A' eliminiert
wird.
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Vorzugsweise
hat die feste Schmiermittelschicht 33 eine Flexibilität gemäß der Dicke
der Materialschicht 33, um den Kontaktdruck an dem Passteil
zwischen den Gängen
der Schnecke 16 und den Zähnen des Schneckenrades zu
absorbieren.
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Dieses
Ausführungsbeispiel
zeigt den Wirbel mit dem Gehäuse 14 und
den Wirbel mit der festen Schmiermittelschicht 33, die
nur auf der Schnecke 16 und dem Schneckenstab 18 aufgetragen
ist. Stattdessen kann die feste Schmiermittelschicht 33 entweder
auf der Schnecke 16 oder dem Schneckenrad 20 oder
auf beiden angebracht sein. Dies ist in gleicher Weise anwendbar
für einen
Wirbel, bei dem Schnecke und Schneckenrad nicht in einem Gehäuse angeordnet
sind, sondern frei in der Umgebung liegen und am Wirbelkasten 12 angeordnet
sind, wie dies bei einem Wirbel 10 der sogenannten offenen Type
der Fall ist.
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Demgemäß wird nach
der vorliegenden Erfindung kein Fluidschmiermittel in das Passteil
zwischen Schnecke und Schneckenrad und in den Abschnitt zwischen
Wälzlager
und Schnecke eingeführt.
Außerdem
wird das Zahnspiel in Richtung der Normalen im Passteil zwischen
Schnecke und Schneckenrad innerhalb der notwendigen Grenzen minimiert.
Trotzdem können
Schnecke und Schneckenrad geschmeidig gedreht werden, und der Drehfehler
infolge eines Zahnspiels beim Stimmen und beim erneuten Stimmen
kann so weit als möglich
vermindert werden. Daher kann sogar ein Spieler, der unerfahren
ist, was das Stimmen anbetrifft, auf einfache Weise jederzeit das
Stimmen und erneute Stimmen durchführen. Weiter kann die Reibung
im Passteil zwischen Schnecke und Schneckenrad vermindert werden,
um eine häufige
Aufwicklung und Abwicklung während
der Abstimmung zu ermöglichen und
dabei eine Abnutzung zu verhindern. Auf diese Weise kann ein dauerhafter
Wirbel für
Streichinstrumente erhalten werden.
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Weil
kein Fluidschmiermittel benutzt wird, kann das Steichinstrument
im Betrieb nicht verunreinigt werden, wenn der Wirbel am Instrument
befestigt wird. Weil das Abstreifen des Fluidschmiermittels wegfällt, wird
die Arbeit zur Befestigung des Wirbels am Instrument extrem vereinfacht.
Dies geschieht, ohne dass eine Qualitätsverminderung am Instrument
eintritt, und es wird Arbeit und Zeit gespart, um den Wirbel am
Instrument anzubringen, und es werden außerdem Kosten eingespart.