EP2869295A1 - Piano-Mechanik mit mehreren Tasten - Google Patents

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EP2869295A1
EP2869295A1 EP20140189760 EP14189760A EP2869295A1 EP 2869295 A1 EP2869295 A1 EP 2869295A1 EP 20140189760 EP20140189760 EP 20140189760 EP 14189760 A EP14189760 A EP 14189760A EP 2869295 A1 EP2869295 A1 EP 2869295A1
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EP
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hammer
jack
spring
roller
piano
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Ernest Bittner
Lin Bai
Udo Kamm
Sabine Kamm
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    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10C—PIANOS, HARPSICHORDS, SPINETS OR SIMILAR STRINGED MUSICAL INSTRUMENTS WITH ONE OR MORE KEYBOARDS
    • G10C3/00—Details or accessories
    • G10C3/16—Actions
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    • G—PHYSICS
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    • G10C3/00—Details or accessories
    • G10C3/16—Actions
    • G10C3/24—Repetition [tremolo] mechanisms

Definitions

  • the invention relates to a piano mechanism with a plurality of keys, according to the preamble of claim 1.
  • the keys each actuate a hammer which strikes a substantially vertical string upon actuation of the key, the key being mechanically connected to a jack which engages an engagement surface on a hammer butt pad resting on a hammer butt connected to the hammer is arranged, wherein the engagement surface of the jack along the hammer-butt pad between an engagement position and a release position is movable, and wherein a first spring is provided which biases the jack in response to the position of the hammer in the direction of engagement.
  • the mechanics of pianos are generally similar to that of wings, but with differences due to the fact that the strings of a piano are arranged vertically and therefore the hammer is not to be operated against the action of gravity. Therefore, in particular, the movement of the hammer after the release of the jack from the string differs from that in a typical wing mechanism, so called a so-called English mechanics.
  • the DE 36 05 155 C shows a piano mechanism in which the counter catcher, so firmly attached to the hammer attached a roller, which presses depending on the position of hammer and jack on a fixedly connected to the jack repeating spring.
  • a torque is exerted on the hammer in the direction of the stop and at the same time pressed the jack in the engaged position.
  • the installation of wheels on the catcher is relatively complex and can not be practically achieved by retrofitting existing mechanisms.
  • the spring must be mounted on the jack, which adds complexity.
  • the setting is very difficult, since with a slight change in position of the spring in the direction of attack the game function could get completely out of control, since the function of the mechanism mainly based on this component.
  • Object of the present invention is to avoid these disadvantages and to provide a mechanism for a piano, which allows a fast and reliable repetition, but at the same time in stop behavior as far as possible is similar to a wing.
  • the simplest possible design should be specified.
  • the present invention is based on the recognition that due to the kinematic conditions in the movement of the hammer inevitably relative movement between the end of the first spring and the jack occurs. This relative movement is due to the frictional forces caused thereby responsible for a change in the stop conditions.
  • the friction is significantly reduced because the roller is able to roll on the jack. In this way, the resistance offered by the keys at the stop is very similar to that of a grand piano.
  • Another effect of the design according to the invention is that the hammer is supported after the stop on the rolls on the first spring. With a light touch, the first spring replaces the catcher. In a stronger attack, the hammer is caught by catcher as in the English mechanics, as soon as the key is released, however, the hammer moves slightly towards the string and the jack can get back into the working position. The hammer is therefore held at a slight stop in the final position reached and not moved in the direction of the string, so that the jack can immediately return to its original position. In the event of a strong stop, this happens when the button is released.
  • this effect can be precisely limited by correct adjustment of the corresponding spring, so that unwanted side effects, such as, for example, drumming of the hammer, do not occur.
  • a further advantageous effect of the invention is that, if necessary, it is also possible to dispense with an impact tongue impact strip.
  • the first spring is attached to the butt.
  • This allows a particularly simple structure and allows the retrofitting of existing mechanisms. Due to the nature, the position and the length of the spring, a relatively large diameter can be realized, which allows a very stable function and insensitivity to external influences, such as regulating tools.
  • the spring is therefore robust against environmental influences and even in case of damage or deregulation normal playing is still possible.
  • the position, size and nature of the spring produce a small amount of travel and also do not have a negative effect on the feeling of play, that is, there is no appreciable increase in the spring force.
  • the first spring is designed as a helical spring. This allows a compact design.
  • the first roller lifts off at a partial stop a button before triggering the jack of the jack.
  • Another particularly preferred embodiment of the invention provides a catcher to which a second spring is mounted which biases a contra-rapier in the direction of removal of the hammer from the string. This achieves even better control over the hammer.
  • the piano mechanics of Fig. 1 consists of a button 10, which acts via a pilot 16 on a lifting member 4 and this raises upon actuation of the key 10.
  • the movement of the whippen 4 is transmitted to a jack 3 having at its upper end an engagement surface 3a adapted to cooperate with a hammer butt pad 14.
  • the hammer butt pad 14 is attached to the butt 1 and has, starting from a jack-impact pad 11, a curved engagement surface adapted to initially receive the upward movement of the jack 3 and translate it into a rotary motion of the butt 1, as long as until the trip lever 15 of the jack 3 abuts on the trigger pump 19 and pushes the jack 3 from the jack baffle pad 11.
  • the damper 18 is also commonly controlled via the lifting member 4 as in piano mechanics.
  • the Fig. 3 To enable a quick repetition, it is based on the position of the Fig. 3 necessary to bring the jack 3 as soon as possible back to the original position in which it rests against the jack baffle pad 11 so that it is again possible to move the hammer 2 to the string 17 back.
  • This is achieved by the first spring 5, which carries at its end a first roller 13, which engages laterally on the jack 3 in the region of the engagement surface 3a.
  • the direction of movement of the roller 13 has a very acute angle relative to the side surface of the jack 3.
  • the first spring 5 is only very gently tense and develops only a relatively small thrust in the direction of attack, whereby the hammer movement remains well under control ,
  • a second spring 12 is mounted, which presses the Kontraflinder 7 down and thus presses the hammer 2 away from the string 17.
  • the Kontraffiter 7 is attached as usual via a Kontraflinder-style handle 6 on the butt 1.
  • the 4 and FIG. 5 show the structure of the first spring 5 in detail.
  • a fixing portion 5d is connected to a coil spring 5a. From this goes out a spring leg 5b, at the end of an axis 5c is provided for the first roller 13.
  • the present invention makes it possible to present a piano with fast and reliable repetition, which has a simple structure and a playability similar to a grand piano.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Piano-Mechanik mit mehreren Tasten (10), die jeweils einen Hammer (2) betätigen, der bei Betätigung der Taste (10) auf einer im Wesentlichen senkrecht angeordneten (17) Saite anschlägt, wobei die Taste (10) mit einer Stoßzunge (3) mechanisch verbunden ist, die mit einer Eingriffsfläche (3a) auf einen Hammernuss-Polster (14) einwirkt, der auf einer mit dem Hammer (2) verbundenen Hammernuss (1) angeordnet ist, wobei die Eingriffsfläche (3a) der Stoßzunge (3) entlang dem Hammernuss-Polster (14) zwischen einer Eingriffsstellung und einer Freigabestellung beweglich ist, und wobei eine erste Feder vorgesehen ist, die die Stoßzunge (3) in Abhängigkeit von der Stellung des Hammers (2) in Richtung der Eingriffsstellung vorspannt. Eine verbesserte Spielbarkeit wird dadurch erreicht, dass die erste Feder (5) über ein erstes Röllchen (13) mit der Stoßzunge (3) in Eingriff steht.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Piano-Mechanik mit mehreren Tasten, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
  • Die Tasten betätigen jeweils einen Hammer, der bei Betätigung der Taste auf einer im Wesentlichen senkrecht angeordneten Saite anschlägt, wobei die Taste mit einer Stoßzunge mechanisch verbunden ist, die mit einer Eingriffsfläche auf einen Hammernuss-Polster einwirkt, der auf einer mit dem Hammer verbundenen Hammernuss angeordnet ist, wobei die Eingriffsfläche der Stoßzunge entlang dem Hammernuss-Polster zwischen einer Eingriffsstellung und einer Freigabestellung beweglich ist, und wobei eine erste Feder vorgesehen ist, die die Stoßzunge in Abhängigkeit von der Stellung des Hammers in Richtung der Eingriffsstellung vorspannt.
  • Die Mechanik von Pianos ist der von Flügeln im Allgemeinen ähnlich, wobei jedoch Unterschiede dadurch bedingt sind, dass die Saiten eines Pianos senkrecht angeordnet sind und daher der Hammer nicht gegen die Wirkung der Schwerkraft zu betätigen ist. Daher unterscheidet sich insbesondere die Bewegung des Hammers nach dem Auslösen der Stoßzunge von der Saite weg von der bei einer typischen Flügel-Mechanik, also einer so genannten englischen Mechanik.
  • Aus diesen Unterschieden folgt insbesondere eine im Vergleich zum Flügel schlechtere Repetition, d.h. die Möglichkeit, ein und dieselbe Taste schnell aufeinander folgend anschlagen zu können. Insbesondere ist es dabei erforderlich, bei jedem neuen Anschlag die Pianotaste nahezu wieder bis zum Ausgangspunkt ansteigen zu lassen, um sie erneut erfolgreich anschlagen zu können.
  • Es gibt zwar bestimmte, günstige Anschlagsituationen, in denen der erneute Anschlag früher erfolgen kann, jedoch sind diese Situationen nicht eindeutig steuerbar und somit vom Zufall abhängig.
  • Aus der CN 201 725 549 U ist eine Piano-Mechanik bekannt, bei der diese Nachteile teilweise vermieden werden. Dabei wird die Stoßzunge durch eine Feder, die am Kontrafänger-Stiel befestigt ist, dauerhaft in die Eingriffsstellung vorgespannt. Dadurch wird die Stoßzunge bereits frühzeitig nach dem Beginn der Aufwärtsbewegung der Taste wieder von der ausgelösten Stellung in die Eingriffsstellung gebracht, so dass es auch früher möglich ist, die Taste erneut anzuschlagen. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass sich aufgrund der in diesem System auftretenden Reibung das Anschlagverhalten der Taste ändert, so dass die Spielbarkeit eines solchen Klaviers von vielen Pianisten als unbefriedigend empfunden wird.
  • Die DE 36 05 155 C zeigt eine Piano-Mechanik, bei der am Gegenfänger, also fest mit dem Hammer verbunden ein Röllchen angebracht ist, das je nach Stellung von Hammer und Stoßzunge auf eine fest mit der Stoßzunge verbundene Repetierfeder drückt. Dadurch wird ein Drehmoment auf den Hammer in Richtung des Anschlags ausgeübt und gleichzeitig die Stoßzunge in die Eingriffsposition gedrückt. Die Montage von Röllchen auf dem Gegenfänger ist relativ aufwändig und kann im Wege der Nachrüstung bestehender Mechaniken praktisch nicht verwirklicht werden. Zusätzlich dazu muss auf der Stoßzunge die Feder angebracht werden, was die Komplexität zusätzlich erhöht. Zudem ist die Einstellung sehr schwierig, da bei einer geringfügigen Lageänderung der Feder in Anschlagrichtung die Spielfunktion völlig außer Kontrolle geraten könnte, da die Funktion der Mechanik hauptsächlich auf diesem Bauteil beruht.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Mechanik für ein Piano anzugeben, die eine schnelle und zuverlässige Repetition ermöglicht, gleichzeitig jedoch im Anschlagverhalten so weit als möglich einem Flügel ähnlich ist. Darüber hinaus soll eine möglichst einfache Konstruktion angegeben werden.
  • Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben durch die Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst, nämlich dadurch, dass die erste Feder an der Hammernuss befestigt ist und ein erstes Röllchen trägt, das mit der Stoßzunge in Eingriff steht.
  • Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass aufgrund der kinematischen Verhältnisse bei der Bewegung des Hammers zwangsläufig eine Relativbewegung zwischen dem Ende der ersten Feder und der Stoßzunge auftritt. Diese Relativbewegung ist aufgrund der dadurch verursachten Reibungskräfte verantwortlich für eine Veränderung der Anschlagbedingungen. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird die Reibung deutlich reduziert, da das Röllchen in der Lage ist, auf der Stoßzunge abzurollen. Auf diese Weise ist der Widerstand, den die Tasten beim Anschlag bieten, sehr ähnlich dem eines Flügels.
  • Ein weiterer Effekt der erfindungsgemäßen Ausbildung besteht darin, dass sich der Hammer nach dem Anschlag über das Röllchen auf der ersten Feder abstützt. Bei einem leichten Anschlag ersetzt somit die erste Feder den Fänger. Bei einem stärkeren Anschlag wird der Hammer wie bei den englischen Mechanik von Fänger gefangen, sobald die Taste losgelassen wird bewegt sich der Hammer jedoch leicht in Richtung Saite und die Stoßzunge kann wieder in die Arbeitsstellung gelangen. Der Hammer wird also bei leichtem Anschlag in der erreichten Endstellung gehalten und nicht in Richtung der Saite bewegt, so das die Stoßzunge sofort wieder in die ursprüngliche Stellung zurückkehren kann. Bei starkem Anschlag erfolgt dies dann, wenn die Taste losgelassen wird.
  • Bedeutsam ist in diesem Zusammenhang, dass die obigen Wirkungen denen bei einer Flügelmechanik sehr ähnlich sind. Dort bleibt der Hammer nach einem leichten Anschlag auf dem Hebegliedschenkel liegen und der Fänger hat dann keine Funktion. Bei starkem Anschlag wird die Hebegliedfeder über den Hebegliedschenkel gespannt und der Hammer wird vom Fänger gefangen. Beim Loslassen der Taste bewegt sich der Hammer dann in Richtung Saite, so dass die Stoßzunge wieder angreifen kann.
  • Sowohl bei der erfindungsgemäßen Pianomechanik als auch bei der Flügelmechanik lässt sich dieser Effekt durch richtiges Einstellen der entsprechenden Feder genau begrenzen, damit es nicht zu unerwünschten Nebenerscheinungen, wie zum Beispiel dem Trommeln des Hammers kommt.
  • Aus den obigen Wirkungen folgt, dass die erfindungsgemäße Mechanik im Sinne der Spielbarkeit der eines Flügels sehr nahe kommt.
  • Eine weitere vorteilhafte Wirkung der Erfindung besteht darin, dass gegebenenfalls auch auf eine Stoßzungenprallleiste verzichtet werden kann.
  • Erfindungsgemäß ist die erste Feder an der Hammernuss befestigt. Dies ermöglicht einen besonders einfachen Aufbau und erlaubt die Nachrüstung bestehender Mechaniken. Durch die Art, die Lage und die Länge der Feder kann ein relativ großer Durchmesser realisiert werden, was eine sehr stabile Funktion und eine Unempfindlichkeit gegenüber äußeren Einflüssen, wie etwa Regulier-Werkzeuge, ermöglicht. Die Feder ist daher robust gegenüber Umwelteinflüssen und selbst bei einer Beschädigung oder Deregulierung ist normales Spielen weiter möglich.
  • Die Lage, Größe und Beschaffenheit der Feder erzeugen einen geringen Federweg und wirken sich auch dadurch nicht negativ auf das Spielgefühl aus, d.h., es entsteht keine spürbare Zunahme der federkraft.
  • Kinematisch besonders günstig ist es, wenn das erste Röllchen im Bereich der Eingriffsfläche der Stoßzunge angreift.
  • Gemäß einer besonders begünstigten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung ist die erste Feder als Schraubenfeder ausgebildet. Dies ermöglicht eine kompakte Bauweise.
  • Eine leichte Einstellbarkeit ist gegeben, wenn an die Schraubenfeder ein Federschenkel anschließt, der das erste Röllchen trägt.
  • Von besonderem Vorteil ist es, wenn das erste Röllchen bei teilweisem Anschlag einer Taste vor dem Auslösen der Stoßzunge von der Stoßzunge abhebt. Dadurch entfällt in einem Teilbereich der Bewegungsbahn des Hammers die Reibung in Zusammenhang mit der Feder vollständig.
  • Eine weitere besonders begünstigte Ausführungsvariante der Erfindung sieht einen Fänger vor, an dem eine zweite Feder angebracht ist, die einen Kontrafänger in der Richtung der Entfernung des Hammers von der Saite vorspannt. Dadurch wird eine noch bessere Kontrolle über den Hammer erreicht.
  • In der Folge wird die Erfindung anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine erfindungsgemäße Mechanik in Ruhestellung;
    Fig. 2
    die Mechanik von Fig. 1 mit teilweise angeschlagener Taste;
    Fig. 3
    die Mechanik von Fig. 1 mit vollständig angeschlagener Taste;
    Fig. 4
    die erste Feder im Detail in einer Draufsicht; und
    Fig. 5
    die erste Feder in einer seitlichen Darstellung.
  • Die Piano-Mechanik von Fig. 1 besteht aus einer Taste 10, die über eine Pilote 16 auf ein Hebeglied 4 einwirkt und dieses bei Betätigung der Taste 10 anhebt. Die Bewegung des Hebeglieds 4 wird auf eine Stoßzunge 3 übertragen, die an ihrem oberen Ende eine Eingriffsfläche 3a aufweist, die dazu ausgebildet ist, mit einem Hammernuss-Polster 14 zusammenzuwirken. Der Hammernuss-Polster 14 ist an der Hammernuss 1 angebracht und besitzt ausgehend von einem Stoßzungen-Prallpolster 11 eine gekrümmte Angriffsfläche, die dazu ausgebildet ist, zunächst die Aufwärtsbewegung der Stoßzunge 3 aufzunehmen und in eine Drehbewegung der Hammernuss 1 umzusetzen, und zwar so lange, bis der Auslösehebel 15 der Stoßzunge 3 auf die Auslösepumpe 19 anschlägt und die Stoßzunge 3 vom Stoßzungen-Prallpolster 11 wegdrückt. Ab diesem Punkt gleitet die Eingriffsfläche 3a der Stoßzunge 3 am Hammernuss-Polster 14 ab, so dass kein Drehmoment mehr in Richtung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn in Fig. 1 auf die Hammernuss 1 ausgeübt wird. Dies bewirkt, dass sich der Hammer 2 nach dem Anschlag auch bei weiterhin nieder gedrückter Taste 10 von der Saite 17 weg bewegen kann.
  • Der Dämpfer 18 wird wie bei Piano-Mechaniken allgemein üblich ebenfalls über das Hebeglied 4 angesteuert.
  • In der Fig. 2 ist die Stellung der Piano-Mechanik in dem Augenblick dargestellt, in dem der Auslösehebel 15 an der Auslösepuppe 19 anschlägt.
  • In der Fig. 3 ist die Stellung der Piano-Mechanik gezeigt, kurz nachdem die Stoßzunge 3 ausgelöst hat, wobei diese Stellung auch eingenommen wird, wenn der Anschlag des Hammers 2 auf der Saite 17 bereits erfolgt ist.
  • Um eine schnelle Repetition zu ermöglichen, ist es ausgehend von der Stellung der Fig. 3 notwendig, die Stoßzunge 3 so schnell als möglich wieder in die ursprüngliche Stellung zu bringen, in der sie am Stoßzungen-Prallpolster 11 anliegt, so dass es neuerlich möglich ist, den Hammer 2 zur Saite 17 hin zu bewegen. Dies wird durch die erste Feder 5 erreicht, die an ihrem Ende ein erstes Röllchen 13 trägt, das seitlich an der Stoßzunge 3 im Bereich der Eingriffsfläche 3a angreift.
  • Aus den Zeichnungen ist ersichtlich, dass in den Stellungen der Fig. 1 und Fig. 3 das Röllchen 13 tatsächlich an der Stoßzunge 3 anliegt und eine Kraft auf diese ausüben kann. Bedingt durch die Drehbewegung der Hammernuss 1 hebt das Röllchen 13 jedoch kurz nach der Betätigung der Taste 10 von der Stoßzunge 3 ab und kommt mit dieser erst nach ihrer Auslösung wieder in Kontakt.
  • Bedingt durch die Kinematik der Bauteile besitzt die Bewegungsrichtung des Röllchens 13 einen sehr spitzen Winkel gegenüber der Seitenfläche der Stoßzunge 3. Dadurch wird die erste Feder 5 nur sehr sanft angespannt und entwickelt nur einen relativ geringen Schub in Anschlagrichtung, wodurch die Hammerbewegung gut unter Kontrolle bleibt.
  • Am Fänger 8 ist eine zweite Feder 12 angebracht, die den Kontrafänger 7 nach unten drückt und damit den Hammer 2 von der Saite 17 weg drückt. Der Kontrafänger 7 ist wie üblich über einen Kontrafänger-Stiel 6 an der Hammernuss 1 befestigt.
  • Die Fig. 4 und Fig. 5 zeigen den Aufbau der ersten Feder 5 im Detail. An einen Befestigungsabschnitt 5d schließt eine Schraubenfeder 5a an. Von dieser geht ein Federschenkel 5b aus, an dessen Ende eine Achse 5c für das erste Röllchen 13 vorgesehen ist.
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, ein Piano mit schneller und zuverlässiger Repetition darzustellen, das einen einfachen Aufbau und eine einem Flügel ähnliche Spielbarkeit aufweist.

Claims (6)

  1. Piano-Mechanik mit mehreren Tasten (10), die jeweils einen Hammer (2) betätigen, der bei Betätigung der Taste (10) auf einer im Wesentlichen senkrecht angeordneten (17) Saite anschlägt, wobei die Taste (10) mit einer Stoßzunge (3) mechanisch verbunden ist, die mit einer Eingriffsfläche (3a) auf einen Hammernuss-Polster (14) einwirkt, der auf einer mit dem Hammer (2) verbundenen Hammernuss (1) angeordnet ist, wobei die Eingriffsfläche (3a) der Stoßzunge (3) entlang dem Hammernuss-Polster (14) zwischen einer Eingriffsstellung und einer Freigabestellung beweglich ist, und wobei eine erste Feder (5) vorgesehen ist, die die Stoßzunge (3) in Abhängigkeit von der Stellung des Hammers (2) in Richtung der Eingriffsstellung vorspannt, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Feder (5) an der Hammernuss (2) befestigt ist und ein erstes Röllchen (13) trägt, das mit der Stoßzunge (3) in Eingriff steht.
  2. Piano-Mechanik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Röllchen (13) im Bereich der Eingriffsfläche (3a) der Stoßzunge (3) angreift.
  3. Piano-Mechanik nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Feder (5) als Schraubenfeder ausgebildet ist.
  4. Piano-Mechanik nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an die Schraubenfeder ein Federschenkel (5b) anschließt, der das erste Röllchen (13) trägt.
  5. Piano-Mechanik nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Röllchen (13) bei teilweisem Anschlag einer Taste (10) vor dem Auslösen der Stoßzunge (3) von der Stoßzunge (3) abhebt.
  6. Piano-Mechanik nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fänger (8) vorgesehen ist, an dem eine zweite Feder (12) angebracht ist, die einen Kontrafänger (7) in der Richtung der Entfernung des Hammers (2) von der Saite (17) vorspannt.
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