PL221071B1 - Sposób wykonania progów rezonansowych w strunowych instrumentach muzycznych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wykonania progów rezonansowych w strunowych instrumentach muzycznych, zwłaszcza w instrumentach, gdzie struny osadzone są na dnie rezonansowym, szczególnie w fortepianie.

Z powszechnej wiadomości znany jest sposób wykonywania strunowych instrumentów muzycznych jako rękodzielniczy, w tym przede wszystkim znany ze słynnych zakładów lub pracowni wytwórczych. Ręczny sposób wykonywania zapewniał niepowtarzalny i indywidualny charakter brzmieniowy poszczególnych pojedynczych wykonań instrumentów.

Słynne stawały się pracownie, które w dobie braku wspomagania techniką cyfrową lub wcześniej chociażby elektroniczną czy elektryczną potrafiły wydobyć piękną i nieskazitelną barwę dźwięków z każdorazowo innego gabarytowo instrumentu. Dźwięk instrumentu uzyskiwany ręcznie posiadał powtarzalne brzmienie.

Obecnie nawet dzięki znaczącej pomocy zaawansowanej techniki, najważniejsza część prac polega na indywidualnym i nadal ręcznym wykonaniu prowadzenia strun. Najważniejszym etapem dla tego celu jest wykonanie mostków rezonansowych (progów) wspartych na dnie rezonansowym, przy czym w ich wykonaniu kluczowym jest dokonanie wyniesień i/lub obniżeń poprzez odpowiednie ich szlifowanie lub nacinanie. Wykonywanie wyniesień i obniżeń wpływa bezpośrednio na odpowiedni docisk strun. Dociski precyzyjnie i równomiernie dopasowane do ugięcia dna rezonansowego nie usztywnią go, pozwalając mu na swobodę drgań, a sąsiadujące ze sobą struny pozostają w brzmieniowej harmonii.

Znane są obecnie sposoby polegające na szablonowym i zautomatyzowanym, z góry zaplanowanym ułożeniem strun wynikającym z uprzedniego doświadczenia wykonawców. Szablon ma z góry zaplanowane miejsca, w których należy dokonać potrzebnych modyfikacji mostka i modyfikacje te z góry są przyjęte jako właściwe. Niestety niesłusznie. Metoda ta może być wykonywana maszynowo poprzez obróbkę standardowymi maszynami i narzędziami do drewna oraz maszynami i narzędziami do elementów i ramy metalowej, na czym opiera się całość sposobu. Niedokładność metody niestety skutkuje wadami związanymi z brzmieniem instrumentu. Nie brzmi on pełną barwą tzn. ilość natężeń dźwięków nie odpowiada skali sił nacisku klawiszy, ograniczona jest długość trwania pojedynczego dźwięku lub grupy dźwięków, a sąsiadujące ze sobą struny mogą nie tworzyć oczekiwanych akordów.

Znany jest też sposób polegający na zaprogramowanej obróbce wykonania drewnianych i metalowych podzespołów akustyki, z precyzją do 0,001 mm poprzez maszynową obróbkę wszystkich lub wybranych elementów instrumentu, przy czym wykonywane jest to metodą cyfrowej obróbki skrawaniem. Wykorzystanie obróbczych maszyn cyfrowych dawałoby oczekiwany efekt precyzji wyniesienia strun, gdyby nie drewniane płyty rezonansowe kształtowane w formach dużym naciskiem pras. Nie zawsze mają one identyczną wypukłość i sprężystość utrzymywaną żebrami wklejonymi poprzecznie od spodu. Różna struktura oraz właściwości mechaniczne nawet najbardziej rygorystycznie dobieranego drewna rezonansowego powodują różnice kształtu i napięcia den rezonansowych pomimo precyzji ich wykonania. To z kolei wpływa zarówno na zaburzenie w linii prowadzenia osadzonego na dnie rezonansowym mostka oraz na odległość osadzonej na nim wzdłużnie struny względem dna rezonansowego.

Dotychczasowe metody dopuszczają poprawianie nieplanowanych błędów wyniesień poprzez podnoszenie, opuszczanie lub naginanie ramy żeliwnej utrzymującej napięcie ok 18000 kg założonych strun. Poprawianie docisków naginaniem ramy jest nieprecyzyjne oraz niepotrzebnie ją napręża zwiększając ryzyko jej pęknięcia. Niewłaściwy docisk nawet kilku z 240 strun może być powodem usztywnienia hamującego promieniowanie drgań dna rezonansowego.

Dlatego schematyczne uzyskiwanie docisków, nawet w renomowanych firmach, często skutkuje powstawaniem instrumentów których jakość dźwięku jest niezadowalająca. Już tylko kilka czy kilkanaście tonów odbiegających jakością od pozostałych obniża klasę instrumentu.

Celem rozwiązania według wynalazku jest uzyskanie optymalnego i powtarzalnego brzmienia w strunowych instrumentach muzycznych ze strunami osadzonymi poprzez co najmniej jeden mostek na dnie rezonansowym, szczególnie w fortepianach, a przede wszystkim jest opracowanie nowej, automatycznej, bardziej dokładnej metody przygotowania i połączenia głównych podzespołów elementów instrumentu tak, aby poprzez właściwe ułożenie strun umożliwić pełną swobodę drgań dna rezonansowego jako nośnika dźwięku. Celem jest także uzyskanie w sposób zautomatyzowany właściwego dla instrumentu brzmienia strun i ich zestrojenia ze sobą.

PL 221 071 B1

Sposób wykonania progów rezonansowych w strunowych instrumentach muzycznych według wynalazku, zwłaszcza w instrumentach, gdzie struny osadzone są na dnie rezonansowym polega na zaprogramowanej precyzyjnej obróbce wykonania drewnianych i korzystnie metalowych podzespołów akustyki poprzez maszynową obróbkę wszystkich lub wybranych elementów instrumentu, przy czym wykonywane jest to metodą obróbki cyfrowej. Sposób charakteryzuje się tym, że za pomocą głowicy skanującej na stanowisku pomiarowym przestrzennie skanuje się ramę instrumentu, przestrzennie skanuje się na tym samym stanowisku pomiarowym dno rezonansowe wraz z co najmniej jednym mostkiem zamontowanym w instrumencie pozbawionym ramy i nakładki mostka oraz przestrzennie skanuje się na tym samym stanowisku pomiarowym dno rezonansowe instrumentu wraz z co najmniej jednym mostkiem oraz zamocowaną ramą wraz ze strojnicą i osadzonymi na niej wstępnie strunami. Struny prowadzone są wstępnie w pewnej odległości ponad mostkami swobodnie, ze wstępnym naciągiem. Uzyskane współrzędne rejestruje się i koreluje ze sobą dla punktów pomiarowych pokrywających się w pionowym rzucie na płaszczyznę wstępnie naciągniętych strun instrumentu muzycznego. Następnie dobiera się grubość strun właściwych oraz frezuje i korzystnie szlifuje się nakładki mostków i nawierca otwory dla sztyftów w nakładkach mostków oraz wykonuje się zacięcia wzdłużne i skośne nakładek mostków przy czym zacięcia skośne jako odrębne dla każdej struny, a zacięcia wzdłużne dla partii strun. Miejsce nacięć skośnych i wzdłużnych oraz średnice i głębokość otworów dla sztyftów wraz z miejscem nawiertu skorelowane są z punktami skrzyżowania biegu strun nad przednią i tylną częścią mostków dna rezonansowego, przy czym wysokość i kąt frezu w nakładkach mostków jest ściśle skorelowana ze wszystkimi poziomami wyniesień dna rezonansowego przy mostkach wiolinowym i/lub basowym, poziomami wyniesień przednich i tylnych progów odpowiednio strojnicy i ramy jako punktów podparcia końców strun oraz z krzywizną i/lub poziomami miejscowych wyniesień lub ugięć dna rezonansowego. Wysokość tych wyniesień wyznacza się korelacją uzyskanych i zarejestrowanych pomiarów dla sąsiadujących ze sobą punktów pomiarowych ze szczególnym uwzględnieniem przestrzennej struktury pomiaru. Skanowanie korzystnie wykonuje się sposobem dyskretnym z odstępem między dwoma sąsiadującymi punktami nie większym niż 1 mm, korzystnie nie większym niż 0,01 mm. Skaner lub inny element maszyny cyfrowej może przesuwać się w dowolnej płaszczyźnie ponad lub wokół nieruchomego stanowiska pomiarowego, przy czym na stanowisku mocuje się wtedy sztywno elementy instrumentu na czas pomiaru i/lub obróbki. Skanowania i/lub obróbki cyfrowej można dokonać zamiennie w ten sposób, że przy ruchomym w dowolnej płaszczyźnie stanowisku pomiarowym z umieszczonym na nim sztywno na ten czas elementem instrumentu przesuwamy odpowiednio skaner i/lub inny element maszyny cyfrowej. Nakładki mostków korzystnie unoszą strunę od 0,5 mm do 6,0 mm z przodu struny i odpowiednio korzystnie od 0,4 mm do 5,5 mm z tyłu struny.

Dla zobrazowania wynalazku wybrane jego etapy zostały przedstawione na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia mostek na dnie rezonansowym bez naklejonej nakładki mostka oraz swobodny niewyniesiony bieg wstępnej struny, fig. 2 przedstawia dno rezonansowe z obrobioną nakładkę mostka wraz z wyniesioną struną właściwą, fig. 3 przedstawia schematycznie instrument w rzucie z góry wraz z umiejscowieniem mostków i strojnicy, fig. 4 przedstawia bieg struny w instrumencie muzycznym.

Przykładowy sposób wykonania progów rezonansowych w strunowych instrumentach muzycznych, zwłaszcza w instrumentach, gdzie struny 1 osadzone są na dnie rezonansowym 6 polega na zaprogramowanej precyzyjnej obróbce wykonania drewnianych podzespołów akustyki poprzez maszynową obróbkę nakładek mostków 5, przy czym wykonywane jest to metodą obróbki cyfrowej. Za pomocą głowicy skanującej na stanowisku pomiarowym przestrzennie skanuje się ramę 7 fortepianu, przestrzennie skanuje się na tym samym stanowisku pomiarowym dno rezonansowe 6 wraz z dwoma mostkami 4 zamontowanymi w fortepianie pozbawionym ramy i nakładek mostków 5 oraz przestrzennie skanuje się na tym samym stanowisku pomiarowym dno rezonansowe 6 fortepianu wraz z dwoma mostkami 4 oraz zamocowaną ramą 7 wraz ze strojnicą 10 i osadzonymi na niej wstępnie strunami 1. Struny 1 prowadzone są wstępnie w pewnej odległości ponad mostkami 4 swobodnie, ze wstępnym naciągiem. Uzyskane współrzędne rejestruje się i koreluje ze sobą dla punktów pomiarowych pokrywających się w pionowym rzucie na płaszczyznę wstępnie naciągniętych strun 1 fortepianu. Następnie dobiera się grubość strun 1 właściwych oraz frezuje i korzystnie szlifuje się nakładki mostków 5 i nawierca otwory dla sztyftów 3 w nakładkach mostków 5 oraz wykonuje się zacięcia wzdłużne i skośne nakładek mostków 5 przy czym zacięcia skośne jako odrębne dla każdej struny, a zacięcia wzdłużne dla partii strun. Miejsce nacięć skośnych i wzdłużnych oraz średnice i głębokość otworów dla sztyftów 3 wraz z miejscem nawiertu skorelowane są z punktami skrzyżowania biegu strun 1 nad przednią i tylną częścią mostków 4 dna rezonansowego 6, przy czym wysokość i kąt frezu

PL 221 071 B1 w nakładkach mostków 5 jest ściśle skorelowana ze wszystkimi poziomami wyniesień dna rezonansowego 6 przy mostkach wiolinowym 8 i basowym 9, poziomami wyniesień przednich i tylnych progów 2 odpowiednio strojnicy 10 i ramy 7 jako punktów podparcia końców strun 1 oraz z krzywizną i poziomami miejscowych wyniesień i ugięć dna rezonansowego 6. Wysokość tych wyniesień wyznacza się korelacją uzyskanych i zarejestrowanych pomiarów dla sąsiadujących ze sobą punktów pomiarowych ze szczególnym uwzględnieniem przestrzennej struktury pomiaru. Skanowanie wykonuje się sposobem dyskretnym z odstępem między dwoma sąsiadującymi punktami 0,01 mm. Skaner lub inny element maszyny cyfrowej przesuwa się w dowolnej płaszczyźnie ponad i wokół nieruchomego stanowiska pomiarowego, przy czym na stanowisku mocuje się sztywno elementy instrumentu na czas pomiaru i obróbki. Nakładki mostków 5 unoszą strunę 1 od 0,5 mm do 6,0 mm z przodu struny 1 i odpowiednio od 0,4 mm do 5,5 mm z tyłu struny 1.

Claims (5)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wykonania progów rezonansowych w strunowych instrumentach muzycznych, zwłaszcza w instrumentach, gdzie struny osadzone są na dnie rezonansowym polegający na zaprogramowanej precyzyjnej obróbce wykonania drewnianych i korzystnie metalowych podzespołów akustyki poprzez maszynową obróbkę wszystkich lub wybranych elementów instrumentu, przy czym wykonywane jest to metodą obróbki cyfrowej, znamienny tym, że za pomocą głowicy skanującej na stanowisku pomiarowym przestrzennie skanuje się ramę 7 instrumentu, przestrzennie skanuje się na tym samym stanowisku pomiarowym dno rezonansowe 6 wraz z co najmniej jednym mostkiem 4 zamontowanym w instrumencie pozbawionym ramy 7 i nakładki mostka 5 oraz przestrzennie skanuje się na tym samym stanowisku pomiarowym dno rezonansowe 6 instrumentu wraz z co najmniej jednym mostkiem 4 oraz zamocowaną ramą 7 wraz ze strojnicą 10 i osadzonymi na niej wstępnie strunami 1, gdzie prowadzone są one w pewnej odległości ponad mostkami 4 swobodnie ze wstępnym naciągiem po czym uzyskane współrzędne rejestruje się i koreluje ze sobą dla punktów pomiarowych pokrywających się w pionowym rzucie na płaszczyznę wstępnie naciągniętych strun 1 instrumentu muzycznego, a następnie dobiera się grubość strun 1 właściwych oraz frezuje i korzystnie szlifuje się nakładki mostków 5 i nawierca otwory dla sztyftów 3 w nakładkach mostków 5 oraz wykonuje się zacięcia wzdłużne i skośne nakładek mostków 5 przy czym zacięcia skośne jako odrębne dla każdej struny 1, a zacięcia wzdłużne dla partii strun 1, gdzie miejsce nacięć skośnych i wzdłużnych oraz średnice i głębokość otworów dla sztyftów 3 wraz z miejscem nawiertu skorelowane są z punktami skrzyżowania biegu strun 1 nad przednią i tylną częścią mostków 4 dna rezonansowego 6, przy czym wysokość i kąt frezu w nakładkach mostków 5 jest ściśle skorelowana ze wszystkimi poziomami wyniesień dna rezonansowego 6 przy mostkach wiolinowym 8 i/lub basowym 9, poziomami wyniesień przednich i tylnych progów 2 odpowiednio strojnicy 10 i ramy 7 jako punktów podparcia końców strun 1 oraz z krzywizną i/lub poziomami miejscowych wyniesień i/lub ugięć dna rezonansowego 6, gdzie wysokość tych wyniesień wyznacza się korelacją uzyskanych i zarejestrowanych pomiarów dla sąsiadujących ze sobą punktów pomiarowych ze szczególnym uwzględnieniem przestrzennej struktury pomiaru.

2. Sposób wykonania progów rezonansowych w strunowych instrumentach muzycznych wg zastrz. 1, znamienny tym, że skanowanie wykonuje się sposobem dyskretnym z odstępem między dwoma sąsiadującymi punktami nie większym niż 1 mm, korzystnie nie większym niż 0,01 mm.

3. Sposób wykonania progów rezonansowych w strunowych instrumentach muzycznych wg zastrz. 1 lub zastrz. 2, znamienny tym, że skaner lub inny element maszyny cyfrowej przesuwa się w dowolnej płaszczyźnie ponad lub wokół nieruchomego stanowiska pomiarowego, przy czym na stanowisku mocuje się sztywno elementy instrumentu na czas pomiaru i/lub obróbki.

4. Sposób wykonania progów rezonansowych w strunowych instrumentach muzycznych wg zastrz. 1 lub zastrz. 2, znamienny tym, że skanowania i/lub obróbki cyfrowej dokonuje się przy ruchomym w dowolnej płaszczyźnie stanowisku pomiarowym z umieszczonym na nim sztywno na ten czas elementem instrumentu przy nieruchomym odpowiednio skanerze i/lub innym elemencie maszyny cyfrowej.

5. Sposób wykonania progów rezonansowych w strunowych instrumentach muzycznych wg dowolnego z zastrz. od 1 do 4, znamienny tym, że nakładki mostków 5 unoszą strunę od 0,5 mm do 6,0 mm z przodu struny 1 i odpowiednio od 0,4 mm do 5,5 mm z tyłu struny 1.