RU2155992C1 - Piano - Google Patents
Piano Download PDFInfo
- Publication number
- RU2155992C1 RU2155992C1 RU99108410A RU99108410A RU2155992C1 RU 2155992 C1 RU2155992 C1 RU 2155992C1 RU 99108410 A RU99108410 A RU 99108410A RU 99108410 A RU99108410 A RU 99108410A RU 2155992 C1 RU2155992 C1 RU 2155992C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- deck
- rip
- piano
- length
- rips
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Заявляемое изобретение относится к области производства клавишных музыкальных инструментов, а именно роялей. The claimed invention relates to the production of keyboard musical instruments, namely pianos.
Известен рояль, у которого дека образована системой одинаковых по высоте, закрепленных в футоре рипок, к которым с двух горизонтальных сторон приклеены пластины, образованные слоями плотной бумаги и ткани, пропитанными специальным твердеющим составом [1]. A piano is known, in which the deck is formed by a system of rips of equal height fixed in a foot, to which plates are formed from two horizontal sides formed by layers of thick paper and fabric impregnated with a special hardening compound [1].
Это изобретение удовлетворительно решает задачу уменьшения механического сопротивления деки для наилучшего излучения в пространство звука в период от начала колебания струны после удара молоточком до установления стационарной системы колебаний в струне. This invention satisfactorily solves the problem of reducing the mechanical resistance of the deck for the best radiation into the sound space in the period from the beginning of the vibration of the string after hitting the hammer to establish a stationary system of vibration in the string.
Недостатком этой конструкции являются уменьшенное время звучания деки за счет малой массы излучающей бумажной пластины, поглощение энергии звука бумагой, а также нетрадиционное для этого рояля звучание - что не воспринимается пианистами. The disadvantage of this design is the reduced sounding time of the deck due to the small mass of the radiating paper plate, the absorption of sound energy by paper, as well as the sound that is not traditional for this piano - which is not perceived by pianists.
Известен рояль, у которого с целью улучшения звукопередачи от струны к деке дискантовый штег традиционно приклеен к деке, а басовый штег по всей его длине приклеен к пластине, которая врезана в дискантовый штег и которая в середине между штегами опирается через брусок на деку [2]. A piano is known for which, in order to improve sound transmission from the string to the deck, the treble rod is traditionally glued to the deck, and the bass rod along its entire length is glued to the plate, which is cut into the treble rod and which is supported in the middle between the rods through the bar on the deck [2] .
Недостатком этой конструкции является неравномерность звучания басовых струн, проходящих через басовый штег, по отношению к струнам, опирающимся на дискантовый штег. The disadvantage of this design is the uneven sound of the bass strings passing through the bass rod with respect to the strings resting on the treble rod.
Известен рояль у которого штеги и рипки на деке выполнены из синтетических, склеенных между собой, волокон углеграфита или боросодержащих соединений [3]. A grand piano is known in which the rods and rips on the deck are made of synthetic fibers glued together, carbon graphite or boron compounds [3].
Недостатком этой конструкции является дороговизна технологии изготовления, а главное нетрадиционный для рояля звук, который не воспринимается пианистами для выражений чувств в музыкальных произведениях. The disadvantage of this design is the high cost of manufacturing technology, and most importantly, non-traditional sound for the piano, which is not perceived by pianists for expressing feelings in musical works.
Наиболее близким к заявляемому изобретению, принятому автором за прототип, является рояль, который выпускется фирмами Стейнвей, Бехштейн, Циммерман и который содержит систему параллельных еловых прямоугольных в сечении рипок, прикрепленных по всей длине к еловой деке, а также прямоугольных по сечению дискантного и басового штегов, откидной верхней крышки с откидным упором для удержания крышки в отражающем звук от деки положении ([4], с.104). Closest to the claimed invention, adopted by the author for the prototype, is a grand piano, which is produced by Steinway, Bechstein, Zimmermann and which contains a system of parallel spruce rectangular cross-section rips attached along the entire length of the spruce deck, as well as rectangular cross-section treble and bass rods , a hinged top cover with a hinged stop to hold the cover in a position reflecting sound from the deck ([4], p.104).
Недостатком описанной конструкции является то, что дека имеет неоптимальное, завышенное механическое сопротивление при динамическом раскачивании ее - что ведет к отсутствию излучения декой звуков басовых струн в интервале частот от 27 до 120 Гц и невозможность возбуждения колебаний деки от всех обертонов, возникающих от удара молоточка по струнам свыше 6,4 кГц, что не дает пианисту возможности создать и донести до слушателя всю полноту тембровой окраски и динамики звучания музыкального произведения ([4], с. 115). The disadvantage of the described construction is that the deck has suboptimal, overstated mechanical resistance when it is dynamically swayed - which leads to the absence of emission from the deck of bass string sounds in the frequency range from 27 to 120 Hz and the inability to excite deck vibrations from all overtones arising from the impact of the hammer on strings over 6.4 kHz, which does not allow the pianist to create and convey to the listener the fullness of the timbre color and dynamics of the sound of a musical work ([4], p. 115).
Техническая задача, решаемая автором, состоит в устранении вышеописанных недостатков и создании оптимальной жесткости деки, которая не деформировалась бы во времени от статического давления струн на деку и в тоже время усиливала, быстро возбуждаясь, и излучала все обертоны в интервале частот от 27 до 8372 Гц. The technical problem solved by the author consists in eliminating the above-described shortcomings and creating the optimal rigidity of the deck, which would not deform in time from the static pressure of the strings on the deck and at the same time amplify, quickly excited, and emit all overtones in the frequency range from 27 to 8372 Hz .
Заявляемый рояль имеет следующие новые конструктивные признаки устройства. The inventive piano has the following new design features of the device.
1. Прямоугольные рипки деки имеют с внешней стороны продольную щель, перпендикулярную поверхности деки, образуя П-образное сечение рипки. 1. Rectangular deck rips have a longitudinal slit on the outside, perpendicular to the deck surface, forming a U-shaped section of the rip.
2. Продольная щель относительно рипки у части рипок деки выполнена смещенной от оси симметрии сечения рипки. 2. The longitudinal gap relative to the rip at a part of the rip of the deck is offset from the axis of symmetry of the rip section.
3. Стенки П-образного сечения рипки выполнены различной высоты, причем функции распределения высот стенок по длине рипки выполнены различными, например одна стенка постоянной высоты, а другая по функции H = Ho(1+sinπx/L), где Hо - высота на краях рипки, L - длина рипки, x - текущая координата по длине рипки.3. The walls of the U-shaped section of the rip are made of different heights, and the distribution functions of the heights of the walls along the length of the rip are made different, for example, one wall of constant height and the other according to the function H = H o (1 + sinπx / L), where H о is the height at the edges of the rip, L is the length of the rip, x is the current coordinate along the length of the rip.
4. У части рипок деки в стенках П-образного сечения выполнены параллельные поверхности деки продольные щели, ограниченные с боков по длине рипки. 4. At the part of the deck rips in the walls of the U-shaped section, longitudinal slits parallel to the deck surface are made, limited laterally along the rip length.
5. Часть рипок деки выполнена из сосны с различным расположением годовых колец древесины по отношению к поверхности деки, например одна часть рипок деки выполнена с радиальным направлением годовых колец перпендикулярно поверхности деки, другая часть рипок деки - параллельно поверхности деки. 5. A part of the deck rips is made of pine with a different arrangement of annual wood rings relative to the deck surface, for example, one part of the deck rips is made with a radial direction of the annual rings perpendicular to the deck surface, the other part of the deck rips is parallel to the deck surface.
6. Часть рипок деки имеет в виде распределенной массы приклеенный по всей длине к стенкам рипки брусок таврового сечения из древесины плотности от 700 до 900 кг/м3 причем полка тавра имеет насквозь пропиленные поперечные разрезы, а шейка тавра выполнена по направлению вдоль годовых колец древесины.6. A part of the rip decks has in the form of a distributed mass a t-section bar made of wood of density from 700 to 900 kg / m 3 glued along the entire length to the walls of the rip, and the shelf of the brand has sawn through transverse cuts through, and the neck of the brand is made in the direction along the annual rings of wood .
7. В деке рояля выполнены вклеенные сосредоточенные массы в виде металлических элементов в рипках и участках деки между рипками. 7. In the piano deck, glued concentrated masses in the form of metal elements in rips and sections of the deck between rips are made.
8. Рипки деки выполнены равноудалеными между собой на дискантовом штеге и расположены веерообразно по лучам, исходящим из центра, расположенного в координатах x = (1,76-1,772)B, y = (1,35-1,37)L от прямого угла удлиненной стороны деки, где B - ширина деки, L - длина деки. 8. The rip decks are made equally spaced on a treble rod and are fan-shaped along the rays emanating from the center located at coordinates x = (1.76-1.772) B, y = (1.35-1.37) L from the right angle the elongated side of the deck, where B is the width of the deck, L is the length of the deck.
9. Басовый и дискантовый штеги выполнены с системой тупиковых отверстий и ограниченных по длине щелей, перпендикулярных деке и расположенных на оси симметрии сечения штега. 9. The bass and treble rods are made with a system of blind holes and limited by the length of the slots perpendicular to the deck and located on the axis of symmetry of the rod section.
10. В басовом и дискантном штегах в местах пересечения их с рипками выполнены тупиковые отверстия, перпендикулярные деке и расположенные в плоскости, проходящей через ось симметрии сечения вдоль рипки. 10. In the bass and treble rods at the points of their intersection with the rips, blind holes are made perpendicular to the deck and located in a plane passing through the axis of symmetry of the section along the rip.
11. К боковым поверхностям басового и дискантного штегов консольно приклеены еловые пластины с волокнами древесины, расположенными вдоль длины пластины, пластины выполнены трапецеидальной формы и закреплены большим основанием на штегах, пластины плавно утончаются или утолщаются по длине к свободному концу пластины. 11. Spruce plates with wood fibers located along the length of the plate are cantileverly glued to the lateral surfaces of the bass and treble rods, the plates are trapezoidal and fixed with a large base on the rods, the plates smoothly thin or thicken along the free end of the plate.
12. Участки деки, заключенные между рипками, дискантовым штегом и футором в зоне прохождения струн для звуков от третьей до четвертой октав, выполнены уменьшенными с дискретно меняющейся одинаковой толщиной для каждого участка деки по сравнению с толщиной всей деки. 12. The sections of the deck enclosed between the rips, treble rod and futor in the zone of passage of strings for sounds from the third to fourth octaves are made reduced with a discretely varying equal thickness for each section of the deck compared to the thickness of the entire deck.
13. Откидная крышка заявленного рояля выполнена переменного сечения с линейно меняющейся по толщине вдоль и поперек крышки рояля из древесины хвойных пород, например ели, сосны, пихты, кедра, а волокна древесины расположены вдоль длины крышки рояля. 13. The hinged lid of the claimed piano is made of variable cross-section with linearly varying thickness along and across the piano lid from coniferous wood, for example spruce, pine, fir, cedar, and the wood fibers are located along the length of the piano lid.
14. Откидная крышка рояля в зоне басового штега деки имеет вклеенный заподлицо по всей ширине крышки сосновый брусок сечением типа "ласточкин хвост" с полусферическим углублением. 14. The hinged lid of the piano in the area of the bass stave of the deck has a pine block glued flush over the entire width of the lid with a dovetail section with a hemispherical recess.
15. Заявляемый рояль дополнительно снабжен съемным еловым стержнем с полусферическими концами, соединяющим басовый штег и вклеенный брусок в откидной крышке, которая опирается на регулируемый по жесткости упругий элемент, закрепленный на откидной стойке-упоре. 15. The inventive piano is additionally equipped with a removable spruce rod with hemispherical ends connecting the bass rod and glued bar in the hinged lid, which is supported by an elastic element adjustable in stiffness, mounted on a hinged stand-stop.
Сравнительный анализ с прототипом и другими аналогами заявляемого рояля показывает, что он соответствует критериям "новизна" и "изобретательский уровень ". A comparative analysis with the prototype and other analogues of the claimed piano shows that it meets the criteria of "novelty" and "inventive step".
Как показали экспериментальные исследования, проведенные заявителем:
1. Заявляемая конструкция рипок позволяет не только работать как балкам с опертыми краями и держать в пределах упругой деформации от перпендикулярной к деке составляющей силы натяжения струн, но и настраивать сами рипки на необходимый набор резонансных частот, не мешая колебаниям деки резонировать на все гармоники, которые возникают при колебаниях струн.As shown by experimental studies conducted by the applicant:
1. The inventive rip design allows not only working like beams with propped edges and keeping the string tension component perpendicular to the deck within elastic deformation, but also tuning the rips themselves to the required set of resonant frequencies, without interfering with the vibrations of the deck to resonate to all harmonics that occur during string vibrations.
2. Заявленная конструкция штегов позволяет получить оптимальную передачу энергии колебаний всех гармоник струн деке и в пространство к слушателю. 2. The claimed design of the rods allows you to get the optimal transfer of vibration energy of all harmonics of the strings of the deck and into the space to the listener.
3. Заявляемая конструкция деки позволяет получить наборы резонансных частот в интервале от 1 до 5 кГц от каждого участка деки между рипками, штегом и футором, смещенными относительно друг друга - что приводит почти к непрерывной амплитудно-частотной зависимости коэффициента усиления деки. 3. The inventive design of the deck allows you to get sets of resonant frequencies in the range from 1 to 5 kHz from each section of the deck between rips, rod and futur, offset relative to each other - which leads to an almost continuous amplitude-frequency dependence of the gain of the deck.
4. Выполнение заявленных штегов с системой приклеенных трапецеидальных пластин позволяет получить уменьшение времени нарастания звуковых колебаний до 0,02 сек и непрерывную амплитудно-частотную характеристику коэффициента усиления в области от 27 до 100 Гц, что характеризуется пианистами как "легкое звукоизвлечение" или "отзывчивость и глубина". 4. The implementation of the claimed rods with a system of glued trapezoidal plates allows to obtain a decrease in the rise time of sound vibrations to 0.02 seconds and a continuous amplitude-frequency characteristic of the gain in the region from 27 to 100 Hz, which is characterized by pianists as "easy sound extraction" or "responsiveness and depth".
5. Выполнение заявленной откидной крышки рояля позволяет использовать ее в качестве излучателя низких частот басовых струн путем звукопроводимости через еловый стержень от басового штега. 5. The implementation of the claimed hinged cover of the piano allows you to use it as a radiator of low frequencies of bass strings by sound conduction through the spruce rod from the bass rod.
Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 представлена дека рояля со стороны расположения штегов, на фиг. 2 - 11 представлены различные сечения деки, рипок и штегов, на фиг. 12 представлен общий вид рояля, подготовленный для игры пианиста перед слушателями на концерте, где 1 - дека, которая включает: басовый штег 2, дискантовый штег 3, рипки 4, трапецеидальные пластины 5, вклеенные в штеги 2, 3, массы в виде металлических элементов 6 в деке и рипках, 7 - откидная верхняя крышка, имеющая вклеенный заподлицо сосновый брус 8 с сечением типа "ласточкин хвост", приклеенный сосновый брусок 9, еловый стержень 10, соединяющий басовый штег 2 с бруском 8, откидную стойку-упор 11, на конце которой размещен регулируемый по жесткости упругий элемент 12. The invention is illustrated by drawings. In FIG. 1 shows the piano deck from the side of the rod arrangement, in FIG. 2 to 11 show various sections of a deck, rips and rods, in FIG. 12 is a general view of the piano prepared for playing the pianist in front of the audience at the concert, where 1 is a deck that includes:
Заявленный рояль эксплуатируется и функционирует следующим образом. В условиях, когда на рояле не играют (см. фиг 12), еловый стержень 10, соединяющий басовый штег 2 и крышку 7, вынут и откидная крышка 7 опущена в горизонтальное положение, для концертного исполнения или по желанию пианиста откидную крышку 7 поднимают под углом, при этом вставляют стержень 10 с полусферическими концами в полусферические углубления (на фиг. не показаны) в басовом штеге 2 и бруске 8, упирая в крышку откидной стойкой-упором 11 с упругим элементом 12, который предварительно отрегулирован на фирме-изготовителе на усилие в диапазоне от 0,3 до 3 кг. Заявленный рояль может эксплуатироваться и без елового стержня 10. При возбуждении струн ударами молоточков самыми первыми возбуждаются спектры звуковых колебаний от трапецеидальных пластин, приклеенных к боковым поверхностям штегов, так как они имеют самое минимальное механическое сопротивление, далее возбуждаются спектры колебаний от рипок и участков деки между рипками. Вся пластина, приклеенная к футору, заявленной деки имеет меньшее механическое сопротивление колебаниям всем возникшим в струнах гармоникам, чем в известных аналогах, хотя имеет почти ту же массу, то есть время звучания большим, и излучаемая звуковая мощность будет большей, так как известно, что излучаемая энергия как сумма энергии гармоник с массой 1/4 массы деки увеличится [5], что увеличит исполнительские возможности рояля, например, с симфоническим оркестром. Соединение басового штега с крышкой, которая имеет малое механическое сопротивление низкочастотным колебаниям, а также большая масса контактирующего воздуха позволяют сделать оптимальную передачу энергии в крышку, а не в деку рояля, которая имеет для них излишнюю жесткость, ибо держит статическое натяжение струн. The claimed piano is operated and operates as follows. In conditions when the piano is not played (see FIG. 12), the
Заявленные признаки рояля были опробованы на кабинетном рояле фабрики "Красный Октябрь". Экспертизу звучания после реконструкции независимо друг от друга проводили три пианиста, выпускники консерваторий, имеющие абсолютный слух, скрипач и скрипичный мастер - лауреат конкурса мастеров им. П.И. Чайковского. Все эксперты констатировали значительное улучшение звучания рояля, звучание его не напоминало кабинетный рояль, а напоминало концертный рояль. По их ощущениям звук басовых струн стал: "Глубоким, полновесным, объемным и насыщенный обертонами", звуки 3-й и 4-й октав: "Яркие, конкретные, прозрачные, певучие". В концертном зале звук рояля они характеризовали как "Полетный" - то есть достигающий всех точек в зале без искажения и как бы на слух без затухания, "С хорошей педалью" - то есть большим временем звучания с малым затуханием. По словам пианистов после удара пальца по клавише звук возбуждается очень быстро и легко управляем в зависимости от динамики движения пальца - что очень ценится пианистами. The claimed features of the piano were tested on the cabinet piano factory "Red October". The sound examination after reconstruction was independently conducted by three pianists, graduates of the conservatories with absolute hearing, violinist and violin master - laureate of the competition of masters named after P.I. Tchaikovsky. All experts noted a significant improvement in the sound of the piano, its sound did not resemble a cabinet grand, but resembled a concert grand. According to their feelings, the sound of bass strings became: “Deep, full-bodied, voluminous and saturated with overtones”, sounds of the 3rd and 4th octaves: “Bright, concrete, transparent, melodious”. In the concert hall, they described the sound of the piano as “Flight” - that is, reaching all points in the hall without distortion and, as it were, by ear without attenuation, “With a good pedal” - that is, a long playing time with a small attenuation. According to pianists, after hitting a finger on a key, the sound is excited very quickly and is easily controlled depending on the dynamics of the finger movement - which is very much appreciated by pianists.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 284587, 1970 г., МПК G 10 C 3/06.Sources of information
1. USSR author's certificate N 284587, 1970, IPC G 10 C 3/06.
2. Патент Германии N 2140224, 1975, МПК G 10 C 3/06. 2. German patent N 2140224, 1975, IPC G 10 C 3/06.
3. Патент Великобритании N 2289366, 1995, МПК G 10 C 3/06. 3. British patent N 2289366, 1995, IPC G 10 C 3/06.
4. Справочник, Л. А. Кузнецов, "Акустика музыкальных инструментов", М. Легпромбытиздат, 1989 г. 4. Reference book, L. A. Kuznetsov, “Acoustics of musical instruments”, M. Legprombytizdat, 1989
5. Лепендин Л.Ф. "Акустика", М., Высшая школа, 1978 г., с. 153. 5. Lependin L. F. "Acoustics", M., Higher School, 1978, p. 153.
Claims (16)
H = Ho(I+sinπ•x/L),
где HO - высота на краях рипки;
L - длина рипки;
x - текущая координата по длине рипки;
π - число Пифагора.4. The piano according to claim 3, characterized in that the height of one wall of the U-shaped section of the rip is made constant along the length of the rip, and the other in function
H = H o (I + sinπ • x / L),
where H O is the height at the edges of the rip;
L is the length of the rip;
x is the current coordinate along the length of the rip;
π is the Pythagorean number.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99108410A RU2155992C1 (en) | 1999-04-20 | 1999-04-20 | Piano |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99108410A RU2155992C1 (en) | 1999-04-20 | 1999-04-20 | Piano |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2155992C1 true RU2155992C1 (en) | 2000-09-10 |
Family
ID=20218919
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99108410A RU2155992C1 (en) | 1999-04-20 | 1999-04-20 | Piano |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2155992C1 (en) |
-
1999
- 1999-04-20 RU RU99108410A patent/RU2155992C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КУЗНЕЦОВ Л.А. СПРАВОЧНИК, АКУСТИКА МУЗЫКАЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ. - М.: ЛЕГПРОМБЫТИЗДАТ, 1989, с. 104. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6610915B2 (en) | Soundboard of composite fibre material construction | |
JP4588109B2 (en) | Stringed instrument | |
US7288706B2 (en) | Stringed musical instrument with multiple bridge-soundboard units | |
DE7509710U (en) | SWINGING STAND FOR MUSICAL INSTRUMENTS | |
US5585579A (en) | Solid body capable of vibration and/or reflection in devices and installations for generating, radiating, distributing or transmitting sound vibrations | |
JPH08202351A (en) | Sound plate for sound board percussion instrument | |
US7507884B2 (en) | Textured sound generating panels having increased efficiency in converting vibrational energy to sound waves | |
US20230368751A1 (en) | A grand piano soundboard with a bar and sound tunnels | |
US4411187A (en) | Composite marimba bars | |
RU2155992C1 (en) | Piano | |
Firth | On the acoustics of the harp | |
KR102472726B1 (en) | Musical instruments build with multiple soundboards | |
US5198602A (en) | Sound bar for percussive musical instrument | |
CN210865590U (en) | Guitar pitch adjusting structure | |
CN106940994B (en) | Streamline type ancient organ abdominal cavity structure for optimizing tone quality | |
US3513745A (en) | Piano with lyric timbre sound board | |
US5339717A (en) | Keyboard instrument having soundboard with unconstrained edges | |
US3474180A (en) | Electronic stringed musical instrument of percussion | |
US3866506A (en) | Soundboard construction for stringed musical instruments | |
JPH04372993A (en) | Acoustic plate percussion instrument | |
US11915674B2 (en) | Resonance podium for musical instruments | |
US3468207A (en) | Bridges for piano | |
Keane | An evaluation of piano sound and vibration leading to improvements through modification of the material properties of the structure | |
US10643583B2 (en) | Stringed instrument finger board | |
JPS5850397Y2 (en) | String support device for electric instruments |