WO2006133920A1

WO2006133920A1 - Tonzunge für ein zungeninstrument und verfahren zur herstellung derselben

Info

Publication number: WO2006133920A1
Application number: PCT/EP2006/005711
Authority: WO
Inventors: Karl Pucholt
Original assignee: C.A. Seydel Söhne GmbH
Priority date: 2005-06-16
Filing date: 2006-06-14
Publication date: 2006-12-21
Also published as: DE102005028792A1

Abstract

Um eine Tonzunge für ein Zungeninstrument, umfassend einen Einspannabschnitt und einen sich streifenförmig in einer Zungenebene in einer parallel zu der Zungenebene verlaufenden Längsrichtung von dem Einspannabschnitt weg erstreckenden Zungenabschnitt, der mit einem durch zerspanende Materialbearbeitung geschaffenen Tonprofil versehen ist, zu schaffen, die bei möglichst hoher Klangqualität möglichst langlebig ist, wird vorgeschlagen, dass der Zungenabschnitt Zerspanungsspuren aufweist, die entlang von ungefähr tangential zur Längsrichtung liegenden Bogensegmenten von Flugbahnen mindestens einer Zerspanungsschneide verlaufen.

Description

Tonzunge für ein Zungeninstrument und Verfahren zur Herstellung derselben

Die Erfindung betrifft eine Tonzunge für ein Zungeninstrument, umfassend einen Einspannabschnitt und einen sich streifenförmig in einer Zungenebene und in einer parallel zu der Zungenebene verlaufenden Längsrichtung von dem Einspannabschnitt weg erstreckenden Zungenabschnitt, der mit einem durch zerspanende Materialbearbeitung geschaffenen Tonprofil versehen ist.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Tonzunge für ein Zungeninstrument, umfassend einen Einspannabschnitt und einen sich streifenförmig in einer Zungenebene in einer parallel zu der Zungenebene verlaufenden Längsrichtung von dem Einspannabschnitt weg erstreckenden Zungenabschnitt, in dem durch zerspanende Materialbearbeitung ein Tonprofil erzeugt wird.

Derartige Tonzungen für Zungeninstrumente, wie beispielsweise Mundharmonikas, Handharmonikas oder ähnlich aufgebaute Instrumente, sind aus dem Stand der Technik bekannt.

Bei diesen Tonzungen besteht stets die Gefahr, dass diese aufgrund der von dem Zungenabschnitt durchgeführten Schwingungen Materialermüdungen aufweisen und damit an Ton- und Klangqualität verlieren oder sogar brechen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Tonzunge zu schaffen, die bei möglichst hoher Klangqualität möglichst langlebig ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Tonzunge für Zungeninstrumente der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Zungenabschnitt Zerspanungsspuren aufweist, die entlang von ungefähr tangential zur Längsrichtung liegenden Bogensegmenten von Flugbahnen mindestens einer Zerspanungsschneide verlaufen.

Diese längs den Bogensegmenten von Flugbahnen verlaufenden Zerspanungsspuren haben den Vorteil, dass sie eine hohe und dauerhafte Wechselbiegebeanspruchung des Zungenabschnitts zulassen, ohne dass in diesem Materialermüdungserscheinungen, beginnend im Bereich der Zerspanungsspuren, auftreten, die einerseits die Klangqualität beeinträchtigen können und andererseits zu Ermüdungserscheinungen, insbesondere Spannungsrisskorrosion und somit Rissbildungen, im Material der Zungenabschnitte führen können.

Zerspanungsspuren sind dabei die Spuren in einer Oberfläche des Zungenabschnitts, die durch ein Spanabheben mittels der Zerspanungsschneide entstehen.

Besonders günstig ist es dabei, dass durch die Bogensegmente von Flugbahnen mindestens einer Zerspanungsschneide das Tonprofil eine Formgebung erfährt, die eine reproduzierbare und gleichbleibende Klangqualität der Tonzunge gewährleistet, da die Form der Bogensegmente der Flugbahnen, längs welcher die bei der Zerspanung erzeugten Zerspanungsspuren verlaufen, in einfacher Weise und präzise reproduzierbar sind.

Besonders günstig es ist dabei, wenn eine gesamte durch Zerspanung erzeugte Oberflächenkontur des Tonprofils durch den räumlichen Verlauf der Bogensegmente bestimmt ist.

Damit besteht in besonders einfacher Weise die Möglichkeit, das Tonprofil reproduzierbar zu erzeugen.

Insbesondere ist dabei das Tonprofil so ausgebildet, dass dieses ausgehend vom Einspannabschnitt einen Bereich kontinuierlich variierender Dicke der Profilform aufweist.

Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn das Tonprofil einen Bereich mit einem ungefähr konkaven Längsquerschnitt aufweist.

Vorzugsweise verlaufen dabei die Zerspanungsspuren so, dass diese in einem Bereich mit reduzierter Dicke des Tonprofils näherungsweise parallel zur Längsrichtung verlaufen.

Eine derartige Ausbildung des Tonprofils hat den großen Vorteil, dass dadurch in dem Bereich geringer oder geringster Dicke des Tonprofils durch die Zerspanungsspuren keine Materialermüdungserscheinungen initiiert werden können, da diese Zerspanungsspuren näherungsweise parallel zu der Längsrichtung verlaufen und somit das Material beiderseits der Zerspanungsspuren ebenfalls aufgrund der Durchbiegung auf Zug und Druck belastbar ist, während bei den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen mit quer zur Längsrichtung verlaufenden Zerspanungsspuren insbesondere in dem Bereich mit reduzierter Dicke, in dem die Deformationsbelastung des Materials bei schwingender Tonzunge am größten ist, Materialermüdungserscheinungen, insbesondere Rissbildungen auftreten, die einerseits die Klangqualität beeinträchtigen und andererseits zu einem Brechen der Tonzunge führen können.

Hinsichtlich der Länge des Bogensegments in Relation zum Durchmesser der Flugbahn wurden bislang keine näheren Angaben gemacht, insbesondere um die Krümmung des Bogensegments nicht allzu groß werden zu lassen, ist vorgesehen, dass das Bogensegment eine Länge aufweist, die kleiner als das 1,5-fache eines Durchmessers der Flugbahn ist.

Noch besser ist es, wenn das Bogensegment eine Länge aufweist, die kleiner als der Durchmesser der Flugbahn ist.

Noch vorteilhafter ist es, wenn das Bogensegment eine Länge aufweist, die kleiner als 2/3 des Durchmessers der Flugbahn ist.

Hinsichtlich der Ausrichtung der Flugbahn wurden im Zusammenhang mit der bisherigen Definition der Form der Tonzunge keine näheren Angaben gemacht. So ist es besonders günstig, wenn die Flugbahnen in einer in einem spitzen Winkel zur Zungenebene verlaufenden Flugbahnebene liegen. Vorzugsweise beträgt dabei der spitze Winkel zwischen der Zungenebene und der Flugbahnebene weniger als ungefähr 10°, noch besser weniger als ungefähr 5°.

Vorzugsweise ist die Form der Flugbahnen durch in der Flugbahnebene liegende Kreisbahnen um eine Werkzeugachse und Relativbewegung der Werkzeugachse quer zu der Längsrichtung des Schwingungsabschnitts definiert.

Dabei könnte die Relativbewegung der Werkzeugachse quer zu der Längsrichtung durch einen beliebig komplexen geometrischen Zusammenhang bestimmt sein. Besonders günstig ist es, wenn zur Erzeugung der Flugbahnen die Werkzeugachse längs einer Vorschubgeraden quer zur Längsrichtung bewegt ist.

Für die Dauerbelastbarkeit der Tonzungen ist es von Vorteil, wenn die Zerspanungsspuren eine vom Einspannabschnitt weg verlaufende Zerspanungsrichtung aufweisen.

Die Ausrichtung der Walzfasern in der Tonzunge wurde im Zusammenhang mit der bisherigen Beschreibung der vorteilhaften Ausführungsbeispiele nicht näher definiert.

So ist es besonders günstig, wenn eine Walzrichtung, das heißt die Walzfasern des Materials der Tonzunge, im Wesentlichen parallel zu der Längsrichtung verläuft. Damit sind für Tonzungen optimale Federeigenschaften erreichbar. Hinsichtlich des Materials der Tonzunge wurden im Zusammenhang mit der bisherigen Beschreibung der einzelnen Ausführungsbeispiele keine näheren Angaben gemacht.

Beispielsweise ist es denkbar, die Tonzunge aus einer Spezialstahllegierung herzustellen.

So sieht eine besonders günstige Lösung vor, dass die Tonzunge aus einer Messinglegierung herstellt ist.

Zweckmäßigerweise ist eine derartige Messinglegierung eine Legierung umfassend Kupfer, Zink, Zinn und Blei.

Die für eine Tonzunge gewünschten hohen Federbiegegrenzen lassen sich insbesondere dadurch erreichen, dass die Legierung vergütet, beispielsweise geglüht und gewalzt ist, so dass sich in dem zu zerspanenden Grundmaterial Walzfasern ausbilden.

Die eingangs genannte Aufgabe wird aber auch durch ein Verfahren zum Herstellen von Tonzungen für Zungeninstrumente der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei der zerspanenden Materialbearbeitung zur Erzeugung des Tonprofils im Zungenabschnitt Zerspanungsspuren erzeugt werden, die entlang von ungefähr tangential zur Längsrichtung liegenden Bogensegmenten von Flugbahnen mindestens einer Zerspanungsschneide verlaufen. Bei einer derartigen zerspanenden Materialbearbeitung entsteht eine Ausrichtung der Zerspanungsspuren, die einerseits eine hohe Klangqualität der hergestellten Tonzunge gewährleistet und andererseits das Auftreten von Materialermüdungen in der Tonzunge reduziert.

Ein besonders günstiges Verfahren sieht dabei vor, dass die gesamte durch die Zerspanung erzeugte Oberflächenkontur des Tonprofils durch den räumlichen Verlauf der Bogensegmente beim Zerspanen bestimmt wird, so dass damit in einfacher Weise auch die Oberflächenkontur der Tonzungen reproduzierbar herstellbar ist.

Ferner hat sich gezeigt, dass eine derartige Oberflächenkontur der Tonzungen eine hohe Klangqualität gewährleistet.

Eine besonders günstige Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass die zerspanende Materialbearbeitung derart durchgeführt wird, dass die Zerspanungsspuren in einem Bereich mit reduzierter Dicke des Tonprofils näherungsweise parallel zur Längsrichtung verlaufen.

Damit ist insbesondere in dem Bereich mit reduzierter Dicke, in welchem die größte Biegebeanspruchung der schwingenden Tonzunge auftritt, das Auftreten von Materialermüdungen, initiiert durch Zerspanungsspuren, weitgehend verhindert, da die Zerspanungsspuren näherungsweise parallel zur Längsrichtung der Zungenabschnitte verlaufen und somit die Zug- und Druckbeanspruchung ebenfalls in Richtung der Zerspanungsspuren verläuft, so dass diese im Wesentlichen keine Materialermüdungen, insbesondere Rissbildungen initiieren können. Ferner ist es hinsichtlich des Verlaufs der Zerspanungsspuren besonders günstig, wenn die zerspanende Materialbearbeitung derart durchgeführt wird, dass die Zerspanungsspuren eine vom Einspannabschnitt weg verlaufende Zerspanungsrichtung aufweisen, so dass die Zerspanungsrichtung zumindest teilweise mit der Walzrichtung zusammenfällt und nicht entgegengesetzt zu dieser verläuft.

Besonders günstig ist es ferner, wenn die zerspanende Materialbearbeitung derart erfolgt, dass das Bogensegment eine Länge aufweist, die kleiner als das 1,5-fache eines Durchmessers der Flugbahn, noch besser kleiner als der Durchmesser der Flugbahn und noch besser kleiner als ungefähr 2/3 des Durchmessers der Flugbahn ist.

Hinsichtlich der Ausrichtung der Flugbahn relativ zu einer Auflagefläche des Materials wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass die zerspanende Bearbeitung derart durchgeführt wird, dass die Flugbahnen in einer in einem spitzen Winkel zur Zungenebene verlaufenden Flugbahnebene liegen.

Die Zungenebene verläuft dabei parallel zu einer Auflagefläche bei dem zerspanenden Bearbeiten des späteren Zungenabschnitts.

Dabei ist der spitze Winkel zwischen der Zungenebene und der Flugbahnebene sehr klein zu bemessen. Dieser ist kleiner als ungefähr 5°, noch besser kleiner als ungefähr 1°. In besonders einfacher Weise lässt sich das Tonprofil dann erzeugen, wenn die zerspanende Materialbearbeitung derart durchgeführt wird, dass die Flugbahnen durch in der Flugbahnebene liegende Kreisbahnen um eine Werkzeugachse und Relativbewegung der Werkzeugachse quer zu der Längsrichtung des Zungenabschnitts erzeugt werden.

Hierbei ist es besonders günstig, wenn zur Erzeugung der Flugbahnen die Werkzeugachse längs einer Vorschubgeraden quer zur Längsrichtung bewegt wird.

Im Zusammenhang mit der bisherigen Erläuterung der Herstellung der Tonzungen wurde nicht näher darauf eingegangen, welche Materialien verwendet werden. So wäre es beispielsweise denkbar, bei der Herstellung der Tonzungen Stahl zu verwenden.

Als besonders vorteilhaft hat es sich jedoch erwiesen, wenn als Material eine Messinglegierung verwendet wird.

Vorzugsweise wird aus der Messinglegierung ein Blech dadurch hergestellt, dass die Messinglegierung geglüht und gewalzt wird.

Für eine möglichst hohe Standfestigkeit der Tonzungen bei der Federbiegebeanspruchung hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn bei der Herstellung der Tonzungen das Material derart ausgerichtet wird, dass die Längsrichtung des Zungenabschnitts im Wesentlichen parallel zu einer Walzrichtung des Materials der Tonzunge verläuft. Damit sind optimale Federeigenschaften der Tonzunge erreichbar. Besonders günstig ist es bei der Herstellung des Tonprofils, wenn das Tonprofil in einen Blechstreifen eingearbeitet wird und nachfolgend aus dem mit dem Tonprofil versehenen Blechstreifen die Tonzungen ausgeschnitten werden.

Um das erfindungsgemäße Tonprofil in besonders einfacher und präziser Art und Weise erzeugen zu können, ist vorzugsweise ein rotierendes Werkzeug vorgesehen, dessen Zerspanungsschneide sich auf mindestens einer Flugbahn bewegt.

Eine derartige Zerspanungsschneide des rotierenden Werkzeugs verläuft vorzugsweise in einer Flugbahnebene, welche in einem spitzen Winkel zur Vorschubrichtung ausgerichtet ist.

Der spitze Winkel mit der Vorschubrichtung liegt dabei bei wenigen Grad, vorzugsweise bei weniger als ungefähr 10°, noch besser bei weniger als ungefähr 5°.

Ferner erfolgt die zerspanende Bearbeitung eines Teilbereichs des Blechstücks derart, dass dieser erst nach Hindurchbewegen des zu bearbeitenden Teilbereichs zwischen einer Stirnseite des rotierenden Werkzeugs und einer Auflagefläche die zerspanende Bearbeitung erfährt, so dass die Bearbeitung mit optimaler Präzision erfolgen kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 eine schematische Explosionsdarstellung eines Zungeninstruments;

Figur 2 eine perspektivische vergrößerte Darstellung einer Tonzunge eines Zungeninstruments;

Figur 3 eine schematische Darstellung einer Werkzeugmaschine zur Herstellung von erfindungsgemäßen Tonzungen;

Figur 4 eine vergrößerte Darstellung einer Ansicht in Richtung des Pfeils A in Figur 3;

Figur 5 eine vergrößerte Darstellung eines Schnitts längs Linie 5-5 in Figur 4;

Figur 6 eine vergrößerte Darstellung einer Ansicht in Richtung eines Pfeils B in Figur 3;

Figur 7 eine vergrößerte Darstellung der Ansicht in Figur 4;

Figur 8 eine Darstellung ähnlich Figur 5 mit Darstellung der aus dem zerspanten Flachmaterial ausgeschnittenen Tonzungen;

Fig. 9 eine Darstellung einer Ansicht in Richtung X in Fig. 10 eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Werkzeugmaschine zur Herstellung von erfindungsgemäßen Tonzungen und Fig. 10 eine ausschnittsweise Draufsicht in Richtung des Pfeils Y auf die Werkzeugmaschine in Fig. 9.

Ein in Figur 1 in Explosionsdarstellung dargestelltes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Zungeninstruments, nämlich einer Mundharmonika, um- fasst einen Kanzellen-Körper 10 mit Einblasöffnungen 12, von denen zu einer Stimmplattenauflage 14 hin offene Luftkanäle 16 in den Kanzellen-Körper 10 hinein verlaufen.

Auf die Stimmplattenauflage 14 ist eine als Ganzes mit 20 bezeichnete Stimmplatte aufgelegt, welche eine Vielzahl von Tonzungen 22 trägt, die jeweils in der Stimmplatte 20 vorgesehene Durchblasöffnungen 24 überdecken.

Die auf den Kanzellen-Körper 10 montierte Stimmplatte 20 wird dann zusätzlich noch durch einen Deckel 26 abgedeckt und geschützt.

Jede der Tonzungen 22 umfasst, wie in Figur 2 dargestellt, einen Einspannabschnitt 30, der plattenförmig ausgebildet ist, sich parallel zu einer Zungenebene 32 erstreckt und vorzugsweise in einem zentralen Bereich mit einem Durchbruch 34 versehen ist, welcher ein Vernieten des Einspannabschnitts 30 mit der Stimmplatte 20 erlaubt, um die Tonzunge 22 an der Stimmplatte 20 zu fixieren.

Von dem Einspannabschnitt 30 weg erstreckt sich ein Zungenabschnitt 40 in seiner Längsrichtung 42, wobei der Zungenabschnitt 40 in Ruhestellung desselben ebenfalls in der Zungenebene 32 liegt. Beispielsweise verlaufen sowohl eine Unterseite 36 des Einspannabschnitts 30 als auch eine Unterseite 46 des Zungenabschnitts 40 parallel zu der Zungenebene 32.

Der Zungenabschnitt 40 ist mit einem Tonprofil 50 versehen, welches sich darin äußert, dass eine Oberflächenkontur 52 des Zungenabschnitts 40 relativ zur Unterseite 46 in Form einer konkaven Fläche verläuft, so dass ausgehend von dem Einspannabschnitt 30 mit zunehmender Erstreckung in der Längsrichtung 42 eine Dicke D des Zungenabschnitts, gemessen zwischen der Oberflächenkontur 52 und der Unterseite 46, variiert, welche in Verbindung mit der Länge L des Zungenabschnitts 40 von dem Einspannabschnitt 30 bis zu einem Ende 54 das Tonprofil 50 bildet, welches das Frequenzgemisch oder Tongemisch bestimmt, mit welchem der Zungenabschnitt 40 angeregt durch Anblasen quer zur Zungenebene 32 in Richtung des Pfeils S, auf- und abschwingt, so dass damit Klang- und Tonparameter der Tonzunge 22 festgelegt ist.

Bei höheren Tönen ist die Länge L des Zungenabschnitts 40 kürzer und bei tieferen Tönen länger. Bei tieferen Tönen kann die Oberflächenkontur 52 im Bereich des Endes 54 wieder dieselbe Dicke aufweisen, wie im Bereich des Einspannabschnitts 30.

Üblicherweise ist die Dicke D des Zungenabschnitts 40 in dem konkaven Bereich der Oberflächenkontur 52 gleich oder geringer als die Dicke D des Einspannabschnitts 30. Die Tonzungen 22 sind, insbesondere bei Mundharmonikas, aus einem Spezialmessingblech mit Sondervergütung und Walzabstufung, das üblicherweise als Bandmaterial mit Dicken zwischen ungefähr 0,25 mm bis ungefähr 0,50 mm und einer Breite von ungefähr 150 mm hergestellt, wobei die Tonzungen 22 derart aus dem Bandmaterial aus Spezialmessingblech hergestellt sind, wobei eine bei der Herstellung des Bandmaterials erzeugte Walzrichtung 56 ungefähr parallel zur Längsrichtung 42 verläuft.

Die Legierung ist in der Regel eine Cu, Zn oder Cu Sn oder Messing oder Bronze oder Tombak-Legierung mit durch entsprechende Vergütung erzeugten Feder- und Festigkeitsparametern.

Vorzugsweise ist das Spezialmessingblech ein Messingblech aus einer Legierung, welche folgende Bestandteile enthält: Cu 62-64 %, Pb 0,5-1 %, Sn 0,5-1,6 %, Zn 36-37 %

Es ist aber auch denkbar, Tonzungen 22 nicht aus Messingblech, sondern aus SpezialStahl herzustellen. Dies ist bislang beispielsweise bei Tonzungen für Handharmonikas erfolgt.

Zur Herstellung des Tonprofils 50, mit der Oberflächenkontur 52, ist eine in Figur 3 dargestellte und als Ganzes mit 60 bezeichnete Werkzeugmaschine eingesetzt. Diese Werkzeugmaschine umfasst ein als Ganzes mit 62 bezeichnetes Maschinengestell, welches eine Basis 64 und einen sich über die Basis 64 erhebenden Ständer 66 umfasst, der mit einem oberen Arm 68 die Basis 64 übergreift.

An dem Arm 68 ist ein als Ganzes mit 70 bezeichneter Antrieb vorgesehen, welcher dazu dient, ein rotierendes Werkzeug 72 um eine Werkzeugachse 74 rotierend anzutreiben.

Auf der Basis 64 des Maschinengestells 62 ist eine als Ganzes mit 76 bezeichnete Werkstückauflage vorgesehen, deren Auflagefläche 78 relativ zur Basis 64 definiert einstellbar ist. Die Werkstückauflage 76 kann, wie in Fig. 3 dargestellt, gegenüber der Basis 64 um eine zur Auflagefläche 78 parallele Achse 79 verkippbar sein, es ist aber auch möglich, die Werkstückauflage 76 zusätzlich höhenverstellbar auszubilden.

Ferner ist an der Basis 64 eine als Ganzes mit 80 bezeichnete Schlittenführung vorgesehen, an welcher ein Vorschubschlitten 82 in einer Vorschubrichtung 84 verschiebbar montiert ist.

Der Vorschubschlitten 82 ist dabei mit einer Schlittenauflagefläche 86 versehen, gegen welche ein zu bearbeitender Blechstreifen 88 aus dem Bandmaterial mittels eines Spannelements 90 spannend fixierbar ist.

Vorzugsweise verläuft die Schlittenauflagefläche 86 exakt parallel zu einer Längskante 94 der Auflagefläche 78 der Werkstückauflage 76 und insbesondere in derselben Höhe, so dass zweckmäßigerweise sowohl die Schlittenauflagefläche 86 als auch die Werkstückauflage 76 ebenfalls parallel zur Vorschubrichtung 84 verlaufen. Ein an dem Vorschubschlitten 82 gegen die Schlittenauflagefläche 86 mit dem Spannelement 90 festgespannter Blechstreifen 88 des Bandmaterials aus Spezialmessingblech ist dabei so an dem Vorschubschlitten 82 festgespannt, dass ein Bearbeitungsabschnitt 92 über den Vorschubschlitten 82 und somit auch über die Schlittenauflagefläche 86 desselben in Richtung der Werkstückauflage 76 übersteht und deren Auflagefläche 78 zumindest in ihrem dem Vorschubschlitten 82 zugewandten Bereich übergreift und auf dieser aufliegt.

Die Auflagefläche 78 verläuft dabei mit ihrer dem Vorschubschlitten 82 zugewandten Längskante 94 in Höhe der Schlittenauflagefläche 86 und auch parallel zur Vorschubrichtung 84, jedoch kann die Auflagefläche 78 je nach herzustellendem Tonprofil 50 ausgehend von ihrer dem Vorschubschlitten 82 zugewandten Längskante 94 gegenüber der Schlittenauflagefläche 86 mit zunehmendem Abstand von der Längskante 94 ansteigend oder fallend ausgerichtet sein.

Relativ zu der Auflagefläche 78 ist die Werkzeugachse 74 definiert ausgerichtet, wobei die Werkzeugachse 74 gegenüber einer Senkrechten 96 zu einer durch die Schlittenauflagefläche 86 definierten Ebene 100 um einen Winkel α, der beispielsweise kleiner als ungefähr 5° ist, geneigt verläuft.

Vorzugsweise ist dabei die Werkzeugachse 74 so ausgerichtet, dass sie in einer geometrischen Ebene 98 liegt, die parallel zur Vorschubrichtung 84 verläuft und senkrecht zu der durch die Schlittenauflagefläche 86 definierten geometrischen Ebene 100, in welcher auch die Auflagefläche 78 liegen kann, jedoch nicht zwingend liegen muss, sofern die Längskante 94 derselben noch in der Ebene 100 liegt, während die Auflagefläche 78 ausgehend von der Längskante 94 beispielsweise gegenüber der Ebene 100 geringfügig ansteigend verlaufen kann.

Darüber hinaus ist an der Werkstückauflage 76 noch ein Anschlag 102 vorgesehen, welcher von einer in Figur 3 durchgezogen gezeichneten Stellung in die in Figur 3 gepunktet gezeichnete Stellung verschiebbar ist, um die Lage einer Seitenkante 104 des Bearbeitungsabschnitts 92 des Blechstreifens 88 exakt festzulegen.

Der Anschlag 102 ist dabei so an der Werkstückauflage 76 verschiebbar und definierbar geführt, dass er stets die an diesem angelegte Seitenkante 104 des Bearbeitungsabschnitts 92 parallel zur Vorschubrichtung 84 ausrichtet.

Nach Ausrichten der Seitenkante 104 des Bearbeitungsabschnitts 92 wird dann der Anschlag 102 von seiner in Figur 3 gepunktet gezeichneten Stellung in die durchgezogen gezeichnete Stellung zurückbewegt, um eine Kollision mit dem rotierenden Werkzeug 72 bei der zerspanenden Bearbeitung zu vermeiden.

Die zerspanende Bearbeitung des Bearbeitungsabschnitts 92 des Blechstreifens 88 erfolgt nun in der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine 60 derart, dass der Blechstreifen 88 mit senkrecht zur Vorschubrichtung 84 und ungefähr senkrecht zur Seitenkante 104, das heißt im Winkel von ungefähr 90° zur Seitenkante 104 verlaufender Walzrichtung 56 eingelegt und auf der Schlittenauflagefläche 86 des Vorschubschlittens 82 fixiert wird. Sodann erfolgt ein Vorschub des gesamten Blechstreifens 88 mit dem Bearbeitungsabschnitt 92 in der Vorschubrichtung 84, und zwar derart, dass der Bearbeitungsabschnitt 92 mit seiner in Vorschubrichtung 84 vorne liegenden Vorderkante 106 unter einer Stirnseite 108 des rotierenden Werkzeugs 72 hindurchgeschoben wird, welches, wie in Figur 6 dargestellt, an der Stirnseite 108 mit auf Flugbahnen 110 bewegbaren Zerspanungsschneiden 112 versehen ist.

Dabei können die Zerspanungsschneiden 112 als Schneiden zum Fräsen oder als Schneiden zum Schleifen, das heißt Schneiden von Fräszähnen oder von Schleifkörnern, realisiert sein.

Ferner liegen die Flugbahnen 110 in Flugbahnebenen 114, welche senkrecht zur Werkzeugachse 74 ausgerichtet sind und somit geneigt zur Vorschubrichtung 84 oder auch zur Auflagefläche 78 verlaufen.

Die Neigung der Werkzeugachse 74 erfolgt so, dass der in der Vorschubrich- tung 84 bewegte Bearbeitungsabschnitt 92 mit dem zu bearbeitenden Teilbereich 115 zunächst unter der Stirnseite 108 und unter den Flugbahnen 110 hindurch verläuft und durch die auf den Flugbahnen 110 bewegten Zerspanungsschneiden 112 erst unmittelbar vor einem Hervortreten unter den Flugbahnen 110 eine zerspanende Bearbeitung erfährt.

Das heißt, dass das Material des zu bearbeitenden Teilbereichs 115 des Bearbeitungsabschnitts 92 beim Vorschub in der Vorschubrichtung 84 in einen sich mit zunehmender Bewegung in der Vorschubrichtung 84 zunehmend verengenden keilförmigen Zwischenraum 116 zwischen den Flugbahnebenen 114 und der Auflagefläche 78 eintritt und erst im Bereich der engsten Stelle des keilförmigen Zwischenraums 116 die zerspanende Bearbeitung durch die Zerspanungsschneiden 112 erfährt.

Dies ermöglicht es, mit großer Präzision zu zerspanen, da der Zerspanungsvorgang bei Annäherung an die engste Stelle des keilförmigen Zwischenraums 116 sukzessive beginnt und somit geht die beginnende Zerspanung zu einer zunächst kleinen und dann immer größeren Kraft FZ führt, welche den Bearbeitungsabschnitt 92 kraftbeaufschlagt auf der Auflagefläche 78 auflegt und damit eine präzise Auflage des Bearbeitungsabschnitts 92 auf der Auflagefläche 78 sicherstellt, was wiederum dazu führt, dass das durch die Zerspanung hergestellte Tonprofil 50 in hohem Maße reproduzierbar ist.

Ferner ist eine Drehrichtung 118 des rotierenden Werkzeugs 72 so gewählt, dass die Zerspanungsschneiden 112 von einer sich auf dem Bearbeitungsabschnitt 92 durch die beginnende Zerspanung bildenden Kante 119 in Richtung der Seitenkante 104 bewegt werden, dabei Späne aus dem Bearbeitungsabschnitt 92 heraus lösen und somit in der durch die spanabhebende Bearbeitung entstehenden Oberflächenkontur 52 Zerspanungsspuren 120 mit einer Zerspanungsrichtung 122 erzeugen, welche zwar gebogen, dabei aber ungefähr oder näherungsweise parallel zur Walzrichtung 56 ausgerichtet sind.

Wie in Figur 7 dargestellt, kommen die Zerspanungsspuren 120 dadurch zustande, dass die mindestens eine Zerspanungsschneide 112 auf ihrem Weg längs der für sie vorgesehenen Flugbahn 110 bei geeigneter Lage der Flugbahnebene 114 mit einem Bogensegment 124 der Flugbahn 110 in das Material des zu bearbeitenden Teilbereichs 115 des Bearbeitungsabschnitts 92 eintaucht und dabei zerspanend Material abträgt, wodurch sich die Oberflächenkontur 52 ausbildet.

Das Bogensegment 124 erstreckt sich dabei, wie in Fig. 5 und 7 dargestellt, über eine Bogenlänge BL, welche kleiner als ein Durchmesser DF der Flugbahn 110, noch besser kleiner als 2/3 des Durchmessers DF der Flugbahn 110 ist, so dass die Oberflächenkontur 52, die durch jede über ihr Bogensegment 124 in das Material des Bearbeitungsabschnitts 92 eintauchende Zerspanungsschneide 112 entsteht, allein durch die Parameter der Flugbahn 110 und die Ausrichtung der Flugbahnebene 114, das heißt insbesondere die Neigung der Flugbahnebene 114 gegenüber der Auflagefläche 78, bestimmt ist.

Dabei verläuft die Flugbahn 110 gemäß Fig. 5 und 7 insbesondere so, dass sie die Kante 119 schräg schneidet. Die Flugbahn 110 schneidet vorzugsweise auch die Seitenkante 104 des Bearbeitungsabschnitts 92 schräg.

Die Flugbahn 110 erstreckt sich quer zur geometrischen Ebene 98 beiderseits über den zu bearbeitenden Teilbereich 115 hinaus, so dass das Bogensegment 124 zwar gekrümmt, jedoch ungefähr parallel zu der Walzrichtung 56 verläuft. Insbesondere erstreckt sich das Bogensegment 124 ungefähr symmetrisch zur geometrischen Ebene 98.

Vorzugsweise ergibt sich dabei im Schnittpunkt der geometrischen Ebene 98 mit dem Bogensegment 124 der Flugbahn 110 ein Verlauf des Bogensegments 124 ungefähr tangential zur Walzrichtung 56. Wie in Figur 5 dargestellt, verlaufen somit die Walzrichtung 56 und die Zerspanungsrichtung 122 zumindest in einem Bereich 130 des Tonprofils 50, der die geringste Dicke D aufweist, näherungsweise parallel zueinander, so dass beim Ausschneiden von Tonzungen 22 aus dem Bearbeitungsabschnitt 92, wie in Figur 8 dargestellt, die Zerspanungsspuren 120 in der Oberflächenkontur 52 nicht die Ausbildung von an Zerspanungsspuren 120 beginnenden Ermüdungsrissen fördern, da sowohl die Walzrichtung 56 als auch die Zerspanungsrichtung 122 näherungsweise parallel zueinander verlaufen und somit das Materialgefüge bei der Bearbeitung des Bearbeitungsabschnitts 92 zur Erzeugung der Oberflächenkontur 52 im Wesentlichen in Walzrichtung 56 beansprucht wird.

Die Ausbildung derart verlaufender Zerspanungsspuren 120 dient somit zur Lebensdauererhöhung des jeweiligen Zungenabschnitts 40, da die bei der Tonerzeugung entstehenden Schwingungen in dem Bereich 130 des Zungenabschnitts 40 relativ zum Einspannabschnitt 30 zu Materialbewegungen durch Zug in Richtung 126 und durch Druck in Richtung 128 (Fig. 7 und 2) führen, die näherungsweise parallel zu den Zerspanungsspuren 120 verlaufen, während bei den aus dem Stand der Technik bekannten quer zur Walzrichtung 56 verlaufenden Zerspanungsspuren die Richtungen 126 und 128 von Zug bzw. Druck quer zu den Zerspanungsspuren verlaufen und somit im Lauf der Zeit zu Ermüdungsrissen in dem Material des Zungenabschnitts 40 führen.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel einer Werkzeugmaschine zur Herstellung des Tonprofils 50, dargestellt in Fig. 9 und 10, ist der Vorschubschlitten 82' so ausgebildet, dass die Schlittenauflagefläche 86' um eine zur Vorschubrichtung 84 parallele Achse 87', welche parallel zur Schlittenauflagefläche 86' verläuft, gekippt werden kann, wobei hierzu ein Auflageflächenträger 83' um die Achse 87' verkippbar an dem Vorschubschlitten 82" gelagert ist.

Ferner ist die Werkstückauflage 76' als schmaler Finger ausgebildet, welcher um eine zur Vorschubrichtung 84 parallelen Achse 77', welche parallel zur Auflagefläche 78' verläuft, verkippbar ist.

Die Auflagefläche 78' erstreckt sich dabei im Wesentlichen lediglich im Bereich unter der Stirnseite 108 des rotierenden Werkzeugs 72, so dass der Bearbeitungsbereich 92 des Blechstreifens 88 lediglich in dem Bereich, in dem das rotierende Werkzeug 72 diesen bearbeitet, eine Abstützung durch die Auflagefläche 78' erfährt, während sich vor der Bearbeitung des Bearbeitungsbereichs 92 dieser ausgehend von der Schlittenauflagefläche 86' frei über den Auflageflächenträger 83' hinauserstreckt.

Die als Finger ausgebildete Werkstückauflage 76' ist dabei an einem Träger 75' um die zur Vorschubrichtung 84 parallelen Achse 77' schwenkbar angeordnet, welcher gegenüber dem Ständer 66 höhenverfahrbar ist, wobei die an diesem Träger 75' gelenkig gelagerte Werkstückauflage 76' beispielsweise durch eine Stelleinrichtung 79' definiert hinsichtlich ihrer Schwenkstellung um die Achse 77' einstellbar ist.

Damit ist auch die Auflagefläche 78' sowohl hinsichtlich ihrer Höhe gegenüber der Basis 64 und somit auch gegenüber der Schlittenauflagefläche 86' einstellbar und in ihrer Neigung definiert ausrichtbar. Zusätzlich ist an dem Träger 75' auch noch der Anschlag 102' gehalten, welcher sich frei in Richtung des Bearbeitungsabschnitts 92 des Blechstreifens 88 erstreckt und an dessen Seitenkante 104 anlegbar ist.

Der Vorteil der Ausbildung der Werkstückauflage 76' in Form eines schmalen Fingers, welcher lediglich im Bereich der Stirnseite 108 des Werkzeugs 72 eine Auflagefläche 78' zur Verfügung stellt, ist darin zu sehen, dass damit der Spänefall bei der Bearbeitung des Bearbeitungsabschnitts 92 erleichtert wird und somit auch die Bearbeitung des Bearbeitungsabschnitts 92 störungsfreier ablaufen kann.

Claims

PATENTANSPRUCHE

1. Tonzunge (22) für ein Zungeninstrument, umfassend einen Einspannabschnitt (30) und einen sich streifenförmig in einer Zungenebene (32) in einer parallel zu der Zungenebene (32) verlaufenden Längsrichtung (42) von dem Einspannabschnitt (30) weg erstreckenden Zungenabschnitt (40), der mit einem durch zerspanende Materialbearbeitung geschaffenen Tonprofil (50)versehen ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Zungenabschnitt (40) Zerspanungsspuren (120) aufweist, die entlang von ungefähr tangential zur Längsrichtung (42) liegenden Bogensegmenten (124) von Flugbahnen (110) mindestens einer Zerspanungsschneide (112) verlaufen.

2. Tonzunge (22) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte durch Zerspanung erzeugte Oberflächenkontur (52) des Tonprofils (50) durch den räumlichen Verlauf der Bogensegmente (124) bestimmt ist.

3. Tonzunge nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerspanungsspuren (120) in einem Bereich (130) mit reduzierter Dicke des Tonprofils (50) näherungsweise parallel zur Längsrichtung (42) verlaufen.

4. Tonzunge nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bogensegment (124) eine Länge (BL) aufweist, die kleiner als das 1,5-fache eines Durchmessers (DF) der Flugbahn (110) ist.

5. Tonzunge nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bogensegment (124) eine Länge (BL) aufweist, die kleiner als der Durchmesser (DF) der Flugbahn (110) ist.

6. Tonzunge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bogensegment (124) eine Länge (BL) aufweist, die kleiner als 2/3 des Durchmessers (DF) der Flugbahn (110) ist.

7. Tonzunge nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flugbahnen (110) in einer in einem spitzen Winkel zur Zungenebene (32) verlaufenden Flugbahnebene (114) liegen.

8. Tonzunge nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flugbahnen (110) durch in der Flugbahnebene (114) liegende Kreisbahnen um eine Werkzeugachse (74) und Relativbewegung der Werkzeugachse (74) quer zu der Längsrichtung (42) des Zungenabschnitts (40) definiert sind.

9. Tonzunge nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der Flugbahnen (110) die Werkzeugachse (74) längs einer Vorschubrichtung (84) quer zur Längsrichtung (42) bewegt ist.

10. Tonzunge nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerspanungsspuren (120) eine vom Einspannabschnitt (30) weg verlaufende Zerspanungsrichtung (122) aufweisen.

11. Tonzunge nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Walzrichtung (56) des Materials der Tonzunge (22) im Wesentlichen parallel zu der Längsrichtung (42) verläuft.

12. Tonzunge nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tonzunge (22) aus einer Messinglegierung hergestellt ist.

13. Tonzunge nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Messinglegierung eine Legierung umfassend Kupfer, Zink und Zinn ist.

14. Tonzunge nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung vergütet ist.

15. Verfahren zum Herstellen einer Tonzunge (22) für ein Zungeninstrument, umfassend einen Einspannabschnitt (30) und einen sich streifenförmig in einer Zungenebene (32) in einer parallel zur Zungenebene (32) verlaufenden Längsrichtung (42) von dem Einspannabschnitt (30) weg erstreckenden Zungenabschnitt (40), in dem durch zerspanende Materialbearbeitung ein Tonprofil (50) erzeugt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei der zerspanenden Materialbearbeitung zur Erzeugung des Tonprofils (50) im Zungenabschnitt (40) Zerspanungsspuren (120) erzeugt werden, die entlang von ungefähr tangential zur Längsrichtung (42) liegenden Bogen- segmenten (124) von Flugbahnen (110) mindestens einer Zerspanungsschneide (112) verlaufen.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte durch Zerspanung erzeugte Oberflächenkontur (52) des Tonprofils (50) durch den räumlichen Verlauf der Bogensegmente (124) beim Zerspanen bestimmt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die zerspanende Materialbearbeitung derart durchgeführt wird, dass die Zerspanungsspuren (120) in einem Bereich (130) mit reduzierter Dicke des Tonprofils (50) näherungsweise parallel zur Längsrichtung (42) verlaufen.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die zerspanende Materialbearbeitung derart durchgeführt wird, dass die Zerspanungsspuren (120) eine vom Einspannabschnitt (30) weg verlaufende Zerspanungsrichtung (122) aufweisen.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Bogensegment (124) eine Länge (BL) aufweist, die kleiner ist als das 1,5-fache eines Durchmessers (DF) der Flugbahn (110).

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die zerspanende Materialbearbeitung derart durchgeführt wird, dass die Flugbahnen (110) in einem spitzen Winkel zur Zungenebene (32) verlaufenden Flugbahnebene (114) liegen.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der spitze Winkel zwischen der Zungenebene (32) und der Flugbahnebene (114) kleiner als ungefähr 10° ist.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die zerspanende Materialbearbeitung- derart durchgeführt wird, dass die Flugbahnen (110) durch in der Flugbahnebene (114) liegende Kreisbahnen um eine Werkzeugachse (74) und Relativbewegung der Werkzeugachse (74) quer zu der Längsrichtung des Zungenabschnitts (40) erzeugt werden.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der Flugbahn (110) die Werkzeugachse (74) längs einer Vorschubrichtung (84) quer zur Längsrichtung (42) bewegt wird.

24. Verfahren zum Herstellen von Tonzungen nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass als Material eine Messinglegierung verwendet wird.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Messinglegierung ein Blech dadurch hergestellt wird, dass die Messinglegierung geglüht und gewalzt wird.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Herstellung der Tonzungen (22) das Material derart ausgerichtet wird, dass die Längsrichtung (42) des Zungenabschnitts (40) im Wesentlichen parallel zu einer Walzrichtung (56) des Materials der Tonzunge (22) verläuft.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Herstellung des Tonprofils (50) das Tonprofil (50) in einen Blechstreifen (88) eingearbeitet wird und nachfolgend aus dem mit dem Tonprofil (50) versehenen Blechstreifen (88) die Tonzungen (22) ausgeschnitten werden.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Tonprofil (50) durch ein rotierendes Werkzeug (72) hergestellt wird, dessen Zerspanungsschneide (112) sich auf mindestens einer Flugbahn (110) bewegt.

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass Zerspanungsschneide (112) des rotierenden Werkzeugs (72) in einer Flugbahnebene (114) verläuft, welche in einem spitzen Winkel zur Vorschubrichtung (84) ausgerichtet ist.

30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass der spitze Winkel mit der Vorschubrichtung (84) weniger als ungefähr 10° beträgt.

31. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass beim Bearbeiten eines Teilbereichs (92) des Blechstücks (88) der Teilbereich (92) erst nach Hindurchbewegen desselben zwischen einer Stirnseite (108) des rotierenden Werkzeugs (72) und einer Auflagefläche (78) die zerspanende Bearbeitung erfährt.