WO2013167125A1

WO2013167125A1 - Ventilsystem für blechinstrumente

Info

Publication number: WO2013167125A1
Application number: PCT/DE2013/200007
Authority: WO
Inventors: Wilhelmus Karolus SANDERS
Original assignee: Sanders Wilhelmus Karolus
Priority date: 2012-05-09
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2013-11-14
Also published as: DE202012004570U1; ES2617532T3; DE112013002399A5; EP2847754B1; JP6109299B2; US20150114203A1; JP2015519603A; US9087495B2; HUE033207T2; EP2847754A1

Abstract

Ventilsystem für Blechblasinstrumente umfassend mechanisch betätigte Drehventile, die in Ventilbuchsen (8) drehbar gelagert sind sowie Rohransätze (1, 2, 3, 4) für den Luftstrom zu- und abführende Rohre sowie für Ventilrohrschleifen (11), dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilsystem einen gefrästen Ventilblock (9) aufweist, in den eine das Ventilsystem geradlinig und mit konstantem Querschnitt durch die Ventilbuchsen (8) durchlaufende Bohrung (10) angeordnet ist, in die zu dieser etwa rechtwinklig verlaufende Bohrungen (13) gleichen Querschnitts zu den Ventilrohrschleifen (11) einmünden, wobei diese Bohrungen (10 und 13) durch die drehbaren Ventilzylinder (12) und darin angeordnete Bohrungen (6) miteinander bei Ventilbetätigung verbunden sind, wobei diese Bohrungen (6) in etwa geradlinig durch den Ventilzylinder verlaufen und in ihrem Querschnitt den weiteren Bohrungen (10 und 13) entsprechen und die Ventilbuchsen (8) ebenfalls direkt in den Ventilblock (9) gefräst sind.

Description

Ventilsystem für Blechblasinstrumente

Die Erfindung betrifft ein Ventilsystem für Blechblasinstrumente gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 . Die Tonhöhe und Intonation beim Spiel auf Blechblasinstrumenten wie

Trompeten, Hörnern, Posaunen und Tuben wird neben der Blastechnik und Lippenmodulation durch mechanische Ventile an den Instrumenten verändert, die in der Regel über federbelastete Hebel und mechanische Gelenke oder auch eine

Schnurmechanik betätigbar sind. Bei Betätigung der Ventile wird die Luft im Instru- ment durch alternative Rohrschleifen definierter Länge geführt, um so den Naturton durch die Verlängerung des Rohrweges um einen bis drei Halbtöne erniedrigen zu können. Die beaufschlagten Ventilrohrschleifen sind in der Regel hierbei derart ausgebildet, dass zylindrische Bohrungen einen Ventil-Stimmzug zur Feinabstimmung der Ventilrohrschleifen ermöglichen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich hierbei auf ein Ventilsystem mit

Drehventilen, die einen Ventilkörper mit zwei Kanälen aufweisen, der bei einem betätigen des Ventils eine Rotation um 90 Grad seiner Hochachse vornimmt und so die Umleitung der Luft in die Ventilrohrschleife durchführt. Ein derartiges Drehventil für Blechblasinstrumente ist beispielsweise offenbart in der Schrift DE 30 13 646, wobei hier der Anspruch darauf gerichtet ist, Unstetigkeiten in der Luftführung zu verbessern.

Nach der Offenbarung der DE 30 13 646 ist es ein grundsätzliches Problem bei Drehventilen, dass eine Umlenkung des Luftzuges erfolgen muss, wobei eine vierfache Umlenkung um jeweils 90 Grad erfolgen muss. Der Ansatz zur Ver- besserung nach dieser Veröffentlichung ist es, dass durch eine Veränderung der Bohrungen im und des Ansatzes der Ohren am Ventil die Gesamtrichtungsänderung des Luftstroms verringert wird und so der Widerstand durch das Umfließen der Kanten verringert wird.

Erreicht werden soll dies durch flachere nicht auf den Ventil körpermit- telpunkt gerichtete Bohrungen hin zu den Ventilrohrschleifen. Die Bohrungen für den Ein- und Ausgang des Hauptstimmzuges in das Ventil erfolgen hierbei noch klassischer Weise Richtung Mittelpunkt des Ventils, wobei hier entsprechende Ohren als Verbindungselemente zwischen Ventil -und zuführendem Rohr vorgesehen sind. Diese Ohren sind daher beim Eingang ins Ventil immer noch standardmäßig abge- winkelt und im Bereich des Übergangs in die Ventilrohrschleifen gerade ausgeführt, wodurch der geringere Umlenkaufwand entsteht.

Der erfinderische Ansatz der nun vorliegenden Erfindung ist, die Ventilbauform weiter zu verbessern, wobei eine gänzlich neue Grundbauform vorgeschlagen wird. Der primäre Unterschied der Konstruktion der Drehventile ergibt sich hier- bei beim Blasen des Naturtons, der in der Erfindung ohne Umlenkung durch das Drehventil durch das Instrument schwingen soll. Bei den bisherigen Drehventilen ist hier immer eine Verengung oder Umlenkung des Luftstroms auch bei nicht betätigten Ventilen gegeben, da die Ventildurchgänge schon rein bedingt durch die Herstellung Ungenauigkeiten, Stufen und Verengungen des Querschnitts aufweisen, was das Spiel und die Ansprache des Instrumentes erschwert.

Es ist somit bei herkömmlichen Ventilgehäusen eine Störung des Luftflusses bei unbetätigten Ventilen gegeben, wie beispielsweise bei der zuvor beschriebenen Bauform der DE 30 136 46 A1 , da der Luftstrom immer durch die Umleitung über die angesetzten Ohren in das Drehventil hinein auch bei nicht betätigten Ventil durch das erste Ventilgehäuse mit Ventilkörper hindurchgeführt und wieder in das nächste Ohr und den Übergangsrohrabschnitt zum nächsten Ventilgehäuse umgelenkt wird und so eine Umlenkung und ggf. Verengung erfährt.

Die Offenbarung nach der Veröffentlichung EP 0135643 weist ebenfalls diese Nachteile auf, wenngleich diese Erfindung explizit auf Verbesserungen in der Konstruktion von Drehventilen abhebt. Auch hier wird argumentiert, dass die angesprochenen Umlenkungen und Verengungen sich nachteilig auswirken, weshalb vorgeschlagen wird die Querschnittsflächen der Rohransätze, Verbindungsrohre und der Durchgänge der Ventilwechsel konstant auszuführen und alle Übergange zwischen diesen Bauelementen glatt und stufenlos auszubilden. Es ist davon auszuge- hen, dass auf diese Weise eine Verbesserung erreicht werden kann.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es vor diesem Hintergrund, ein Ventilsystem für Metallblasinstrumente zu schaffen, dass bei offenen Ventilen einen möglichst geraden und gleichmäßigen Luftstrom durch das Ventilsystem des Instrumentes ermöglicht. Anblasen und Ansprache des Instrumentes sollen hierdurch verbessert sowie ein ausgeglichener Klang in allen Registern erreicht werden.

Beim erfindungsgemäßen Ventilsystem besteht diese Problematik der Verengung und Umlenkung des Luftstroms im offenen Ventilsystem nicht, da die Luft bei nicht betätigtem Ventil gerade durch das Ventilsystem bestehend aus den hintereinander verbunden angeordneten Ventilbuchsen hindurchgeführt wird. Erreicht wird dies nach der Erfindung durch ein Ventilsystem ausgebildet als Ventilblock bzw. Ventilgehäuse, welches eine durchgängige gerade Bohrung aufweist, wobei die einge- setzten Drehventile derart ausgebildet sind, dass diese bei Nichtbetätigung lediglich eine Verlängerung bzw. ein Fortsetzung des Querschnitts der geradlinig durchgängigen Bohrung bilden.

Das heißt, der Ventilblock ist bei der vorliegenden Bauform aus einem Grundkörper heraus gearbeitet und nicht wie im Stand der Technik üblich eine kom- plizierte Verbindung einzelner Bauteile wie Ventilbuchse, angesetzte Ohren und Rohrstücke. Der Ventilblock nimmt somit den Hauptzug des Anblasrohres des Instrumentes auf und führt diesen geradlinig und mit konstantem Querschnitt als durchgängige Bohrung durch die rechtwinklig hierzu angeordneten Ventilbuchsen. Eine Verbindung der Ventilbuchsen miteinander durch Ohren und Rohrabschnitte entfällt somit. Der Ventilblock ist entsprechend mit den Bohrungen und Ventilbuchsen aus einem Stück gearbeitet.

Es ergibt sich so die vorteilhafte Möglichkeit, die Bohrungen zum Ansatz der Rohre des Blasinstrumentes komplett gerade durch die Ventilbuchsen hindurchzuführen. Ein Ansetzen von Ohren als umlenkende Verbindungskörper zwi- sehen Ventilbuchse und Rohr ist somit überflüssig. Es ergibt sich hieraus in der Praxis insbesondere beim Anblasen eine ideale natürliche Tonerzeugung, da der Luftstrom ohne Verengung und Umlenkung durch das Instrument hindurchschwingen kann.

Die Umlenkung in die Ventilrohrschleifen beispielsweise eines Horns er- folgt hierbei mit einer stärkeren Umlenkung als dies beispielsweise im Stand der Technik der EP 0135 643 A1 durch die Führung der angesetzten Ohren an der Ventilbuchse erfolgt, allerdings stellt dies überraschenderweise keinen Nachteil dar, son- dem ermöglicht sogar eine klarere Akzentuierung und Trennung der Töne bei der Ventilbetätigung. Das heißt, die stärkere Umlenkung des Luftstroms in die Ventilrohrschleife durch das erfindungsgemäße Ventilsystem bewirkt vorteilhafterweise ein stärkeres Ansprechen dieser Töne und stellt somit sogar einen Vorteil zu herkömmli- chen Konstruktionen dar. Durch die exakte Bearbeitung der Bohrungen im Ventilblock, die durch computergesteuerte Fräsmaschinen aus einem Werkstückblock erfolgen kann, ist der zylindrische Anschluß dieser Bohrungen im Übergang zu den zylindrischen Bohrungen in den Ventilzylindern deutlich genauer und so vollkommen ausgeführt, dass auch dies das stärkere und akzentuiertere Ansprechen der Töne bewirkt.

Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht bei den Bohrungen im drehbar in der Ventilbuchse gelagerten Ventilzylinder vor, dass diese geringfügig s- förmig geschwungen ausgebildet sind, bei einer Betätigung des Ventils im Eintrittsbereich in den Ventilzylinder. Im Übergang zu den Ventilrohrschleifen bzw. im Austritts- abschnitt bei Betätigungsposition ist diese Bohrung geradlinig ausgeführt. Die Umlenkung ist zwar weiterhin nahezu rechtwinklig mit den zuvor genannten positiven Effekten, es ergeben sich hierdurch aber Verbesserungen bei der Luftführung insbesondere bei den betätigten Ventilen, da der leicht geschwungene Lauf beim Eintritt in den Ventilblock den Luftwiderstand verringert. Der Luftstrom wird weicher aufgefan- gen und ohne Querschnittsveränderung gleichmäßig der Ventilrohrschleife zugeführt. Zudem erfährt der Luftstrom bei dieser Bauform bei der Ventilbetätigung und -rota- tion um 90° eine Beschleunigung, wodurch die Töne besser im Klangzentrum getroffen werden können. Auf diese Weise kann der Spieler ein weicheres Legato erreichen. Ein weiteres vorteilhaftes und neues Element sind Kugellager, in denen der Ventilzylinder, der in der Ventilbuchse um 90 Grad gedreht wird, um den Luftstrom umzulenken, ober- und unterseitig geführt ist. Auf diese Weise wird erreicht, dass der Ventilzylinder in der Ventilbuchse reibungsfrei bewegt wird, das heißt, dass nicht der Ventilzylinder bei der Drehung an der Wandung der Ventilbuchse entlang schleifend gedreht wird. Dies ermöglicht sowohl eine leichtere Betätigung des Ventils als auch eine geringere Geräuschentwicklung beim Spiel. Insbesondere ist es auch eine Verbesserung in Bezug auf die Resonanz des Instrumentes, da nun keinerlei störende Resonanzen durch die Reibung des Ventilzylinders in der Ventilbuchse mehr auf den Instrumentenkörper übertragen werden. Das Instrument kann so ungestört als Resonanzkörper schwingen.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläu- tert werden. Es zeigen

Figur 1 eine Draufsicht auf das Ventilsystem mit

geschnittenen Ventilzylindern in offenen Ventilbuchsen bei unbetätigten Ventilen;

Figur 2 eine Draufsicht auf das Ventilsystem mit

geschnittenen Ventilzylindern in offenen Ventilbuchsen bei betätigten Ventilen.

Durch die Öffnung 1 des Ventilsystems 9 wird der Luftstrom des An- blasrohres dem Ventilsystem 9 zugeführt, wobei der Luftstrom durch Pfeile schematisch dargestellt ist. In Figur durchströmt dieser Luftstrom das Ventilsystem geradlinig und weder durch Verengungen des Querschnitts noch durch Umlenkungen behindert.

Es wird hierbei deutlich, dass dies eine elementare Veränderung gegenüber herkömmlichen Ventilsystemen ist. Lediglich am Ausgang der Bohrung 6 im Ventilzylinder 12 ist ein geringfügiger Schwung in Form einer Verjüngung der Wand- stärke der Innenwand des Ventilwechsels in diesem Bereich. Der vordere Abschnitt 7 der Bohrung 6 ist exakt übereinstimmend mit dem Querschnitt der Rohrzuführung 1 in das Ventilsystem.

Grundsätzlich ist erkennbar, dass eine durchgängige Bohrung 10 konstanten Querschnitts das Ventilsystem bzw. den Ventilblock 9 durchläuft. Der Ventil- block 9 ist daher aus einem Block herausgefräst. Hierbei ist sowohl die Außenkontur, als auch die Ansätze 1 und 2 für den Hauptzug wie auch die Ansätze 3 und 4 für die Ventilrohrschleifen 1 1 aus dem Block gefräst, des weiteren die zylindrischen Ventilbuchsen 8 und die Bohrung 10 sowie die mit dieser rechtwinklig verbundenen Bohrungen zu den Ventilrohrschleifen 1 1 . In Figur 2 wiederum ist dieses Ventilsystem mit betätigten Ventilzylindern 12 dargestellt. Diese sind so um 90° in der Ventilbuchse 8 gedreht. Die Pfeile verdeutlichen, dass der Luftstrom nun vom Eingang 1 in das Ventilsystem durch die Bohrung 6 im Ventilzylinder 12 rechtwinklig umgelenkt wird, wobei bei der dargestell- ten Ausführungsform diese Umlenkung durch den leicht geschwungenen Verlauf der Bohrung 6 im vorderen Bereich 5 weicher verläuft. Im in der gedrehten Position des Ventilzylinders 12 nun hinteren Bereich 7 zu den Ventilrohrschleifen 1 1 verläuft diese Bohrung 6 exakt im Querschnitt entsprechend den anschließenden Ventilrohrschleifen 1 1 .

Claims

Patentansprüche

1 . Ventilsystenn für Blechblasinstrumente umfassend mechanisch betätigte Drehventile, die in Ventilbuchsen (8) drehbar gelagert sind sowie Rohransätze (1 , 2, 3, 4) für den Luftstrom zu- und abführende Rohre sowie für Ventilrohrschleifen (1 1 ), dadurch gekennzeichnet, dass

- das Ventilsystem einen gefrästen Ventilblock (9) aufweist,

- in den eine das Ventilsystem geradlinig und mit konstantem Querschnitt durch die Ventilbuchsen (8) durchlaufende Bohrung (10) angeordnet ist,

- in die zu dieser etwa rechtwinklig verlaufende Bohrungen (13) gleichen Querschnitts zu den Ventilrohrschleifen (1 1 ) einmünden,

- wobei diese Bohrungen (10 und 13) durch die drehbaren Ventilzylinder (12) und darin angeordnete Bohrungen (6) miteinander bei Ventilbetätigung verbunden sind,

- wobei diese Bohrungen (6) in etwa geradlinig durch den Ventilzylinder verlaufen und in Ihrem Querschnitt den weiteren Bohrungen (10 und 13) entsprechen und

- die Ventilbuchsen (8) ebenfalls direkt in den Ventilblock (9) gefräst sind.

2. Ventilsystem für Blechblasinstrumente nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass

- die Bohrungen (6) im drehbar in der Ventilbuchse (8) gelagerten Ventilzylinder (12) zumindest in einem Endbereich (5) geringfügig in etwa s-förmig geschwungen ausgebildet ist,

- wobei dieser Endbereich (5) bei einer Betätigung des Ventils in den Umlenkbereich in die Bohrungen (10) hineingedreht wird und hier den Luftstrom weicher weiterleitet und ohne Querschnittsveränderung gleichmäßig der Ventilrohrschleife (1 1 ) zuführt.

3. Ventilsystem für Blechblasinstrumente nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilzylinder (12) ober- und unterseitig in einem Kugellager geführt ist und so im Bezug auf die Ventilbuchse (8) reibungsfrei in dieser drehbar ist.