WO2016087377A1 - Rahmen für einen flügel oder ein piano sowie verfahren zur verbesserung eines solchen rahmens - Google Patents

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WO2016087377A1
WO2016087377A1 PCT/EP2015/078071 EP2015078071W WO2016087377A1 WO 2016087377 A1 WO2016087377 A1 WO 2016087377A1 EP 2015078071 W EP2015078071 W EP 2015078071W WO 2016087377 A1 WO2016087377 A1 WO 2016087377A1
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piano
frame
longitudinal
longitudinal strut
mass
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PCT/EP2015/078071
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jan ENZENAUER
Original Assignee
Enzenauer Flügel-Manufaktur GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Classifications

    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10CPIANOS, HARPSICHORDS, SPINETS OR SIMILAR STRINGED MUSICAL INSTRUMENTS WITH ONE OR MORE KEYBOARDS
    • G10C3/00Details or accessories
    • G10C3/04Frames; Bridges; Bars

Definitions

  • the invention relates to a frame for a grand piano or a piano and a method for improving such a frame.
  • Such frames are also referred to in the art as a cast frame, plate, cast plate, piano plate, piano string plate, "frame” or "iron plate”.
  • grand piano or piano is intended to encompass all keyboard instruments in which, at the press of a button, small hammers are struck against strings that are stretched over a frame via a special mechanism.
  • US Pat. No. 3,564,963 A discloses a damping device for a frame known as a piano page plate, which is arranged as a connecting plate between adjacent longitudinal struts.
  • US Pat. No. 4,602,548 A discloses a method for pianos whose resonator body comprises a central web and a bass bridge, wherein the amplitude is influenced by attaching a weight to one of the webs and the sound duration of two adjacent tones should be taken.
  • the design of the frame is not discussed in this document.
  • DE 1 772 340 A discloses a frame called a piano stringed plate for a grand piano, the sound of which is to be improved in that the loss factor of the cast iron used is within a predetermined value range.
  • 10 505 B2 is known as a piano plate frame for a wing with front plate and back plate known on the surface ⁇ ) fine, bumpy patterns are formed. These fine patterns are intended to improve the response of the frame in a wide frequency range.
  • GB 1, 103.687 A and FR 2 929 436 A1 further frames for wings are known which comprise a front plate, a rear plate and the two plates connecting longitudinal struts.
  • the invention has for its object to provide a frame for a grand piano or a piano available, which is improved vibration technology. Furthermore, a method for improving a frame for a grand piano or a piano is to be provided.
  • An inventive frame for a grand piano or a piano comprises a front plate, a rear plate and a plurality of longitudinal struts connecting the front plate and the rear plate.
  • a grand piano or a piano can be significantly improved in vibration insofar as vibrations generated during the playing of the grand piano or piano, in particular in the frame, are markedly reduced by the measures.
  • a maximum longitudinal extent of a mass maximum at a longitudinal strut of 150 mm is meant that when forming the mass element by additional material (in one piece or in the form of subsequently added additional masses) on the longitudinal strut clearly recognizable local mass maximum arises over a length of maximum Extends 150 mm and / or a material with a higher density is preferably introduced a maximum of a length of 150 mm contiguous in the longitudinal strut.
  • the term extension area is understood to mean that region of the longitudinal strut at which the
  • a local maximum mass in particular in connection with this embodiment, a region of the longitudinal strut is understood which has a higher mass per millimeter of length of the longitudinal strut relative to two neighboring regions surrounding this region.
  • the at least one local mass maximum extends over a maximum length of 100 mm, in a particularly preferred embodiment the at least one local mass maximum extends over a maximum length of 50 mm. If a plurality of local mass maxima are formed, the abovementioned value ranges are preferably valid for all local mass maxima.
  • an element Under a front plate of a wing in the context of the invention, an element is understood that a compound of the longitudinal struts on the aligned to the keys of a wing side (front) of the frame manufactures. Under a rear plate of a wing in the context of the invention, an element is understood, which establishes a compound of the longitudinal struts on the side remote from the keys (back).
  • the back plate usually extends on wings along the curved sides (this is usually the right side) to the rear end.
  • the frame serves - together with the frame surrounding the rim or Rim and wall - for receiving the outgoing of the strings of a wing tensile and bending forces.
  • Frames for grand pianos or a piano are currently mainly produced as cast frames, using both conventional gray cast iron and special casting materials.
  • the invention can be realized both with cast frames and with differently made frames, in particular made of several, firmly interconnected parts manufactured frame.
  • Front plate, rear plate and longitudinal struts frame according to the invention can therefore be both integrally formed as well as manufactured in one or more individual parts and firmly connected to each other.
  • the connection can be made in the form of a positive, non-positive and / or material fit in the case of multiple items.
  • the fixing of a separate element in a discrete region of the longitudinal strut can take place both positively, non-positively and / or materially.
  • frictional connections reference is made to the tightening of additional masses by means of clamp-like clamping devices or by means of other clamping devices.
  • positive connections reference is made to the screwing in of additional masses in openings provided for the additional masses of a longitudinal strut or the attachment of additional masses by means of a riveted joint.
  • cohesive connections reference is made to the fixing of additional masses by means of soldering, welding or adhesive bonding.
  • Frames according to the invention can also be made of composite materials, such as material compositions comprising carbon and one or more metal materials, cast iron and steel or aluminum and lead.
  • a local maximum mass within the meaning of the invention can also be formed by removing material in an area adjacent to a maximum mass or a plurality of adjacent areas of a frame. This can be done in particular by milling, grinding and / or by means of a cutting process.
  • a longitudinal strut of the frame according to the invention, on which the at least one local mass maximum is formed, has at least one connecting region to a further element, wherein at least one local mass maximum is formed at this longitudinal strut spaced from this node.
  • connection area in the present case refers in particular to so-called nodes, i.
  • connections to a transverse strut extending between two or more longitudinal struts or connecting regions to an element surrounding the frame for example a connecting region of the longitudinal strut for so-called latching.
  • at least one further local mass maximum is formed independently of connection regions (nodes, etc.) formed on the frame whose main function is the connection to a separate, further element.
  • space is meant in the present case that, in a frame according to the invention, which has a plurality of connection areas to a further element, at least one further local mass maximum is formed between two adjacent connection areas or between a connection area and the front panel or between a connection area and the rear panel is arranged.
  • the mass of a longitudinal section of one millimeter of the longitudinal strut in the region of a local mass maximum compared to the mass of at least one adjoining the local maximum mass in the longitudinal direction is increased by at least 10 percent relative to the mass of regions adjoining in the longitudinal direction of the longitudinal strut in both directions.
  • the mass in the region of the local maximum is increased by at least 15 percent over an adjacent region (or preferably both adjacent regions), by at least 20 percent in a particularly preferred embodiment. It has been shown that when significant mass maxima are formed as described above (minimum increase in mass relative to adjacent sections in one or both directions of the longitudinal extent of the longitudinal strut), a particularly significant improvement in vibration technology can be achieved.
  • a plurality of local mass maxima are formed on at least one longitudinal strut.
  • the formation of 2 to 15 local mass maxima on a longitudinal strut with a length of about 1000 mm is particularly advantageous.
  • the middle region preferably extending at least over half the length of the longitudinal strut. It preferably starts at a distance from the front plate and extends in the longitudinal direction of the longitudinal strut to a region spaced from the backplate. te.
  • the middle region preferably extends over at least 25 percent, preferably at least 50 percent and particularly preferably at least 75 percent of the length of the longitudinal strut (measured from the front plate to the rear plate).
  • the central region may extend for example over a length of about 900 mm and begin about 10-50 mm apart from the front plate.
  • further mass maxima preferably 5 to 12 mass maxima and more preferably 9 mass maxima, are formed within the above-described central region 2 to 15.
  • the mass of the central portion of the longitudinal strut compared to the mass of the remaining areas is increased by at least 10 percent and the mass of the mass maxima in the area of the central areas compared to the middle section (without additional mass maxima) also increased by at least 10 percent.
  • Preferred absolute positions for the mass maxima are mentioned in the description of the figures.
  • a plurality of local mass maxima are formed on a plurality of, and particularly preferably on, all longitudinal struts, in particular in one of the ways described above.
  • the formation of several local mass maxima according to the invention can be further improved in terms of vibration technology.
  • At least one longitudinal strut (and preferably all longitudinal struts) have a closed surface in the region of the at least one local maximum mass, the frame is not only vibration-related but also optically particularly appealing.
  • a closed surface it is meant, in particular, that the surface should be free from openings such as through holes (not closed by other inserted elements), blind holes or otherwise formed other cavities.
  • the profile of the at least one longitudinal strut with a local mass maximum at least over a predominant length region between the front plate and the rear plate has a height that is greater than the width.
  • all the longitudinal struts have such a profile, in particular all that have a local mass maximum.
  • “predominant length range” herein is meant that the height over at least 50 percent of the length of the longitudinal strut (measured from the juncture of the longitudinal strut to the front panel to the juncture of the longitudinal strut to the backplate) is greater than the width the
  • Extending direction parallel to the gravitational force in a frame built into the wing, where the height is the difference between the "highest” and the “lowest” point (as viewed in the direction of Erdan drawing force) is meant.
  • the width is meant the extension of the longitudinal strut in the transverse direction, wherein the transverse direction is oriented perpendicular to the gravitational force and perpendicular to the longitudinal direction of the longitudinal strut (center line).
  • the frame is rotated 90 ° relative to the grand piano.
  • the height of the longitudinal strut in this case, the extension of the longitudinal strut in a direction perpendicular to the gravitational force to be considered, namely the extension of the longitudinal strut in the horizontal direction, which leads from the front with the keys of the piano to the back of the piano.
  • the length of the longitudinal strut means the extent in the direction of the gravitational force and the width the extent in the horizontal transverse direction.
  • an inventive frame for a grand piano or a piano which is designed as a cast frame.
  • the frame including front plate, rear plate, longitudinal struts and any cross braces - and particularly preferably including all local mass maxima is preferably made as a one-piece component.
  • the cross-sectional area of at least one longitudinal strut with a local maximum mass of a frame according to the invention is preferably T-shaped or conical over the predominant region of the longitudinal extension direction between the front plate and the rear plate.
  • the top line of the "T” is oriented horizontally (i.e., perpendicular to gravity) and the trunk of the "T” extends upward from the top line against gravity.
  • the cross-sectional area is conical in shape, it is preferable that the cross-section is tapered upwardly (i.e., against the force of gravity), i. the cross-sectional area in the lower region has a greater width extension than in the upper region.
  • the invention is not limited to the preferred cross-sectional area designs described above. It also extends to any other cross-sectional geometries formed on frame for wings or pianos longitudinal struts.
  • the protection of the invention also includes wings or pianos in which frames are used as described above.
  • the thickness of front plates and / or back plates according to the invention is, in particular in frames produced as cast parts, preferably 2-20 mm, more preferably 4-14 mm and more preferably 8-10 mm.
  • the height of individual longitudinal struts of a frame according to the invention for a grand piano or a piano is in particularly practical embodiments between 15 mm and 100 mm, preferably between 30 mm and 85 mm and particularly preferably between 40 mm and 65 mm.
  • the width of individual longitudinal struts of a frame according to the invention for a grand piano or a piano in particularly practical embodiments is between 2 mm and 100 mm, preferably between 4 mm and 80 mm and particularly preferably between 6 mm and 65 mm.
  • the invention also relates to a method for improving a frame of a grand piano or piano with at least the following method steps: a) repeated playing of several tones via the keyboard of the grand piano or piano and at the same time determining at least one area at one or more longitudinal bars of a frame with a local oscillation amplitude maximum; b) positioning and fixing at least one separate element serving as additional mass only in a determined area of a longitudinal strut or at a position spaced from the determined area on the frame such that the oscillation amplitude is reduced in the determined according to step a) at least one area.
  • a local maximum amplitude of vibration amplitude is understood to mean, in particular, areas on a longitudinal strut which vibrate more strongly when playing at least one tone via the keyboard of the grand piano or piano, ie have a greater oscillation amplitude than the adjacent areas of the longitudinal strut (in the longitudinal direction of the longitudinal strut considered).
  • the oscillation amplitude is understood to be the absolute amount of the maximum deflection in the transverse direction to the longitudinal direction of the longitudinal strut. It is preferred in a first process step first, to reduce the oscillation amplitude in the region of a longitudinal strut with the largest local oscillation amplitude maximum, ie in the region with the absolute oscillation amplitude maximum of this longitudinal strut.
  • the method according to the invention can also be carried out only for selected local oscillation amplitude maxima.
  • the acceleration can be measured as a measure of the amplitude as an alternative to the magnitude of the amplitude. It is assumed that the acceleration of a longitudinal strut is proportional or at least analogous to the vibration amplitude, i. from a magnitude high measured acceleration is concluded that a high magnitude vibration amplitude.
  • Lead vibration amplitude when a serving as additional mass separate element is attached to a spaced-apart from the determined area position If necessary, this can be determined by tests.
  • the method is performed at least for all low (and energy rich) tones of a grand piano or piano. These tones stimulate especially the longest of the longitudinal struts of the grand piano or piano.
  • a method is preferred which is performed for at least one of the three longest longitudinal struts of a grand piano or piano, preferably for the two longest longitudinal struts and more preferably for the three longest longitudinal struts, of a grand piano or piano to be improved.
  • a longitudinal strut all struts of a frame are considered, the largest extent in the longitudinal direction, wherein the longitudinal direction in a wing, the horizontal direction is considered perpendicular to the keyboard plane and for pianos the vertical direction.
  • all tones are to be played, which excite the relevant longitudinal struts to vibrations with a relevant oscillation amplitude.
  • the method is preferably performed for all tones. In a simplified embodiment, it can only be carried out for a part of the tones, in particular with half or a partial range of all tones.
  • Fig. 1 shows a wing according to the prior art in a view of the
  • FIG. 2 is a perspective view of a first embodiment of a frame according to the invention for a wing
  • FIG. 3 shows an enlarged view of the longitudinal strut of the frame according to the invention marked MI in FIG. 2, FIG.
  • Fig. 4a-4c are sectional views through the marked in Figure 3 with the lines AA, B- B and CC areas of the longitudinal strut
  • Fig. 5 is a perspective view of a portion of a longitudinal strut of a frame according to the invention for a wing on which various design options to achieve 6 is a side view of a portion of a longitudinal strut of a frame according to the invention for a wing with a trained as a separate element, arranged at this longitudinal strut mass maximum
  • Fig. 5 is a perspective view of a portion of a longitudinal strut of a frame according to the invention for a wing on which various design options to achieve 6 is a side view of a portion of a longitudinal strut of a frame according to the invention for a wing with a trained as a separate element, arranged at this longitudinal strut mass maximum
  • FIG. 7 is a diagram (length-mass diagram) for representing the mass m per mm length of a longitudinal strut of an embodiment of a frame according to the invention over the length I of the longitudinal strut of the front plate (0 mm) to the rear plate (about 1000 mm ).
  • FIG. 1 shows a wing 10 a side view (top view) and in a view from above (bottom view).
  • the wing 10 consists essentially of a base body 12 with a hinged lid 14.
  • the main body 12 is supported on feet 16 which are mounted on rollers 18.
  • the frame 24 consists essentially of a front plate 28, a rear plate 30 and the front plate 28 and the rear plate 30 connecting longitudinal struts 32.
  • the strings, not shown, are usually stretched from the front plate to the rear plate 30.
  • a plurality of openings 34 are formed in the rear plate 30 .
  • cross-sectional widenings 38 are formed on a plurality of longitudinal struts 32 in the region between the front plate 28 and the rear plate 30.
  • additional material is provided on the respective longitudinal strut 32, which protrudes laterally relative to the profile extending from the front plate 28 in the direction of the rear plate 30.
  • the respective longitudinal strut 32 In the areas with a lateral cross-sectional widening 38, the respective longitudinal strut 32 has an L-shaped profile. In the areas with two cross-section spreading widths arranged on opposite sides, ments 38, the respective longitudinal strut 32 has a cross-sectionally T-shaped profile.
  • cross-sectional extensions 38 that can be seen in the lower representation of FIG. 1 are known from the prior art. They usually have a length of more than 150 mm.
  • FIG 2 shows an embodiment of a frame 24 according to the invention, the basic structure of which corresponds to the frame 24 shown in Figure 1, i. Also in this frame 24, a front plate 28 is connected to a rear plate 30 spaced therefrom via longitudinal struts 32.
  • the frame 24 shown in Figure 2 additionally has a transverse strut 40, which connects a plurality of longitudinal struts 32 together.
  • cross-sectional reductions 42 are formed on two longitudinal struts 32 by virtue of the profile having recesses extending in the vertical direction (z-direction) in a discrete longitudinal extension region of the respective longitudinal struts 32.
  • Such cross-sectional reductions 42 are known from the prior art, in particular of wings or pianos, in which the space conditions require such constructions in order to be able to guide further elements, such as a wooden beam of a base body, through the region of the recesses.
  • the x-direction of the coordinate system is related to the wing 10 or the entire frame 24.
  • the x-direction is perpendicular to the extension direction of the keyboard 22 and thus along the left side edge of the base body 12 ( Figure 1) or perpendicular to the front edge of the frame 24 ( Figure 2).
  • the construction according to the invention of the frame 24 shown in FIG. 2 will be apparent only in connection with FIGS. 3-7 explained below.
  • FIGS. 3-7 explained below only one longitudinal strut 32 is shown in each case.
  • the x-direction of the coordinate system was aligned in the longitudinal direction of the shown longitudinal strut.
  • FIG. 3 shows the region of a longitudinal strut 32 labeled III in FIG. 2 in an enlarged view. Representations of the cross-sections oriented in the y-z direction along the lines marked A-A, B-B and C-C in FIG. 3 are shown in FIGS. 4a-4c.
  • the longitudinal strut 32 in the area marked MI in Figure 2 has a cross-sectionally T-shaped profile, wherein the top coat of the T is aligned horizontally and the trunk of the T of the Cover line extends upwards against gravity (gravitational direction g).
  • FIG. 3 in connection with FIGS. 4a, 4b and 4c, it can be seen that a total of three mass maxima 36 are formed on the longitudinal strut 32 in different ways.
  • the mass maximum 36 formed in the region of the section line AA extends over a length range h
  • the second mass maximum 36 formed in the region of the section line BB extends over the length 12
  • the third mass maximum 36 extends over the length b in the region marked CC ,
  • all mass maxima 36 are formed by providing the T-shaped cross section with a cross-sectional widening 38.
  • the area (and thus also the mass of defined longitudinal sections with a constant cross section and the same length) is increased by approximately 7 percent relative to the area of the front sectional area 44.
  • the additional cross-sectional area is designated by 46 in FIG. 4c, the delimitation of the additional area from the base cross-sectional area being indicated by a dashed line.
  • the regions 46 are marked with dashed lines, which indicate the transverse Increase 46 and thus increase the mass.
  • FIG. 5 shows another section of the longitudinal strut 32 with various further embodiments for forming local mass maxima 36. These are discussed below in the order of the arrangement in the direction of the arrow x starting with the front cut surface 44.
  • the first mass maximum 36 is a cross-sectional widening 38 similar to that shown in FIG. 4b.
  • the second mass maximum 36 is formed as a passage opening 48 formed in the trunk of the T-shaped profile.
  • a through opening 48 can be used to form a local mass maximum 36 in order to use a material with higher density in this through hole 48.
  • a cylindrical element can be used which has a larger volume than material 48 was removed from the longitudinal strut 32 by forming the passage opening 48.
  • Passage openings such as the through-opening 48 can also be used analogously as a local minimum mass, if no element is used or an element is used whose mass is less than the mass of missing in the region of the passage opening material.
  • the third local mass maximum 36 was formed by a cross-sectional widening 38 in the region of the top mark of the T-shaped profile.
  • the fourth local mass maximum 36 was realized by a further cross-sectional widening 38, which has an irregular shape reminiscent of a revolver.
  • mass maxima in the context of the invention is not by cuboidal or otherwise regular forms must be formed, but can be arbitrarily shaped.
  • the skilled person is free insofar, in particular by iterative procedure according to the method steps according to the invention to determine suitable shapes, sizes and arrangements of mass maxima in the context of the patent teaching.
  • the fifth local mass maximum 36 is a cross-sectional increase 50 obtained by extending the trunk of the T-shaped profile upwards (in the z-direction).
  • FIG. 6 shows a longitudinal strut 32 of a frame according to the invention, not shown, together with a mass maximum 36 which is connected to the longitudinal strut 32 over a length II (here: 75 mm), but above the connection region over a greater length I M (here:
  • the effective length thus effective for the length of the maximum mass defined in claim 1 is in the embodiment shown in FIG. 6 the length II and thus the length over which the additional detectable mass element is connected to the basic geometry of the longitudinal strut.
  • Figure 7 shows the course of the mass per mm length of a longitudinal strut, not shown, a longitudinal strut according to the invention.
  • a total of three local mass maxima are formed on the longitudinal strut .
  • the - viewed from the front plate - first mass maximum 36 and the second mass maximum 36 are formed as "mass jumps", ie the mass is increased from a discrete point of the longitudinal strut by a percentage of at least 5 percent (here: increase in the first mass maximum order about 25 percent and increase in the second maximum by about 46 percent over the immediately adjacent areas).
  • the third mass maximum is in a range between a continuous increase in mass starting from a length h to a length I2 and a continuous decrease in mass starting from a length to a length.
  • the mass maximum 36 is the range marked x, in which the mass per mm length of the longitudinal strut is at least 5 percent higher than in the region before the length Ii or behind the length.
  • the range marked x corresponds to the length which determines the maximum mass 36.
  • the third mass maximum 36 is a mass maximum according to the invention. To this extent, it is not necessary that a "jump" required for a mass maximum occurs directly on the longitudinal strut itself or on the basis of a sudden increase in mass per mm length of a longitudinal strut in one

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rahmen für einen Flügel oder ein Piano sowie ein Verfahren zur Verbesserung eines Flügels oder eines Pianos mit einem solchen Rahmen. Ein erfindungsgemäßer Rahmen (24) für einen Flügel (10) oder ein Piano umfasst eine Vorderplatte (28), eine Hinterplatte (30) sowie mehrere, die Vorderplatte (28) und die Hinterplatte (30) verbindende Längsstreben (32). Dabei ist an mindestens einer Längsstrebe (32) mit einer Mindestlänge von 500 mm in deren Längserstreckungsrichtung betrachtet zwischen der Vorderplatte (28) und der Hinterplatte (30) in einem diskreten Bereich der Längsstrebe (32) durch partielle Vergrößerung der Querschnittsfläche, durch partielle Verwendung eines Werkstoffs mit höherer Dichte und/oder durch Fixieren eines separaten Elements in einem diskreten Bereich der Längsstrebe (32) mindestens ein lokales Massemaximum (36) ausgebildet das sich über eine Länge der Längsstrebe von maximal 150 mm erstreckt. Ferner weist die mindestens eine Längsstrebe (32), an welcher das mindestens eine lokale Massemaximum (36) ausgebildet ist, einen Verbindungsbereich zu einem weiteren Element auf. Ferner ist an dieser Längsstrebe an dieser Längsstrebe (32) beabstandet von diesem Verbindungsbereich mindestens ein lokales Massemaximum (36) ausgebildet.

Description

Rahmen für einen Flügel oder ein Piano sowie Verfahren zur Verbesserung eines solchen Rahmens
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Rahmen für einen Flügel oder ein Piano sowie ein Verfahren zur Verbesserung eines solchen Rahmens. Derartige Rahmen werden im Stand der Technik auch als Gussrahmen, Platte, Gussplatte, Klavierplatte, Klaviersaitenplatte,„frame" oder„iron plate" bezeichnet.
Mit der Bezeichnung„Flügel oder Piano" sollen im Rahmen dieser Offenba- rung sämtliche Tasteninstrumente umfasst sein, bei welchen auf Tastendruck über eine spezielle Mechanik Hämmerchen gegen Saiten geschlagen werden, die über einen Rahmen gespannt sind.
Aus DE 570 099 A ist ein aus einem Stück gefertigter Rahmen für einen Flügel aus Leichtmetall bekannt, dessen Saitensteg einstückig mit dem Rahmen ausgebildet ist und Resonanzflügel aufweist, um die Klangschwingungen zu erhöhen.
Aus US 3 564 963 A ist eine Dämpfungseinrichtung für einen als Klaviersei- tenplatte bekannten Rahmen bekannt, die als Verbindungsplatte zwischen benachbarten Längsstreben angeordnet ist.
In DE 12 85 280 A und aus DD 20 970 A5 sind Gestaltungen für eine Konzertflügelrast sowie eine Piano- bzw. Flügelrast beschrieben. Auf die Gestaltung des Rahmens wird in diesen Dokumenten nicht eingegangen.
Aus US 4 602 548 A ist ein Verfahren für Klaviere bekannt, deren Resonanzkörper einen Mittelsteg und einen Bass-Steg umfasst, wobei durch Anbringung eines Gewichts an einem der Stege Einfluss auf die Amplitude und die Tondauer zweier benachbarter Töne genommen werden soll. Auf die Gestaltung des Rahmens wird in diesem Dokument nicht eingegangen.
Aus DE 1 772 340 A ist ein als Klaviersaitenplatte bezeichneter Rahmen für einen Flügel bekannt, dessen Klang dadurch verbessert werden soll, dass der Verlustfaktor des verwendeten Gusseisens innerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs liegt.
Aus DE 27 10 505 B2 ist ein als Klavierplatte bezeichneter Rahmen für einen Flügel mit Vorderplatte und Hinterplatte bekannt, an deren Oberfläche^) feine, holperige Muster ausgebildet sind. Durch diese feinen Muster soll das Ansprechen des Rahmens in einem breiten Frequenzbereich verbessert werden. Aus GB 1 ,103,687 A und FR 2 929 436 A1 sind weitere Rahmen für Flügel bekannt, die eine Vorderplatte, eine Hinterplatte und die beiden Platten verbindende Längsstreben umfassen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rahmen für einen Flügel oder ein Piano zur Verfügung zu stellen, der schwingungstechnisch verbessert ist. Ferner soll ein Verfahren zur Verbesserung eines Rahmens für einen Flügel oder ein Piano zur Verfügung gestellt werden.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Ein erfindungsgemäßer Rahmen für einen Flügel oder ein Piano umfasst eine Vorderplatte, eine Hinterplatte sowie mehrere, die Vorderplatte und die Hinterplatte verbindende Längsstreben. Dabei ist an mindestens einer Längsstrebe mit einer Mindestlänge von 500 mm in deren Längserstre- ckungsrichtung betrachtet zwischen der Vorderplatte und der Hinterplatte in einem diskreten Bereich der Längsstrebe durch partielle Vergrößerung der Querschnittsfläche, durch partielle Verwendung eines Werkstoffs mit höherer Dichte und/oder durch Fixieren eines separaten Elements in einem diskreten Bereich der Längsstrebe mindestens ein lokales Massemaximum ausgebildet, das sich über eine Länge der Längsstrebe von maximal 150 mm erstreckt. Durch Versuche wurde ermittelt, dass sich mit einem wie vorstehend beschriebenen Rahmen ein Flügel oder ein Piano schwingungstechnisch insoweit erheblich verbessern lässt, als beim Bespielen des Flügels oder Pianos erzeugte Schwingungen, insbesondere im Rahmen, mit den Maßnahmen deutlich reduziert werden. Mit einer maximalen Längserstreckung eines Massemaximums an einer Längsstrebe von 150 mm ist gemeint, dass bei Ausbildung des Masseelements durch zusätzliches Material (einstückig oder in Form von nachträglich ergänzten Zusatzmassen) ein an der Längsstrebe klar erkennbares lokales Massemaximum entsteht, das sich über einen Längenabschnitt von maximal 150 mm erstreckt und/oder ein Werkstoff mit höherer Dichte vorzugsweise maximal über einen Längenabschnitt von 150 mm zusammenhängend in die Längsstrebe eingebracht ist. Bei Zusatzmassen wird als Erstreckungsbe- reich derjenige Bereich der Längsstrebe verstanden, an welchem die
Zusatzmasse angebracht ist. Hierauf wird in Verbindung mit der Figurenbe- Schreibung noch im Detail eingegangen. Als lokales Massemaximum wird, insbesondere in Zusammenhang mit dieser Ausführungsform, ein Bereich der Längsstrebe verstanden, der relativ zu zwei diesen Bereich umgebenden Nachbarbereichen eine höhere Masse pro Millimeter Länge der Längsstrebe aufweist. In einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich das mindestens eine lokale Massemaximum über einen Längenbereich von maximal 100 mm, in einer besonders bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich das mindestens eine lokale Massemaximum über einen Längenbereich von maximal 50 mm. Wenn mehrere lokale Massemaxima ausgebildet sind, gelten die vorstehend genannten Wertebereiche vorzugs- weise für alle lokalen Massemaxima.
Unter einer Vorderplatte eines Flügels im Sinne der Erfindung wird ein Element verstanden, das eine Verbindung der Längsstreben auf der zu den Tasten eines Flügels ausgerichteten Seite (Vorderseite) des Rahmens herstellt. Unter einer Hinterplatte eines Flügels im Sinne der Erfindung wird ein Element verstanden, das eine Verbindung der Längsstreben auf der von den Tasten entfernten Seite (Rückseite) herstellt. Die Hinterplatte erstreckt sich bei Flügeln üblicherweise entlang der geschwungenen Seiten (dies ist meist die rechte Seite) bis zum hinteren Ende. Der Rahmen dient - zusammen mit der den Rahmen umgebenden Raste bzw. Rim und Wandung - zur Aufnahme der von den Saiten eines Flügels ausgehenden Zug- und Biegekräfte. Rahmen für Flügel oder ein Piano werden aktuell überwiegend als Gussrahmen hergestellt, wobei sowohl üblicher Grauguss als auch spezielle Gießwerkstoffe zum Einsatz kommen. Die Erfindung lässt sich sowohl mit Gussrahmen als auch mit anders gefertigten Rahmen , insbesondere aus mehreren, fest miteinander verbundenen Einzelteilen gefertigten Rahmen realisieren. Vorderplatte, Hinterplatte und Längsstreben erfindungsgemäßer Rahmen können daher sowohl einstückig ausgebildet als auch in ein oder mehreren Einzelteilen gefertigt und fest miteinander verbunden sein. Die Verbindung kann im Falle mehrerer Einzelteile formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig erfolgen. Auch das Fixieren eines separaten Elements in einem diskreten Bereich der Längsstrebe kann sowohl formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig erfolgen.
Als Beispiel auf kraftschlüssige Verbindungen wird auf das Festspannen von Zusatzmassen mittels schraubzwingenähnlicher Spannvorrichtungen oder mittels sonstiger Klemmvorrichtungen verwiesen. Als Beispiele für formschlüssige Verbindungen wird auf das Einschrauben von Zusatzmassen in für die Zusatzmassen vorgesehene Öffnungen einer Längsstrebe oder das Anbringen von Zusatzmassen mittels einer Nietverbindung verwiesen. Als Beispiel für stoffschlüssige Verbindungen wird auf das Fixieren von Zusatzmassen mittels Löt-, Schweiß- oder Klebverbindung verwiesen.
Erfindungsgemäße Rahmen können auch aus Kompositmaterialien hergestellt sein, wie z.B. aus Materialkompositionen umfassend Carbon und einen oder mehrere Metallwerkstoffe, Gusseisen und Stahl oder Aluminium und Blei.
Ein lokales Massemaximum im Sinne der Erfindung kann auch dadurch aus- gebildet werden, dass Material in einem zu einem zu erzielenden Massemaximum benachbarten Bereich oder mehreren benachbarten Bereichen eines Rahmens entfernt wird. Dies kann insbesondere durch Fräsen, Schleifen und/oder mit Hilfe eines Schneidverfahrens erfolgen. Eine Längsstrebe des erfindungsgemäßen Rahmens, an welcher das mindestens eine lokale Massemaximum ausgebildet ist, weist mindestens einen Verbindungsbereich zu einem weiteren Element auf, wobei mindestens ein lokales Massemaximum an dieser Längsstrebe beabstandet von diesem Knotenpunkt ausgebildet ist. Mit dem Begriff Verbindungsbereich sind vorliegend insbesondere sogenannte Knotenpunkte gemeint, d.h.
Verbindungen zu einer zwischen zwei oder mehreren Längsstreben verlaufenden Querstrebe oder Verbindungsbereiche zu einem den Rahmen umgebenden Element, beispielsweise einen Verbindungsbereich der Längsstrebe zum sogenannten Rasten. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist gemäß der vorstehend genannten, praktischen Ausführungsform unabhängig von an dem Rahmen ausgebildeten Verbindungsbereichen (Knotenpunkte etc.), deren Hauptfunktion die Verbindung zu einem separaten, weiteren Element ist, mindestens ein weiteres lokales Massemaximum ausgebildet. Mit„beabstandet" ist vorliegend gemeint, dass bei einem erfindungsgemä- ßen Rahmen, der mehrere Verbindungsbereiche zu einem weiteren Element aufweist, mindestens ein weiteres lokales Massemaximum zwischen zwei benachbarten Verbindungsbereichen oder zwischen einem Verbindungsbereich und der Vorderplatte oder zwischen einem Verbindungsbereich und der Hinterplatte ausgebildet oder angeordnet ist.
Es ist bevorzugt, wenn bei einem erfindungsgemäßen Rahmen die Masse eines Längenabschnitts von einem Millimeter der Längsstrebe im Bereich eines lokalen Massemaximums gegenüber der Masse mindestens eines sich an das lokale Massemaximum in Längserstreckungsrichtung anschlie- ßenden Bereichs um mindestens 5 Prozent, bevorzugt um mindestens 7 Prozent und weiter bevorzugt mindestens 10 Prozent, erhöht. Dies kann auch als signifikantes lokales Massemaximum bezeichnet werden. Vorzugsweise ist die Masse eines Längenabschnitts von einem Millimeter der Längsstrebe gegenüber der Masse von sich in beiden Richtungen in Längserstreckungsrichtung der Längsstrebe anschließenden Bereiche um mindestens 10 Prozent erhöht. In weiter bevorzugten Ausführungsformen ist die Masse in dem Bereich des lokalen Maximums gegenüber einem benachbarten Bereich (oder vorzugsweise beiden benachbarten Bereichen) um mindestens 15 Prozent erhöht, in einer besonders bevorzugten Ausführungsform um mindestens 20 Prozent. Es hat sich gezeigt, dass bei Ausbildung von wie vorstehend be- schriebenen signifikanten Massemaxima (Mindestmasseerhöhung gegenüber benachbarten Abschnitten in einer oder in beiden Richtungen der Längserstreckung der Längsstrebe) eine besonders deutliche schwingungstechnische Verbesserungen erzielt werden kann.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rahmen, die alternativ oder in Ergänzung zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen realisiert werden kann, sind an mindestens einer Längsstrebe mehrere lokale Massemaxima ausgebildet. Diesbezüglich hat sich gezeigt, dass die Ausbildung von 2 bis 15 lokalen Massemaxima an einer Längsstrebe mit einer Länge von ca. 1000 mm besonders vorteilhaft ist.
Ebenfalls als vorteilhaft erwiesen hat es sich, als lokales Massemaximum die Masse einer Längsstrebe in einem mittleren, langgestreckten Bereich zu erhöhen, wobei der mittlere Bereich sich vorzugsweise mindestens über die halbe Länge der Längsstrebe erstreckt. Er beginnt vorzugsweise beabstandet von der Vorderplatte und erstreckt sich in Längserstreckungsrichtung der Längsstrebe bis zu einem Bereich beabstandet von der Hinterplat- te. Der mittlere Bereich erstreckt sich vorzugsweise über mindestens 25 Prozent, bevorzugt mindestens 50 Prozent und besonders bevorzugt mindestens 75 Prozent der Länge der Längsstrebe (gemessen von der Vorderplatte bis zur Hinterplatte).
Besonders bevorzugt ist es, wenn zusätzlich zu einem solchen langgestreckten Bereich mit erhöhter Masse ein weiteres Massemaximum oder mehrere weitere Massemaxima in diesem Bereich ausgebildet sind.
Bezogen auf eine Längsstrebe mit einer Länge von ca. 1000 mm kann sich der mittlere Bereich beispielsweise über eine Länge von ca. 900 mm erstrecken und etwa 10-50 mm beabstandet von der Vorderplatte beginnen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Längsstrebe eines erfindungsgemäßen Rahmen sind innerhalb des vorstehend beschriebenen mittleren Bereichs 2 bis 15 weitere Massemaxima, bevorzugt 5 bis 12 Massemaxima und weiter bevorzugt neun Massemaxima, ausgebildet.
Dabei ist die Masse des mittleren Abschnitts der Längsstrebe gegenüber der Masse der übrigen Bereiche um mindestens 10 Prozent erhöht und die Masse der Massemaxima im Bereich der mittleren Bereiche gegenüber dem mittleren Abschnitt (ohne zusätzliche Massemaxima) ebenfalls um mindestens 10 Prozent erhöht. Bevorzugte absolute Positionen für die Massemaxima werden in der Figurenbeschreibung genannt.
Vorzugsweise sind an mehreren, und besonders bevorzugt an allen, Längs- streben mehrere lokale Massemaxima ausgebildet, insbesondere in einer der vorstehend beschriebenen Art und Weise. In Versuchen wurde festgestellt, dass durch die Ausbildung mehrerer lokaler Massemaxima erfindungsgemäße Rahmen schwingungstechnisch weiter verbessert werden können.
Wenn bei einem erfindungsgemäßen Rahmen mindestens eine Längsstrebe (und vorzugsweise alle Längsstreben) im Bereich des mindestens einen lokalen Massemaximums eine geschlossene Oberfläche aufweisen, ist der Rahmen nicht nur schwingungstechnisch, sondern auch optisch besonders ansprechend. Mit einer geschlossenen Oberfläche ist insbesondere gemeint, dass die Oberfläche frei von Öffnungen wie (nicht durch eingesetzte andere Elemente verschlossene) Durchgangsbohrungen, Sacklochbohrungen oder anders ausgebildeten sonstigen Hohlräumen sein soll.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rahmens für einen Flügel oder ein Piano weist das Profil der mindestens einen Längsstrebe mit einem lokalen Massemaximum zumindest über einen überwiegenden Längenbereich zwischen der Vorderplatte und der Hinter- platte eine Höhe auf, die größer ist als die Breite. Vorzugsweise weisen alle Längsstreben ein solches Profil auf, insbesondere alle, die ein lokales Massemaximum aufweisen. Mit einem„überwiegenden Längenbereich" ist vorliegend gemeint, dass die Höhe über mindestens 50 Prozent der Länge der Längsstrebe (gemessen von der Verbindungsstelle der Längsstrebe zur Vorderplatte bis zur Verbindungsstelle der Längsstrebe zur Hinterplatte) größer ist als die Breite. Als Höhe soll in diesem Zusammenhang die
Erstreckungsrichtung parallel zur Erdanziehungskraft bei einem in den Flügel eingebauten Rahmen sein, wobei mit der Höhe die Differenz aus dem „höchsten" und dem„niedrigsten" Punkt (betrachtet in Richtung der Erdan- ziehungskraft) gemeint ist. Mit der Breite ist die Erstreckung der Längsstrebe in Querrichtung gemeint, wobei die Querrichtung senkrecht zur Erdanziehungskraft und senkrecht zur Längserstreckungsrichtung der Längsstrebe (Mittellinie) orientiert ist. Bei einem Piano ist der Rahmen gegenüber dem Flügel um 90° gedreht. Als Höhe der Längsstrebe soll in diesem Fall die Erstreckung der Längsstrebe in einer Richtung senkrecht zur Erdanziehungskraft angesehen werden, nämlich die Erstreckung der Längsstrebe in horizontaler Richtung, die von der Vorderseite mit den Tasten des Pianos zur Rückseite des Pianos führt. Mit der Länge der Längsstrebe ist in diesem Fall die Erstreckung in Richtung der Erdanziehungskraft gemeint und mit der Breite die Erstreckung in horizontaler Querrichtung. Besonders hochwertig und belastbar sowie schwingungstechnisch bevorzugt ist ein erfindungsgemäßer Rahmen für einen Flügel oder ein Piano, der als Gussrahmen ausgebildet ist. Dabei wird der Rahmen einschließlich Vorderplatte, Hinterplatte, Längsstreben sowie etwaiger Querstreben - und besonders bevorzugt einschließlich sämtlicher lokaler Massemaxima vorzugsweise als einstückiges Bauteil gefertigt.
Die Querschnittsfläche mindestens einer Längsstrebe mit einem lokalen Massemaximum eines erfindungsgemäßen Rahmens ist über den überwie- genden Bereich der Längserstreckungsrichtung zwischen der Vorderplatte und der Hinterplatte vorzugsweise T-förmig oder konisch ausgebildet. Dabei ist es bei T-förmiger Ausbildung bevorzugt, wenn der Deckstrich des„T" horizontal (d.h. senkrecht zur Erdanziehungskraft) ausgerichtet ist und sich der Stamm des„T" von dem Deckstrich aus gegen die Schwerkraft nach oben erstreckt. Mit dieser Geometrie können Biege- und Zugspannungen der Saiten vorteilhaft aufgenommen werden. Bei konischer Ausbildung der Querschnittsfläche ist es bevorzugt, wenn der Querschnitt nach oben (d.h. entgegen der Erdanziehungskraft) verjüngt ausgebildet ist, d.h. die Querschnittfläche im unteren Bereich eine größere Breitenerstreckung aufweist als im oberen Bereich.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen, bevorzugten Querschnittflächenausbildungen beschränkt. Sie erstreckt sich auch auf beliebige andere Querschnittsgeometrien von an Rahmen für Flügel oder Pianos ausgebildeten Längsstreben.
Der Schutz der Erfindung umfasst auch Flügel oder Pianos, in welchen wie vorstehend beschriebene Rahmen eingesetzt sind. Die Dicke von Vorderplatten und/oder Hinterplatten erfindungsgemäßer Rahmen beträgt, insbesondere bei als Gussteilen hergestellten Rahmen, vorzugsweise 2-20 mm, besonders bevorzugt 4-14 mm und weiter bevorzugt 8-10 mm. Die Höhe einzelner Längsstreben eines erfindungsgemäßen Rahmens für einen Flügel oder ein Piano liegt bei besonders praktischen Ausführungsformen zwischen 15 mm und 100 mm, bevorzugt zwischen 30 mm und 85 mm und besonders bevorzugt zwischen 40 mm und 65 mm.
Die Breite einzelner Längsstreben eines erfindungsgemäßen Rahmens für einen Flügel oder ein Piano liegt bei besonders praktischen Ausführungsformen zwischen 2 mm und 100 mm, bevorzugt zwischen 4 mm und 80 mm und besonders bevorzugt zwischen 6 mm und 65 mm.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Verbesserung eines Rahmens eines Flügels oder Pianos mit mindestens folgenden Verfahrensschritten: a) Wiederholtes Anspielen mehrerer Töne über die Tastatur des Flügels oder Pianos und gleichzeitiges Ermitteln mindestens eines Bereichs an einer oder mehreren Längsstreben eines Rahmens mit einem lokalen Schwingungsamplitudenmaximum, b) Positionieren und Befestigen mindestens eines als Zusatzmasse dienenden separaten Elements nur in einem ermittelten Bereich einer Längsstrebe oder an einer zu dem ermittelten Bereich beabstandeten Position an dem Rahmen derart, dass die Schwinungsamplitude in dem gemäß Schritt a) ermittelten mindestens einen Bereich reduziert wird.
Unter einem lokalen Schwingungsamplitudenmaximum werden in diesem Zusammenhang insbesondere Bereiche an einer Längsstrebe verstanden, die beim Anspielen mindestens eines Tones über die Tastatur des Flügels oder Pianos stärker schwingen, d.h. eine größere Schwingungsamplitude aufweisen, als die benachbarten Bereiche der Längsstrebe (in Längserstre- ckungsrichtung der Längsstrebe betrachtet). Unter der Schwingungsamplitude wird in diesem Zusammenhang der absolute Betrag der maximalen Auslenkung in Querrichtung zur Längserstreckungsrichtung der Längsstrebe verstanden. Bevorzugt ist es, in einem ersten Verfahrensschritt zunächst die Schwingungsamplitude in dem Bereich einer Längsstrebe mit dem größten lokalen Schwingungsamplitudenmaximum, d.h. in dem Bereich mit dem absoluten Schwingungsamplitudenmaximum dieser Längsstrebe, zu verringern. Das erfindungsgemäße Verfahren kann jedoch auch nur für ausgewählte lokale Schwingungsamplitudenmaxima durchgeführt werden.
Besonders bevorzugt ist es bei einem erfindungsgemäßen Verfahren, eine Anordnung für das separate Element zu finden, welche die Schwingungs- amplitude in dem Bereich des Schwingungsamplitudenmaximums um einen möglichst großen Betrag reduziert. In der Praxis können Bereiche mit einem lokalen Schwingungsamplitudenmaximum auf einfache Art und Weise durch Abtasten mit der Hand während des Anspielens von Tastaturtönen erfolgen.
Alternativ ist es möglich, Vorrichtungen einzusetzen, mittels welchen
Bereiche lokaler Schwingungsamplitudenmaxima von Längsstreben sowie die Amplitude selbst oder ein sinnvolles alternatives Maß für die Amplitude exakt ermittelt werden können. Diesbezüglich wird insbesondere auf den Einsatz von Beschleunigungssensoren sowie auf den Einsatz sogenannter Laservibrometer mit Messung an diskreten Referenzpunkten und/oder mit Messung an Referenzflächen verwiesen.
Mit Hilfe von Beschleunigungssensoren, die an einer Längsstrebe an verschiedenen Stellen positioniert werden können, kann alternativ zu dem Betrag der Amplitude die Beschleunigung als Maß für die Amplitude gemes- sen werden. Dabei wird davon ausgegangen, dass sich die Beschleunigung einer Längsstrebe proportional oder zumindest analog zur Schwingungsamplitude verhält, d.h. von einer betragsmäßig hohen gemessenen Beschleunigung wird auf eine hohe betragsmäßige Schwingungsamplitude geschlossen.
Mit Hilfe von Laservibrometern, die vorzugsweise an Haltevorrichtungen positioniert sind und auf eine Kante einer Längsstrebe ausgerichtet werden, können absolute Werte für die durch Tonschwingungen hervorgerufenen Auslenkungen (Amplituden) einer Längsstrebe gemessen werden. Besonders geeignet für eine schnelle und unkomplizierte Ermittlung besonders stark schwingender Bereiche (d.h. von Bereichen mit großer Schwingungsamplitude) ist es, wenn chromatische Tonleitern des zu verbessern- den Flügels oder Pianos wiederholt angespielt werden, während eine schwingungstechnisch zu verbessernde Längsstrebe in - beispielsweise 50- 100 mm großen - gleichmäßigen Abständen mit einem Finger berührt wird. Der Bereich der stärksten Schwingung lässt sich so bei den meisten Flügeln oder Pianos unmittelbar mit dem Finger ertasten. Ein einfacher Ansatz zur Reduzierung der Schwingungsamplitude in einem ermittelten Bereich mit großer Schwingungsamplitude ist es, ein als Zusatzmasse fungierendes, zusätzliches Element in dem ermittelten Bereich selbst zu positionieren und zu befestigen (z.B. durch Festklemmen). Es kann im Einzelfall jedoch auch ebenfalls zu einer (möglicherweise noch größeren) Reduzierung der
Schwingungsamplitude führen, wenn ein als Zusatzmasse dienendes separates Element an einer zu dem ermittelten Bereich beabstandeten Position angebracht wird. Dies ist ggf. durch Versuche zu ermitteln.
Es ist bevorzugt, wenn das Verfahren zumindest für alle tiefen (und energie- reichen) Töne eines Flügels oder Pianos durchgeführt wird. Diese Töne regen insbesondere die längsten der Längsstreben des Flügels oder Pianos an.
Dementsprechend ist ein Verfahren bevorzugt, das zumindest für eine der drei längsten Längsstreben eines Flügels oder Pianos, bevorzugt für die zwei längsten Längsstreben und besonders bevorzugt für die drei längsten Längsstreben, eines zu verbessernden Flügels oder Pianos durchgeführt wird. Als Längsstrebe werden alle Streben eines Rahmens angesehen, deren größte Ausdehnung in Längsrichtung ist, wobei als Längsrichtung bei einem Flügel die horizontale Richtung senkrecht zur Tastaturebene angesehen wird und bei Pianos die vertikale Richtung. Dazu sind alle Töne anzuspielen, die die relevanten Längsstreben zu Schwingungen mit einer relevanten Schwingungsamplitude anregen. Dies sind in der Regel diejenigen Töne des Flügels oder Pianos, die der unteren (linken) Hälfte der Tastatur zugeordnet sind, insbesondere diejenigen, die dem unteren Drittel der Tastatur zugeordnet sind. Das Verfahren wird vorzugsweise für alle Töne durchgeführt. Es kann in einer vereinfachten Ausführungsform nur für einen Teil der Töne, insbesondere mit der Hälfte oder einem Teilbereich aller Töne, durchgeführt werden.
Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Flügel gemäß Stand der Technik in einer Ansicht von der
Seite (obere Darstellung) und in einer Ansicht von oben mit ausgewählten, insbesondere für die Erfindung relevanten Einzelelementen (untere Darstellung),
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rahmens für einen Flügel,
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der in Figur 2 mit MI gekennzeich- neten Längsstrebe des erfindungsgemäßen Rahmens,
Fig. 4a-4c Schnittdarstellungen durch die in Figur 3 mit den Linien A-A, B- B und C-C gekennzeichneten Bereiche der Längsstrebe, Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines Abschnitts einer Längsstrebe eines erfindungsgemäßen Rahmens für einen Flügel, an welcher verschiedene konstruktive Möglichkeiten zur Erzielung von Massemaxima dargestellt sind, Fig. 6 eine Seitenansicht eines Abschnitts einer Längsstrebe eines erfindungsgemäßen Rahmens für einen Flügel mit einem als separates Element ausgebildeten, an dieser Längsstrebe angeordneten Massemaximum und Fig. 7 ein Diagramm (Länge-Massen-Diagramm) zur Darstellung der Masse m pro mm Länge einer Längsstrebe eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Rahmens über die Länge I der Längsstrebe von der Vorderplatte (0 mm) bis zur Hinterplat- te (ca. 1000 mm).
Figur 1 zeigt einen Flügel 10 einer Seitenansicht (obere Darstellung) sowie in einer Ansicht von oben (untere Darstellung). Der Flügel 10 besteht im Wesentlichen aus einem Grundkörper 12 mit einem aufklappbaren Deckel 14. Der Grundkörper 12 steht auf Füßen 16, welche auf Rollen 18 gelagert sind.
In der unteren Darstellung ist eine Ansicht auf den Flügel 10 von oben ohne den Deckel 14 und ohne Saiten gezeigt. Bei dieser Darstellung erkennt man die an der Vorderseite 20 angeordnete Tastatur 22 sowie den sich in
Längserstreckung (x-Richtung) des Flügels 10 erstreckenden Rahmen 24, welcher hinter der Tastatur 22 beginnt und sich bis zur Rückseite 26 erstreckt. Der Rahmen 24 besteht im Wesentlichen aus einer Vorderplatte 28, einer Hinterplatte 30 sowie die Vorderplatte 28 und die Hinterplatte 30 verbindenden Längsstreben 32. Die nicht dargestellten Saiten sind üblicherweise von der Vorderplatte zur Hinterplatte 30 gespannt. In der Hinterplatte 30 sind mehrere Öffnungen 34 ausgebildet.
Wie in der unteren Darstellung von Figur 1 zu erkennen ist, sind an mehre- ren Längsstreben 32 im Bereich zwischen der Vorderplatte 28 und der Hinterplatte 30 Querschnittsverbreiterungen 38 ausgebildet. In den Bereichen mit Querschnittsverbreiterungen 38 ist an der jeweiligen Längsstrebe 32 zusätzliches Material vorgesehen, das seitlich gegenüber dem sich von der Vorderplatte 28 in Richtung der Hinterplatte 30 erstreckenden Profil herausragt.
In den Bereichen mit einer seitlichen Querschnittsverbreiterung 38 weist die jeweilige Längsstrebe 32 ein L-förmiges Profil auf. In den Bereichen mit zwei auf gegenüberliegenden Seiten angeordneten Querschnittsverbreite- rungen 38 weist die jeweilige Längsstrebe 32 ein im Querschnitt T-förmiges Profil auf.
Die in der unteren Darstellung der Figur 1 erkennbaren Querschnittsverbrei- terungen 38 sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie weisen üblicherweise eine Länge von mehr als 150 mm auf.
Figur 2 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rahmens 24, dessen Grundaufbau mit dem in Figur 1 gezeigten Rahmen 24 überein- stimmt, d.h. auch bei diesem Rahmen 24 ist eine Vorderplatte 28 mit einer zu dieser beabstandeten Hinterplatte 30 über Längsstreben 32 verbunden.
Der in Figur 2 gezeigte Rahmen 24 weist zusätzlich eine Querstrebe 40 auf, welche mehrere Längsstreben 32 miteinander verbindet.
Bei dem in Figur 2 gezeigten Rahmen 24 sind an zwei Längsstreben 32 Querschnittsverkleinerungen 42 dadurch ausgebildet, dass das Profil unterseitige, sich in Hochrichtung (z-Richtung) in einem diskreten Längser- streckungsbereich der jeweiligen Längsstreben 32 erstreckende Ausneh- mungen aufweist. Derartige Querschnittsverkleinerungen 42 sind aus dem Stand der Technik bekannt, insbesondere von Flügeln oder Pianos, bei welchen die Platzverhältnisse solche Konstruktionen erfordern, um weitere Elemente, wie beispielsweise einen Holzbalken eines Grundkörpers, durch den Bereich der Ausnehmungen führen zu können.
In den Figuren 1 und 2 ist die x-Richtung des Koordinatensystems auf den Flügel 10 bzw. den gesamten Rahmen 24 bezogen. Die x-Richtung verläuft senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Tastatur 22 und somit entlang der linken Seitenkante des Grundkörpers 12 (Figur 1 ) bzw. senkrecht zur Vorderkante des Rahmens 24 (Figur 2). Die erfindungsgemäße Ausbildung des in Figur 2 dargestellten Rahmens 24 wird erst in Verbindung mit den im Folgenden erläuterten Figuren 3-7 ersichtlich. In den im Folgenden erläuterten Figuren 3-6 ist jeweils nur eine Längsstrebe 32 dargestellt. In diesen Figuren wurde die x-Richtung des Koordinatensystems in Längserstreckungsrichtung der gezeigten Längsstrebe ausgerichtet.
Figur 3 zeigt den in Figur 2 mit III gekennzeichneten Bereich einer Längsstrebe 32 in einer vergrößerten Darstellung. In den Figuren 4a-4c sind Darstellungen der in y-z-Richtung orientierten Querschnitte entlang der in Figur 3 mit A-A, B-B und C-C gekennzeichneten Linien dargestellt. Wie in Figur 3 an der vorderen Schnittfläche 44 erkennbar ist, weist die Längsstrebe 32 in dem in Figur 2 mit MI gekennzeichneten Bereich ein im Querschnitt T-förmiges Profil auf, wobei der Deckstrich des T horizontal ausgerichtet ist und sich der Stamm des T von dem Deckstrich aus gegen die Schwerkraft (Gravitationsrichtung g) nach oben erstreckt.
In Figur 3 ist in Verbindung mit den Figuren 4a, 4b und 4c erkennbar, dass an der Längsstrebe 32 insgesamt drei Massemaxima 36 auf unterschiedliche Art und Weise ausgebildet sind. Das im Bereich der Schnittlinie A-A ausgebildete Massemaximum 36 erstreckt sich über einen Längenbereich h , das zweite im Bereich der Schnittlinie B-B ausgebildete Massemaximum 36 erstreckt sich über die Länge I2, und das dritte Massemaximum 36 erstreckt sich in dem mit C-C gekennzeichneten Bereich über die Länge b.
Wie in den Figuren 4a-4c zu erkennen ist, sind alle Massemaxima 36 da- durch ausgebildet, dass der T-förmige Querschnitt mit einer Querschnittsverbreiterung 38 versehen wurde. In dem in Figur 4c dargestellten Längenabschnitt der Längsstrebe 32 ist die Fläche (und somit auch die Masse definierter Längenabschnitte mit gleichbleibendem Querschnitt und gleicher Länge) gegenüber dem Bereich der vorderen Schnittfläche 44 um ungefähr 7 Prozent erhöht. Die zusätzliche Querschnittsfläche ist in Figur 4c mit 46 gekennzeichnet, wobei die Abgrenzung der Zusatzfläche von der Grund- Querschnittsfläche durch eine gestrichelte Linie gekennzeichnet ist. In den in den Figuren 4a-4c wiedergegebenen Schnittdarstellungen sind mit gestrichelten Linien die Bereiche 46 gekennzeichnet, welche den Quer- schnitt 46 vergrößern und damit die Masse erhöhen. Die Masseerhöhung beträgt in der in Figur 4b gezeigten Schnittdarstellung 56 Prozent und der in Figur 4a gezeigten Schnittdarstellung 18 Prozent. In Figur 5 ist ein anderer Abschnitt der Längsstrebe 32 mit verschiedenen weiteren Ausführungsformen zur Ausbildung lokaler Massemaxima 36 dargestellt. Auf diese wird im Folgenden in der Reihenfolge der Anordnung in Richtung des Pfeils x beginnend mit der vorderen Schnittfläche 44 eingegangen.
Das erste Massemaximum 36 ist eine Querschnittsverbreiterung 38 ähnlich wie in Figur 4b dargestellt.
Das zweite Massemaximum 36 ist als eine in dem Stamm des T-förmigen Profils ausgebildete Durchgangsöffnung 48 ausgebildet. Eine solche Durchgangsöffnung 48 kann zur Ausbildung eines lokalen Massemaximums 36 verwendet werden, um ein Material mit höherer Dichte in diese Durchgangsöffnung 48 einzusetzen. Alternativ oder in Ergänzung kann ein zylindrisches Element eingesetzt werden, das ein größeres Volumen aufweist, als durch Ausbildung der Durchgangsöffnung 48 Material aus der Längsstrebe 32 entfernt wurde.
Durchgangsöffnungen wie die Durchgangsöffnung 48 können auch analog als lokales Masseminimum genutzt werden, wenn kein Element eingesetzt wird oder ein Element eingesetzt wird, dessen Masse geringer ist als die Masse des im Bereich der Durchgangsöffnung fehlenden Materials.
Das dritte lokale Massemaximum 36 wurde durch eine Querschnittsverbreiterung 38 im Bereich des Deckstrichs des T-förmigen Profils ausgebildet.
Das vierte lokale Massemaximum 36 wurde durch eine weitere Querschnittsverbreiterung 38 realisiert, die eine unregelmäßige Form aufweist, die an einen Revolver erinnert. Anhand der Form soll visualisiert werden, dass Massemaxima im Sinne der Erfindung nicht durch quaderförmige oder anderweitig regelmäßige Formen gebildet werden müssen, sondern beliebig geformt sein können. Es steht dem Fachmann insoweit frei, insbesondere durch iteratives Vorgehen gemäß den erfindungsgemäßen Verfahrensschritten, geeignete Formen, Größen und Anordnungen von Massemaxima im Rahmen der patentgemäßen Lehre zu ermitteln.
Das fünfte lokale Massemaximum 36 ist eine Querschnittserhöhung 50, die durch Verlängerung des Stamms des T-förmigen Profils nach oben (in z- Richtung) erzielt wurde.
Figur 6 zeigt eine Längsstrebe 32 eines nicht dargestellten, erfindungsgemäßen Rahmens zusammen mit einem Massemaximum 36, das über eine Länge II (hier: 75 mm) mit der Längsstrebe 32 verbunden ist, sich aber oberhalb des Anbindungsbereichs über eine größere Länge I M (hier:
200 mm) erstreckt. Die wirksame und somit für die in Anspruch 1 definierte Länge des Massemaximums wirksame Länge ist in dem in Figur 6 gezeigten Ausführungsbeispiel die Länge II und somit die Länge, über welche das zusätzliche erkennbare Masseelement mit der Grundgeometrie der Längsstrebe verbunden ist.
Figur 7 zeigt den Verlauf der Masse pro mm Länge einer nicht dargestellten Längsstrebe einer erfindungsgemäßen Längsstrebe. An der Längsstrebe sind insgesamt drei lokale Massemaxima ausgebildet. Das - von der Vorderplatte aus betrachtet - erste Massemaximum 36 und das zweite Massemaximum 36 sind als„Massesprünge" ausgebildet, d.h. die Masse ist ab einer diskreten Stelle der Längsstrebe um einen prozentualen Anteil von mindestens 5 Prozent erhöht (hier: Erhöhung am ersten Massemaximum um ungefähr 25 Prozent und Erhöhung am zweiten Mas- semaximum um ungefähr 46 Prozent gegenüber den unmittelbar benachbarten Bereichen).
Das dritte Massemaximum liegt in einem Bereich zwischen einem kontinuierlichen Anstieg der Masse beginnend ab einer Länge h bis zu einer Länge I2 und einer kontinuierlichen Abnahme der Masse beginnend ab einer Länge bis zu einer Länge . Als Massemaximum 36 wird in diesem Fall der mit x gekennzeichnete Bereich angesehen, in welchem die Masse pro mm Länge der Längsstrebe mindestens 5 Prozent höher ist als in dem Bereich vor der Länge Ii bzw. hinter der Länge . Der mit x gekennzeichnete Bereich entspricht in diesem Fall der für das Massemaximum 36 maßgeblichen Länge. Die sich anschließenden Bereiche, in denen die Masse pro mm Länge der Längsstrebe um einen (im Profil der Längsstrebe und am„Verlauf" des Masse pro mm Länge der Längsstrebe nicht erkennbaren) „Sprung" von 5 Prozent abweicht, ist um die Länge xi bzw. um die Länge X2 von dem Massemaximum 36 beabstandet. Dennoch handelt es sich bei dem dritten Massemaximum 36 um ein Massemaximum gemäß der Erfindung. Es ist insoweit nicht erforderlich, dass ein für ein Massemaximum erforderlicher „Sprung" unmittelbar an der Längsstrebe selbst oder anhand eines sprung- haften Anstiegs der Masse pro mm Länge einer Längsstrebe in einem
Länge-Massen-Diagramm ersichtlich ist.
Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Sie kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.
Bezugszeichenliste
10 Flügel
12 Grundkörper
14 Deckel
16 Fuß
18 Rolle
20 Vorderseite
22 Tastatur
24 Rahmen
26 Rückseite
28 Vorderplatte
30 Hinterplatte
32 Längsstrebe
34 Öffnung
36 Massemaximum
38 Querschnittsverbreiterung
40 Querstrebe
42 Querschnittsverkleinerung
44 vordere Schnittfläche
46 Querschnitt
48 Durchgangsöffnung
50 Querschnittserhöhung
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Claims

Patentansprüche
1 . Rahmen für einen Flügel (10) oder ein Piano umfassend eine Vorderplatte (28), eine Hinterplatte (30) sowie mehrere, die Vorderplatte (28) und die Hinterplatte (30) verbindende Längsstreben (32), wobei an mindestens einer Längsstrebe (32) mit einer Mindestlänge von 500 mm in deren Längserstreckungsrichtung betrachtet zwischen der Vorderplatte (28) und der Hinterplatte (30) in einem diskreten Bereich der Längsstrebe (32) durch partielle Vergrößerung der Querschnittsflä- che, durch partielle Verwendung eines Werkstoffs mit höherer Dichte und/oder durch Fixieren eines separaten Elements in einem diskreten Bereich der Längsstrebe (32) mindestens ein lokales Massemaximum (36) ausgebildet ist, das sich über eine Länge der Längsstrebe von maximal 50 mm erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Längsstrebe (32), an welcher das mindestens eine lokale Massemaximum (36) ausgebildet ist, einen Verbin- dungsbereich zu einem weiteren Element aufweist und mindestens ein lokales Massemaximum (36) an dieser Längsstrebe (32) beabstandet von diesem Verbindungsbereich ausgebildet ist.
2. Rahmen für einen Flügel (10) oder ein Piano nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass bei mindestens einem lokalen Massemaximum (36) die Masse eines Längenabschnitts von einem Millimeter der Längsstrebe (32) im Bereich eines lokalen Massemaximums (36) gegenüber der Masse mindestens eines sich an das lokale Massemaximum (36) anschließenden Bereichs um mindes- tens 5 Prozent erhöht ist.
3. Rahmen für einen Flügel (10) oder ein Piano nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer Längs- strebe (32) mehrere lokale Massemaxima (36) ausgebildet sind.
4. Rahmen für einen Flügel (10) oder ein Piano nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer Längsstrebe 2 bis 15 lokale Massemaxima (36) ausgebildet sind und/oder die Vorderplatte (28), die Hinterplatte (30) und die Längsstreben (32) einstückig ausgebildet sind.
Rahmen für einen Flügel (10) oder ein Piano nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als lokales Massemaximum (36) die Masse einer Längsstrebe (32) über einen mittleren, langgestreckten Bereich erhöht ist, der sich über mindestens 25 Prozent der Länge der Längsstrebe (32) erstreckt.
Rahmen für einen Flügel (10) oder ein Piano nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Bereich einer Längsstrebe (32) mit einer erhöhten Masse einer Längsstrebe mindestens ein weiteres Massemaximum (36) ausgebildet ist.
Rahmen für einen Flügel (10) oder ein Piano nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an mehreren Längsstreben mehrere lokale Massemaxima (36) ausgebildet sind.
Rahmen für einen Flügel (10) oder ein Piano nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Längsstrebe (32) im Bereich des mindestens einen lokalen Massemaximums (36) eine geschlossene Oberfläche aufweist.
9. Rahmen für einen Flügel (10) oder ein Piano nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil mindestens einer Längsstrebe (32) mit einem lokalen Masse- maximum (36) zumindest über einen überwiegenden Längenbereich zwischen der Vorderplatte (28) und der Hinterplatte (30) eine Höhe aufweist, die größer ist als die Breite.
Rahmen für einen Flügel (10) oder ein Piano nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (24) als Gussrahmen ausgebildet ist.
Rahmen für einen Flügel (10) oder ein Piano nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche zumindest einer Längsstrebe (32) mit einem lokalen Massemaximum (36) im überwiegenden Bereich der Längserstreckung der Längsstrebe (32) zwischen der Vorderplatte (28) und der Hinterplatte (30) überwiegend T-förmig oder konisch ausgebildet ist.
Verfahren zur Verbesserung eines Rahmens (24) eines Flügels (10) oder Pianos, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) Wiederholtes Anspielen mehrerer Töne über die Tastatur (22) des Flügels (10) oder Pianos und gleichzeitiges Ermitteln mindestens eines Bereichs einer oder mehrerer Längsstreben (32) eines Rahmens (24) mit einem lokalen Schwingungsamplitudenmaximum, b) Positionieren und Befestigen mindestens eines als Zusatzmasse dienenden separaten Elements nur in einem ermittelten Bereich einer Längsstrebe (32) oder an einer zu dem ermittelten Bereich beabstandeten Position an dem Rahmen (24) derart, dass die Schwingungsamplitude in dem gemäß Schritt a) ermittelten mindestens einen Bereich der Längsstrebe (32) reduziert wird.
13. Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich einer oder mehrere Längsstreben (32) mit ei- nem lokalen Schwingungsamplitudenmaximum durch Berühren der Längsstrebe (32) mit dem Finger ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich einer oder mehrere Längsstreben (32) mit einem lokalen Schwingungsamplitudenmaximum mit mindestens einem Beschleunigungssensor und/oder mit mindestens einem Laservibrometer ermittelt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 12-14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zumindest für eine der drei längsten Längsstreben (32) eines Flügels (10) oder Pianos und/oder für alle Töne des Flügels (10) oder Pianos durchgeführt wird.
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