Ein neue Methode zur Verringerung der Reibung in einer Flügelmechanik.
Einleitung.
Nach der vor einigen Jahren eingeführten Magnetisch Balancierten Mechanik (MBA), deren Mechanik durch Fazioli und Petrof auch als Einbausatz in Europa und in den Vereinigten Staten geliefert wird, will ich gerne ein neue Methode introduzieren, um die Reibung in einer Flügelmechanik zu verringern.
Genauso wie in der Magnetisch Balancierten Mechanik basiert diese neue Methode, genannt Magnetic Friction Reduction (MFR), auf der Kraft, die durch Magneten erzeugt wird. In diesem Fall werden zwei Magnete pro Taste verwendet.
Die Hauptursache der Reibung in einer Flügelmechanik ist, wie jeder Fachmann weiß, die Wechselwirkung zwischen Hammerstielrolle und Repetierschenkel und das Moment, das die Stoßzunge auslöst zwischen Hammerstielrolle und Stoßzunge.
Verschiedene Versuche sind gemacht worden um diese Reibung zu verringern, hauptsächlich durch das Anwenden von Material mit einem geringen Reibungskoeffizient an der Oberseite der Stoßzunge und an der Oberseite der Repetierschenkel. Auch wird eine rotierende Hammerstielrolle vorgeschlagen um diese Reibung zu verringern.
In der folgenden Beschreibung wird eine patentierte Methode beschrieben, welche nicht nur die Reibung reduziert, sondern auch eine beachtliche Menge des benötigten Bleis in die Tasten. Diese Reduzierung des Bleis hat einen günstigen Effekt auf das dynamische Verhalten der Tasten, weil die kleinere Menge Blei zu einer kleineren Massenträgheit führt.
In Figur 1 wird ausschnittsweise eine Flügelmechanik gezeigt.
Am Hammerstiel ist eine Stellschraube 1 hinzugefügt auf der ein Permanentmagnet 2 befestigt ist. Dem Repetierschenkel ist ein Träger 4 hinzugefügt, mit einem darauf montierten
Permanentmagnet 3. Die Montage der Magnete ist derart, daß gleichnamige Pole sich einander gegenüber befinden, so daß sich die Magnete abstoßen. Durch die abstoßende Kraft der Magnete wird der Druck der Hammerstielrolle auf den Repetierschenkel verringert.
Es ist allgemein bekannt, daß die Reibung zwischen zwei Oberflächen proportional ist zur Kraft, die diese Oberflächen aufeinander ausüben, also durch Reduzieren dieser Kraft wird die Reibung verringert.
Wenn
der Luftspalt zwischen den Magneten zunihmmt, nimmt die abstoßende Kraft
ab. In Ruheposition der Taste befinden sich die Magnete, wie gezeigt in Figur
1, nicht gerade unter einander. Wenn die Taste gedrückt wird, wird die
Luftspalt größer, aber gleichzeitig kommen die Magnete mehr in eine
Linie. Dieses Verfahren setzt sich fort, bis die Stoßzunge anfängt,
sich von der Hammerstielrolle zu lösen. In diesem Moment befinden sich
die zwei Magnete in einer Linie, wie gezeigt in Figur 2.
Dieses Verfahren kompensiert den Verlust der abstoßenden Kraft des größer werdenden Luftspaltes. Die verminderte Reibung reduziert die erforderte Menge Blei an der Vorderseite der Tasten. Jedoch ein anderer Effekt spielt eine wichtige Rolle, die erforderte Menge Blei noch mehr zu reduzieren. Die durch den Hammer verursachte Abwärtskraft wird nicht nur durch die Hammerstielrolle übermittelt auf das Hebeglied, sondern teilweise auch durch die abstoßende Kraft der Magnete. Man kann sagen, daß anstelle der Magnete eine virtuelle Hammerstielrolle tätig ist. Diese virtuelle Hammerstielrolle befindet sich dem Hammer und dem Drehpunkt des Hebeglieds näher als die wirkliche Hammerstielrolle. Das Resultat ist, daß ein Teil der Abwärtskraft verursacht durch den Hammer, gleich der abstoßenden Kraft der Magnete, an einer günstigeren Stelle übermittelt wird im Vergleich zur wirklichen Hammerstielrolle. Das gibt eine zusätzliche Abnahme der Menge Blei, welche an der Vorderseite der Taste angebracht werden muss. Ein weiterer Vorteil des im Vorhergehendem beschriebenen Systems ist, daß, weil der Druck der Hammerstielrolle verringert ist, Formänderungen der Hammerstielrolle weniger schnell auftreten werden.
Eine Basstaste war ausgestattet mit Magneten und derart ausgebleit, daß das Niedergewicht 52 gr war. Das gemessene Aufgewicht war 34 gr.
Die Reibung kann dann berechnet werden und beträgt dann (52-34)/2=9 gr.
Danach wurde der Magnet, welcher am Hammerstiel befestigt ist, entfernt. Abermals wird das Nieder- und Aufgewicht gemessen. Diese betrugen 74 beziehungsweise 48 gr. Die Reibung ist in diesen Fall (74-48)/2=13 gr. Mehr Blei in der Taste bringt das Niedergewicht wieder auf 52 gr und das Aufgewicht auf 26 gr. Die Reibung ist wiederum (52-26)/2=13 gr.
Was bedeuted dass ? Erstens, bei Anwendung des MFR nimmt das Aufgewicht zu von 26 auf 34 gr, oder mit anderen Worten die Reibung nimmt ab von 13 nach 9 gr. Zweitens, die Taste braucht 22 gr weniger ausgebleit zu werden.
Das Tongewicht d.h. das Gewicht,das nötig ist um bij abgehobenen Dämpfern einen Pianissimoton zu erzeugen liegt im Mittel auf +11 Gramm im Verhältnis zum Niedergewicht. Bei einer normalen Mechanik ist das ca. 18 Gramm, also ein Gewinn von 7 Gramm. Das heisst, dass sich bei einem normalen Niedergewicht die Mechanik doch leichter anfühlt beim Pianissimospiel.
Durch die verminderte Reibung ist das Aufgewicht grösser. Das bietet dann die Möglichkeit, ein Instrument ca. 8 Gramm leichter auszubleien. Das ist für Kinder angenehm, und bietet Menschen mit Muskelproblemen doch die Möglichkeit weiter spielen zu können.
Ich meine eine relativ einfache Methode entwickelt zu haben, die häufig in Basstasten auftretenden Schwierigkeiten, was das Aufgewicht betrifft, zu lösen.