Einleitung.

Es würde eine Messeinrichtung gebaut, um das dynamisch Verhalten von Piano- und Flügellmechaniken zu messen. In den folgenden Kapiteln wird die Messeinrichtung beschrieben und werden einige Messergebnisse gezeigt.

Beschreibung Messeinrichtung.

Figur 1 zeigt ein vereinfachtes Schema der Messeinrichtung.

Figur 2 zeigt een Foto der Messeinrichtung.

Figur 1.

  1. Hebel drehbar bei Kugellagern 7.
  2. Fallbegrenzer.
  3. Freigabemechanik.
  4. Gewicht.
  5. Stütze.
  6. Grundplatte.
  7. Kugellager.
  8. Unterbrechkontact.
  9. Machkontact.

Auf der Grundplatte 6 ist eine Stütze 5 montiert. Mit Hilfe von zwei Kugellagern 7 ist ein Aluminiumhebel 1 drehbar verbunden mit Stütze 5. Ungefähr auf der Hälfte des Hebels 1 ist ein Gewicht 4 angebracht mit einem Gewicht von ca. 0,4 kg. Die Länge des Hebels beträgt ungefähr 50 cm und das Gewicht beträgt ca. 0,1 kg. Der Hebel 1 wird in der Startposition von der Freigebemechanik 3 festgehalten.

Auf dem Hebel 1 sind zwei Kontakte angebracht: ein Unterbrechkontakt 8 mit Anschlüssen A und B und Machkontakt 9 mit den Anschlüssen C und D. Die Freigebemechanik 3 wird durch einen Stift gebildet, der unter Hebel 1 weggezogen werden kann, indem eine Spule durch einen elektrischen Impuls erregt wird.

Am Anfang der Messung muss das Ende des Hebels 1 auf dem Ende der zu messenden Taste ruhen.

Die Anschlüsse A und B von Kontakt 8 und die Anschlüsse C und D von Kontakt 9 sind über eine elektronische Schaltung mit einem elektronischen Zeitmessgerät verbunden, das in der Lage ist Zeiten von 5000 - 100000 Microsekunden zu registrieren. Wenn die Freigebemechanik aktiviert wird, geschieht folgendes:

1. Die Schwerkraft zieht Hebel 1 zusammen mit dem Ende der Taste nach unten und gleichzeitig:

2. Wird Kontakt 8 geöffnet. Dadurch wird A und B unterbrochen und die Zeitmessung gestartet.

3. Wenn sich das Ende der Taste ungefähr 5 mm nach unten bewegt hat, schliesst sich Kontakt 9 und stopt die Zeitmessung.

Ist die Fallzeit und der Fallabstand bekannt, kann die Kraft Fd, die erforderlich ist, um die Taste in einer bestimmten Zeit td zu drücken, nach folgender Formel berechnet werden:

In dieser Formel ist:

Es wurde ein Software-Programm entwickelt, welches nach Einfuhr des statischen Gewichtes und der gemessenen Fallzeit für eine Zahl von Eindrückzeiten die erforderliche dynamische Kraft berechnet. (Siehe Tabelle 1 und 2)

Figur 2.

Messresultate.

Mit Hilfe der unter Punkt 2 beschriebenen Messeinrichtung sind eine Anzahl von Flügeln bekannter Marken gemessen worden. In Tabelle 1 sind die Messergebnisse eines Flügels einer bekannten Marke dargestellt.

 

Eindrück-

zeit

Taste 2

Taste 2

Taste 49

Taste 50

Taste 88

Taste 87

Weiss

Schwarz

Weiss

Schwarz

Weiss

Schwarz

Kraft

Kraft

Kraft

Kraft

Kraft

Kraft

msec.

grf.

grf.

grf.

grf.

grf.

grf.

10

9423,93

10526,84

6119,96

8432,05

4857,68

4897,24

20

2394,98

2670,71

1566,74

2144,76

1250,42

1260,31

40

637,75

706,68

428,44

572,94

348,61

351,08

80

198,44

215,67

143,86

179,99

123,15

123,77

160

88,61

92,92

72,71

81,75

66,79

66,94

320

61,15

62,23

54,93

57,19

52,70

52,74

640

54,29

54,56

50,48

51,05

49,17

49,18

1280

52,57

52,64

49,37

49,51

48,29

48,30

Tabelle 1.

Aus dieser Tabelle ist zu ersehen, dass die erforderliche dynamische Kraft auf der Basseite maximal ist und langsam abnimmt in Richtung der Diskantseite. Was auffällt ist, dass die erforderliche dynamische Kraft der schwarzen Tasten höher ist als die erforderliche dynamische Kraft der daneben liegenden weissen Tasten und das, obwohl die statischen Spielgewichte gleich gross waren. Das war bei allen untersuchten Flügeln auch so, mit Ausnahme einer Marke.

In Tabelle 2 werden die Messergebnisse eines Flügles gezeigt, der mit der MBA (Magnetic Balanced Action) ausgestattet ist.

 

 

Eindruck-

zeit

                 192 cm Flügel mit MBA

          Taste 1 (Weiss)

      Taste 2 (Schwarz)

   Min.

  Nom.

  Max.

   Min.

   Nom.

  Max.

Kraft

Kraft

Kraft

Kraft

Kraft

Kraft

msec

grf

grf

grf

grf

grf

grf

10

7916,47

9575,95

9803,35

7851,27

9079,99

10366,96

20

2010,62

2432,99

2493,59

1994,32

2309,00

2634,49

40

534,15

647,25

666,15

530,08

616,25

701,37

80

165,04

200,81

209,29

164,02

193,06

218,09

160

72,76

89,20

95,07

72,50

87,27

97,27

320

49,69

61,30

66,52

49,63

60,82

67,07

640

43,92

54,33

59,38

43,91

54,20

59,52

1280

42,48

52,58

57,59

42,48

52,55

57,63

h

Eindruck-

zeit

Taste 1 (Weiss)

Taste 2 (Schwarz)

Min.

Nom.

Max.

Min.

Nom.

Max.

Kraft

Kraft

Kraft

Kraft

Kraft

Kraft

msec.

%

%

%

%

%

%

10

-17,33

0,00

2,37

-13,53

0,00

14,17

20

-17,36

0,00

2,49

-13,63

0,00

14,10

40

-17,47

0,00

2,92

-13,98

0,00

13,81

80

-17,81

0,00

4,22

-15,04

0,00

12,97

160

-18,43

0,00

6,58

-16,91

0,00

11,47

320

-18,94

0,00

8,51

-18,40

0,00

10,28

640

-19,15

0,00

9,30

-19,00

0,00

9,80

1280

-19,21

0,00

9,53

-19,17

0,00

9,66

Tabelle 2.

Im oberen Teil von Tabelle 2 werden die Messergebnisse von Taste 1 und 2 genannt, die für minimales, nominales und maximales Spielgewicht eingestellt sind. Im unteren Teil der Tabelle 2 werden Messergebnisse gezeigt in Prozentzahlen im Verhältnis zur nominalen Einstellung.

Aus diesen Messergebnissen ist ersichtlich, dass sich nicht nur das statische Spielgewicht ändert, wenn die Tasten auf minimales oder maximales Spielgewicht eingestellt sind, sondern auch das dynamische Spielgewicht.

 Schlussbemerkungen.

Wie auf dem Foto der Messeinrichtung zu erkennen ist, handelt es sich um ein Versuchsmodell. Für die Zeitmessung wurde ein Philips Frequenzzähler PM6603 verwendet. Es ist möglich ein Messgerät zu bauen, welches eine interne elektronische Zeitmessschaltung besitzt.

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