BRPI0708539A2 - instrumento musical pan-g - Google Patents

Abstract

INSTRUMENTO MUSICAL PAN-G.A presente invenção refere-se a uma montagem de instrumentos musicais "steelpan" acústicos, sendo uma inovação que aperfeiçoa significativamente o "steelpan" acústico tradicional da técnica antecedente. Aos ditos aperfeiçoamentos incluem uma extensão de variação de nota através da montagem de Pans-G, uma redução substancial no número de "steelpans" requerido para cobrir efetivamente a variação musical "steelpan", o uso de um projeto composto por meio do qual as partes componentes individuais do instrumento, especificamente a superfície de execução, a fixação posterior, ou saia e o bastão ou taco de execução, são otimizados para sua função específica, a aplicação de uma variedade de técnicas para eliminar ou reduzir, vibrações solidárias não musicais e a inclusão de uma variedade de projetos de ressoador mecânico ou acústico, para aumentar otimamente a projeção sonora do instrumento anteriormente mencionado.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "INSTRU-MENTO MUSICAL PAN-G".Antecedentes da InvençãoCampo da Invenção

A presente invenção refere-se a um novo instrumento musicalacústico que inova e aperfeiçoa significativamente a tecnologia metalúrgicaconvencional de instrumentos de tambor musical "steelpan" acústicos tradi-cionais. A presente invenção é executada no modo de percussão, no qual osom da melodia é gerada batendo fisicamente nas áreas de execução denota definida, em uma superfície de nota metálica, de maneira similar aoinstrumento de tambor musical "steelpan" acústico tradicional.

Descrição do Estado da Técnica

O "steelpan" é considerado como uma forma de arte tradicionalno país de origem, a República de Trinidad e Tobago, onde foi proclamadocomo o Instrumento Nacional. Com vistas na evolução da presente inven-ção, a técnica anterior está completamente definida pelo instrumento musicalde tambor steelpan acústico convencional tradicional. O "steelpan" acústicoou o "steelpan" tradicional é um instrumento que apresenta áreas de execu-ção de nota bem definidas de tom definido, em uma ou mais superfícies desustentação de nota contínuas, doravante também referida como superfíciesde execução.

O instrumento acima mencionado é executado no modo passivoe foi primeiro inventado na ilha de Trinidad na República de Trinidad e Toba-go, no final dos anos trinta. A data exata da invenção é desconhecida porqueas origens do instrumento estão impregnadas no folclore, tendo sido primeiromodelados por indivíduos que eram em sua maioria de classe trabalhadorese geralmente tecnicamente iletrados. Contudo, o primeiro relato do instru-mento foi impresso no jornal Trinidad Guardian em 6 de fevereiro de 1940.

Como precursores da presente invenção, os primeiros "steel-pans" foram modelados a partir de tambores de óleo vazios abandonadospelo exército americano e ainda são amplamente construídos a partir do queé conhecido por aqueles versados na técnica da fabricação de recipientes deaço, como barris ou tambores cilíndricos de cabeça fechada. Os ditos tam-bores são fabricados pelo rolamento frio das cabeças superiores e inferioresao corpo cilíndrico do tambor ou barril. Portanto, a junta formada é conheci-da por aqueles versados na técnica de fabricação de recipiente de metalcomo um repique.

Em sua relação com a presente invenção, a superfície de exe-cução é fabricada primeiro afundando manualmente e formando uma dascabeças do tambor com um martelo ou ferramenta de impacto e ou equipa-mento de formação de prensa. As áreas de execução de nota musical sãoentão claramente definidas na superfície de sustentação pela formação deranhuras. A superfície de sustentação de nota acima mencionada e entãotratada e esfriada. Subseqüentemente, as ditas áreas de nota são afinadasmartelando as mesmas cuidadosa e inteligentemente na forma desejada porSintonizador Pan1 para criar áreas que produzam notas musicais de tom de-finido quando batidas.

O corpo cilíndrico do tambor original é retido para formar o queconhecido como a saia do "steelpan", mas é cortado em varias extensõesprincipalmente para desempenhar o papel de um ressoador acústico. A su-perfície de execução circular varia tipicamente de 55,88 cm (22 polegadas) a68,58 cm (27 polegadas) de diâmetro e a extensão da saia varia em torno de15,24 cm (6 polegadas) a 91,44 (36 polegadas). Foram usados tamanhosmaiores e menores, mas as implementações que foram adotadas utilizam asvariações relatadas presumidamente por razões de facilitação ergonômicase de execução.

Em sua influência no desenvolvimento da presente invenção, ostambores que são formados como descrito acima são agrupados para formaruma variedade de instrumentos "steelpan" para cobrir partes diferentes davariação musical. Como tal, um instrumento "steelpan" é um instrumentomusical no qual as notas são distribuídas acima de uma quantidade de tam-bores. A quantidade de tambores em um instrumento "steelpan" é ditadopelas limitações das leis aplicáveis da ciência para determinar o tamanho daárea de nota requerida para ressoar em freqüências de nota musical deseja-da.

Há pelo menos onze instrumentos "steelpan" na família de "ste-elpan" tradicional. Os nove "steelpan" graves consistem de nove tamborescom três notas cada para um total de 27 notas variando tipicamente de A1 aB3. Os seis "steelpan" graves mais comuns consistem de seis tambores comtrês notas cada para um total de 18 notas variando tipicamente de Ai a D3.Os "steelpan" tenor grave consistem de quatro tambores para tipicamentecobrir a variação de G2 a D4. Os "steelpan" violoncelo cobrem a variação debarítono e surgem em duas variedades. O "steelpan" violoncelo 3 tipicamen-te cobre a variação de B2 a G4 sobre três tambores enquanto o "steelpan"violoncelo 4 tipicamente cobre a variação de B2 a D5 sobre 4 tambores.

O "steelpan" quadrafônico é uma inovação recente que usa 4tambores para cobrir uma variação de B2 a Bb5. O "steelpan" violão duplousa dois tambores para cobrir a variação C#3 a G#4. O "steelpan" duplo se-cundário usa dois tambores para cobrir a variação de F3 a Bb5. O "steelpan"ténor duplo usa dois tambores para cobrir uma variação de A3 a C#6. O tenorBaixo usa um único tambor para cobrir a variação C4 a Eb6. O tenor alto usaum único tambor para cobrir a variação de D4 a F6. Por motivos históricos,existe uma anomalia na nomeação do pan tenor que atualmente conduz no-tas na variação de soprano.

Para que o tocador de pan possa obter boa qualidade musical, aextremidade do bastão ou taco que é usado para contatar a superfície desustentação de nota é coberta, embrulhada ou revestida com um materialmacio, usualmente da consistência de borracha. Se o material usado for du-ro demais, o som produzido tende a se tornar dissonante e estridente. Se omaterial usado for macio demais, o som produzido se torna abafado. Portan-to, o projeto do bastão determina o tempo que o bastão permanece na notano ponto de impacto, definido na literatura (Afinação "steelpan", Kronman,U., Musikmuseet, Stockholm, 1991) como o tempo de contato. As notas par-ciais que são dotadas de freqüências com períodos de ciclo mais curto doque o tempo de contato são suprimidas enquanto que aquelas que são do-tadas de freqüências com períodos de ciclo mais longos do que o tempo decontato não são.

A superfície de execução dos primeiros "steelpans" era de formaconvexa. Contudo, isso proporcionava alguma dificuldade na execução. Àmedida que o instrumento evoluiu, os tocadores de e os afinadores de pandemonstravam uma forte preferência pela forma côncava que foi agora ado-tada universalmente como a norma.

Com relação ao estado da técnica, nos projetos de "steelpan"atuais, a superfície de execução é modelada martelando uma extremidadechata do tambor em um bojo côncavo, portanto, esticando o metal para aprofundidade e espessura requeridas. Esse processo é chama de "afunda-mento". O processo de afundamento reduz a espessura da superfície de e-xecução e ajusta a elasticidade do material para níveis requeridos para sus-tentar a variação de nota desejada. A superfície afundada é então separadado restante do tambor pelo corte da saia na distância apropriada abaixo doaro da extremidade afundada. A outra metade do tambor é descartada ouusada para fazer um "steelpan" separado.

As áreas de sustentação de nota podem agora ser demarcadas,freqüentemente pelas ranhuras ou canais de gravura entre as áreas de notacom um furador. Essa etapa não é absolutamente necessária e serve ape-nas como um meio para os "pannists" identificarem mais facilmente as áreasde nota. O que é mais importante é o grau de separação e isolamento entreas notas; isso é essencial para um instrumento de boa sonoridade à medidaque proporciona uma barreira acústica que reduz a transmissão da energiade vibração entre as notas, aperfeiçoando, assim, a precisão do instrumento.Para fim de esclarecimento, a precisão se refere à característica do instru-mento que facilita a produção da nota musical pretendida e não apenas àsnotas pretendidas, quando a área de sustentação de nota pertinente é esti-mulada.

A Patente de Trinidad e Tobago N9 33A de 1976 (expirada) deFernandez, o "magno pan" foi o resultado de uma afinação magnética detambores de aço por magnetos contatados a cada nota em uma maneiraparticular, de maneira que quando os magnetos de magnitudes diferentessão regulados para áreas específicas de notas, os pans podem ser alteradospara de uma chave para outra chave, por até dois tons separados, isto é, deC a E, ou de E a C. A qualidade do tom pode também ser alterada pela regu-Iagem dos magnetos. A Patente de Trinidad e Tobago Ne 32 de 1983 (expi-rada) também de Fernandes, o "pan de furo", aumenta a barreira por perfu-ração de furos ao longo do perímetro da área de nota e tratamento térmicoda área em volta da nota.

Na superfície de sustentação de nota do "steelpan", a separaçãode nota se refere ao grau de isolamento de uma nota da outra; em notas fra-camente separadas, um grande percentual de energia conferida por umãbatida em uma nota é transmitida para outra, de maneira que o som geradopela segunda nota seja discernível. A separação fraca pode resultar em exci-tação indesejada de grupos de notas.

Conssonância e dissonância são termos usados para descrevera harmonia e o prazer dos sons compostos produzidos quando duas ou maisnotas são simultaneamente estimuladas, uma possibilidade distinta no "ste-elpan" no qual múltiplas notas compartilham a mesma superfície e múltiplasnotas podem ser acidentalmente estimuladas através do acoplamento deenergia conforme descrito acima. Os tons harmoniosos agradam enquantoos tons dissonantes soam desagradáveis. Como tal, o conceito de consso-nância e dissonância é um tanto subjetivo.

No estado da técnica, é geralmente aceito que a dissonânciaresulta quando parciais de duas notas caem em uma faixa crítica de fre-qüências. Apesar da variação dessa faixa variar ao longo da escala musical,o tipicamente varia em torno de 30 Hz a 40 Hz. Portanto, a conssonância e adissonância estão diretamente relacionadas aos intervalos musicais e, comotal, há níveis de conssonância que surgem em qualquer escala musical. Es-pecificamente, na música ocidental, a conssonância dos intervalos musicaisé graduada em harmonia decrescente ou dissonância crescente.

Os intervalos correspondentes à oitava (mais harmoniosos),quinta perfeita, quarta perfeita são considerados como consonância perfeita,enquanto os intervalos correspondentes à sexta maior, terceira maior, sextamenor e terceira menor são considerados consonância imperfeita. Os inter-valos mais dissonantes, em níveis de diminuição de dissonância, são geral-mente considerados como segunda menor (mais dissonante), sétima maior,segunda maior, sétima menor e trítono (quartas aumentadas ou quintas di-minuídas).

Os sons dissonantes podem ser produzidos de alguma energiaproveniente de uma nota que é batida for transmitida para outra nota quetenha sobretons que não estão em harmonia com a nota batida. É por essemotivo que as disposições cromáticas de notas na superfície de execuçãosão geralmente evitadas porque todas as notas estarão então à distância umsegundo menor.

Com relação à presente invenção, deve ser enfatizado que osafinadores capitalizam no acoplamento entre nota para variar os sobretonsproduzidos por cada nota. Isso é feito pelo ajuste seletivo de tensões na á-rea entre as notas e por disposição ou Iayout judicioso de notas na superfíciede execução do instrumento para assegurar que a maioria dos açoplamen-tos ocorra entre os grupos de notas harmoniosos.

Para a presente invenção, ó problema da separação de nota re-side no desafio de planejar um esquema de Iayout de nota que determine ovalor e o local das notas em um tambor "steelpan". Durante anos foi usadauma pluralidade de esquemas de Iayout de nota. As considerações chavesna adoção de quaisquer dessas configurações de Iayout são fáceis na exe-cução musical e o controle da dissonância para níveis aceitáveis.

Como afetou a evolução do estado da técnica durante anos, os"pannists" demonstraram preferência por determinadas disposições físicasde nota particulares. As disposições preferidas estão listadas em padrõespublicados pelos Padrões do Bureau de Trinidad e Tobago (Ad Hoc Specifi-cation Committee ou Steel Pan (1989): Proposal for a trinidad and TobagoStandard - Glossary of Terms Relating to the Stell Pan. TTS 1 45 000, trini-dad and Tobago Bureau of Standards. O mais notável deles é a descobertade que a disposição de quartas e de quintas para uso no "steelpan" tenorfacilita a execução musical ao mesmo tempo em que minimiza a dissonâncianaquele dito instrumento. As notas adjacentes no dito layout, sendo geral-mente as notas que experimentam o maior grau de acoplamento de energia,são ajustadas para intervalos musicais da oitava, quartas e quintas, estessendo os intervalos musicais mais harmoniosos.

Após a demarcação de nota, o tambor é aquecido em torno de300°C para aliviar a tensão mecânica desenvolvida no processo de afunda-mento. O "steelpan" é então esfriado ou rapidamente por resfriamento oumais vagarosamente no ar. As variações no processo de aquecimento vari-am de um fabricante para outro, A seguir, as notas individuais são formadaspor martelada cuidadosa das áreas selecionadas. São feitos os ajustes maisfinos no tamanho e na forma das áreas de nota para definir o tom de nota eparciais. A afinação do "steelpan" é um processo iterativo e é realizado oupor ouvido ou com o auxílio de dispositivo de afinação mecânicos ou eletrô-nicos.

O instrumento musical "steelpan" do estado da técnica permitealgumas variações de timbre ou de voz porque um sintonizador pode indivi-dualmente sintonizar as parciais de qualquer nota. Esse processo é conhe-cido como "afinação harmônica". Na essência, então, o "steelpan" é um dis-positivo mecânico de implementação de síntese de som. A afinação mecâni-ca também beneficia o tocador que pode por meio disso criar variações sutisadicionais no timbre da nota pela batida das superfície da nota em locaisdiferente.

Para o estado da técnica, a saia do "steelpan" acústico tradicio-nal toma a forma de um tubo ou cano, de diâmetro igual à superfície de exe-cução. Seu papel na efetuação do acoplamento e projeção acústicos do somcriado pela vibração das notas na superfície de execução pode ser descritopor rigorosa aplicação de princípios bem conhecidos de acústica. A análiserequerida é bem complexa, mas pode ser simplificada para a finalidade des-se documento por meio de consideração de dois mecanismos principais.

Primeiramente, o tambor "steelpan" pode ser modelado comoum tubo que é fechado apenas em uma extremidade. Isso é conhecido paraaqueles versados na disciplina de acústicas como um tubo fechado-aberto eexibe ressonâncias características do ar encerra no barril. Um tubo fechado-aberto ideal é dotado de ressonância fundamental em

<formula>formula see original document page 9</formula>

onde dê o diâmetro do tubo, Lê a extensão do tubo e νé a ve-locidade do som no ar. O fator 0.3d ê um fator de correção de extremidadeusado para compensar a dispersão do som na extremidade do tubo. O fatorL+0,3d, portanto, corresponde a V* de peso de onda da freqüência de resso-nância fundamental.

Em sua sustentação no estado da técnica, o que é significantepara o "steelpan" é o fato de que aquele tubo fechado-aberto ideal tambémexime picos de ressonância em múltiplos ímpares da freqüência de resso-nância fundamental e ressonância nula em múltiplos pares da freqüência deressonância fundamental. Na prática, a resposta e freqüência de um tuboirão exibir máximos em múltiplos impares da freqüência de ressonância fun-damental mínimos em múltiplos pares da freqüência de ressonância funda-mental.

A força das ressonâncias exibidas e, correspondentemente, adiferença entre os máximos e mínimos de resposta de freqüência, se tornamais pronunciada à medida diminui que a proporção do raio para a extensãoda saia. Como tal, a contribuição do efeito de ressonância aumenta para os"steelpan" de tom mais baixo que tipicamente conduzem saias longas.

Além disso, o som propagado das paredes da própria saia emresposta à energia acústica transferida da superfície de execução através doaro para a saia. Enquanto a saia é naturalmente caracterizada por seu pró-prio comportamento modal definido pelas freqüências modais característicasnas quais ressoa, poderia também vibrar na freqüência produzida pelas á-reas de sustentação de nota na superfície de execução. A força dessas vi-brações irá depender da intensidade na qual as notas são batidas e na pro-ximidade das freqüências do componente das vibrações resultantes na su-perfície de execução devam ser freqüências ressonantes da saia.

Os componentes de freqüência que estão mais próximos de umafreqüência ressonante de saia tenderão a experimentar amplificação maiorno nível de vibração do que aqueles que não estão. A contribuição líquidapara o campo sonoro pela saia seria como um resultado do efeito compostodessas vibrações sobre toda a área da saia. Especificamente, apesar dosníveis de vibração em qualquer ponto da saia serem geralmente pequenos,a contribuição resultante sobre a área de superfície grande da saia conduzpara um nível de som que é bem discernível.

Para o "steelpan" tenor alto, a saia do tambor da qual o pan éfeito é cortada para a extensão de 11,60 cm (4 polegadas) a 15,24 cm (6polegadas). A extensão da saia acima mencionada aumenta à medida quese abaixa a variação musical, alcançando uma extensão típica de 86,36 cm(34 polegadas) para o baixo seis. No estágio final do processo o dito instru-mento está em um determinado revestimento protetor. Isso pode inclui pintu-ra, um acabamento de eletrogalvanização, usualmente níquel ou cromo, ouacabamento plástico pulverizado e cozido no forno. São freqüentemente re-queridos ajustes menores na afinação após esse processo.

O perímetro da dita superfície de execução do "steelpan", que échamado de aro na fraternidade "steelpan" no "steelpan" acústico tradicional,corresponde ao que é conhecido como o repique por aqueles versados nafabricação de tambor e barril e é feito por encrespamento ou rolamento dosmateriais compreendendo a superfície de execução e saia. Quando a super-fície de execução de um "steelpan" tradicional é batida durante uma apre-sentação, alguma energia de impacto estimula um ou mais modos de torçãodo tambor. Para tambores de diâmetro interno de 55,88 cm (22 polegadas)usados nos "steelpans" mais tradicionais, com o aro conforme descrito aci-ma, a dita vibração de torção é dotada de um componente de freqüênciasubsônico em torno de 15 Hz. A dita vibração é significativa para impactosde execução normais e pode realmente ser sentida quando o alguém tocano aro do instrumento.

A distorção de forma flutuante conseqüente da superfície de e-xecução no tambor "steelpan" tradicional devido ao modo de distorção devibração é amplamente responsável pelas mudanças na freqüência do tomda nota algumas vezes ocorre, particularmente nas notas mais próximas àborda da superfície de execução, e, portanto, afeta negativamente a clarezae a precisão da nota. Além disso, os "steelpan" tradicionais desafinam se oaro do instrumento for distorcido devido à tensão provocada por uma forçaaplicada externamente ou se houver mudanças de temperatura.

Por força de uma mudança de paradigma, a invenção e desen-volvimento em andamento do instrumento musical "steelpan", à parte de a-dotar a exportação do instrumento "steelpan" de um pais em desenvolvimen-to para muitos paises de primeiro mundo introduziu uma nova era de tecno-logia metalúrgica globalmente. Até essa invenção em Trinidad e Tobago nosanos 40, os instrumentos musicais feitos de revestimentos de aço e chapasde aço foram relegados apenas para uso como instrumentos rítmicos como,por exemplo, gongos, pratos e sinos.

Dinamicamente, contudo, o advento do instrumento musical"steelpan" acrescentou ao repositório global de conhecimento tecnológicometalúrgico, pela demonstração convincente de que é possível produzir tonsmelódicos de alta qualidade, através da deformação e tratamento controla-dos de lâminas de aço e projeto meticuloso e cuidadoso dos bastões ou ta-cos usados para execução, na batida das superfícies de sustentação de no-ta. O termo "tecnologia "steelpan"" foi inventado como uma saída da terrívelnecessidade de codificar e encapsular os complexos processos metalúrgicosenvolvidos.

Há muitas extensões fáceis e obvias na prática tradicional dafabricação "steelpan". O instrumento não precisa ser modelado a partir deum tambor de óleo como era tradicionalmente feito. Na verdade, todo o ins-trumento pode ser feito de lâminas de metal por modelagem e fixando umtopo de metal, que irá finalmente formar a superfície de execução, em umsuporte formado apropriadamente. A fixação pode ser alcançada por solda-gem ou encrespamento. O afundamento pode e foi alcançado por meio deuma variedade de processos industriais padrões como, por exemplo, forma-ção por estabelecimento hidroterápico ou formação por rotação.

A despeito de sua novidade e apelo, o instrumento "steelpan"acústico tradicional sofre de várias desvantagens. Primeiramente, a variaçãomusical de cada "steelpan" na família tradicional de "steelpans" é menos doque três oitavas. Isso é uma limitação, particularmente para execuções desolista que são freqüentemente compensados pela transposição de partesde uma composição, as notas requeridas da qual saem da variação do ins-trumento sendo executado. Além disso, algumas execuções disfarçam essadeficiência pelo execução simultânea de duas variações de "steelpan" dife-rentes.

Além disso, como os "steelpans" existentes se desenvolveramem uma maneira geralmente especial dependendo da necessidade, há umadesordem aparente devido ao fato de que pele menos onze instrumentosforam requeridos, até agora, para cobrir toda a variação musical. Essa de-sordem é também composta quando alguém considera o excesso de varia-ções nos estilos de Iayout de nota.

As ditas variações nos estilos de Iayout também contribuem paraa dificuldade experimentada pelos indivíduos, que podem desejar executaruma ampla variação de instrumentos "steelpan" em uma orquestra. Alémdisso, funciona contra a mobilidade do artista, a dita mobilidade sendo a ha-bilidade de um artista tocar em orquestras diferentes que tenham "steelpans"com Iayouts de nota diferentes.

O método tradicional para a fabricação de "steelpan" acústico,reside na indústria de fabricação de recipiente de aço para o seu materialbruto primário, o dito material bruto sendo um tambor de aço usado ou nãousado, usualmente da variedade de 200 litros (55 galões). Contudo, os tam-bores feitos pelos ditos fabricantes de recipientes de aço são projetados es-tritamente para o mercado de recipiente para o qual a principal preocupaçãoé a habilidade de um tambor para resistir à ruptura quando submetido à ten-são de impacto. Como tal, os ditos fabricantes estão menos preocupadoscom as propriedades metalúrgicas do aço usado para fabricar tambores, doque com sua força de tensão. Como tal, o aço usado na fabricação tradicio-nal pode ser dotado de características metalúrgicas amplamente variáveis,como, por exemplo, conteúdo de carbono, tamanho e pureza da fibra, reque-ridos para fazer um instrumento musical "steelpan" de alta qualidade. Issoimpacta claramente na variação da qualidade musical do instrumento "steel-pan" feito de tais tambores.

Além disso, como os tambores tradicionais são amplamente fa-bricados de barris feitos para a indústria de recipiente, os "steelpans" tradi-cionais não são de projeto ótimo, o dito projeto sendo caracterizado pelaconsideração das características requeridas das partes principais do "steel-pan" para a criação de um instrumento de precisão e rendimento musicalmais altos. As ditas partes principais são a superfície de execução, o repiquee a saia.

Na fabricação do instrumento acústico tradicional, se prestapouca ou nenhuma atenção à necessidade de modificar ou adaptar o repi-que e a saia para aperfeiçoar a execução. Além disso, a superfície de exe-cução é apenas formatada com a única intenção de definir as áreas de notamusical. Os ditos três componentes podem depreciar a acuidade musical doinstrumento à medida que ressoam suas próprias freqüências modais estru-turais naturais quando o instrumento é batido durante um execução. As ditasfreqüências modais foram medidas tão baixas quanto 15Hz. À medida queesses modos naturais de vibração são associados às deformações normaisda superfície de execução, a geometria das notas definidas na mesma é dis-torcida resultando em uma modulação de freqüência baixa das freqüênciasde nota.

Além do efeito na modulação, as vibrações não musicais da sai-a, em particular, contribuem para ruído que deprecia da qualidade musical.Em particular, as ressonâncias de freqüência alta podem ser freqüentementediscernidas quando uma nota é batida e muito freqüentemente mesmo apósos componentes musicais do som gerado terem decaído substancialmente.Essas ressonâncias são geradas principalmente das partes da superfície deexecução que não estão afinadas como áreas de nota do repique e da saia.Esse é um ponto pertinente com o "steelpan" tradicional que requer resolu-ção e foi prontamente identificado por peritos variados com ouvidos musicaisaguçados.

Do mesmo modo, a resposta de freqüência do tubo fechado-aberto que forma a saia é dotado de máximos de múltiplos impares da pri-meira ressonância e mínimos em múltiplos pares da primeira ressonância.

Além disso, a diferença entre máximos e mínimos aumenta à medida que adiminui proporção do raio e da extensão do barril. A dita proporção de raio /extensão tipicamente varia de 0,32:1 para o grave a 18,83:1 para o "steel-pan" tenor. Portanto, apesar da existência de uma ressonância mais fortepara os instrumentos graves, a resposta de freqüência do tubo fechado-aberto do qual é formado em muito mais desigualdade do que para os ins-trumentos de tom mais alto que usam saias mais curtas. Isso pode ter efei-tos nocivos na estrutura tonai.

Por comparação, o efeito de ressonância surge da característicada resposta de freqüência desigual do projeto de tubo fechado-aberto eminstrumentos de sopro como, por exemplo, clarineta ou flauta é absoluta-mente essencial para a geração de notas e seus sobretons harmônicos cor-respondentes. Os ditos instrumentos são dotados de proporções de raio /extensão da ordem de 0,04:1.

Contudo, quando aplicado ao "steelpan" tradicional o tubo queforma a saia não é, em virtude da mesma característica de resposta de fre-qüência desigual, um ressoador acústico ótimo para o espectro simultâneode sobretons que tipicamente existe para notas na superfície de execução.

Por exemplo, se a extensão da saia for ajustada de maneira que sua primei-ra ressonância corresponda ao tom da nota mais baixa em um determinadotambor, então a oitava da dita nota seria suprimida como uma conseqüênciada resposta de freqüência mínima. Esse problema é composto quando seconsidera o efeito da quinta, que seria normalmente a outra nota na superfí-cie de execução de um grave, e suas parciais.

Portanto, em conseqüência, o acima exposto sugere que as téc-nicas de construção do "steelpan" tradicional não focam adequadamente oprojeto acústico do instrumento e que são requeridos projetos de saia maiseficazes.

Lamentavelmente, os "steelpans" acústicos tradicionais nãopermitem fácil remoção e substituição da saia para facilitar a manutenção, otransporte, ou mudança nas características de radiação do som do instru-mento.

Os "steelpans" acústicos tradicionais são usualmente suspensosa partir de um estrado especialmente projetado por uma corda, cordão, oufio. À parte da necessidade de aperfeiçoamento em termos estéticos, essadisposição facilita o acoplamento indesejável da energia de vibração entre o"steelpan", o estrado de suporte e o piso no qual é colocado. Esse acopla-mento indesejado pode também depreciar a qualidade musical através docomponente de ruído adicional, particularmente do estrado de suporte, ou outra estrutura do gênero.

Além disso, como a corda, o cordão ou o fio pelo qual o "steel-pan" é suspenso é usualmente afixado no aro do instrumento, o topo do es-trado de suporte no qual a corda é fixada deve se projetar acima do aro e,portanto, impede de algum modo a execução do artista. Da mesma maneira, apesar de existirem os estrados de suporte com mecanismos para ajustesde altura, o dito método tradicional de suspensão não facilita fácil ajuste dapostura do instrumento. Isso funciona contra o uso ergonômico do instru-mento.

A Patente Ns US 4,212,404, de Rex, está entre as numerosasinovações que descrevem dispositivos de percussão que produzem sommusical usando dispositivos acústicos ou mecânicos e é um tambor compre-endido de uma multiplicidade de câmaras de ressonância dentro de um re-cinto único e estimulado por uma cabeça de tambor que forma efetivamenteuma membrana composta, quando batida contra a abertura das ditas câma-ras de ressonância. Portanto, a dita invenção descrita, usa ressonância a-cústica de tubos, devido ao seu mecanismo de geração de som e é, portan-to, diferente no projeto dos "steelpans" existentes no estado da técnica, ouconforme descrito, de maneira que a presente invenção, que usa as caracte-rísticas modais dos entalhes de revestimento em uma superfície contínua para produzir som.

A Patente Canadense N9 1209831 (expirada), de Salvador e Pe-ters, proporcionava um tambor que era adaptado para mitigar os inconveni-entes encontrados na estrutura do estado da técnica. Especificamente, a ditainvenção proporcionava um tambor sendo dotado de uma superfície de sus-tentação de nota musical, que incluía notas retangulares que eram afináveis,para que os modos harmônicos de cada nota individual domine os modosnão harmônicos.

A Patente Alemã Ns DE 20013648U, de Schulz e Weidensdorf,esboça um tambor de aço que é dotado de um anel externo de oito camposde tom (1-8) representando uma oitava (diatônica) do meio C à parte superi-or C. É também dotada de uma área interna chamada central contendo qua-tro campos de tom, isto é, contendo a parte superior D, E e F (9-11) e duasáreas cobrindo a chata B ou a afiada Aeaa chata G ou a afiada F. Portan-do, a variação musical é uma nona forma mediana de C a E sobre a superiorC mais duas acidentais, isto é, chata B ou afiada A e chata G ou afiada F.

A Patente N8 U.S. 5.814.747, de Ramsell, intitulada "Instrumentode Percussão Capaz de Produzir Tom Musical" é um dispositivo que é com-preendido de uma multiplicidade de tubos sintéticos de extensões variantesque ressoam em freqüências diferentes quando batidos com um taco. Por-tanto, a invenção descrita é um dispositivo de percussão que produz tonsmusicais, mas usa a ressonância acústica de tubos como seu mecanismo degeração de som e é, portanto, diferente no projeto dos "steelpans" que com-preendem o estado da técnica, ou conforme descrito como, por exemplo,aqueles da presente invenção, que usam as características modais de enta-lhes de revestimentos em uma superfície contínua para produzir som.

A patente N9 U.S. 5.973.214, de Matthews, descreve o "Tambo-res de Aço Portáteis e Transportador" um dispositivo que é compreendido dedois tambores "steelpan" com dezoito notas em uma armação e montagem,projetadas para transporte de dois tambores "steelpan" montados no corpohumano. Portanto, a invenção descrita não cobre toda a variação musical,nem estende a variação do "steelpan" tradicional, nem considera o projetoótimo da superfície de execução, o aro e a saia dos tambores "steelpan" u-sados, nem considera o projeto da saia para efetuar a propagação de som.A Patente Ns U.S. 6.750.386, para King ["Inter Parts Reexamination Certifi-cate" (0026th) a Patente N2 U.S. 6.750.386 C1 expedida sob 35 U.S.C. 316],descreve o "Ciclo de "Steelpan" de Quinta", um "steelpan" que usa um Iayoutde nota no ciclo de quartas e de quintas. A invenção descrita difere do esta-do da técnica apenas por meio do Iayout de notas, de maneira que as mes-mas desenvolvem nos intervalos de quintas musicais em uma direção con-trária à direção dos ponteiros do relógio, onde o "steelpan" tenor tradicional,bem como a invenção descrita nesse documento, coloca a progressão dasnotas nos intervalos de quintas musicais em uma direção contrária à direçãodos ponteiros do relógio. Portanto, a invenção descrita não cobre toda a va-riação musical, nem estende a variação do "steelpan" tradicional, nem forne-ce considerações para o projeto ótimo da superfície de execução, aro e saiados tambores "steelpan" usados, nem considera o projeto da saia para efe-tuar propagação de som.

A Patente Ns U.S. 6.212.772, para Whitmyre e Price, a "Produ-ção de um "Steelpan" Caribenho" descreve um processo de fabricação parafacilitar a produção em massa do instrumento musical "steelpan" pela hidro-formação da superfície de execução. O processo também permite propor-cionar o instrumento com um dispositivo para facilmente destacar a saia pa-ra facilitar a manutenção, transporte e altera nas características tonais. Con-tudo, a descrição a dita patente acima mencionada não descreve um instru-mento que estenda a variação do "steelpan" tradicional, nem reduz o númerode "steelpans" requerido em uma orquestra, nem fornece consideração parao projeto ideal da superfície de execução, aro e saia dos tambores "steel-pan" usados para a redução de ressonâncias não musicais, nem considera oprojeto da saia para efetuar propagação de som, nem trata do ponto de co-mo os "steelpans" devem ser suspensos.

Especificamente, enquanto no estado da técnica a qualidade do"steelpan" estava sujeita às inconsistências dos tambores e barris que pode-riam ser acessados por afinadores, mas que foram fabricados com o propó-sito expresso de embalagem, as características da montagem da presenteinvenção de uma superfície de execução que é significativamente aperfeiço-ada através do uso de aços de alta qualidade certificada, especificamenteselecionados para sua fabricação.

Além disso, a superfície de execução é de um projeto compostopara sustentar a criação de notas em variações musicais superiores. A pre-sente invenção notavelmente derruba a consideração tradicional de um tam- bor como uma entidade integral, em vez disso, tratando o dito tambor comoum item que é construído a partir de componentes separados após um proje-to deliberado e cuidadoso dos ditos componentes, para aperfeiçoar a funçãoe, ao fazer isso, supera as desvantagens mencionadas do estado da técnica.Sumário da Invenção - A presente invenção aperfeiçoa o instrumento "steelpan" acústi-

co tradicional, principalmente através de aplicação deliberada de música,tecnologia metalúrgica e acústica aperfeiçoada, bem como construção deengenharia.

A filosofia do projeto da presente invenção difere do estado datécnica no sentido de que o ultimo é feito de barris pré-fabricados que sãofreqüentemente feitor através de seleção e construção de material, apenascom o propósito de embalagem. Como tal os materiais usados freqüente-mente não são os mais adequados para o "steelpan" e são freqüentementedesconhecidos e de qualidade e composição metalúrgica variável.

A montagem dos tambores de "steelpan" acústico da presenteinvenção, por outro lado, são de um projeto e construção compostos, sendofabricados de partes consistindo em uma superfície de execução consolida-da por um repique rígido que é preso em uma fixação posterior. A superfíciede execução é de um projeto composto para melhor facilitar a ampla varie- dade de notas em cada tambor "steelpan". Especificamente, a superfície deexecução incorpora um inserto que é especialmente fabricado e formadopara sustentar notas nas variações mais altas de qualquer instrumento damontagem da presente invenção. A presente invenção caracteriza uma op-ção de três tipos de fixação posterior e emprega princípios científicos de res- sonadores padrões e radiadores acústicos para aumentar o desempenhomusical pelo aumento dos níveis de radiação acústica de cada instrumento.Os materiais usados na construção, particularmente da superfície de execu-ção, são especialmente selecionados para uma aplicação ótima.

Ao mesmo tempo, para as fixações posteriores a presente in-venção usa métodos de abafamento conhecidos por aqueles versados natécnica, para reduzir as ressonâncias de fixação posterior indesejadas aomesmo tempo em que reduz significativamente o nível de ressonâncias nãomusicais que são típicas no estado da técnica. As ditas ressonâncias sur-gem da saia do instrumento tradicional que nem é tratado nem modificadode alguma forma no estado da técnica para conter tais ressonâncias. Portan-to, pode ser dito que o projeto da fixação posterior da presente invenção,portanto, aperfeiçoa significativamente o estado da técnica por meio da qualos artistas são limitados às fixações posteriores que são um barril ou tuboúnico.

Para a presente invenção, a superfície de execução é sustenta-da por um repique rígido que reduz o acoplamento através da superfície deexecução e entre a superfície de execução e a saia, um mecanismo de vi-bração que freqüentemente deprecia a qualidade musical no estado da téc-nica. O repique rígido também reduz a necessidade de nova afinação devidoàs variações de temperatura que tendem a desfazer o projeto de encrespa-mento mecânico no estado da técnica.

A utilidade é também aumentada pela consideração de portabili-dade e montagem para execução. Em particular, enquanto o instrumentotradicional é suspenso por corda, cordão, barbante ou dispositivo similar pa-ra um estrado de suporte, a presente invenção oferece uma construção emmecanismo de suspensão na forma de uma roda que é inserida em um re-ceptáculo montado nos braços do estrado de suporte facilitando, portanto, oprocesso de rápida montagem de uma etapa da presente invenção para umaexecução. É apenas preciso inserir rodas no receptáculo para a presenteinvenção estar pronta para execução. A dita disposição de roda e de recep-táculo é única para instrumentos de qualquer natureza e facilita o movimentode oscilação livre requerido por executantes.

A presente invenção utiliza uma nova metodologia de projetobaseada em um conjunto de equações de projeto para facilitar a determina-ção do tamanho do tambor, conforme medido pelo raio da superfície de exe-cução, requerido para sustentar uma seqüência cromática de notas em umavariação predeterminada. Além disso, essas equações, chamadas equaçõesde projeto "steelpan", podem ser usadas para determinar, a priori, o númerode tambores de tamanho predeterminado requerido para suportar a seqüên-cia cromática de notas em uma variação predeterminada.

As novas tecnologias de projeto, conforme incorporadas na pre-sente invenção, são aplicadas com o auxílio das equações geradoras paraproduzir uma montagem de instrumentos "steelpan" que adequadamenteestendem variações musicais superiores e inferiores da montagem "steel-pan". Além disso, a variação de cada instrumento da montagem da presenteinvenção efetivamente cobre um grande número de notas, tipicamente 3 oi-tavas ou 36 notas. Como resultado, são agora requeridos apenas quatro ins-trumentos para cobrir todo o espectro de música enquanto, para o instru-mento acústico tradicional, são requeridos até onze instrumentos ou mais.

Além disso, há uma extensão conseqüente da variação musicalde toda montagem de instrumentos além das variações musicais superiorese inferiores da montagem "steelpan" existente do estado da técnica. Apli-cando as equações geradoras para facilitar a ampla variação de notas dapresente invenção, os tambores são projetados com um diâmetro interno de67,31 cm (26,50 polegadas), o tamanho máximo aproximado para um únicotambor com base em considerações ergonômicas e utilidade na execução.

A modalidade preferida de uma orquestra que usa estritamente apresente invenção usa instrumentos que sustentam duas filosofias de Iayoutde nota física complementar. Isso reduz o número de estilos de layõut queum artista deve tornar familiar nos diferentes instrumentos "steelpan" na ditaorquestra, um problema que comumente afeta a orquestra "steelpan" tradi-cional. A filosofia de Iayout de nota principal é motivada pelo ciclo musical dequartas e de quintas em um único tambor, conforme obtido para o "steelpan"tenor tradicional, ou as duas escalas de nota totais conforme existente no"steelpan" de segunda voz duplo tradicional que utiliza dois tambores. Essesestilos de Iayout complementam um ao outro à medida que as quartas e asquintas produzem pelo menos acoplàmento dissonante entre as notas adja-centes quando aplicadas em um modo uniforme aos "steelpans" com um,três, ou seis tambores, enquanto todo o Iayout de escala de tom produz pelomenos acoplamento dissonante entre as notas adjacentes, quando aplicadoem um modo uniforme a uma montagem "steelpan" compreendendo dois ouquatro tambores.

Esses padrões de Iayout de nota são replicados e se estendemaos "steelpans" com uma multiplicidade mais alta de tambores de maneira apreservar, tanto quanto possível, a posição relativa das notas. Em ambos osestilos de layout, as notas são estendidas em círculos que são repetidos pa-ra criar um efeito de "teia de aranha", por meio do qual o ciclo de notas édisposto em anéis concêntricos com tons de nota aumentando por uma oita-va por anel quando uma se move em direção ao centro da superfície de e-xecução.

Breve Descrição dos Desenhos

A figura 1 é uma vista explodida da modalidade preferida de umtambor "steelpan" acústico da montagem da presente invenção e inclui umailustração de como o dito tambor deva ser suspenso utilizando a roda e asfixações de receptáculo.

A figura 1a proporciona uma vista explodida de um tambor típicoda família Pan-G ilustrando as partes de componente.

A figura 1 b proporciona uma ilustração de como um tambor típi-co da família Pan-G pode ser suspenso no caso do Soprano-G, SegundaVoz-G e Instrumentos Medianos-G.

A figura 1c ilustra uma vista explodida da parte frontal do siste-ma usado para suspensão dos Pans-G.

A figura 1d ilustra uma vista lateral explodida do sistema usadopara suspensão dos Pans-G.

A figura 1e ilustra uma vista plana do sistema para suspensãode Pans-G.

A figura 2 é uma vista explodida ilustrando a construção deta-lhada da modalidade preferida da superfície de execução, de um único tam-bor da montagem da presente invenção.

A figura 3 ilustra uma modalidade preferida da presente inven-ção usando as fixações posteriores do Tipo 1.

A figura 4 ilustra uma modalidade preferida da presente inven-ção usando uma fixação posterior feita de um grupo de tubos.

A figura 4a ilustra uma vista lateral de um modalidade preferidada presente invenção usando uma fixação posterior feita de um grupo detubos com o invólucro externo da fixação posterior cortada para expor o gru-po de tubos no mesmo.

A figura 4b ilustra uma vista posterior de uma modalidade prefe-rida da presente invenção usando uma fixação posterior feia de um grupo detubos.

A figura 4c ilustra a armação e os conjuntos de tubo que formama fixação posterior do Tipo 2-.

A figura 5 ilustra uma modalidade preferida da presente inven-ção usando os componentes ou seções de fixação posterior afinados.^

A figura 6 ilustra uma modalidade preferida da presente inven-ção portando um projeto de fixação posterior.

A figura 6a é uma vista superior de uma modalidade preferida da presente invenção portando um projeto de fixação posterior ilustrando a linhade seção l-l.

A figura 6b ilustra uma vista em corte da perspectiva lateral deuma modalidade preferida da presente invenção portando um projeto de fi-xação posterior.

A figura 6c ilustra a vista inferior de uma modalidade preferida dapresente invenção portando um projeto de fixação posterior.

A figura 7 ilustra uma vista lateral de uma modalidade preferidada presente invenção portando uma fixação posterior e ilustra a nomenclatu-ra variável usada nos cálculos requeridos.

A figura 8 ilustra o Iayout de nota para a modalidade preferida do"steelpan" Soprano-G da montagem da presente invenção.

A figura 9 ilustra o Iayout de nota para a modalidade preferida do"steelpan" Segunda Voz-G da montagem da presente invenção.

A figura 10 ilustra o Iayout de nota para a modalidade preferidado "steelpan" Mediano-G da montagem da presente invenção.

A figura 11 ilustra o Iayout de nota para a modalidade preferidado "steelpan" Grave-G da montagem da presente invenção.Descrição das Modalidades Preferidas

Segue uma descrição do Pan-G e sua modalidade preferida.

O instrumento Pan-G é definido pela estrutura física e projetodos tambores dos quais é compreendido. Os ditos tambores proporcionamuma variação mais ampla de notas de alta qualidade musical em cada ins:trumento. Especificamente, cada instrumento usando o conceito de projetoPan-G almeja uma variação musical de pelo menos três oitavas contínuasmusicalmente ou 36 notas seqüenciadas cromaticamente. Além disso, todasas notas em cada instrumento devem de alta clareza musical. A esse respei-to, a clareza musical implica em que a composição espectral de todas asnotas contenha o fundamento musical até duas freqüências parciais harmo-nicamente relacionadas que estejam significativamente acima de ressonân-cia não musicais quando comparadas ao estado da técnica.

Enquanto o tambor "steelpan" tradicional é tipicamente dotadode um diâmetro interno de 55,88 cm (22 polegadas) conforme medido atra-vés do topo do bojo, o diâmetro da superfície de execução dos tambores quesão utilizados para a modalidade preferida do Pan-G é nominalmente de67,31 cm (26,50 polegadas). O diâmetro aumentado proporciona maior flexi-bilidade na obtenção de profundidade de bojo maior e, conseqüentemente,da área de superfície da superfície de execução, acomodando, assim, ummaior número de notas.

Para o pan tenor acústico tradicional, os afinadores iriam tipica-mente criar uma profundidade de bojo de 20,32 cm (8 polegadas). Presu-mindo um bojo esferóide e usando a fórmula correspondente:

Sa=Kir2 +d2)

onde Sa é a área de superfície do bojo esferóide, r o raio do topodo bojo, e d a profundidade do bojo, a área de superfície do bojo para o"steelpan" tenor tradicional, antes da demarcação da nota, seria 3742.2 cm2(581,2 polegadas quadradas). Para a modalidade preferida do soprano-G,uma profundidade de 25,4 cm (10 polegadas) pode ser facilmente alcançadaresultando em uma área de superfície de 5585,2 cm2 (865,7 polegadas qua-dradas)2 ou um aumento em uma área de superfície de aproximadamente49%. Isso permite mais flexibilidade acima do instrumento tradicional no nú-mero e variação das notas que podem ser acomodadas.

A necessidade de alocar as notas na multiplicidade de tamboresque compreendem um instrumento específico é determinada pelas leis dafísica que indicam que as notas devem ser de um tamanho mínimo para su-portar a vibração em uma determinada freqüência fundamental e que, comoconseqüência, no registro mais baixo deve ser maior em tamanho do que asnotas no registro mais alto. O projeto dos tambores e dos instrumentos Pan-G pode ser simplificado por um método que especifique a geometria da su-perfície de execução para uma variação de nota específica.

Seguem equações, chamadas equações de projeto "steelpan",que facilitam a estimativa do raio e profundidade dos tambores requeridospara produzir uma variação musical específica bem como o número de tam-bores requerido para um instrumento compreendido de uma montagem detambores para suportar uma variação predeterminada de notas. A equaçãopresume, como no caso do instrumento tradicional, que todos os instrumen-tos na orquestra utiliza tambores do mesmo tamanho como o único tamborusado para o Soprano-G.

A primeira equação especifica o número de tambores requeridopara fazer um único instrumento. Isso é fornecido pelo inteiro ntambores quesatisfaça a desigualdade

<formula>formula see original document page 24</formula>

onde

Sinstrumento é a área de superfície total requerida para suportartodas as notas desejadas em qualquer instrumento e,

Ssoprano é a área de superfície requerida para suportar todas asnotas desejadas no Soprano-G.A segunda equação especifica a área de superfície de execu-ção, Sinstrumento que é requerida para suportar uma determinada variação denotas musicais e é determinada a partir da equação geral, uma soma geo-métrica fornecida por

<formula>formula see original document page 25</formula>

onde

ABi é a área de uma nota B1, referência ao desenho para Kron-man ("Steelpan Tuning", Kronman, U., Musikmuseet, Stockholm1 1991) issotipicamente da ordem de 1575 cm2

α é o fator pelo qual a área de nota diminui para cada aumentode semitom em tom. Observando o tamanho médio das notas na variação deBi a B5, a=0,93 fornece um encaixe melhor do que a=0,94 conforme estima-do por Kronman4. Deve ser observado que o valor Sinstrumento é muito sensívelpara o valor de a.

J é o intervalo de semitom de Bi correspondente à nota maisbaixa no tambor.

Sinstrumento é a área de superfície de execução de um tambor deraio re profundidade d, presumido como uma calota esférica.

néo número de notas contíguas no instrumentok é o fator que compensa a área entre as notas na superfície deexecução, isto é, a teia de suporte. Para todos os instrumentos exceto osgraves k = 1,1. Para os instrumentos graves como, por exemplo, Grave G-6,k =1,05 porque as áreas de nota definida tendem a estar espaçadas maispróximas.

Para um Soprano-G, é sabido que a profundidade mais confor-tável é em torno de 25,4 cm (10 polegadas). Por exemplo, uma nota maisbaixa de A3 requer J=22 e para uma variação de 3-oitavas,

Ssoprano = Sinstrument é pelo menos de 4646,4 cm2 e o raio requeri-do é r = ^ssopJno - d2, isto é, 32,7 cm (12,9 polegadas). Aqui é presumidoque a superfície de execução seja modelada como uma calota esférica deraio de base r, e profundidade d e, portanto, é dotada de uma área de super-fície S = nfr2 + d2) Isso também irá acomodar qualquer Iayout para o qual anota mais baixa seja mais alta do que A3. Especificamente, irá acomodar avariação de C4 a B6, a variação especificada na Tabela 1 para a modalidadepreferida do "steelpan" Soprano-G.

Se o instrumento de variação mais baixa seguinte for dotado danota mais baixa A2 será dotado de uma variação de 3 oitavas de A2 a Ab5. Aárea total seria Sinstrumento = 11100 cm2 de maneira que o número de tambo-res requerido seja ntambores = 3. Isso suscita o G-3 mediano.

Se o instrumento de variação mais baixa seguinte for dotado danota mais baixa Gi será dotado de uma variação de 3 oitavas de Gi a F#4. Aárea total seria Sjnstrumento = 29265,56 cm2 de maneira que o número de tam-bores requerido seja ntambores = 7. Ao mesmo tempo em que isso é realizável,no interesse da portabilidade e em consideração do aumento da dificuldadena execução de um instrumento com um grande número de tambores, épossível selecionar para reduzir a variação musical de maneira a reduzir onúmero de tambores para 6. Se a variação for reduzida para 2,5 oitavas deGi a C#4 a área total requerida é agora SinStrumento = 27535 cm2 maneira que onúmero de tambores requerido seja n,ambores = 6. Isso dá origem ao Grave G- 6.

Por meio da redisposição dessas equações de projeto "steel-pan", é possível especificar o número de tambores, rir, e determinar a notamais baixa que pode ser sustentada. Essa nota J semitona a partir de Bi,onde

<formula>formula see original document page 26</formula>

Os três instrumentos Soprano-G, Mediano G-3 e Grave G-6 jun-tos abarcam as variações de Gi a B6. Contudo, um instrumento de dois tam-bores pode agora ser adicionado par proporcionar destreza de execuçãomusical aumentada em suporte para a variação soprano. Usando nr= 2 naequação acima mencionada, tal instrumento poderia suportar uma nota pos-sível mais baixa, isto é, J =12 semitons da B1, isto é B2. Isso leva à SegundaVoz-G.

A montagem Pan-G dos "steelpans" da presente invenção pro-porciona uma variação mais ampla de notas em cada dito instrumento atra-vés do uso de tambores maiores. Enquanto o instrumento tradicional tipica-mente é dotado de um diâmetro de 55,88 cm (22 polegadas) conforme me-dido através do topo do bojo, o diâmetro da superfície de execução da mo-dalidade preferida dos tambores usados para o pan-G é de 67,31 cm (26,5polegadas), que é ligeiramente maior do que 65,4 cm (25,8 polegadas) dediâmetro previamente calculado. Foi descoberto que o diâmetro aumentadofacilita a melhor qualidade na modelagem das notas externas e através doprovimento de espaçamento maior entre as notas no Soprano-G.

O intervalo de metal de lâmina do qual o bojo é formado é dota-do de uma espessura na variação de 1,2 mm a 1,5 mm e é dotado de índi-ces de conteúdo de carbono de 0,04% a 0,15%. A espessura real do interva-lo de metal de lâmina usado depende da variação total e do timbre requeri-dos.

Os intervalos mais finos facilitam a criação de notas no registromais alto e são, portanto, preferidos para os "steelpans" Soprano-G e Se-gunda Voz-G. Os intervalos mais espessos facilitam a supressão de sobre-tons de tom alto devido à massa mais alta por área de unidade. O últimotambém tende a minimizar modulação de freqüência de nota pela flexão es-trutural de todo o tambor. Na modalidade preferida da montagem da presen-te invenção, os "steelpans" Soprano-G e Segunda Voz-G são feitos de inter-valos de 1,2 mm, o "steelpan" Mediano G-3 de intervalos de 1,4 mm e o"steelpan" Grave G-6 de intervalos de 1,5 mm.

Como resultado de geometria e nota, colocação e afinação, cada instrumento "steelpan" pan-G da presente invenção é dotado de suas pró-prias características harmônicas únicas, resultando, portanto, em uma varia-ção de expressão nas variações musicais comuns. São possíveis variaçõesadicionais na expressão através da escolha do taco ou bastão usado paratocar o instrumento e por uma formatação mais seletiva, posicionamentorelativo, separação e afinação das notas.

A figura 1 ilustra aspectos de construção e aplicação de umtambor típico na família Pan-G. A figura 1a proporciona uma vista explodidado dito tambor típico ilustrando as partes componentes. A figura 1b propor-ciona uma ilustração de como o dito tambor pode ser sustentado no casodos instrumentos Soprano-G, Segunda Voz-G e Mediano-G. As figuras 1c,1d e 1e ilustram perspectivas em detalhe da roda de suporte e copa de su-porte no método preferido para fixar o "steelpan" em um estrado de suporte.

É feita referência ao desenho na figura 1a. O tambor consisteem uma superfície de execução 1 na qual são colocadas as notas 1a quesão seções afinadas da dita superfície de execução 1, um repique 13 queproporciona suporte e um limite rígido para a superfície de execução e umafixação posterior 14 que recoloca a saia no "steelpan" tradicional. A fixaçãoposterior 14 ilustrada na figura 1a é apenas um dos vários projetos opcio-nais.

As ditas notas na superfície de execução 1 produzem som musi-cal quando batidas com um implemento apropriado como, por exemplo, umbastão ou taco feitos especialmente para essa finalidade. A superfície deexecução é feita de metal de lâmina que é formado para criar a forma dobojo ilustrado na figura 1. A modalidade preferida utiliza metal de lâmina deaço com conteúdo de carbono variando de 0,04% a 0,15%.

A região da superfície de execução 1 que existe entre as notas eé, portanto, aquela parte da superfície de execução 1 que não é afinada édefinida nesse documento como a teia de suporte 1b. A teia de suporte 1bnão sustenta nenhum tom musical distinto quando batida, mas serve paraseparar fisicamente e sustentar as notas 1a na superfície de execução 1 aomesmo tempo em que conecta toda a estrutura no repiqüe 13.

O método de afundamento usado para moldar a superfície deexecução 1 deve resultar em um perfil de espessura final que assegura quea seção transversal mais fina está no centro da superfície de execução 1onde as notas com o tom mais alto devam ser situadas.

A forma do bojo da superfície de execução 1 facilita a formaçãode um invólucro rígido no qual a superfície de execução é estabelecida; arigidez do invólucro é adicionalmente aumentada pelo endurecimento naturalque ocorre à medida que o metal de lâmina é trabalhado para a forma final.A forma do bojo da superfície de execução 1 também facilita oestabelecimento de uma forma ergonômica para a dita superfície de execu-ção 1, permitindo um "pannist" médio, com um braço alcança 76,2 cm (30polegadas), para acessar todas as notas nas capacidades de extensão natu-rais de seus braços e pulsos.

O processo de moldagem aplicado na fabricação da superfíciede execução 1 não deve permitir o alcance de esforço máximo, separaçãointergranular ou endurecimento de funcionamento excessivo no material. Otratamento térmico intermediário para alívio de tensão no material pode sernecessário à medida que a moldagem ocorre dependendo da profundidade eda espessura requeridas na forma concluída.

É usado polimento ou esmerilhamento para obter o perfil e es-pessura da forma desejada, particularmente na seção interna da superfíciede execução 1 onde as notas no registro mais alto devam ser colocadas.Isso é particularmente crucial para as notas de oitava de sexta no pan So-prano-G porque os métodos de afundamento tradicionais resultam em umaespessura no centro do bojo da metade da espessura do intervalo de lâminade metal original ou 0,60 mm (0,024 polegada) enquanto para o pan Sopra-no-G foi determinado que é requerida uma espessura uniforme de 0,30 mm a 0,45 mm para a obtenção de notas de alta clareza com modulação de tomlimitada e boa qualidade musical.

A fim de minimizar o acoplamento e a redução na tensão propi-ciados pelo material interconectando as ditas notas, o esmerilhamento e opolimento são restritos às próprias áreas de nota. Adicionalmente, a dureza de seções afinadas é aumentada por tratamento químico ou térmico paraaperfeiçoar sua força e para aumentar as freqüências modais que podem serobtidas pela afinação tradicional.

Ainda com relação à figura 1a, o repique 13 funciona para:(a) minimizar a distorção de forma estática devido às forças ex- ternas e variações de temperatura e, mais significativamente, distorção deforma transiente gerada pelos modos de tensão que são estimulados peloimpacto do bastão de execução e contribuem significativamente para modu-lação de nota, e, além disso,

(b) proporciona uma estrutura de suporte para conexão da fixa-ção posterior 14.

O dito repique 13 compreende um anel de suporte 13a de seçãotransversal redonda sólida ou oca, quadrada, retangular ou elipsoidal e umpar de reforços 13b que proporcionam extensão estrutural do anel de supor-te 13a para facilitar a fixação das rodas de suspensão 13c. O repique deveser feito da mesma composição de aço da superfície de execução para eli-minar o risco de corrosão devido à ação galvânica. Contudo, podem ser u-sados outros materiais, como, por exemplo, alumínio, desde que o resultadoseja uma armação rígida que reduza significativamente o nível de vibraçãoflexural que ocorre no instrumento tradicional enquando o instrumento é e-xecutado e são usadas medidas preventivas anticorrosivas adequadas, co-nhecidas daqueles versados na técnica.

O repique 13 pode ser fixado na superfície de execução por sol-dagem, encrespamento, junção, colagem, o uso de prendedores mecânicosou qualquer combinação dos antecedentes e qualquer método que impeçamovimento e vibração relativos do anel e da superfície de execução.

Na modalidade preferida da presente invenção, o repique 13 éfabricado de aço moderado de 2,54 cm (1,00 polegadas) de largura de 0,64cm (0,25 polegada) de espessura formado em um círculo de diâmetro inter-no de 67,31 cm (26,5 polegadas). Os reforços 13b são adicionados ao longona interseção do anel de suporte de perímetro 13a e a linha de diâmetro doanel de suporte 13a que define o ponto no qual o tambor deve ser suspenso.As rodas de suspensão 13c são afixadas nos reforços com os eixos de roda13d que permitem a rotação livre das ditas rodas de suspensão 13c. O diâ-metro da roda de suspensão 13c é de entre 5,04 cm (2,00 polegadas) a 7,62cm (3 polegadas).

O reforço 13b e a roda de suspensão 13c estão posicionados demaneira que o topo da roda de suspensão 13c esteja no ou abaixo do topodo repique 13. A última exigência elimina qualquer obstrução possível doestrado de suporte 15 no qual o tambor "steelpan" deve ser colocado quan-do as notas na adjacência do reforço são executadas, um aperfeiçoamentono que atualmente se obtém no estado da técnica por meio do qual a hastevertical 15a do estrado se projeta acima do topo do repique 13.

O repique 13 é assim projetado e encaixado para permitir suaconexão com uma fixação posterior 14 que serve o propósito duplo de (a)proteger o bojo do pan de choque físico e (b) proporcionar um meio de au-mentar a radiação acústica da emanação sonora da superfície de execução1 ou diretamente por meio de vibração da própria fixação posterior 14 ou pormeio de seu projeto acústico.

A fixação posterior 14 deve ser rígida o suficiente para reduzir oueliminar quaisquer vibrações solidárias que iriam contribuir negativamentepara o som do instrumento. Tais vibrações iriam tipicamente ocorrer em fre-qüências não musicais correspondentes aos modos de ressonância da fixa-ção posterior 14. Esse é um problema que aflige o instrumento "steelpan"acústico tradicional, por meio do qual a energia conferida pela ação de baterdo executante estimula modos não musicais na saia do instrumento.

Virtualmente qualquer fixação posterior 14 de projeto rígido quecubra adequadamente uma parte significativa da superfície de execução 1irá servir o propósito de proteger a dita superfície de execução 1 do pan dechoque físico. Especificamente, o projeto do tubo cilíndrico tradicional é sufi-ciente com relação à proteção da superfície de execução 1. Contudo, a mo-dalidade preferida da presente invenção incorpora uma fixação posterior 14conforme ilustrado na figura 1a é em forma de bojo, com um furo ou orifício14b, cortado no fundo do bojo, portanto, formando um fechamento acústicoperfurado, os detalhes do qual estão descritos posteriormente no documen-to.

A superfície curva da fixação posterior 14 da modalidade preferi-da da presente invenção é um aperfeiçoamento no estado da técnica, por-que é inerentemente mais forte do que o projeto do tubo cilíndrico usado no"steelpan" tradicional. A força aperfeiçoada das estruturas da cúpula ou bojosobre as estruturas cilíndricas ou de tubo, é bem-conhecida daqueles versa-dos na área de controle de vibração estrutural. A força mais alta da fixaçãoposterior usada na modalidade preferida da presente invenção, portanto,resulta na resistência aumentada para deformação de forças externas e pro-duz ressonâncias com níveis de intensidade de vibração mais baixos para omesmo impacto.

Na modalidade preferida da presente invenção, a resistência dafixação posterior à vibração é adicionalmente aumentada através de umavariedade de dispositivos físicos conhecidos por aqueles versados na técni-ca de controle de vibração. Os mesmos incluem a fabricação a partir de ma-teriais resistentes à vibração como, por exemplo, madeira, fibra de vidro,compósitos ou sintéticos ou metal de espessura apropriada e outro materialapropriadamente reforçado para reduzir ou eliminar os modos de vibraçãonatural associados a tal estrutura. Além disso, a fixação posterior 14 podeser coberta com painéis de absorção de vibração, lâminas ou compostoscomo, por exemplo, aqueles comercialmente disponíveis de Dynamat.

A fixação posterior 14 é afixada ao repique 13 por soldagem,encrespamento, junção, colagem, o uso de prendedores mecânicos ouquaisquer combinações dos antecedentes e qualquer método que impeça omovimento relativo e vibração do anel e da superfície de execução. A moda-lidade preferida da presente invenção incorpora o uso de prendedores me-cânicos em um repique sólido 13 para facilitar os Pans-G com fixações pos-teriores removíveis e intercambiáveis 14.

A atenção é agora dirigida para as figura 1b, figura 1c, figura 1de figura 1e que ilustram um método preferido para suspensão de Pans-Gque facilita o movimento de oscilação livre conforme obtém no estado datécnica. Os Pans-G proporcionam essa característica através do uso dasrodas de suspensão 13e, conforme descrito, e copas de suporte 16 que sãoafixadas no topo das hastes verticais 15a do estrado de suporte 15. A figura1c ilustra uma vista explodida da parte frontal da roda de suspensão 13c eda copa de suporte 16 conforme visto da perspectiva ilustrada na figura 1b.

A figura 1d ilustra uma vista explodida da lateral da montagem conforme vis-ta da perspectiva mais próxima ao "steelpan" com uma seção através doeixo de roda 13d da roda de suspensão 13c. A figüra 1e ilustra uma vistaplana da montagem.

As copas de suporte 16 são um projeto semicircular simples quefacilita um encaixe de garra para a forma da roda de suspensão 13c. A fun-cionalidade da disposição pode ser adicionalmente aumentada revestindo acopa de suporte 16 e usando as rodas de suspensão 13c com material ab-sorvente de vibração como, por exemplo, espuma. Isso atenuaria a energiade vibração transmitida entre o "steelpan" e o estrado de suporte 15 redu-zindo, assim, a vibração solidária do estrado, uma fonte potencial de barulhono "steelpan" tradicional.

Em funcionamento, as copas de suporte 16 prendem as rodasde suspensão 13c no lugar facilitando um movimento completo de 360s dotambor pan-G em torno do eixo geométrico de rotação estabelecido pela un-ção de linha dos eixos 13d das rodas de suspensão 13c. Esse projeto tam-bém facilita o rápido ajuste de uma etapa dos Pan-G porque é preciso ape-nas colocar as rodas de suspensão 13c nas copas de suporte 16 para que oPan-G esteja pronto para execução. A dita disposição dé roda e de copa éúnica para instrumentos de qualquer natureza.

Teoricamente, o posicionamento simétrico dos reforços 13b edas rodas de suspensão 13c resulta em uma suspensão Pan-G com posturade 0° Na realidade, sempre haverá um pouco de desequilíbrio devido à dis-tribuição não uniforme na massa acima da superfície de execução 1 e repi-que 13 nas duas seções do tambor Pan-G em cada lado do eixo geométricode rotação como resultado da forma não simétrica formada na superfície deexecução 1 para criar áreas de nota 1 a e as vibrações normais nas caracte-rísticas dos vários materiais usados no instrumento.

A dita distribuição de massa não uniforme permite a aplicaçãodas massas adicionais na mudança de ângulo no qual é alcançado equilí-brio, facilitando, assim, um dispositivo para ajuste da postura do Pan-G. Amodalidade preferida da fixação posterior 14 na presente invenção, portanto,proporciona um dispositivo simples de ajuste de postura do instrumento du-rante a execução através do uso dos pesos de deslocamento de postura 14aque são fixados na fixação posterior 14 por meio de tiras magnéticas ou fitasduplas. Isso representa um aperfeiçoamento no estado da técnica onde apostura do pan tradicional é fixada na ocasião da fabricação.

As tiras magnéticas permitem ajuste rápido e fácil, mas só po-dem ser usadas nos ajustes posteriores 14 feitos de material magnético. Poroutro lado, a fita dupla não pode ser facilmente movida uma vez fixada, maspode ser aplicada em fixações posteriores 14 feitas de material não magné-tico.

A modalidade preferida da presente invenção usa pesos de des-locamento de postura 14a maior do que 0,11 kg (0,25 Ib) para os instrumen-tos menores, o Soprano-G, afixado no ajuste posterior 14 sob o repique 13.O posicionamento dos pesos de deslocamento de postura 14a exatamenteabaixo do repique 13 reduz sua visibilidade e notabilidade. O maior ânguloposicionai será alcançado se a postura dos pesos de deslocamento de pos-tura 14a forem colocados a meio caminho entre as rodas de suspensão 13c.A seleção de peso dos pesos de deslocamento de postura 14â depende dadistribuição de peso real no Pan-G e da variação do ajuste de postura reque-rido.

O instrumento tradicional é suspenso por uma corda, cordão,gêmeo ou plano similar para um estrado de suporte e é permitido a oscilarlivremente à medida que as notas na superfície de execução são batidas.Esse movimento de oscilação livre se tornou uma norma nas execuções de"steelpan" à medida que permite um grande grau de liberdade de expressão.O uso de uma roda de suspensão 13c para sustentar o Pan-G e proporcio-nar o movimento de oscilação livre durante a execução é considerado uma idéia nova e, portanto, um aperfeiçoamento significativo para o estado datécnica.

É agora considerada a figura 2, que ilustra uma vista em cortelateral da modalidade preferida da superfície de execução 1 do Pan-G. Aocontrário do estado da técnica, a modalidade preferida da superfície de exe-cução 1 é composta em natura sendo dotada de quatro partes separadas.Essas são o bojo principal 1d, uma gaxeta de isolamento 1f, um bojo secun-dário 1g e coberturas de nota 1c.O bojo secundário 1g é fixado ao bojo primário 1d pela gaxetade isolamento 1f que é feita de um tape de costado duplo tipo industrial co-mo, por exemplo, comercialmente disponível 3M VHB. Na modalidade prefe-rida da presente invenção, o bojo secundário 1g é inserido em um anel em-butido de tamanho apropriado na face interna do bojo que forma a superfíciede execução 1 de modo a preservar a continuidade da superfície de execu-ção 1.

A seguir é ilustrado como o conceito de um bojo secundário éaplicado em um Soprano-G para o qual é desejada uma variação de 3 oita-vas partindo de A3. Como tal, o bojo secundário no dito Soprano-G deve su-portar 12 notas partindo de A5 correspondendo à terceira oitava de notas. Jáfoi determinado que o dito Soprano-G é dotado de uma área de superfície deexecução mínima de 4646,4 cm2, um raio de 32,7 cm (12,9 polegadas) euma profundidade de 25,4 cm (10 polegadas). As equações de projeto "ste-elpan" sugerem que a área mínima requerida para o bojo interno é de 510,8cm2 que é obtida em uma superfície de diâmetro 20,OOOcm (8,00 polegadas)em uma profundidade de 8 cm (3,1 polegadas).

O bojo principal 1d é criado primeiro formando a superfície deexecução para o tambor requerido para suportar todas as notas na variaçãoespecificada. Para a modalidade preferida do Pan-G, isso requer metal delâmina de afundamento de forma circular com um diâmetro de 67,31 cm(26,5 polegadas) para a profundidade necessária conforme determinado apartir das equações do projeto "steelpan". Após o afundamento, um furo dediâmetro 20,00 cm (8,00 polegadas) é cortado no meio da superfície de exe-cução 1. O perímetro da dita invenção de 6 polegadas. Um flange circular deespessura 0,32 cm (0,125 polegada) 1e de diâmetro interno 20,00 cm (8,00polegada) e largura de 0,64 cm (0,25 polegada) é então soldado no períme-tro afundado do furo.

O bojo secundário 1g é formado com um flange de encaixe simi-lar 1h. Dependendo da variação musical do tambor, a espessura do bojosecundário 1g varia de 0,35 mm (0,13 polegada) para o Soprano-G a 0,7mm /0,26 em espessura para o Grave G-6. O bojo secundário 1g é fabricadoprimeiro por soldagem de precisão de um flange circular de espessura 0,64cm/0,25 polegadas 1 h de diâmetro interno 20,00 cm/8,00 polegadas e largu-ra de 0,64 cm/0,25 polegadas para um intervalo de metal de lâmina circularde 1,00 mm/0,04 polegadas de espessura de diâmetro 21,59 cm/8,5 polegá-das. A parte do intervalo de metal de lâmina que não está fixada ao flange1 h é então afundada para criar o perfil da forma requerida no bojo secundá-rio 1g. O bojo secundário 1g é então polido ou esmerilhado com precisãopara atingir o perfil de espessura desejado.

O bojo secundário 1g pode ser considerado como um tambor emminiatura que é afinado para os tons das notas mais altas que são normal-mente colocadas no anel concêntrico mais interno das notas do tamborcomposto original. Para a modalidade preferida do pan Soprano-G, isso cor-responde, por exemplo, à sexta oitava. O uso do material que é mais fino doque aquele usado para o bojo principal 1d e endurecido termicamente e tra-tamento químico proporciona um meio aperfeiçoado para a criação de notasno registro mais alto de cada tambor. O dito tratamento térmico e químicosão processos conhecidos daqueles versados na técnica de metalurgia. Oendurecimento do material aumenta a tensão residual no aço e, portanto,permite freqüências de vibração mais altas assim como o aperto de umacorda em um violão aumenta o tom gerado.

Os flanges 1e, 1h servem como reforçadores para o bojo princi-pal 1d e o bojo secundário 1g.

A gaxeta de isolamento 1f serve a função muito importante deacoplamento das vibrações do bojo principal 1d e do bojo secundário 1g aomesmo tempo em que age como um prendedor mecânico eficaz. Essa fun-ção de acoplamento é vital conforme mostrou a experiência que as notasmais internas do "steelpan" tradicional são difíceis de fabricar para um nívelalto de clareza musical devido ao forte grau de acoplamento que existe entreessas notas e toda a estrutura. O alto grau de acoplamento advém do fatode que essas notas tendem a ser bastante duras como resultado das ten-sões residuais requeridas para gerar os tons mais altos.

A atenuação do nível de vibração transferida entre as superfíciesecundária e primaria devido à gaxeta de isolamento pode ser modelada poruma massa sustentada em uma mola e amortecedor conectados em parale-lo. A parte principal da massa, m, é aquela do bojo secundário, enquanto agaxeta de isolamento contribui a constante de mola, k, e o coeficiente de fricção de amortecedor, b. A atenuação da velocidade aplicada, Vo, do bojoprincipal para a velocidade resultante, V1, em qualquer freqüência sinusoidalfornecida ω rad/s é então

<formula>formula see original document page 37</formula>

A atenuação é a unidade em ω = 0 e vai para zero à medida quew aumenta para Se a freqüência mais baixa desejável de interesse na superfície secundária for ωο, correspondente à nota mais baixa na superfícieprincipal ou a freqüência de ressonância estrutural mais baixa da superfícieprincipal, então b=moo02/4 fornece uma atenuação de 0,47 ou 6,5dB ou maisquando a superfície principal está vibrando na freqüência de pelo menos ω0rad/s.

A gaxeta de isolamento pode ser substituída por montagens con-tra vibração em pino como, por exemplo, aquelas disponíveis de Vibrostop.

O fato de que as notas mais internas, de tom mais alto, tendema ser pequenas, tipicamente variando de uma media de diâmetro de 5,08 cm(2,00 polegadas) a tão pequenas quanto 3,81 cm (1,50 polegada) para o "steelpan" tenor tradicional, cria dificuldades na afinação, bem como na exe-cução porque é requerida habilidade para moldar essas notas com o mesmonível de atenção e detalhe como para as notas maiores e para atingir preci-samente essas notas pequenas em passagens musicais rápidas. Além dis-so, as reflexões de onda acústica na superfície de execução, bastante dis-tante de disparar outros ressonadores na superfície de execução 1, podem,resultar em eco perceptível devido ao tamanho da superfície de execução ea distância correspondente que as ditas ondas acústicas devem percorrerantes de impactar no limite estabelecido pelo repique 13. Na verdade, asmedidas de interferometria laser de níveis de vibração freqüentemente reve-lam outras partes da superfície de execução 1 que vibram nas freqüênciasmodais de algumas notas mais internas, algumas vezes em níveis de vibra-ção mais altos do que as próprias notas.

O uso de um bojo secundário 1g supera esses problemas pelacriação de uma superfície para qual as geometrias relevantes podem sermais altamente controladas. A superfície do bojo secundário 1 g também agepara reduzir o efeito dos reflexos acústicos no material do bojo secundário1g porque a distância percorrida pelas ondas acústicas para o perímetro dobojo secundário é muito menor do que no caso da técnica antecedente.

O uso de material mais fino para formar o bojo secundário 1gfacilita um aumento moderado no tamanho da nota porque a massa da notano instrumento tradicional pode ser agora distribuída sobre uma área maior.Nessa base de conservação de massa, uma redução na espessura por umfator, k, iria requerer um aumento na área do bojo secundário 1g pelo mes-mo fator k e um aumento correspondente -Jk na dimensão da nota.

Considerando que a espessura típica da parte central de um te-nor tradicional é de 0,6 mm (0,024 polegada), e presumindo que as notas nobojo secundário são de espessura na ordem de 0,35 mm (0,015 polegada), oaumento correspondente na dimensão da nota deve ser na ordem de 30%.

O projeto composto da superfície de execução é, portanto, vistopara facilitar a criação de uma oitava completa de notas no Soprano-G queestende a variação musical superior do que se obtém na técnica anteceden-te. Além disso, as ditas notas são tanto quanto 30% maior do que é obtidoem um pan tenor tradicional, o desempenho musical é aperfeiçoado porqueas notas são mais fáceis de bater e o som produzido dessas notas maioresserá mais alto.

A figura 2 ilustra um bojo secundário orientado em um modocôncavo similar ao bojo principal. Contudo, o bojo secundário pode tambémser invertido em uma modo convexo para fixação no bojo principal. Essa ori-entação convexa é dota de duas vantagens. Primeiro, as notas no bojo se-cundário estão agora situadas mais próximas ao "pannist" do que para osbojos secundários com uma orientação côncava, conforme ilustrado na figu-ra 2. Em segundo lugar, não é absolutamente necessário criar uma aberturana superfície de execução principal para acomodar o bojo secundário, ape-sar de ser aconselhável para limitar a transmissão acústica através do centroda superfície de execução, conforme descrito acima. O dito bojo secundáriopode simplesmente ser afixado no bojo principal após a preparação adequa-da da parte central do bojo principal para acomodar a fixação do bojo secun-dário, flange e gaxeta de isolamento.

Nos grupos de nota dos pans Mediano-G e Soprano-G que sãoradialmente opostos pode resultar um nível de dissonância como uma con-seqüência da transmissão de energia entre as ditas notas. Como tal, é preci-so implementar mecanismos para separar acusticamente as notas e assimreduzir a transferência de energia sonora através do centro desses instru-mentos.

Enquanto esse modo de acoplamento acústico será significati-vamente reduzido em virtude do flange formado pára encaixar o bojo secun-dário, pode ser adicionalmente reduzido pela carga de massa seletiva dosuporte de teia na superfície de execução ou pela adição de artefatos nasuperfície de execução para impedir a transmissão da energia acústica.

No último caso, e como se obtém na técnica antecedente, asnotas podem ser separadas por áreas rígidas que não são afinadas, ranhu-ras, furos, fendas, tratamento térmico localizado seletivo de áreas entre asnotas e as fixações rígidas nas áreas de teia de suporte 1b na adjacênciadas notas.

Pela primeira lei de movimento de Newton,

F = ma

onde Fé a força aplicada, mé a massa na qual a força é aplicada e a acele-ração resultante. Portanto, a adição de massa por um determinado fator x,resulta em uma redução na aceleração do mesmo fator, x, para a mesmaforça aplicada. Isso resulta em níveis mais baixos de vibração, a quantidadeda qual pode ser estimada pelo fator para o qual a massa em uma seçãoparticular da teia de suporte 1 b foi aumentada.

Para uma mola com reforçadores k e uma determinada massa,m, é sabido que a freqüência ressonante do movimento da massa quandopendurada da mola é fornecida por

<formula>formula see original document page 40</formula>

Portanto, a adição de massa também reduz as freqüências déressonância atribuídas para modos não musicais.

A presente invenção, portanto, proporciona níveis mais altos déisolamento entre as notas e separação por adição seletiva de massa, cargade massa concluída por aqueles versados na técnica de controle de vibra-ção, como um dispositivo de tratamentos de absorção de vibração na teia desuporte 1b da superfície de execução 1. As massas usadas para esse fimpodem ser concentradas em determinados pontos da teia de suporte 1b oudistribuídas através da dita teia de suporte 1b. O dito tratamento tambémfornece o benefício de suprimir ressonâncias não musicais de tom alto nãodesejadas que sejam típicas no instrumento tradicional.

O uso de tratamentos de absorção de vibração comerciais como,por exemplo, Dynamat e Dynamat Xtreme também aumenta as propriedadesde abafamento de vibração de massa aumentada através do uso de materi-ais que empregam fricção para converter energia de vibração em calor. Adita energia teria sido de outro modo convertida em som.

Na modalidade preferida da presente invenção, as notas no bojoprincipal 1d e bojo secundário 1g são separadas na maneira tradicional pelateia de suporte 1 b. A dita teia de suporte 1 b é aumentada para esse fim porcalor ou tratamento químico localizado para aumentar a rigidez da estruturasendo bem-conhecida daqueles versados na área de metalurgia. Além disso,os tratamentos de absorção de vibração são também aplicados à teia desuporte 1 b. A quantidade de massa e o tratamento de absorção de vibraçãorequeridos são determinados a partir do grau do acoplamento de nota con-forme medido usando interferometria laser ou outras técnicas conhecidaspor aqueles versados na técnica de medição de vibração.

Pode ser usada uma ampla variedade de materiais para a super-fície de execução 1. As propriedades essências dos materiais são (a) de-sempenho de fadiga alto (b) platô de ressonância aceitável (c) relação linearentre a amplitude de tensão e energia de abafamento específica (d) materi-ais tratáveis termicamente onde a condição metalúrgica pode ser alteradapara reduzir o abafamento interno (energia dissipada por volume de unidadepor ciclo) (e) materiais isotrópicos onde haja as propriedades de abafamentohomogêneas.

Os materiais possíveis incluem metais não ferrosos como, porexemplo, (a) Alumínio e suas ligas: Alumínio contendo até 2% de magnésio,e rolado a frio, (b) Cobre e Ligas de Cobre: 99,95% de cobre, 70% de cobre30% de zinco, 65% de cobre 35% de zinco (c) Ligas de Manganês: 88%magnésio, 10% alumínio, mais de 2% de manganês, zircônio, zinco, (d) Ni-quel, Titânio.

Os materiais possíveis também incluem metais ferrosos como,por exemplo, aços de Carbono contendo de 0,04% a 0,15% de Carbono comenxofre baixo (<0,001 %) e de qualidade de delineamento, aços carboniza-dos com até 0,3% de carbono, aços inoxidáveis que são aços inoxidáveisAusteníticos estabilizados por nióbio ou titânio que não é trabalhado endure-cido.

O bojo principal 1d e o bojo secundário 1g não precisam ser fa-bricados do mesmo material. Na verdade, os metais usados para cada bojopodem ser selecionados com base na variação musical e no custo.

A modalidade preferida utiliza aços de Carbono contendo de0,04% a 0,15% de Carbono com enxofre baixo (<0,001 %) e qualidade dedelineamento para ambos os bojos.

Como a presente invenção apresenta os instrumentos que ofe-recem uma variação mais ampla de notas do que obtida da técnica antece-dente há uma dificuldade correspondente no projeto do bastão ou taco quedeve ser selecionado para estimular apenas os dois ou três sobretons quesão tradicionalmente afinados para cada nota e não estimulam as parciaismais altas que irão naturalmente existir nas ditas notas. As ditas parciaismais altas são usualmente não musicais em caractere e conduzem para umsom metálico indesejável freqüente.

É reconhecido que a resposta de uma nota para uma batida de-pende da função de força, sendo o perfil da força versus o tempo que é apli-cado na nota quando batida. A dita função de força é uma conseqüência damaneira na qual o executante executa a batida, bem como a seleção de bas-tão de execução. É sabido que as propriedades de bastão críticas são suamassa e sua concordância. As mesmas afetam o tempo de contato, o tempodo bastão em contato com a nota durante uma batida e a área de contatomáximo durante a batida.

Os percentuais baixos da energia de impacto de um bastão sãoconferidos para freqüências modais com períodos que são mais curtos doque o tempo de contato. As frações mais altas são conferidas para as fre-qüências modais com períodos mais longos do que o tempo de contato.

No Soprano-G, por exemplo, os períodos de nota fundamentaisdiferem por uma proporção de 8 para 1, tornando difícil um único bastão es-timular eficazmente todas as notas no pan. As notas internas, isto é, aquelascom tons mais altos, requerem um bastão com tempos de contato baixo queiria resultar em uma concordância alta, isto é, bastão "duro". Contudo, paraum bastão da mesma massa, as notas externas, isto é, aquelas com tonsmais baixos, requerem um bastão com tempos de contato mais longos queiria resultar em um bastão com cabeças de concordância baixas, isto é, umbastão mais flexível.

Na presente invenção, esses requisitos são atendidos por (a)utilização de um bastão que seja dotado da concordância requerida para asnotas de tom mais alto no tambor relevante e (b) utilizando as coberturas denota 1c feitas de um material de concordância e espessura apropriadas paracobrir as notas de tom mais baixo. Em essência, essa abordagem removealgum material de concordância da cabeça do bastão de execução e colocao mesmo na nota. As coberturas de nota 1c não devem ser tão pesadas quepossam afetar o tom da nota. As mesmos devem também ser finas o sufici-ente para assegurar tempo de contato adequado quando batidos com o bas-tão. O "steelpan" Soprano-G, por exemplo, as coberturas de nota 1c sãoaplicadas apenas nas notas no anel mais externo, o Anel Olieo anel cen-tral, o anel 1 1j. As mesmas podem ser agora executadas satisfatoriamentecom um bastão ou taco projetado para uso ótimo no anel mais interno, o a-nel 21k. Essa abordagem pode ser usada mesmo se a implementação Pan-G específica não utilizar o projeto composto incorporando um bojo secundá-rio 1g.

As coberturas de nota 1c são feitas de material concordante co-mo, por exemplo, feltro, borracha, silicone ou outro material sintético similar.Contudo, os testes mostraram que as coberturas dê nota 1c são muito efica-zes quando o material concordante do qual as mesmas são feitas é da con-sistência de feltro e não de material de borracha ou outro material sintéticosimilar usado na maioria dos bastões. A espessura do feltro assim aplicadonão deverá exceder 1 mm (0,025 polegada).

Além disso, as coberturas de nota 1c não deveriam ser consoli-dadas na nota porque isso iria afetar a flexibilidade de vibração da nota. Emvez disso, as coberturas de nota 1c são encaixadas próximo à nota e presasno lugar apenas nas seções de teia de suporte 1b que formam os limites dadita nota. São alcançados melhores resultados se o material for encaixadona nota de maneira que não haja nenhum espaço de ar entre a cobertura e aprópria nota.

A modalidade preferida da superfície de execução 1 usa feltro deespessura entre 0,5 mm (0,013 polegada) a 1 mm (0,25 polegada) consoli-dado na superfície de execução nos limites da nota usando tape de duplaface.

Novamente é feita referência à figura 1. A saia do "steelpan" tra-dicional é uma conseqüência da fabricação do instrumento tradicional prove-niente dos barris. Contudo, a modalidade preferida da presente invençãoproporciona um aperfeiçoamento no projeto do tubo tradicional para "steel-pans" Soprano-G, Segunda Voz-G e Mediana 3-G através do uso de umafixação posterior 14 que na verdade cobre parcialmente a parte posterior dasuperfície de execução.

O uso de estruturas de cúpula ou bojo para essa finalidade pro-porciona a força e a rigidez requeridas. A fixação de cúpula pode ser deconstrução sólida, de malha rígida ou uma combinação das duas. É exigidoum projeto acústico cuidadoso para assegurar que a precisão musical e ascaracterísticas de desempenho do instrumento não sejam comprometidaspela alteração na carga de impedância acústica apresentada na superfíciede execução. Por exemplo, a inclusão de uma abertura cuidadosamente pro-jetada em uma fixação posterior sólida 14 nos "steelpans" Mediano-G, Se-gunda Voz-G e Soprano-G serviria para minimizar a carga de impedânciaacústica ao mesmo tempo aumentando a projeção de som em uma direção escolhida.

O projeto Pan-G da presente invenção facilita outros projetos defixação posterior 14 que aumentam a projeção acústica do instrumento. Aspesquisas mostraram que os padrões de radiação dos instrumentos "steel-pan" tradicionais não favorecem projeção máxima de som para onde um pú-blico estará tipicamente localizado. Especificamente, nos instrumentos quecobrem as variações centrais e superiores, os padrões de radiação tendem aserem concentrados ao longo do eixo geométrico principal do tambor, isto é,em direção ao topo e da parte traseira da superfície de execução. Isso signi-fica que a energia de som máxima é ou projetada de volta ou para o músicoou devido à postura do instrumento em um típico, projetada para o assoalho.No último caso, o som é ou refletido ou absorvido dependendo do materialdo qual o assoalho é construído.

O projeto acústico cuidadoso da fixação posterior 14 conduziriaum aperfeiçoamento substancial na dirigibilidade do instrumento. A restriçãodo projeto principal é que a carga de impedância acústica na superfície deexecução 1 não deve diferir significativamente daquela que obtém a superfí-cie de execução descarregada 1. Além disso, a fixação posterior 14 deveproporcionar fácil acesso à superfície de execução 1 de maneira a facilitaruma nova afinação do instrumento. Na prática, a variação na carga de impe-dância acústica pode ser compensada até certo ponto por uma afinação finaldo instrumento quando a fixação posterior está no lugar.

A filosofia do projeto Pan-G de fato, portanto, permite três cate-gorias de fixações 14.

Fixações do tipo 1 são projetadas apenas para proteger a faceposterior da superfície de execução 1 usando um projeto de fixação posteriorrígida 14 que é caracterizada pelo máximo possível de abafamento da estru-tura física sobre toda a variação audível de 20 Hz a 20 kHz.

O projeto do tubo cilíndrico adicional que permanece após o cor-po do tambor original ser cortado, se apropriadamente reforçado para mini-mizar ou eliminar vibração solidária da estrutura de fixação 14, em um e-xemplo de um Tipo 1 de fixação posterior 14.

Para o dito projeto de tubo cilíndrico, a rigidez requerida para asupressão de vibrações indesejadas podem ser obtida por uma variedade dedispositivos físicos. Os mesmos incluem o uso de materiais resistentes àvibração como, por exemplo, madeira, fibra de vidro, compósitos oü sintéti-cos ou metal de espessura apropriada, tratamento e material apropriada-mente reforçado para reduzir ou eliminar os modos de vibração natural as-sociados à tal estrutura. Especificamente, a extremidade aberta do tubo pre-cisa ser reforçada de maneira a reduzir ou eliminar os modos de vibraçãonatural que são dotados de antinodos na dita extremidade aberta. O reforçopode ser alcançado pela afixação de braçadeira de reforço de vários projetosna extremidade do tubo. Em todos os casos, a dita braçadeira deveria ser demodo a não restringir o acesso à face posterior da superfície de execução ede modo a facilitar a manutenção e nova afinação de acordo com a necessidade.

A figura 3 ilustra uma modalidade preferida do Tipo 1 da fixaçãoposterior 14 usando um projeto de tubo cilíndrico que é fabricado de um açomacio de 1,5 mm. A lâmina de aço da qual é fabricado o tubo é rolada paraum diâmetro apropriado para fixação no rebite 13 e então cortada para aextensão desejada. Como o Tipo 1 de fixação posterior é projetado mais pa-ra proteção da superfície de execução 1 do que por razões acústicas, asextensões devem ser escolhidas primeiro para corresponder às profundida-des do bojo da superfície de execução 1, mas pode de outro modo seguir asextensões tradicionais. Para o Soprano-G o mesmo deve ser tipicamente de20,3 cm (8 polegadas), mas não maior do que 25,4 cm (10 polegadas). Parao "steelpan" Segunda Voz -G o mesmo deve ser de 25,4 cm (10 polegadas),mas não maior do que 35,6 cm (14 polegadas). Para o Mediano3-G, o mes-mo dever ser tipicamente de 35,6 cm (14 polegadas), mas não maior do que45,8 cm (18 polegadas). Para o Grave 6-G o mesmo dever ser tipicamentede 86,36 cm (34 polegadas).

Um flange 14c para a extremidade do tubo que deve ser afixadono rebite 13 é usado para facilitar a fixação no rebite 13. A montagem dotubo, compreendendo o tubo e o flange, é então tratado termicamente paraaliviar a tensão interna criada pelo processo de rolamento. A redução natensão interna também tenderá a reduzir as freqüências modais ajustadaspelas ditas tensões, de maneira similar para a redução do tom que ocorrecom a redução da tensão na corda em pianos e violões. O material deve serdotado de um tamanho de grão não refinado de maneira a aumentar adicio-nalmente as propriedades de absorção de vibração da fixação posterior 14.

A fixação do flange no rebite 13 é efetuada com porcas e pinos.Para eliminar o ruído de contato são aplicados porcas e pinos a cada 5 cm(2 polegadas) ao longo da circunferência de flange; além de uma gaxeta fei-ta de cortiça, feltro ou outro material de abafamento de vibração é usadoentre o flange e o rebite 13.

A resistência à vibração é adicionalmente alcançada corrugandoa superfície do aço usado na mesma. Os peritos na análise e controle devibração sabem que os ditos anéis de enrugamento desempenham o papelde uma braçadeira que proporciona resistência para flexão em metais delâmina. As rugas que formam o enrugamento assim formado deveria ser de2,54 cm (1,00 polegada) de altura com uma largura máxima de 2,54 cm(1,00 polegadas) e espaçadas não mais do que 7,62 cm (3 polegadas) dedistância. A superfície interna do Tipo 1 de fixação posterior deve ser reves-tida com materiais ou revestimentos de absorção de vibração comercialmen-te disponíveis como, por exemplo, Dynamat Extreme.

A extremidade do tubo oposto à superfície de execução perma-nece aberta e é reforçada com um anel 14d encaixado na circunferência. Odito anel 14d é feito de aço macio de seção circular oca de 1,25 cm (0,50polegada). A espessura mínima de aço usado para o anel é uma TabelaANSI 40.Fixações posteriores do tipo 2 14 são projetadas para proteger aface posterior da superfície de execução 1 enquanto ao mesmo tempo au-menta as características de radiação sonora do Pan-G através do projetoapropriado da dita fixação posterior 14 para agir como um radiador eficaz deenergia sonora sobre a variação musical do instrumento no qual está afixa-da. Essa categoria é dividida em duas categorias secundárias.

O tipo 2a de fixação posterior 14 usa ressonadores de váriosprojetos afinados para algumas ou todas as notas que estão presentes noinstrumento relevante. Uma resposta de freqüência ideal de um Tipo 2a defixação posterior 14 iria, portanto, consistir em picos de ressonância apenasnas várias freqüências de nota presentes no instrumento relevante. Os ditosressonadores usados no Tipo 2a de fixação posterior 14 iria notavelmentemudar o timbre do instrumento e resultar no aumento de níveis de sonoridade.

O Tipo 2b de fixações posteriores 14 emprega uma estrutura defixação posterior 14 que assegura radiação de intensidade de nível sonorouniforme a partir da dita fixação posterior 14 através do espectro audível. Aresposta de freqüência ideal de um Tipo 2a de fixação posterior 14 iria, por-tanto, evitar qualquer característica e ressonância significativa, mas ser pas-sagem de faixa em natura, sendo dotada de resposta plana através da vari-ação musical do instrumento e rolando abaixo dos limites de freqüência infe-rior e superior. O dito Tipo 2b de fixações posteriores 14 não empregariacomo extremo um abafamento como o Tipo 1 de fixações posteriores 14mas iriam exibir níveis relativamente baixos de vibração em todas as fre-qüências de estimulação, comparado ao Tipo 2a de fixações posteriores 14para o qual o pico de níveis de vibração nas freqüências de ressonância pro-jetadas. A radiação sonora eficaz seria como uma conseqüência da área desuperfície grande da fixação posterior.

A modalidade preferida de um "steelpan" Soprâno-G com umTipo 2a de fixação posterior 14 usa um grupo de tubos 17, conforme ilustra-do na figura 4. A figura 4a ilustra a vista lateral com o invólucro externo 18da fixação cortada para expor o grupo de tubos 17 no mesmo. O invólucroexterno é exatamente como o tubo único tradicional do Tipo 1 de fixaçãoposterior 14 já descrito. O grupo de tubo compreende um grupo de tubos deextremidade aberta 17 de diâmetro pequeno, tipicamente de 5,08 cm (2 po-legadas) a 10,16 cm (8 polegadas). A extensão de cada tubo 17 é ajustadade maneira a assegurar que a ressonância do tubo corresponda à freqüênciade nota fundamental.

A figura 4b ilustra uma vista posterior do "steelpan" Soprano-Gcom uma fixação posterior 14 contendo um grupo de tubos 17. A figura ilus-tra a inclusão da armação 19 na qual os tubos são presos. A armação 19compreende-as braçadeiras circulares concêntricas 19a presas juntas pelasbraçadeiras radiais 19b. Ambas as braçadeiras circulares 19a e as braçadei-ras radiais 19b são feitas de alumínio ou aço de seção transversal quadradaoca ou circular oca de 1,25 cm (0,5 polegada) de diâmetro em corte trans-versal. A própria armação é presa no invólucro externo 18.

A fórmula relacionada às freqüências ressonantes e à geometriade tubo para um tubo aberto é conhecida como

<formula>formula see original document page 48</formula>

onde fné a freqüência ressoante nth, η é um inteiro positivo, d éo diâmetro do tubo, L a extensão do tubo eva velocidade do som no ar. Ofator 0,3d é um fator de correção de extremidade usado para compensar adissipação do som na extremidade do tubo. O fator L+0,3d, portanto, corres-ponde a Vz de comprimento de onda da freqüência de nota.

A fórmula se aplica para diâmetros de tubo que sejam menoresdo que % do comprimento de onda da freqüência aplicada. Para o pan So-prano-G isso varia de 33,02 cm (13 polegadas) a 4,06 cm (1,6 polegada). A modalidade preferida do Tipo 2a de fixação posterior 14 como aplicada ao"steelpan" Soprano-G usa tubos de 5,08 cm (2,00 polegadas) de diâmetropara o Anel 0 11, tubos de 2,54 cm (1,00 polegada) para o anel 1 1j e tubosde 1,27 cm (0,5 polegada) para o Anel 2 1 k. Essa seleção resulta em tubosde extensão variando de 71,48 cm (28,14 polegadas) a 8,93 cm (3,52 pole- gadas) para o pan Soprano-G.

Cada tubo do grupo é colocado abaixo de uma única nota. Odiâmetro do tubo é escolhido para cobrir Va da área de superfície da notacorrespondente e colocação é acima de um quadrante da nota, evitandoquaisquer linhas modais. Isso é feito dessa maneira para minimizar a possi-bilidade de cancelamento da segunda e terceira parciais, portanto, maximi-zando os níveis de intensidade sonora na boca do tubo.

Um grande benefício do projeto de grupo de tubo é que cadanota individual é agora associada com um único ressoador enquanto a saiados "steelpans" tradicionais, fixações posteriores 14 de Tipo 1 bem como asfixações posteriores 14 de Tipo 3 proporcionam apenas um único ressoadorpara todas as notas.

Além disso, como os tubos são abertos em ambos os lados,seus modos de ressonância ocorrem em todos os múltiplos da freqüência deressonância fundamental e não há ressonância nula como para os "steel-pans" tradicionais. Esses benefícios facilitam um projeto de radiador acústicomelhor.

Contudo, para um efeito acústico máximo, a extensão de tuborequerida poderia ser bastante longa. Na verdade, para o Grave6-G, o tubomais longo é de 349 cm (135 polegadas) de extensão. Esse problema podefacilmente ser tratado, por exemplo, dobrando o tubo conforme é feito emuma tuba.

A figura 5 ilustra a modalidade preferida de um Pan-G com umafixação posterior 14 de Tipo 2b que utiliza seções ressoantes afinadas 20 daestrutura da fixação posterior 14 que ressoa na freqüência fundamental dasnotas mais próximas ao aro do pan.

Na modalidade preferida de um Tipo 2b de fixação posterior 14as seções ressoantes 20 são na verdade notas afinadas similares àquelasque são formadas na superfície de execução 1. As implementações alterna-tivas incluem, por exemplo, o uso de palhetas, cortadas no corpo da fixaçãoposterior 14 e afinadas para a freqüência por ajuste da extensão da palheta.

A modalidade preferida do Tipo 2b de fixação posterior 14 é do-tada de vantagem sobre o Tipo 1 e o Tipo 3 de fixações posteriores 14 deprontamente facilitar a projeção do som para ser afinado para notas indivi-duais no instrumento. Na verdade, as seções afinadas 20 podem ser amor-tecidas ou silenciadas para reduzir suas respectivas contribuições para ocampo sonoro permitindo os ajustes de campo que resultariam em um graude desigualdade nos níveis sonoros de todas as notas. O amortecimentopode ser alcançado, por exemplo, por carga de massa. Além disso, fixaçõesposteriores 14 do Tipo 2b são dotadas da vantagem sobre fixações posterio-res 14 do Tipo 2a por serem mais fáceis e mais econômicas para fabricar,bem como por serem mais portáteis.

O Tipo 3 de fixações posteriores 14 são projetadas para protegera face posterior da superfície de execução 1 ao mesmo tempo em que au-menta as características de radiação sonoras do Pan-G através da resso-nância acústica do ar encerrado pela fixação posterior 14 e superfície deexecução 1. Um Tipo 3 puro de fixação posterior 14 utiliza uma estrutura defixação posterior muito rígida como no caso de um projeto do Tipo 1 masnão inclui o uso de ressonadores sólidos como no caso do Tipo 2 de fixa-ções posteriores 14 usando, em vez disso, as dinâmicas do movimento do arno invólucro criado pela fixação posterior 14 e a superfície de execução 1para alcançar as características de radiação requeridas.

É possível combinar as características das configurações tantodo Tipo 2 quanto do Tipo 3 em uma fixação posterior 14 que inclua ressona-dores de som no corpo das fixações posteriores 14 que são projetadas parafator em considerações acústicas.

A figura 6 ilustra uma modalidade preferida de um Soprano-Gcom um tipo 3 de fixação posterior 21. A dita fixação posterior 21 compreen-de uma estrutura de cúpula ou bojo invertida com uma abertura de orifício 22na base extrema do bojo. A dita abertura de orifício 22 é fabricada grande osuficiente para permitir radiação direta proveniente do anel mais interno, oAnel 2 1k, do Soprano-G, correspondente às variações musicais mais altasno pan. A figura 6a ilustra a vista superior, conforme vista pelo executante. Afigura 6b ilustra uma vista em corte da perspectiva lateral. A figura 6c ilustrauma vista da face inferior. A abertura de orifício 22 é claramente ilustrada nocentro onde cobre apenas as doze notas 1a do Anel 2 1k na superfície deexecução 1.

O volume da cavidade criada pelo Tipo 3 de fixação posterior 21e a superfície de execução 1, bem como o tamanho do orifício, são projeta-dos para aumentar a freqüência de nota mais baixa no instrumento. Esseprojeto é mais bem-adequado para o Mediano-G ou Grave6-G, onde leva umligeiro aperfeiçoamento em portabilidade, mas é facilmente aplicável aosinstrumentos Medianos3-G e Soprano-G. O projeto também deve ser de talmodo que a carga nas notas na superfície de execução seja mínima.

O Pan-G com o Tipo 3 de fixação posterior 21 pode ser modela-do como um ressoador Helmholtz que é conhecido como sendo dotado dafreqüência ressonante

<formula>formula see original document page 51</formula>

Onde c é a velocidade do som, nominalmente 340m/s, rp = dl2no raio do orifício, d é o diâmetro do orifício, e V o volume encerrado no Pan-G e fixação posterior perfurada. O fator 1,7 rp é a extensão equivalente L doressoador clássico que é dotado do volume V que é fechado exceto por umaabertura para o ar através de um tubo de extensão L e raio rp.

A resposta de freqüência correspondente em passagem de faixacom o fator Q fornecida por

<formula>formula see original document page 51</formula>

onde

<formula>formula see original document page 51</formula>

onde B é a largura de faixa 3-dB do ressoador.

A fim de aplicar essa fórmula, deve ser calculado o volume V.Uma estimativa dessa quantidade é obtida presumindo que a superfície deexecução 1 seja uma tampa esférica com raio de base r e altura hps. Tam-bém é presumido que o Tipo 3 de fixação posterior 21 seja aquela parte deuma tampa esférica de altura hra que compartilha a mesma base da tampaesférica que está na superfície de execução que permanece após a remoçãoda tampa esférica menor da altura hp e da base com raio rp. A remoção dadita tampa esférica cria o orifício 22 com o raio rp. Para melhor ilustrar asvariáveis definidas é feita agora referência à figura 7 que aplica essa suposi-ção na representação da vista lateral do Pan-G com o Tipo 3 de fixação 21,ilustrado na figura 6 e também ilustra a notação usada para estabelecer afórmula para V.

O volume V é obtido pela subtração dos volumes combinados datampa esférica removida do Tipo 3 de fixação posterior 21 para criar o orifí-cio e o volume encerrado na superfície de execução do volume total da tam-pa esférica da qual o Tipo 3 de fixação posterior 21 é formado. Isso é forne-cido por -

<formula>formula see original document page 52</formula>

O acima mencionado descreve as equações relevantes para oTipo esférico 3 de fixação posterior perfurada 21. Uma abordagem preferidapara o projeto do Tipo esférico 3 de fixação posterior perfurada 21 iria pri-meiro escolher valores adequados para o fator Q, Q, e freqüência ressonan-te, fr. O raio de orifício e volume de instrumento requeridos pode ser calcula-do de

<formula>formula see original document page 52</formula>

Q, fr deveriam ser escolhidos de maneira que

<formula>formula see original document page 52</formula>

onde rpmax é o máximo raio de orifício permitido; isso seria tipicamente 25%do raio da base da tampa esférica que forma a superfície de execução 1 oumenos para assegurar comportamento tipo Helmholtz, bem como soluçõesrealísticas.

A desigualdade mostra que o comércio precisa ser consideradona seleção de Q e fr. Uma vez que o ressoador Helmholtz é essencialmenteum ressoador de freqüência única, uma estratégia e alinhar o conjunto frbem acima da freqüência de nota mais baixa do pan e ajustar Q de maneiraque a largura de faixa seja o mais ampla possível sem reduzir a sonoridadesignificativamente nas freqüências mais baixas. O fator Q de 8,65 resulta emuma largura de faixa de 1 semitom enquanto um fator Q de 2,87 proporcionauma largura de faixa de ± 3 semitons como conseqüente redução na sonori-dade na freqüência ressonante.

A descrição até agora descreve as equações relevantes para oTipo 3 de fixação posterior perfurada 21 esférico. Uma abordagem preferidapara o projeto do Tipo 3 de fixação posterior perfurada 21 seria primeiro es-colher valores adequados para o fator Q, Q, e freqüência ressonante, fr. Oraio de orifício e volume de instrumento requeridos pode ser calculado de

<formula>formula see original document page 53</formula>

Q, fr deveriam ser escolhidos de maneira que

<formula>formula see original document page 53</formula>

Onde rPmax é o máximo de raio de orifício permitido; isso deveria ser tipica-mente 30% ou menos do raio, r, da base da tampa esférica que forma a su-perfície de execução 1 para assegurar o comportamento do tipo Helmholtz,bem como soluções realísticas.

A desigualdade mostra que o comércio precisa ser consideradona seleção de Q e fr.. Uma vez que o ressoador Helmholtz é essencialmenteum ressoador de freqüência única, uma estratégia e alinhar o conjunto frbem acima da freqüência de nota mais baixa do pan e ajustar Q de maneiraque a largura de faixa seja o mais ampla possível sem reduzir a sonoridadesignificativamente nas freqüências mais baixas. Deve ser observado que ofator Q de 8,65 resulta em uma largura de faixa de 1 semitom enquanto umfator Q de 2,87 proporciona uma largura de faixa de ± 3 semitons como con-seqüente redução na sonoridade na freqüência ressonante.

O Tipo 3 de fixação posterior 21 é facilmente ilustrado para aper-feiçoar a saia usada nos "steelpans" tradicionais, bem como o Tipo 1 e oTipo 2a de fixações por meio de sua portabilidade aumentada. Por exemplo,supondo que a fixação posterior seja projetada para ressoar na freqüênciada nota mais baixa de um "steelpan" mediano3-G. Para um "steelpan" dediâmetro 67,3 cm (26,5 polegadas) isso corresponde a A2 com um funda-mental de 110 Hz e requer uma extensão de tubo de 138,9 cm (54,7 polega-das).

Contudo é requerido um Tipo 3 esférico de fixação posterior per-furada 21 do tipo descrito com uma altura de tampa esférica, hra, de apenas34,3cm (13,5 polegadas). Para esse projeto, a profundidade da superfície deexecução é hps=20,3cm (8,15 polegadas), o raio do orifício é rp = 9,3cm (3,7polegadas) e a altura do orifício de hp = 1,3 cm (0,5 polegadas) resultandoem um fator Q de 18,2. O raio do orifício pode ser aumentado para 18,9cm(7,4 polegadas) e o fator Q diminuído para 8,5 ao mesmo tempo em quemantém a mesma freqüência ressonante pela colocação de um tubo cilíndri-co de 10,6 cm (4,2 polegadas) de extensão e de 67,3 cm (26,5 polegadas)de diâmetro entre a superfície de execução e a fixação posterior anterior-mente mencionada. A fixação posterior modificada duplica o volume encer-rado resultando em uma extensão total de 44,9 cm (17,7 polegadas).

Por outro lado, o projeto de grupo de tubo do Tipo 2a e o Tipo 2bde fixação posterior 14 proporcionam maior versatilidade na afinação da ra-diação proveniente de cada nota no instrumento porque cada nota é dotadade um ressoador próprio. Além disso, diferentemente da saia usada nos"steelpans" tradicionais, a modalidade preferida de um pan-G com um Tipo 3de fixação posterior 21 executa apenas uma ressonância única e, portanto,exibe nenhuma ressonância nula em sua resposta e freqüência e é, portan-to, mais adequado como um ressoador acústico.

O Tipo 3 de fixação posterior 21 é facilmente ilustrado para aper-feiçoar a saia usada nos "steelpans" tradicionais bem como o Tipo 1 e o Tipo2a de fixações por meio de sua portabilidade aumentada. Por exemplo, umMediano 3-G com uma nota mais baixa A2 correspondendo a um fundamen-tal de 110 Hz, requer extensões de tubo de até 151 cm (60 polegadas) deextensão. Contudo, requer um Tipo 3 de fixação posterior perfurada 21 esfé-rico do tipo descrito com uma altura de tampa esférica de apenas 38,1 cm(15 polegadas). Por outro lado, o projeto de grupo de tubo Tipo 2a e o Tipo2b de fixação posterior 14 proporcionam maior versatilidade na afinação daradiação proveniente de cada nota no instrumento porque cada nota é dota-da de um ressoador próprio. Além disso, diferentemente da saia usada nos"steelpans" tradicionais, a modalidade preferida de um pan-G com um Tipo 3de fixação posterior 21 executa apenas uma ressonância única e, portanto,exibe nenhuma ressonância nula em sua resposta e freqüência e é, portan-to, mais adequado como um ressoador acústico.

A seguir está descrita uma modalidade preferida de uma varia-ção de instrumentos que podem ser usados para formar uma orquestra deinstrumentos Pan-G. Tal orquestra compreenderia exclusivamente os quatroinstrumentos anteriormente descritos, isto é, Soprano-G, Segunda Voz-G,Mediano3-G e Grave6-G. Juntos, esses instrumentos abarcam as variaçõesmusicais de Gi a B6. Isso aperfeiçoa no estado da técnica por oito (8) semi-tons porque os "steelpans" acústicos tradicionais abarcam uma variaçãomusical de A1 a F6. Além disso, o Pan-G utiliza apenas quatro instrumentosdistintos para cobrir essa variação enquanto os "steelpans" tradicionais utili-zam tanto quanto onze (11) ou mais instrumentos distintos.

A Tabela 1 ilustra uma comparação da variação da montagemPan-G com variações musicais típicas dos "steelpans" tradicionais. É eviden-te que o novo projeto Pan-G remove o grupo que resulta no fato de ser dota-do de um grande número de instrumentos para cobrir uma variação musicalpequena reduzindo o número de instrumentos para quatro. A montagemPan-G está agora, portanto, mais alinhada com os instrumentos tradicionais,conforme ilustrado, por exemplo, para o caso de instrumentos de corda naTabela 1. Deve ser observado que uma orquestra de corda pode efetivamen-te cobrir uma variação musical ampla com apenas quatro instrumentos.

O Grave6-G da presente invenção cobre a variação musical deG1 a C4, um total de 30 notas ou 2 Vz oitavas, em 6 tambores. O Grave6-G,portanto, excede as variações combinadas dos "steelpans" tradicionais denove graves de seis graves.<table>table see original document page 56</column></row><table>Os Medianos3-G cobrem uma variação musical de A2 a Ab5, umtotal de 36 notas ou 3 oitavas, em 3 tambores. O mediano3-G, portanto, co-bre o barítono para variação contralto e excede as variações combinadas devioloncelo-3, violoncelo-4 e "steelpans" violão duplo, bem como uma quanti-dade significativa de "steelpan" quadrafônico e variações "steelpan" de tenorgrave.

Apesar da modalidade preferida do instrumento Mediano3-G dapresente invenção incorporar três oitavas de notas para assegurar a máximaclareza e atividade musical através de espaçamento judiciosos entre as no-tas, o instrumento Mediano3-G pode acomodar até 45 notas em sua superfí-cie de execução excedendo, assim, a variação musical típica do "steelpan"quadrafônico no estado da técnica.

As Segunda Vozes-G cobrem a variação musical de D3 a C#6,um total de 36 notas em 2 tambores. O alvo são as variações de contralto ede tenor e excede as variações combinadas dos "steelpans" de segunda vozdupla e de tenor duplo tradicionais. O papel do instrumento de Segunda Voz-G da presente invenção é proporcionar suporte para o Soprano-G que será oinstrumento de linha de frente na maioria das execuções.

Os Sopranos-G cobrem a variação musical de C4 a B6, um totalde 36 notas ou 3 oitavas, em um único tambor. O alvo é a variação de so-prano e excede a variação musical combinada de "steelpan" Tenor Baixo e"steelpan" Tenor Alto.

As variações de nota ilustradas para a montagem de pan-G naTabela 1 são valores nominais conforme o projeto permite para as variaçõesnas notas mais baixas por mais ou menos 2 semitons.

Em comparação com o estado da técnica, a modalidade preferi-da da montagem Pan-G da presente invenção utiliza apenas dois determi-nados projetos de layout de nota. Ambos os ditos projetos de Iayout visamassegurar que, tanto quanto possível, as notas adjacentes diferem pelomesmo intervalo consoante, ao mesmo tempo em que facilitam fáceis movi-mentos das mãos para executar quaisquer das escalas mais comuns, atra-vés de uma distribuição de notas lógica e consistente.O primeiro projeto fornecido de Iayout preferido da presente in-venção preserva a colocação e nota relativa do circulo de quartas e de quin-tas em todos os ditos instrumentos da montagem, quando as notas devamser distribuídas sobre um, três ou seis tambores. A seqüência de uma oitavae no layout das quartas e nas quintas é, aumentando em quintas de C, C, G,D, A, Ε, B, F*, C#, Ab, Eb1 Bb, F.

O segundo projeto fornecido de layout preferido complementa oprimeiro projeto, no sentido de que á aplicado nos instrumentos onde as no-tas são distribuídas sobre dois ou quatro tambores e é baseado nas duasescalas de tom completas que complementam uma a outra em qualquer oi-tava adjacente de notas. Partindo de C, a primeira escala de tom inteira é C,D, E, F#, Abl Bb, Enquanto a segunda é C#, Eb, F, G, A, B.

O layout de nota preferido fornecido para o instrumento Sopra-no-G da presente invenção está ilustrado na figura 8 dos desenhos, enquan-to o Iayout de nota preferido para o instrumento de Segunda Voz-G da pre-sente invenção está ilustrado na figura 9. O Iayout de nota preferido para oinstrumento Mediano3-G da presente invenção está ilustrado na figura 10dos desenhos, seguido do Iayout de nota preferido para o instrumento Gra-ve6-G da presente invenção, conforme ilustrado na figura 11.

O layout Soprano-G da presente invenção é uma extensão doestado da técnica, porque o mesmo amplia para o "steelpan" tenor e, con-forme ilustrado na figura 8, é obtido pela repetição do ciclo completo dequartas e quintas nos três anéis concêntricos de 12 notas cada, compreen-dido de um anel externo, Anel O 1i, um anel mediano, Anel 11j, e um anelmais interno, Anel 2 1 k. Como no caso do pan tenor tradicional, a nota C écolocada no fundo do círculo, correspondente à parte do tambor que estámais próximo do executante, de maneira a orientar o layout. Essa orientaçãoé mantida mesmo se a variação de Soprano-G começar em um tom maisbaixo. Os testes mostraram que o Soprano-G conforme implementado notambor de 67,31 cm (26,50 polegadas) pode acomodar uma variação de 3oitavas começando de A3.

Apesar do instrumento Soprano-G na figura 8 ilustrar a progres-são de notas em quintas na direção anti-horária, o pan pode ser tambémimplementado pela reversibilidade conferida desse layout.

A modalidade preferida do instrumento Soprano-G implementa olayout das quartas e das quintas, com as quintas progredindo na direçãoanti-horária. O layout de notas em cada tambor do Soprano-G é, portanto, demaneira que os pares de nota fisicamente adjacentes são separados por umintervalo musical de quartas e de quintas. A dissonância musical é, portanto,reduzida à medida que esses intervalos são reconhecidos como consoantes.

É feita agora referência à figura 9. O layout de nota de instru- mento de Segunda Voz-G usado é conhecido no estado da técnica e é ba-seado em uma divisão da escala de C maior para tons inteiros, isto é, inter-valos de dois semitons. As notas são escolhidas primeiro selecionando umanota raiz no ciclo de quartas e de quintas e selecionando todas as outrasnotas no círculo ao mesmo tempo em que envolve o círculo na direção dasquintas. Isso irá fornecer as seis notas mais baixas no tambor direito 2 doinstrumento de Segunda Voz-G. As seis notas remanescentes na escala sãoentão alocadas no tambor 3 remanescente. São criadas em cada tambor, asoitavas das notas mais baixas e o processo repetido até que seja alcançadaa oitava dupla. Devido às limitações de espaço, a primeira oitava de cadaduas notas mais baixas é colocada no círculo externo de notas lado a ladodas ditas notas. Isso é visto para as notas D, Eb, E e F na modalidade prefe-rida na figura 9. Para todas as outras notas a oitava e as oitavas duplas sãocolocadas na maneira preferida, isto é, em dois círculos concêntricos sepa-rados de notas na parte interna do tambor.

Para todos os instrumentos, exceto o Soprano-G, da montagemda presente invenção, o layout de nota pan-G preferido é derivado pela divi-são uniforme do ciclo de quartas e de quintas para grupos de notas consecu-tivas no dito círculo. No caso da Segunda Voz-G, qualquer tentativa em taldivisão irá resultar em duas notas em cada tambor da Segunda Voz-G sendoum semitom, ou um segundo menor separado resultando em uma probabili-dade de dissonância do pior tipo.

A alocação das notas com base em tons inteiros auxilia a supe-rar esse problema. Além disso, a alocação de nota é tal que as notas adja-centes estão uma terça maior ou menor afastadas exceto para um par denotas em cada tambor, que é uma quarta afastada aumentada, correspon-dendo ao que é considerado ser o mais favorável dos intervalos consideradocomo dissonante. O acoplamento entre essas duas notas, B3 e Eb4 no tam-bor esquerdo e Bb3 e E3 no tambor direito, pode ser reduzido pela aplicaçãodos métodos acima descritos.

O complemento de dois tambores da montagem da presenteinvenção que constrói a Segunda Voz-G é projetado para suportar o Sopra-no-G que será o instrumento de linha de frete na maioria das execuções.Com relação a isso há uma vantagem sobre os três tambores Mediano3-G,porque o número mais baixo de tambores componentes facilita mais rapida-mente a execução de passagens musicais rápidas.

É feita agora referência à figura 10 que ilustra a configuração deIayout preferida para o instrumento Mediano3-G da presente invenção. OMediano3-G representa um afastamento maior do estado da técnica porquedistribui o ciclo de quartas e de quintas sobre três tambores, uma aborda-gem que, até agora, nunca tinha sido aplicada.

O layout Mediano3-G é derivado pela atribuição de três oitavasde quatro notas consecutivas no círculo de quartas e de quintas para cadados três tambores no conjunto Mediano3-G. Isso coloca 12 notas em cadatambor do Mediano3-G. As quatro notas atribuídas ao primeiro tambor 4 sãoobtidas pela seleção de uma nota raiz e as três notas seguintes progredindoem quintas. As quatro notas seguintes no ciclo de quartas e de quintas pro-gredindo em quintas são então projetadas para o segundo tambor 5. As qua-tro notas finais no ciclo de quartas e de quintas progredindo em quintas sãoentão projetadas para o terceiro tambor 6. Como há 12 notas em uma oitava,conseqüentemente, a 12 caminhos únicos de alocação das notas para os 3tambores usando esse procedimento. A escolha da nota raiz depende deuma variedade de fatores, mais significativamente a variação musical, o ta-manho do tambor, o tamanho dos modelos de nota usados pelo afinador e apreservação do alinhamento do Iayout de nota do Soprano-G.No caso do Mediano3-G com Iayout de nota conforme ilustradona figura 10, por exemplo, se a nota raiz for C três oitavas cada de C, G, D eA seriam alocadas para o primeiro tambor 4. As 4 notas seguintes no ciclo,progredindo em quintas, isto é, três oitavas de E1B1F^e C# seriam entãocolocadas no segundo tambor 5. Finalmente, as quatro últimas notas no ci-clo, progredindo em quintas, isto é, três oitavas de Ab1 Eb, Bb e F seriam co-locadas no terceiro tambor 6.

O Iayout de notas em cada tambor do Mediano3-G é tal que ospares de nota fisicamente adjacentes são separados por um intervalo musi-cal de quartas, quintas ou sextas. A dissonância musical é, portanto, reduzi-da, porque esses intervalos são reconhecidos como consoantes.

É feita agora referência à figura 11 que ilustra a configuração deIayout preferida para o instrumento Grave6-G. O Iayout do Grave6-G é umaextensão do que se obtém para o Grave-6 no estado da técnica e é obtidopela designação de três oitavas completas de uma nota e duas oitavas desua quinta para cada dos seis tambores 7, 8, 9, 10, 11, 12 que compreen-dem o Grave6-G. Isso coloca 5 notas em cada tambor do Grave6-G. As du-as notas designadas para o primeiro tambor 7 são obtidas pela seleção deuma nota raiz e sua quinta.

As duas notas seguintes no ciclo de quartas e de quintas pro-gredindo em quintas são então designadas para o segundo tambor 8. Esseprocesso continua até que as últimas duas notas no ciclo de quartas e dequintas sejam designadas para o sexto tambor 12. Como há 12 notas emuma oitava, há, portanto, 12 únicas maneiras de alocar notas para os 3 tam-bores usando esse procedimento. A escolha da nota raiz depende de umavariedade de fatores, mais significativamente a variação musical, o tamanhodo tambor, o tamanho do modelo de nota usado pelo afinador e a preserva-ção do alinhamento do Iayout de nota Soprano-G.

Na modalidade preferida o Grave6-G cobre 2 Vz oitavas um au-mento de uma oitava inteira sobre o que se obtém no grave seis tradicional.Além disso, o Grave6-G excede as variações combinadas dos "steelpans"de baixo nove e baixo seis e cobre substancialmente a variação "steelpan"de grave tenor. Com o procedimento descrito, as seis notas mais baixas navariação Grave6-G são implementadas em três Oitavas inteiras; essas, por-tanto, também estabelecem as seis notas mais baixas na variação do ins-trumento. As notas remanescentes no Grave6-G complementam a variaçãode oitava das primeiras seis e são implementadas em duas oitavas.

O layout de notas em cada tambor do Grave6-G é tal que os pa-res de nota fisicamente adjacentes são separados por um intervalo musicalde quartas e de quintas. A dissonância musical é, portanto, reduzida paraintervalos consoantes ao mínimo possível. Isso é significativo para a varia-ção grave onde a faixa crítica de freqüências associadas à percepção detons dissonantes é menor na variação grave do que em outras variaçõesmusicais.

É um objetivo da presente invenção que a modalidade preferidade instrumentos na montagem Pan-G seja dotada de superfície de execuçãoque sejam de 67,31 cm (26,50 polegadas) de diâmetro um aumento de11,43 cm (4,5 polegadas) sobre o que se obtém no estado da técnica, por-tanto, facilitando a geração de som musical em níveis de intensidade sonoramais altos.

Um objetivo adicional da presente invenção é uma conseqüênciadireta do uso de tambores maiores, a montagem Pan-G de instrumentos iráoferecer uma variação musical que abarca a variação musical de Gi a B6 e,portanto, aperfeiçoa o estado da técnica por oito (8) semitons, considerandoque os "steelpans" acústicos tradicionais abarcam a variação musical de A1a F6.

Ainda um objetivo adicional da presente invenção consiste nofato de que a montagem Pan-G de instrumentos ofereça capacidades deaumento significativamente sobre o estado da técnica, pelo uso de apenasdois modelos de layout de nota, um aperfeiçoamento sobre o estado da téc-nica no qual a filosofia de layout de nota varia significativamente em um au-mento na flexibilidade na execução, porque que os executantes podem ago-ra se adaptar mais facilmente a qualquer instrumento na orquestra Pan-G.

Ainda outro objetivo significante da presente invenção consisteno fato de que para todos os instrumentos que sejam dotados de notas dis-tribuídas sobre um, três, ou seis tambores, a montagem Pan-G utiliza ummodelo de Iayout de nota que opcionalmente utiliza a colocação da nota re-lativa do círculo de quartas e de quintas, ou o contrário.

Além disso, um objetivo adicional da presente invenção consisteno fato de que todos os instrumentos nos quais as notas devam ser distribu-ídas sobre dois ou quatro tambores, a montagem Pan-G irá empregar ummodelo de Iayout de nota que é baseado nas duas escalas de tom inteirasque completam uma outra, em qualquer oitava contígua de notas fornecida.

Outro objetivo da presente invenção consiste no fato de que amontagem Pan-G de instrumentos que utiliza apenas quatro instrumentosdistintos preferidos, o Grave6-G, o Mediano3-G, a Segunda Voz-G e o So-prano-G, para cobrir a variação musical acima mencionada de Gi a B6, en-quanto os "steelpans" do estado da técnica tradicionais utilizam tanto quantoonze (11) instrumentos distintos ou mais, para cobrir a variação musical maislimitada de Ai a F6, a da presente invenção, portanto, aperfeiçoa o estado datécnica, pela remoção do grupo que resulta da existência de onze instrumen-tos "steelpan" para cobrir uma variação musical menor e os custos de trans-porte proibitivos e concomitante mobilidade restritiva para o ganho de rendapotencial de "pannists" empreendendo engajamentos sociais e execuções.

Ainda outro objetivo da presente invenção consiste no fato deque a modalidade preferida do instrumento Grave6-G irá cobrir a variaçãomusical de Gi a C4 um total de 30 notas ou 2 Vz oitavas, em 6 tambores e,portanto, excede as variações combinadas dos "steelpans" tradicionais denove graves de seis graves proporcionado, assim um instrumento maiscompacto na variação grave, que é mais portátil do que o que se obtém noestado da técnica, ao mesmo tempo em que aperfeiçoa a versatilidade daexecução pela redução da necessidade de transporte, como é freqüente-mente requerido no estado da técnica.

Ainda outro objetivo da presente invenção consiste no fato deque a modalidade preferida do instrumento Mediano3-G irá cobrir a variaçãode A2 a Ab5, um total de 36 notas ou 3 oitavas, em 3 tambores. O Mediano3-G, portanto, cobre a variação do barítono para o contralto e excede as varia-ções combinadas de 3 violoncelos, 4 violoncelos e "steelpans" violão duplo,bem como uma quantidade significativa de "steelpan" quadrafônico e varia-ções musicais de "steelpan" de tenor grave, proporcionado, portanto, uminstrumento mais compacto na variação barítono, que é mais portátil do queé obtido no estado da técnica, ao mesmo tempo que aperfeiçoa a versatili-dade de execução pela redução da necessidade de transporte, como é fre-qüentemente requerido no estado da técnica.

Além disso, um objetivo adicional, apesar da modalidade preferi-da do instrumento Mediano3-G incorporar 3 oitavas de notas para assegurarmáxima clareza e atividade musical através de espaçamento judicioso entreas notas, o Mediano3-G pode acomodar até 45 notas em sua superfície deexecução excedendo a variação musical típica do "steelpan" quadrafônico.

Consumadamente, outro objetivo da presente invenção consisteno fato de que o instrumento Mediano3-G representa um afastamento maiordo estado da técnica, porque seu Iayout de nota é uma distribuição de ciclode quartas e quintas musicais sobre três tambores.

Um objetivo adicional da presente invenção consiste no fato deque a modalidade preferida do Instrumento de Segunda Voz-G irá cobrir avariação musical de D3 a C#6, um total de 36 notas em dois tambores, umavez que seu alvo são as variações de contralto e de tenor e excede as varia-ções combinadas de "steelpans" segunda voz dupla e tenor duplo tradicio-nal; proporcionado, portanto, um instrumento mais compacto nas variaçõesde contralto e tenor, que é mais portátil do que é obtido no estado da técni-ca, ao mesmo tempo em que aperfeiçoa a versatilidade da execução pelaredução da necessidade de transporte, conforme freqüentemente requeridono estado da técnica.

Ainda outro objetivo da presente invenção consiste no fato deque a modalidade preferida do instrumento Soprano-G irá cobrir a variaçãomusical de C4 a B6, um total de 36 notas ou 3 oitavas, em um único tambor;enquanto almeja a variação de soprano e excede a variação musical combi-nada do "steelpan" tenor baixo e "steelpan" tenor alto, proporcionando, por-tanto, um instrumento mais compacto na variação soprano, que é mais por-tátil do que é obtido no estado da técnica, ao mesmo tempo em que aperfei-çoa a versatilidade da execução pela redução da necessidade de transporte,conforme freqüentemente requerido no estado da técnica.

Um objetivo final da presente invenção, consiste no fato de queenquanto do estado da técnica a fixação posterior que é um barril simples ouressonâncias de execução de tubo que não correspondem às freqüênciasfundamentais de todas as notas em um determinado tambor, o Tipo 2a defixações posteriores aperfeiçoa o estado da técnica pelo aumento da proje-ção sonora através da aplicação de um mecanismo de grupo de tubo queproporciona um ressoador de tubo para cada nota na superfície de execu-ção. Essa é uma nova abordagem que aumenta a sonoridade e a precisãomusical do instrumento e não é até o momento conhecida no estado da técnica.

Uma vez que outras determinadas modificações e característi-cas, que podem ser variadas para encaixar exigências e situações de opera-ção específicas, serão claras para aqueles versados na técnica, a partir dapresente descrição detalhada, considerada juntamente com os desenhosque a acompanham, deve ser compreendido, contudo, que a presente in-venção não é considerada limitada aos exemplos escolhidos para propósitosantecedentes da descrição e, portanto, cobre todas as alterações e modifi-cações que não constituam afastamentos do seu verdadeiro espírito e esco-po, para os quais deve ser feita referência às reivindicações em anexo.Glossário

Percussão: execução de música pela batida em um instrumento.

Executante: alguém que toca um instrumento musical.

"Steelpan": um instrumento de percussão de tom definido naclasse idiofone, tradicionalmente feito de um tambor de aço cilíndrico ou re-cipiente de aço. O topo do tambor ou recipiente é usado para fazer a super-fície de execução que é usualmente dividida em seções por canais, ranhurasou furos. Cada seção é uma nota afinada para um tom definido. A face cilín-drica do tambor do qual o "steelpan" é feito é usualmente retida para agircomo um ressoador para proporcionar suporte físico para a superfície deexecução.

"pannist": uma pessoa versada na arte de tocar um "steelpan".

Intervalo Musical de Quarta (Quartas): Duas notas variam poruma quarta ou são separadas por um intervalo de quarta musical se a pro-porção de suas freqüências de tom for nominalmente 2 5/12 na escala detemperamento igual.

Intervalo Musical de Quinta (Quintas): Duas notas variam poruma quinta ou são separadas por um intervalo de quinta se a proporção desuas freqüências de tom for nominalmente 2 7/12 na escala de temperamentoigual.

Disposição de Quartas e de Quintas: uma disposição de notasmusicais na qual a seqüência de notas adjacentes difere por um intervalo dequarta musical em uma direção e, portanto, um intervalo de quinta musicalna direção oposta.

1 Superfície de Execução

1 a Notas

1 b Teia de Suporte

Ic CoberturasdeNota

Id Bojo Principal

1e Flange de Bojo principal

1f Gaxeta de Absorção de Vibração

1g Bojo Secundário

1h Gaxeta de Bojo Secundário

Ii Anel 0

1j Anel 1

Ik Anel 2

2 Primeiro Tambor no "Steelpan" de Segunda Voz-G

3 Segundo Tambor no "Steelpan" de Segunda Voz-G

4 Primeiro Tambor no "Steelpan" Mediano3-G

5 Segundo Tambor no "Steelpan" Mediano3-G

6 Terceiro Tambor no Mediano3-G7 Primeiro Tambor no Grave6-G

8 Segundo Tambor no Grave6-G

9 Terceiro tambor no Grave6-G

10 Quarto Tambor no Grave6-G

11 Quinto Tambor no Grave6-G

12 Sexto Tambor no Grave6-G

13 Repique

13a Anel de Suporte

13b Limite

13c Roda de Suspensão

13d Eixo de Roda de Suspensão

14 Fixação Posterior

14a Pesos de Deslocamento de Postura

15 Estrado de Suporte

15a Hastes Verticais de Estrado de Suporte

16 Copas de Suporte

17 Tubo

18 Invólucro Externo

19 Armação

19a Braçadeiras Concêntricas

19b Braçadeiras Radiais

20 Seções de Ressonância

21 Tipo 3 de Fixação Posterior

22 Abertura de Orifício

Claims (11)

1. Método de configuração de uma orquestra compreendendouma pluralidade de instrumentos musicais "steelpan" de projeto composto,em que a orquestra compreende uma pluralidade de pelo menos quatro ins-trumentos e é capaz de cobrir todo o espectro musical de Gl a B6, uma plu-ralidade de pelo menos oito semitons adicionais, supérfluo para a variaçãode requisito musical de A1 a F6 e em que as superfícies de execução dosditos instrumentos pan de aço são da área Sinstrument<formula>formula see original document page 19</formula> Sbi é a área de uma nota Bi, α é a proporção da área entre as notas conse-cutivas, tipicamente 0,93, η é o número de notas na superfície de execuçãoe, para a superfície de execução na forma de um bojo esférico "mutatis mu-tandis", o raio da dita superfície é r <formula>formula see original document page 68</formula> onde d é a profundidadedo bojo que forma a superfície de execução, e o número de tambores de uminstrumento é fornecido por ntambores ^ Sinstrumento / Ssoprano(a) Para um Soprano-G, onde a profundidade mais confortável éd=24,4cm (10"), com a nota mais baixa A3, J=22 e uma variação de 3 oita-vas, <formula>formula see original document page 68</formula>é pelo menos 4646,4cm2, o raio requerido<formula>formula see original document page 68 </formula>sendo pelo menos de 32,7cm (12,9 polegadas) e ntambores =-1 e, portanto, acomoda um Iayout para o qual a nota mais baixa é mais altado que A3 e em particular a variação de C4 a B6;(b) superfície de execução composta compreendendo uma su-perfície de execução, uma superfície de execução secundária e uma gaxetade isolamento em que a superfície de execução principal é gerada de umaúnica superfície de execução, a dita única superfície de execução sendoproduzida pela depressão do metal de lâmina preferido de forma circular pa-ra a profundidade requerida, o dito metal sendo dotado de um diâmetro depelo menos 66,04 cm (26 polegadas), a dita superfície de execução principalsendo formada pela criação de pelo menos uma abertura de diâmetro de-20,00 cm (8,00 polegadas), a dita abertura sendo entalhada no ponto centralda dita superfície de sustentação de nota, o perímetro da dita abertura sendoentão abaixado em direção oposta para uma profundidade preferida de pelomenos 0,32 cm (0,125 polegadas) e uma determinada largura de pelo me-nos 0,66 cm (0,26 polegadas) e pelo menos um flange circular 0,32 cm(0,125 polegadas) de espessura de diâmetro interno 20,00 cm (8,00 polega-das) e 0,64cm (0,25 polegadas) de largura, o dito flange acima mencionadosendo soldado com micro precisão e fundido, para o perímetro afundado dadita abertura anteriormente mencionada; a dita superfície de execução se-cundária sendo fabricada por primeiro soldando um flange circular de 0,32cm (0,125 polegadas) de espessura de diâmetro interno 20,00 cm (8,00 po-legadas) e 0,64 cm (0,25 polegadas) de largura para um intervalo de metalde lâmina circular de 1,00 mm (0,04 polegadas) de espessura de 20,00 cm(8,00 polegadas) de diâmetro, a dita parte do intervalo de metal de lâminaque não está fixado ao flange sendo então afundado para criar o perfil daforma requerida na dita superfície de execução secundária que é então es-merilhada para atingir o perfil de espessura desejado; as ditas superfícies deexecução secundárias sendo fundidas para encaixar a dita gaxeta de isola-mento entre os fIanges anteriormente mencionados;(c) um rebite circundando o aro da superfície de execução;(d) uma pluralidade de coberturas de nota; e(e) uma pluralidade de pelo menos duas rodas fixadas no rebite,as ditas rodas sendo construídas e tecnicamente dispostas para sustentargiratoriamente o(s) tambor(es).da dita superfície de sustentação de nota, o perímetro da dita abertura sendoentão abaixado em direção oposta para uma profundidade preferida de pelomenos 0,32 cm (0,125 polegadas) e uma determinada largura de pelo me-nos 0,66 cm (0,26 polegadas) e pelo menos um flange circular 0,32 cm(0,125 polegadas) de espessura de diâmetro interno 20,00 cm (8,00 polega-das) e 0,64cm (0,25 polegadas) de largura, o dito flange acima mencionadosendo soldado com micro precisão e fundido, para o perímetro afundado dadita abertura anteriormente mencionada; a dita superfície de execução se-cundária sendo fabricada por primeiro soldando um flange circular de 0,32cm (0,125 polegadas) de espessura de diâmetro interno 20,00 cm (8,00 po-legadas) e 0,64 cm (0,25 polegadas) de largura para um intervalo de metalde lâmina circular de 1,00 mm (0,04 polegadas) de espessura de 20,00 cm(8,00 polegadas) de diâmetro, a dita parte do intervalo de metal de lâminaque não está fixado ao flange sendo então afundado para criar o perfil daforma requerida na dita superfície de execução secundária que é então es-merilhada para atingir o perfil de espessura desejado; as ditas superfícies deexecução secundárias sendo fundidas para encaixar a dita gaxeta de isola-mento entre os fIanges anteriormente mencionados;(c) um rebite circundando o aro da superfície de execução;(d) uma pluralidade de coberturas de nota; e(e) uma pluralidade de pelo menos duas rodas fixadas no rebite,as ditas rodas sendo construídas e tecnicamente dispostas para sustentargiratoriamente o(s) tambor(es).

2. Instrumento musical "steelpan", de acordo com a reivindica-ção 1, em que é efetuada a separação de uma pluralidade de superfície desustentação de nota hemisférica, por justaposição entre os ditos flanges depelo menos uma gaxeta de isolamento, efetuando, por meio disso, uma re-dução resultante no acoplamento de nota durante a estimulação da plurali-dade de áreas de nota independentes nas superfícies de sustentação denota por um fator de pelo menos 0,47 conforme obtido do fator de atenuaçãode energia2. Instrumento musical "steelpan", de acordo com a reivindica-ção 1, em que é efetuada a separação de uma pluralidade de superfície desustentação de nota hemisférica, por justaposição entre os ditos flanges depelo menos uma gaxeta de isolamento, efetuando, por meio disso, uma re-dução resultante no acoplamento de nota durante a estimulação da plurali-dade de áreas de nota independentes nas superfícies de sustentação denota por um fator de pelo menos 0,47 conforme obtido do fator de atenuaçãode energiaonde o bojo secundário é dotado de massa m, ω<formula>formula see original document page 70</formula>é qualquer freqüência sinusoidal de oscilação, e ω = ω0 é a freqüência sinu-soidal de oscilação para qual é requerida atenuação.

3. Instrumento musical "steelpan", de acordo com a reivindica-ção 1, com nota mais baixa A2 com variação de A2 a Ab5 para a qual a áreade superfície de execução é S ^strument =IASbiU1<formula>formula see original document page 70</formula>ou 111OOcm de maneira que o número requerido de tambores seja ntambores = 3, os ditos tambo-res sendo do mesmo raio do tambor Soprano-G, com acomodação adicionalde pelo menos 45 notas cobrindo a variação de nota A2 a F6 em sua super-fície de execução.

4. Instrumento musical "steelpan", de acordo com a reivindica-ção 1, com nota mais baixa Gi com variação de Gi a C#4 para a qual a áreade superfície de execução é Sinstrument ^^^ou 27353cm2 de maneira que o número requerido de tambores seja ntambores = 6, os ditostambores sendo do mesmo raio do tambor Soprano-G.

5. Instrumento musical "steelpan", de acordo com a reivindica-ção 1, no qual uma dualidade de tambores é utilizada em suporte da varia-ção soprano, com 36 notas contíguas, uma nota possível mais baixa éJ = 22+ log2 ou pelo menos 12 semitons de B1, isto é, B2, os ditos tambo-res sendo do mesmo raio do tambor Soprano-G.

6. Instrumento musical "steelpan", de acordo com a reivindica-ção 1, ém que a dita pluralidade de superfícies de sustentação de nota he-misférica são preparadas de metal selecionado do grupo consistindo em a -lumínio e suas ligas, cobre e ligas de cobre, ligas de manganês, magnésio,zircônio, zinco, níquel, titânio, aços de carbono, aços inoxidáveis que sãoaços inoxidáveis austeníticos, estabilizado por nióbio ou titânio que não étrabalhado endurecido.

7. Instrumento musical "steelpan", de acordo com a reivindica-ção 1, e sendo dotado de uma pluralidade de ressonadores de nota subs-tancialmente cilíndricos formando um mecanismo de grupo em que cada umdos ditos ressonadores é fixado em uma área de sustentação de nota inde-pendente, na superfície inferior das superfícies de sustentação de nota he-misférica e em que é incorporado o uso de prendedores mecânicos, paraafixar intercambiavelmente e removivelmente os ditos ressonadores em umrebite rígido, para redução de distorção de forma estática e transiente, con-comitante com a estimulação de modos de torção.

8. Instrumento musical "steelpan" de projeto composto compre-endendo:uma superfície de execução sendo dotada de superfícies de sus-tentação de nota hemisférica e incluído áreas de nota independentes, a pri-meira superfície de sustentação de nota hemisférica definindo uma aberturasendo dotada de um primeiro raio; euma segunda superfície de sustentação de nota hemisféricasendo dotada de um raio externo marginalmente maior do que o primeiroraio, por meio do qual a superfície de sustentação de nota hemisférica se-cundária pode ser inserida na abertura e retida na mesma.

9. Instrumento musical "steelpan" de projeto composto, em que abatida das superfícies de sustentação de nota, o dito projeto minimiza a dis-sonância provocada pelo acoplamento de nota entre as notas, por meio datransferência de energia acústica através de uma teia de suporte e uma re-dução no som produzido pela vibração da dita teia de suporte, em freqüên-cias ressonantes não musicais, através da aplicação de carga de massa.

10. Instrumento musical "steelpan" de projeto composto, em queé utilizado um mecanismo de suspensão na forma dè uma roda de suspen-são, que encaixa em uma copa montada nos braços de um estrado de su-porte e que está posicionada de maneira que toda a roda de suspensão es-teja abaixo do rebite do tambor e que elimina transferência de energia acús-tica indesejada entre o dito instrumento "steelpan" e o estrado de suporte.

11. Método de configuração de uma orquestra compreendendouma pluralidade de instrumentos musical "steelpan" de projeto compostosubstancialmente conforme anteriormente aqui descrito.