CH687485A5

CH687485A5 - Brass instrument with rotary valves.

Info

Publication number: CH687485A5
Application number: CH3693A
Authority: CH
Inventors: Christian Scherz
Original assignee: Willson Musikinstrumentenfabri
Priority date: 1993-01-07
Filing date: 1993-01-07
Publication date: 1996-12-13
Also published as: DE4400215C2; DE4400215A1

Description

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CH 687 485 A5 CH 687 485 A5

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Beschreibung description

Die Blechblasinstrumente mit Drehventilen haben den Vorteil gegenüber den Schiebeventilen (Peri-netventile), dass der Betätigungsweg der Tasten über die Antriebshebel einstellbar ist (einfaches Hebelgesetz). Die Rückstellung der Ventile nach Betätigung erfolgt über eine Rückstellfeder, die nach loslassen des Betätigungshebels das Ventil selbständig zurückstellt. Eine sehr kurze Reaktionszeit der Ventile ist bei der heutigen, weit entwickelten Blastechnik der Blechbläser ein sehr gewichtiges Qualitätsmerkmal eines Blechblasinstrumentes und spielt für dessen Markterfolg eine grosse Rolle. Die Reaktionszeit der Ventile kann verkürzt werden einerseits durch eine härtere Rückstellfeder, andererseits aber durch einen massearmen Rotor. Die Härte der Rückstellfeder ist begrenzt, weil der Bläser die Kraft der Feder beim Betätigen des Ventils überwinden muss, und das ist von der Kraft in den Fingern abhängig. Das Spielen von Blechblasinstrumenten ist heute vermehrt auch eine Domäne der Frauen, womit man die zumutbare Federkraft eher reduzieren als verstärken muss. Somit verbleibt nur die Reduktion der Masse des Ventilrotors durch entsprechende Materialwahl bzw. Verkleinerung der Durchmesser der Drehventile. Die Verkleinerung der Ventildurchmesser ging aber bis heute einher mit einer Verengung des Ventildurchgangs, was die Stimmung (Intonation) und die Ansprache des Blechblasinstrumentes negativ beeinflusst. Grundsätzlich ist es für den Blechblasinstrumentenbauer wünschenswert, im Durchmesser kleinere Ventile zu haben, weil dadurch eine Reihe von Vorteilen entstehen: Das ganze Blechblasinstrument wird leichter. Wenn viele Ventile pro Blechblasinstrument Verwendung finden müssen (z.B bei Waldhörnern und Tuben), wird die Konstruktion und die Herstellung eines Blechblasinstrumentes erst recht ermöglicht, bzw. stark erleichtert und letztlich verbilligt. The brass instruments with rotary valves have the advantage over the slide valves (peri-net valves) that the actuation path of the keys can be adjusted via the drive lever (simple lever law). The valves are reset after actuation via a return spring, which automatically resets the valve when the actuating lever is released. A very short reaction time of the valves is a very important quality feature of a brass instrument in today's, highly developed brass blowing technique and plays a major role in its market success. The response time of the valves can be shortened on the one hand by a harder return spring, on the other hand by a low-mass rotor. The hardness of the return spring is limited because the blower has to overcome the force of the spring when operating the valve, and this depends on the force in the fingers. Playing brass instruments is also increasingly a domain of women today, which means that you have to reduce rather than increase the reasonable spring force. This leaves only the reduction of the mass of the valve rotor by appropriate choice of material or by reducing the diameter of the rotary valves. To this day, the reduction in valve diameter has been accompanied by a narrowing of the valve passage, which has a negative impact on the mood (intonation) and the response of the brass instrument. Basically, it is desirable for the brass instrument maker to have valves that are smaller in diameter because this creates a number of advantages: the entire brass instrument becomes lighter. If many valves have to be used per brass instrument (e.g. in French horns and tubes), the construction and manufacture of a brass instrument is made possible, or greatly facilitated and ultimately cheaper.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Drehventil vorzustellen, das die Anforderung nach einem möglichst kleinen Durchmesser und somit nach einem massearmen Rotor erfüllt, gleichzeitig aber auch einen geometrisch und querschnittmässig perfekten Ventildurchgang hat und somit die bekannten Nachteile der meisten Drehventile ausschliesst: Intonationstrübungen, Ansprache-Probleme. It is the object of the present invention to present a rotary valve which fulfills the requirement for the smallest possible diameter and thus for a low-mass rotor, but at the same time also has a geometrically and cross-sectionally perfect valve passage and thus excludes the known disadvantages of most rotary valves: intonation turbidity, response Problems.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert. The invention is explained below with reference to drawings.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt eines herkömmlichen Drehventils. Fig. 1 shows a section of a conventional rotary valve.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt gemäss A-A von Fig. 1 FIG. 2 shows a section according to A-A of FIG. 1

Fig. 3 zeigt einen Schnitt eines erfindungsgemäs-sen Drehventils. 3 shows a section of a rotary valve according to the invention.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt gemäss B-B von Fig. 2 FIG. 4 shows a section according to B-B of FIG. 2

Man erkennt in Fig. 1 ein herkömmliches Drehventil mit 4 Rohransätzen 1, 2, 3, 4, die Ventilbüchse 5 und den Ventilrotor 6. In Fig. 2 sieht man, dass der innere Querschnitt des Ventildurchgangs 9 bei den Rohranschlüssen gegenüber den Rohren 1, 2, 3, 4 grösser, bzw. im Bereiche der Übergänge 8 kleiner ist. Der Durchmesser des Rotors 6 ist kleiner als 2 mal der theoretische Ventildurchgang (entsprechend den Querschnitten der Rohransätze) inklusive der Trennwand zwischen den beiden Ventildurchgängen. Um den sich ergebenden Querschnittsfehler auszugleichen wird die Ventildurchgangsbohrung grösser gemacht als die Bohrungen in den Rohransätzen. Dadurch befindet sich ein Teil der Durchgangsbohrung 9 des Rotors ausserhalb des Rotors, d.h. die Bohrungen dehnen sich radial aus. Der Ventildurchgang 9 ist demnach vom Rotor nicht umschlossen. Diese Konstruktion wurde so gewählt, weil damit bereits eine Durchmesserreduktion des gesamten Ventils realisiert werden konnte. Die Auswirkungen auf die Ventilgeometrie sind folgende: Es ergeben sich die Stufen 7 und 8, sowie die Flächen 7a, beim Übergang Rohransätze 1, 2, 3, 4 zu Ventildurchgang 9. Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass die Ansprache des Blechblasinstrumentes deutlich verschlechtert wird, weil die genannten Übergänge bzw. Flächen den Schallwellen beim Passieren des Ventildurchgangs beträchtliche Anteile an Energie entziehen, die durch grössere Anstrengungen seitens des Bläsers wieder ausgeglichen werden muss. Die ungleichen Querschnitte von Ventildurchgang und Rohransätzen beeinflussen die Stimmung (Intonation), weil der Verlauf der Querschnitte im Blechblasinstrument dessen Stimmung direkt bestimmt. 1 shows a conventional rotary valve with 4 pipe attachments 1, 2, 3, 4, the valve sleeve 5 and the valve rotor 6. In FIG. 2 it can be seen that the inner cross section of the valve passage 9 in the pipe connections compared to the pipes 1, 2, 3, 4 larger, or smaller in the area of the transitions 8. The diameter of the rotor 6 is less than 2 times the theoretical valve passage (corresponding to the cross sections of the tube attachments) including the partition between the two valve passages. In order to compensate for the resulting cross-sectional error, the valve through hole is made larger than the holes in the pipe lugs. As a result, part of the through hole 9 of the rotor is located outside the rotor, i.e. the holes expand radially. The valve passage 9 is therefore not enclosed by the rotor. This design was chosen because it was already possible to reduce the diameter of the entire valve. The effects on the valve geometry are as follows: there are levels 7 and 8, as well as areas 7a, at the transition from pipe lugs 1, 2, 3, 4 to valve passage 9. It is readily apparent that the response of the brass instrument is significantly deteriorated , because the above-mentioned transitions or surfaces deprive the sound waves of considerable amounts of energy when passing through the valve passage, which has to be compensated for again by greater efforts on the part of the fan. The unequal cross-sections of valve passage and tube attachments influence the tuning (intonation) because the course of the cross-sections in the brass instrument directly determines its tuning.

In Fig. 3 und 4 ist ein erfindungsgemässes Drehventil dargestellt. Man erkennt die 4 Rohransätze 10, 11, 12, 13, die Ventilbüchse 14 und den Ventilrotor 15. Die Ein- und Ausgangsbohrungen 20 in den Ventilrotor 15 sind im Durchmesser mit den Innendurchmessern der Rohransätze 10, 11, 12, 13 identisch. Diese Ein- und Ausgangsbohrungen 20 gehen stufenlos in eine ovale Bohrung über und bilden so die vom Rotor ganz umschlossene Durchgangsbohrung 18. Die Querschnittsdifferenz gegenüber den Rohransätzen wird so kompensiert, dass die Höhe des Ovals sich in achsialer Richtung des Ventilrotors entsprechend ausdehnt. Die Breite des Ovals ist so bemessen, dass die beiden Ventildurchgänge 18 und die Trennwände 17 und 19 zusammen den Durchmesser des Rotors 15 ergeben. Es gibt keine störenden Übergänge bzw. Flächen zwischen den Rohransätzen und den Ventildurchgängen. Der minimal erzeugbare Durchmesser der Ventile ist nur noch abhängig von der gewünschten Breite der Dichtfläche 16. Der ovale Ventildurchgang hat keinen Einfluss auf die Ausbreitung der Schallwellen im Innern des Instrumentes, weil keine Querschnittsveränderung erzeugt wird. 3 and 4, a rotary valve according to the invention is shown. One recognizes the 4 pipe lugs 10, 11, 12, 13, the valve sleeve 14 and the valve rotor 15. The inlet and outlet bores 20 in the valve rotor 15 are identical in diameter to the inner diameters of the pipe lugs 10, 11, 12, 13. These inlet and outlet bores 20 change continuously into an oval bore and thus form the through bore 18 which is completely enclosed by the rotor. The cross-sectional difference with respect to the tube attachments is compensated in such a way that the height of the oval expands accordingly in the axial direction of the valve rotor. The width of the oval is dimensioned such that the two valve passages 18 and the partition walls 17 and 19 together give the diameter of the rotor 15. There are no annoying transitions or areas between the pipe lugs and the valve passages. The minimum diameter of the valves that can be generated is only dependent on the desired width of the sealing surface 16. The oval valve passage has no influence on the propagation of the sound waves inside the instrument, because no change in cross-section is produced.

Claims

Claim

Brass instrument with rotary valves, characterized in that the rotary valve has inlet and outlet bores (20) in a valve rotor (15), the diameters of which are identical to the inner diameters of tube attachments (10, 11, 12, 13) and valve passages (18) through the Has valve rotor (15), the cross sections of which are oval in the axial direction and are identical to the cross sections of the tube attachments (10, 11, 12, 13) and are completely enclosed by the valve rotor (15) (17, 19).

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